Chemistry48.Ru

Задача 1. Определите, как изменяется прочность соединений в ряду: HF, НСl, НВr, HI.

Решение. У этих двухатомных молекул прочность связи зависит от длины связи. А поскольку радиус атома при переходе от фтора к иоду возрастает, то длина связи Н - галоген в этом направлении возрастает, т.е. прочность соединений при переходе от фтора к иоду уменьшается.

Задача 2. Сколько электронов и протонов содержат следующие молекулы и ионы: а) AlH₄^- ; б) NF₃?

Решение

а) Число протонов в атоме элемента равно порядковому номеру элемента, поэтому атом алюминия содержит 13 протонов, атом водорода - один протон. Всего в ионе содержится 17 протонов. Заряд иона равен -1, поэтому число электронов на единицу превышает число протонов и равно 18.

б) Атом азота содержит 7 протонов, атом фтора - 9 протонов. Всего в молекуле NF₃ содержится 7+3•9 = 34 протона. Заряд молекулы равен 0, поэтому число электронов равно числу протонов.

Ответ. а) 17 протонов, 18 электронов; б) 34 протона, 34 электрона.

Задача 3. Каковы валентность и степень окисления азота: а) в азотной кислоте; б) в хлориде аммония?

Решение.

	 O
        //
H - O - N 
        \\
         O 

Распаривание 2s-электронов азота требует очень большой затраты энергии и практически не происходит. Атом азота в азотной кислоте имеет валентность IV. Три ковалентные связи N-О образованы за счет неспаренных электронов, и одна - за счет неподеленной пары электронов азота. Структурную формулу азотной кислоты можно писать так:

          O
         /                      
H - O - N 
        \\
         O 

где стрелочка обозначает донорно-акцепторную связь. Степень окисления водорода равна +1, кислорода -2, а сумма степеней окисления атомов в молекуле равна 0, поэтому на долю атома азота приходится условный заряд +5.

б) Валентность азота в ионе равна IV. Три ковалентные связи N-Н образованы за счет неспаренных электронов азота, и одна - за счет неподеленной пары электронов.

Степень окисления водорода равна +1, а сумма степеней окисления атомов в ионе равна заряду иона (-1), поэтому на долю атома азота приходится условный заряд -3.

Ответ. а) валентность IV, степень окисления +5. б) валентность IV, степень окисления -3.

Задача 4. Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: К₂MnО₄; Ba(ClO₃)₂; F₂O; Ca(NO₂)₂; H₂SiF₆; H₂O₂; Cr₂(SO₄)₃.

Решение. Используем следующие правила определения степеней окисления: 1) сумма степеней окисления атомов в молекуле равна 0; 2) степень окисления Н равна +1 в соединениях с неметаллами; 3) степень окисления О равна -2, кроме соединений со фтором и перекисных соединений; 4) степень окисления F фтора равна -1; 5) степень окисления металла равна заряду иона металла. Используя эти правила, находим:

1) K₂MnO₄: K⁺¹, Mn⁺⁶, O^-2;

2) Ba(ClO₃)₂: Ba⁺², Cl⁺⁵, O^-2;

3) F₂O: F^-1, O⁺²;

4) Ca(NO₂)₂: Ca⁺², N⁺³, O^-2;

5) H₂SiF₂: H⁺¹, Si⁺⁴, F^-1;

6) H₂O₂: H⁺¹, O^-1;

7) Cr₂(SO₄)₃: Cr⁺³, S⁺⁶, O^-2.

Задача 5. Приведите структурную формулу 3-аминобензойной кислоты. Укажите характер химических связей, валентности и степени окисления элементов.

Решение. Все связи в молекуле 3-аминобензойной кислоты - ковалентные полярные, кроме связей С-С в бензольном кольце, которые являются ковалентными неполярными:

Валентности элементов равны: С - IV, О - II, Н - I, N - III. Степени окисления: Н⁺¹, О^-2, N^-3. Степени окисления атомов углерода различны. Атомы С в бензольном кольце при связях С-Н имеют степень окисления -1 (т.к. углерод - более электроотрицательный элемент, чем водород), атом С при связи С-N имеет степень окисления +1 (азот более электроотрицателен, чем углерод), атом С при связи С-С - степень окисления 0 (связь между одинаковыми атомами). Наконец, атом С в группе СООН связан тремя связями с более электроотрицательными атомами О и имеет степень окисления +3.