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 · 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).
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.
Решение: Массовая доля показывает, какая масса растворенного вещества 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 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 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: Na3PO4–соль, образованная катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, подвергается гидролизу по аниону преимущественно по первой ступени: Na3PO4+Н2О ↔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.
|