Здавалка
Главная | Обратная связь

Приведите примеры атомов, имеющих такую же электронную конфигурацию валентных электронов, как в) и а)

А) 6s и 7s

Б) 4f и 5d

В) 3d и 3s.

Приведите примеры атомов, имеющих такую же электронную конфигурацию валентных электронов, как в) и а)

Решение:

Энергия атомной орбитали определяется суммой главного и орбитального квантовых чисел. Главное квантовое число n определяет электронный уровень и обозначается цифрами:1,2,3,4 и. т.д. Орбитальное квантовое число l принимает все целочисленные значения от 0 до (n-1).

Орбитальное квантовое число 0 1 2 3 4

Подуровень s p d f g

Сравним энергии атомных орбиталей по сумме главного и орбитального квантовых чисел (n+l).

а) 6s и 7s. 7s-орбиталь обладает большей энергией, чем 6s, т.к. обладает большей суммой квантовых чисел. 7s = 7+0=7 > 6s =6+0=6

б) 4f и 5d. 4f (n=4, l=3) = 4+3=7; 5d (n=5,l=2) = 5+3 = 7. Следовательно, данные орбитали 4f и 5d обладают одинаковой энергией.

в)3d и 3s. 3d (n=3, l=2) = 3+2=5; 3s (n=3, l=0) = 3+0=3. 3d-орбиталь обладает большее энергией, чем 3s.

Примеры атомов с конфигурацией валентных электронов, включающих:

· 3d-орбиталь:

21Sc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2

22Ti 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

· 3s-орбиталь:

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1
12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2

· 6s – орбиталь:

Cs …6s1

Ba …6s2

· 7s – орбиталь:

Fr …7s1

Ra …7s2

25. Молекула SO3 имеет плоскостную структуру, а SO2Cl2 - объемную (тетраэрд). Какой вывод можно сделать о характере расположения гибридных орбиталей в пространстве.

Решение:

В молекуле SO3 атом серы образует три ковалентные связи с атомами кислорода. Все три связи равноценны, тип гибридизации атомных орбиталей атома серы sp2. Образовавшиеся три sp2–гибридные орбитали располагаются в пространстве под углом 120˚, поэтому молекула SO3 представляет собой плоский треугольник:

В молекуле SO2Cl2 атом серы образует две ковалентные связи с атомами кислорода и две ковалентные связи с атомами хлора. Связи с кислородом и хлором неравноценны, поэтому гибридные орбитали располагаются в пространстве на максимальном удалении друг от друга (угля между орбиталями в данном случае разные):

Вывод: Гибридные орбитали должны более полно перекрываться с орбиталями другого атома при образовании связи и должны располагаться в пространстве таким образом, чтобы быть максимально удаленными друг от друга.

 

40. В горах влажная одежда может сыграть роковую роль. Предположим, что одежда, в которой вы вымокли, впитала 1 кг Н2О, и холодный ветер высушил её. Какое количество потерянной теплоты необходимо возместит организму? Сколько (грамм) глюкозы нужно употребить, чтобы возместить эту потерю?

Решение:

1. Определим количество моль содержит 1 кг воды:

=55,6 моль.

2. Тепловой эффект испарения воды вычислим по закону Гесса:

∆Н˚(Н2О(ж))→∆Н˚ (Н2О(г))

∆Н˚(Н2О(ж)) = – 286 кДж/моль, ∆Н˚(Н2О(г)) = – 242 кДж/моль.

Тепловой эффект перехода воды в пар равен:

∆Н1 = ∆Н˚ (Н2О(г)) – ∆Н˚ (Н2О(ж)) = –242– (–286) = 44 кДж/моль.

44кДж/моль требуется для испарения 1 моль воды, тогда для испарения 55,6 моль воды требуется 55,6 моль∙44 кДж/моль = 2246,4 кДж. Следовательно, количество теплоты, которое необходимо возместить организму 2246,4 кДж.

3. Вычислим, сколько энергии выделяется при сгорании (расщеплении в организме) 1 моль глюкозы по реакции:

С6Н12О6(к) + 6О2 = 6СО2(г) + 6 Н2О(ж).

∆Н2 = ∆Н˚ продуктов – ∆Н˚реагентов

∆Н2 = [6∆Н˚(Н2О(ж)) + 6∆Н˚(СО2(г))] – ∆Н˚( С6Н12О6(к))

Cтандартные теплоты образования веществ (таблица 2):

∆Н˚(СО2(г)) = –393 кДж/моль; ∆Н˚( С6Н12О6(к)) = –1273 кДж/моль.

∆Н2 = [6∙(-286)+ 6∙(-393)] – (-1273) = –2801 кДж/моль.

Т.к. ∆Н2 < 0, то реакция экзтермическая, т.е. в результате окисления 1 моль глюкозы высвобождается 2801 кДж теплоты.

4. Составим пропорцию

При сгорании 1 моль С6Н12О6 образуется 2801 кДж теплоты

При сгорании х моль С6Н12О6 образуется 2246,4 кДж теплоты.

х=2246,4/2801= 0,8 моль глюкозы требуется для возмещения потери организма на испарение 1 кг воды. Масса 0,8 моль глюкозы: m(С6Н12О6) = n(С6Н12О6)∙M(С6Н12О6) = =0,8моль∙180 г/моль=144г.

Ответ: при испарении 1 кг воды организм расходует 2246,4 кДж теплоты, для восполнения данной потери необходимо употребление 144 грамм глюкозы.

 

70. В медицинской практике применяют 10% раствор аммиака (нашатырный спирт) для вывода из обморочного состояния. Определите рН этого раствора, если ρ=0,958 г/мл (степень диссоциации NH4OH= 0,01).

Дано: ω%(NH4OH)=10% ρ=0,958 г/мл α(NH4OH) = 0,01 Найти: рН = ?

Решение:

Рассчитаем концентрацию аммиака в растворе по формуле:

.

Т.к и mр-ра / Vр-ра= ρр-ра, то расчётная формула примет вид:

;

.

Подставив известные значения, получим:

В растворе гидроксид аммония диссоциирует по уравнению:

NH4OH↔ NH4+ + OH-

При диссоциации 1 моль NH4OH образуется 1 моль OH-.

Реальная концентрация гидроксид - ионов в растворе с учетом степени диссоциации составляет:

[OH-] = α∙c(NH4OH)

[OH-] = 0,01∙2,74=0,0274 моль/л.

Тогда рОН = – lg [OH-] = – lg 0,0274 = 1,56.

Следовательно, рН раствора равен

рН = 14–рОН = 14–1,56 = 12,44.

Ответ: рН = 12,44.

 

 

85. Плотность 40% раствора HNO3 равна 1,25 г/мл. Рассчитайте молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора.

Дано: ω%(HNO3)=40% ρ=1,25 г/мл Найти: Cm(HNO3) CH(HNO3)

Решение:

Массовая доля показывает, какая масса растворенного вещества
содержится в каждых ста граммах раствора:

Из условия задачи следует, что в каждых 100 г раствора содержится 40 г азотной кислоты. Молярная концентрация показывает количество моль растворенного вещества в каждом литре раствора:

,

где n – количество (моль) растворенного вещества, которое можно
определить по формуле:

n = m(HNO3)/M(HNO3)

Объединив формулы получим:

,

V(p-pa)= mр-ра / ρр-ра = 100г / 1,25 г/мл = 80 мл=0,08 л

Тогда молярная концентрация 40% раствора азотной кислоты равна:

=7,94 моль/л.

Азотная кислота является одноосновной, поэтому молярная масса равна молярной массе эквивалента.

М(HNO3) = МЭ(HNO3),

Следовательно,

CМ(HNO3)=CH(HNO3)=7,94 моль/л

 

Ответ: CМ(HNO3) = CH(HNO3) = 7,94 моль/л.

 

100. Произведение растворимости MgS при 25˚С равно 2,0∙10-15. Образуется ли осадок при смешении равных объемов 0,0004М раствора Mg(NO3)2 и 0,0006М раствора Na2S? Степень диссоциации электролитов принять равными единице.

Решение:

При смешении равных объемов растворов, концентрации реагирующих веществ уменьшаются вдвое:

С’(Mg(NO3)2) = 0,0004/2 = 0,0002М

С’(Na2S) = 0,0006/2 = 0,0003М.

При диссоциации нитрата магния по уравнению Mg(NO3)2↔ Mg2+ + 2NO3-концентрация ионов магния равна концентрации соли

С(Mg2+)= С’(Mg(NO3)2) = 0,0002M.

При диссоциации сульфида натрия по уравнению Na2S↔2Na++ S2- концентрация сульфид-ионов равна концентрации соли

С(S2-)=С’(Na2S)=0,0003M.

Условием выпадения осадка сульфида магния является ИП>ПР

Сульфид магния диссоциирует согласно уравнению MgS↔ Mg2+ + S2-

ИП = С(Mg2+)∙ С(S2-)= 0,0002∙0,0003=6,0∙10-8.

Т.к. 6,0∙10-8>2,0∙10-15, то осадок выпадет.

115. Хлорид натрия какой массы необходимо растворить в воде объемом 200 мл, чтобы получить раствор, изотоничный крови человека (αNaCl= 1, ρ=1г/мл, R=0,082 атм∙л/моль∙К).

Решение:

Раствор хлорида натрия с массовой долей ω(NaCl) =0,9% является
изотоничным крови человека, так как он создает такое же осмотическое давление (7,7 атм.). Следовательно, массовая доля NaCl в растворе должна быть равна 0,9%, а осмотическое давление 7,7 атм. при температуре 37˚С (нормальная теипература тела человека). Хлорид натрия в растворе диссоциирует на ионы:

NaCl ↔ Na+ +Сl- (m=2)

По закону Вант-Гоффа осмотическое давление вычисляется по формуле:

Росм(NaCl)=iCRT

Молярная концентрация в свою очередь равна:

C(NaCl) = = 0,15 моль/л.

Масса хлорида натрия в растворе с концентрацией 0,15 моль/л объемом 200 мл (0,2л) равна

m(NaCl) = C(NaCl)∙M(NaCl)∙Vp-pa = 0,15∙58,5∙0,2 = 1,755г.

 

Ответ: m(NaCl)=1,755г.

130. Составьте молекулярные и сокращенные молекулярно-ионные уравнения реакций гидролиза следующих солей (если это возможно):

Na3PO4, NaCl, Ba(NO2)2.

Решение:

Na3PO4соль, образованная катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу по аниону преимущественно по первой ступени:

Na3PO42О ↔Na2HPO4 + NaOH

3Na+ + PO43- + H2O ↔3Na+ + HPO42- + OH-

PO43- + H2O ↔HPO42- + OH-

NaCl – соль, образованная катионом сильного основания и анионом сильной кислоты, гидролизу не подвергается.

Ba(NO2)2 соль, образованная катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу по аниону преимущественно по первой ступени:

Ba(NO2)2+2Н2О ↔2HNO2 + Ba(OH)2

Ba2+ + 2NO2-+2Н2О ↔2HNO2 + Ba2++2OH-

2NO2-+2Н2О ↔2HNO2+2OH-

Список используемой литературы

 

1. Ахметов Н.С., Общая и неорганическая химия, М.:Высшая школа, 2008 – 742с.

2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для медицинских вузов. Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др., 8 изд., - М.: Высш.шк., 2010. - 560 с.

3. Сборник задач и упражнений по общей химии. Учебное пособие. С.А. Пузаков, В.А. Попков, А.А. Филиппова. М. : Высшая школа., 4 изд. 2010. - 255 с.

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.