Водневий зв’язок

Під час сполучення атома водню з сильно електронегативним елементом (фтором, киснем, азотом тощо) може утворитися ще один додатковий зв’язок – водневий. Він виникає між електронегативними елементами сусідніх молекул за допомогою атома водню. Не ослаблюючи зв’язку з атомом елемента, з яким він утворює полярний ковалентний зв’язок, атом водню притягує електрони від іншої молекули. Цю здатність атома водню можна пояснити його малим розміром і здатністю проникати в електронні оболонки інших атомів. Наприклад:

+ - + - + - + - + - + -

H – F … H – F … H – F … H – F … H – F … H – F.

Водневі зв’язки зумовлюють утворення асоціатів багатьох сполук, що мають сильно поляризовані сполучення. Вода, аміак, спирти та інші рідини, де в сполуках атом водню зв’язаний з електронегативним атомом іншого елементу, відрізняються здатністю до асоціації. Асоціацією зумовлено підвищення температур плавлення, кипіння і теплоти пароутворення речовин.

Металічний зв’язок

Природу хімічного зв’язку в металах можна пояснити, виходячи з двох характерних особливостей металів, які відрізняють їх від як від ковалентних так і від іонних сполук. Метали, по-перше, порівняно з іншими речовинами проявляють високі електро- і теплопровідність, по-друге, за звичайних умов вони є кристалічними речовинами. З першої особливості металів можна зробити висновок, що частина електронів може переміщуватись по всьому зразку металу, з другої – що атоми металу не сполучені один з одним локалізованими двохелектронними зв’язками , оскільки валентних електронів атома металу недостатньо для утворення подібних зв’язків з усіма сусідніми атомами.

Таким чином, металічний зв’язок виникає за разунок електростатичного притягування між іонами металу і узагальненими електронами всіх атомів металу.

Завдяки особливостям металічного зв’язку, метали володіють такими фізичними властивостями, як теплопровідність, електропровідність, пластичність, ковкість, міцність.

Контрольні завдання

1. Обчисліть масову частку %, елементів, що входять до сполук: а/ ортофосфатна кислота; б/ гідроксид кальцію; в/ гідоксо-карбонат алюмінію.

2. До розчину, який містить 0,5 моль їдкого калію, долили розчин, який містить 0,76 моль азотної кислоти. Скільки грамів і якої речовини не прореагувало?

3. При плавлені оксиду олова /IV/ з їдким натром утворюється соль металооловяної кислоти і води. Обчисліть маси реагентів, необхідних для реакції, якщо утворюється 24,8 г Na₂SnO₃.

4. Під час випалення піриту протікає реакція

4FeS₂+H₂O2Fe₂O₃+8SO₂

Обчисліть об’єм оксиду сірки /IV/ /н.у./ і масу оксиду заліза /III/, які утворюються із 10 кг піриту, який містить 5% домішок.

5. Обчисліть масу заліза, яке можна одержати із 2 т залізної руди, яка містить 86% Fe₂O₃, якщо в якості відновника використовується кокс /вуглець/.

6. Молекула речовини має масу 1,66. 10^-22г. Чому дорівнює а/ молярна маса, б/ маса 0,5 моль речовини?

7. Який об’єм при н.у. займають 2,69-10²² молекул газа? Визначте моляру масу газу, якщо обчислений об’єм має масу 1,25г.

8. Із 1,35г оксиду метал одержується 3,15 г нітрату. Обчисліть молярну масу еквіваленту металу.

9. В 2,48 оксиду одновалентного металу міститься 1,84 г метану. Чому дорівнюють молярна і атомна маса метану?

10. Із 3,31 г нітрату метану одержується 2,78 г його хлориду. Обчисліть молярну масу еквіваленту метану.

11. Під час спалювання магнію в надлишок кисню утворюється 8,0 г M₂O. Визначте число еквівалентів і об’єм кисню /н.у./ , які при цьому витрачені.

12. Вміст хлору / M_3Cl=35,5г/моль/ в 10,3 хлориду титану складає 7,1 г. Обчисліть молярну масу еквіваленту і валентність титана. Складіть формулу сполуки.

13. Молярна маса фосфату тривалентного металу 342г/моль. Назвіть формулу солі, якщо молярна маса еквіваленту фосфату метану 57г/моль.

1.14. Що таке ізотопи? Скільки протонів, нейтронів і електронів міститься в ізотопах кальцію: а/ Ca; б/Ca; в/Ca?

15. Мідь в природі зустрічається у вигляді ізотопів з масовими числами Cu іCu,вміст яких складає 73 і 27% відповідно. Обчисліть середню атомну масу елементу міді.

16. Які значення може приймати головне квантове число n? При яких значеннях n електрон володіє найбільшою і найменшою енергією?

17. Яке квантове число характеризує форму атомних орбіталей? Вкажіть максимально можливе число електронів на орбіталях: а/ p; б/ d; в/ f.

18. Розташуйте атомні орбіталі: 4s, 3d, 4d, 5s, 4p, в порядку зростання їх енергії. Наведіть обґрунтування.

19. Які атомні орбіталі заповнюються електронами раніше: а/ 4s або 3d; б/ 5p або 4d; в/ 5d або 4f ? Відповідь поясніть.

20. Які властивості електрона характеризує спінове квантове число? Чому дорівнює сумарний спін для п’яти електронів на d-орбіталі?

21. Складіть електронні формули атомів елементів: а/ алюмінію, б/ хрому, в/ цезію.

22. Атомами яких елементів і яким станам /нормальному або збудженому/ відповідають слідуючі формули: а/ 2s²2s¹ 2p¹ б/ 3s²3p² 3s¹ в/ 4s²4p⁵4s²4p³4d²?

23. Складіть електронні формули: а/ атому стронція, б/ іона хрому Cr³⁺ , іон хлору Cl^-,

24. Складіть електронні формули: а/ атому заліза, б/ йону сірки S^2- в/ йону міді Cu²⁺.

25. Електронна конфігурація атома елементу виражається формулою 1s² 2s² 2p² 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵. Вкажіть положення елементу в періодичній таблиці /період, ряд, група, підгрупа/, а також його найвищий та найнищий ступені окислення.

26. Що таке енергія йонізації? Як залежить енергія йонізації /І/ від атомного номера для елементів IА і IIА груп періодичної системи. Встановіть закономірність.

27. Що таке електронегативність? Як залежить електронегативність від атомного номера для елементів VIIА групи періодичної системи? Відповідь поясніть на конкретних прикладах.

28. Що таке орбітальний радіус і як впливає збільшення радіуса атома на проявлення металічних властивостей простих тіл в межах головних підгруп періодичної системи? Відповідь поясніть на конкретних прикладах.

29. Складіть електронні формули атомів ренію і марганцю. У якого з елементів переважає енергія іонізації більше.

30. Який взаємозв’язок між електронною структурою атомів і їх положенням в періодичній системі.

31. У якого з елементів-кальцію або цинку-більш виражені металічні властивості? Відповідь обґрунтуйте на основі аналізу електронних формул Ca і Zn.

32. До якого сімейства /s, p, d, f / належить елементи з атомними номерами 24 і 54. Визначте їх положення в періодичній системі Д.І. Менделєєва /період, група, ряд, підгрупа/.

33. Визначте положення сірки і хрому періодичні системі Д.І. Менделєєва /період, група, ряд, підгрупа/. Хром-металічний елемент, сірка належить до неметалів. Поясніть різницю, виходячи із електронної будови атомів.

34. Дані елементи Co, I, Sn, Cs, S. Розташуйте їх в порядку зростання: а/ атомних мас, б/ атомних радіусів, в/ зарядів ядер атомів, г/ металічних властивостей.

35. Розподіліть електрони атому фосфору по квантовим коміркам. Скільки неспарених електронів може бути у атома фосфору в нормальному і збудженому стані, Яку валентність при цьому проявляє фосфор?

36. Розподіліть електрони атому хлору по квантовим коміркам. Скільки неспарених електронів може бути у атома хлору, в нормальному і збудженому стані, Яку валентність хлор при цьому проявляє?

37. Розподіліть електрони атому вуглецю по квантовим коміркам. Скільки неспарених електронів може бути у атома вуглецю, в нормальному і збудженому стані, Яку валентність вуглець при цьому проявляє?

38. Опишіть, що означають кількісні характеристики хімічного зв’язку: довжина, енергія, кратність, валентний кут, полярність?

39. Що таке енергія, довжина, кратність зв’язку? Який взаємозв’язок між ними? Наведіть приклади сполук з кратними зв’язками.

40. Який хімічний зв’язок називають ковалентним? Як можна пояснити направленість і насичуваність ковалентного зв’язку?

41. Які ковалентні зв’язки називаються, - і- зв’язками? Який метод валентних зв’язків пояснює будову молекули кисню?

42. Який ковалентний зв’язок називається полярним? Що слугує кількісною мірою полярного ковалентного зв’язку? Користуючись таблицею Менделєєва визначте, який із зв’язків найбільш полярний: а/ О-Н б/ O-CL в/ O-Br г/ O-I/

43. Який механізм утворення ковалентного зв’язку називається донорно-акцепторним? Розгляньте утворення складних іонів NH₄⁺ і BF^-₄.

44. Що таке гібридизація атомних орбіталей? Яке просторове розташування відносно центрального атому гібридних орбіталей sp, sp²,sp³?

45. Який хімічний зв’язок називається іонним і як він утворюється? В чому проявляється ненаправленість і ненасичуваність іонного зв’язку? Вкажіть молекулу, в якій частка іонного зв’язку максимальна: a/ KCl б/ CaCl₂ в/ CaCl₃; GeCl₄.

46. В чому відмінність іонного зв’язку від ковалентного? Наведіть по одному прикладу сполук з ковалентним неполярним, ковалентним полярним і іонним зв’язками. В якій із молекул частка ковалентного зв’язку максимальна, а іонного мінімальна: a/ NaH, б/ AlH₃, в/ PH₃?

47. Який хімічний зв’язок здійснюється в металах? Як він утворюється? Чи характеризується направленістю хімічний зв’язок, який виникає в металах?

48. Які фізичні властивості металів обумовлені металічним хімічним зв’язком? Відповідь поясніть.

49. Вкажіть центральний іон-комплексоутворювач і назвіть комплексні сполуки: a/ ; б/; в/.

50. У сполуці вкажіть: а/ комплексноутворювач, б/ координаційне число в/ ліганди. Назвіть комплексну сіль. , ,<,,

МОДУЛЬ 2.