Упражнения для самостоятельной работы

3.3.1. Исходя из закономерностей изменения электроотрицательно- сти элементов в периодической системе определите знак из-

быточного заряда (δ+ или δ-) вблизи ядра каждого из атомов молекул Cl₂, HCl, NaCl. Какая из связей наиболее полярна?

3.3.2. Какая из следующих связей более полярна? 1) F—F; 2) Н—С1; 3) Н—I; 4) Р—С1; 5) C1—I?

3.3.3. Чему равна валентность фосфора, обусловленная неспарен- ными электронами (спинвалентность) в нормальном и воз- бужденном состояниях?

3.3.4. Сколько ковалентных связей в молекуле H₂Se? Полярна ли каждая из связей в молекуле H₂Se? К ядру какого из атомов в молекуле H₂Se смещены электронные облака, обеспечиваю- щие связь?

3.3.5. Если имеет место гибридизация в молекуле H₂Se, то каков ее тип? Каков угол между направлениями связей в молекуле H₂Se? Полярна ли молекула H₂Se?

3.3.6. Какую пространственную конфигурацию имеют молекулы ВеН₂, BF₃, SiH₄, PCI₅, SF₆? Какой тип гибридизации валентных орбиталей осуществляется в этих молекулах?

3.3.7. Сколько s- и p-связей в молекуле SiO₂?

3.3.8. Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строе- ние молекулы H₂S и линейное молекулы СО₂?

3.3.9. Какой тип гибридизации орбиталеи атома фосфора осуществ- ляется в молекуле PF₅? Какова пространственная конфигура- ция этой молекулы?

3.3.10. К какому типу химической связи можно отнести связь меж- ду каждой парой атомов в соединениях. В случае ковалент- ной полярной связи покажите направление смещения элек- тронной плотности общих электронных пар. Ca(OH)₂, KNO₃, Ca(HS)₂, Al(OH)₂Cl, HNO₂, Cl₂, MgSO₃, Na₂O_{2 .}

3.3.11. Какие из следующих пар элементов должны образовывать ионные соединения: a) Na и О; б) Р и S; в) Rb и F; г) С и О; д) Ва и С1; е) N и С1?

3.3.12. Какие типы кристаллических решеток характерны для следу- ющих веществ: СН₄, Na₂S, NaBr, Ge, Be, O₂?

3.3.13. Укажите тип кристаллической решетки приведенных веществ: кремний, хлорид калия, железо, алмаз, нитрат калия. Назовите частицы, находящиеся в узлах решетки и характер взаимо- действия между ними.

3.3.14. Приведите схемы перекрывания атомных орбиталей в молеку- лах. Сделайте вывод о геометрической форме и полярности молекул: F₂, BCl₃, CH₄, NF₃, HF, H₂Te.

3.3.15. Расположите следующие молекулы в порядке возрастания в них полярности химической связи: H₂Se, HF, NH₃, Н₂О и

О₂.Ответ мотивируйте.

3.3.16. Какой тип гибридизации орбиталей атома бора осуществляет- ся в комплексном ионе [BF₄]‾? Какова пространственная кон- фигурация этого иона? Какие химические связи имеются в ионе? Укажите донор и акцептор.

3.3.17. На примере образования иона фосфония [PH₄]⁺ объясните донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.

3.3.18. Существование каких из приведенных ниже молекул, соглас- но теории ВС, невозможно: a) NF₅; 6)NF₃; в)POF₄; г) SF₇; д) IС1₃;е)РОС1₃?

3.3.19. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулярного иона Н₂‾ и молекулы Н₂ по методу молекулярных орбиталей (МО). Где энергия связи больше? Почему?

3.3.20. Как метод МО объясняет устойчивость иона Не₂⁺ и невоз- можность существования молекулы Не₂?

3.3.21. С помощью метода МО определите, возможно ли существова- ние молекулярного иона O₂‾? Какова кратность связи в моле- кулярном ионе O₂‾? Сколько неспаренных электронов в мо- лекулярном ионе O₂^– и каковы его магнитные характеристики (диамагнетик или парамагнетик)?

3.3.22. Сколько электронов находятся на связывающих и разрыхля- ющих орбиталях в молекуле О₂?

3.3.23. Какова кратность связи в молекулярном ионе О₂⁺?

3.3.24. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы F₂ по методу МО. Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле'?

3.3.25. С помощью метода МО определите, как удаление электрона из молекулы F₂ скажется на прочности связи в ней?

3.3.26. Существует ли молекула СlO? Ответ поясните с точки зрения метода MO.

3.3.27. Нарисуйте энергетическую схему строения молекулы N₂ в методе МО. Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле? Какая форма записи отражает электронную конфи- гурацию этой молекулы?

3.3.28. На основе метода МО составьте энергетические диаграммы следующих частиц: NO⁺, NO и NO^-. Сравните порядок и энергию образующихся связей.

3.3.29. Какова кратность связи в молекуле N₂ и молекулярном ионе NO⁺?

3.3.30. Какая из молекул НС1, HBr, HI имеет наибольший момент ди- поля? Почему?

3.3.31. Почему Н₂О и HF, имея меньшую молекулярную массу, пла- вятся и кипят при более высоких температурах, чем их анало- ги?

3.3.32. Чем обусловлена, с точки зрения химической связи, высокая электропроводность металлов?

3.3.33. Определите степень окисления атома углерода и его валент- ность, обусловленную числом неспаренных электронов, в со- единениях СН₄, СН₃ОН, НСООН, СО₂.

3.3.34. Из предложенных веществ Н₂О, С1₂О, НС1, Сl₂ и NO выбе- рите соединения, неспособные к ориентационному и индукци- онному вандерваальсовскому взаимодействию.

3.3.35. Укажите возможные виды межмолекулярного взаимодействия в системе, содержащей Н₂О и NF₃. Дайте краткую характери- стику каждого вида взаимодействия.

3.3.36. Ионный характер связи наиболее выражен в соединении:

1) CCl₄ 2) SiO₂ 3) CaBr₂  4)NH₃

3.3.37. Укажите соединение, в котором ковалентная связь неполярна: 1) SiH₄ 2) Fe₂O₃ 3) J₂ 4)SO₃

3.3.38. В каком ряду записаны формулы веществ с ковалентной по- лярной связью?

1) Cl₂, NH₃, HCl; 2) HBr, NO, Br₂; 3) H₂S, H₂O, S₈;

4) HJ, H₂O, PH₃.

3.3.39. Кристаллы каких веществ состоят из молекул: 1) сахара, 2) со- ли, 3) алмаза, 4) серебра?

3.3.40. Кристаллы каких веществ состоят из разноименно заряжен- ных ионов: 1) сахара, 2) гидроксида натрия, 3) меди, 4) йода.

3.3.41. Наиболее прочная химическая связь имеет место в молекуле: 1) F₂    2)Cl₂ 3) O₂ 4) N₂.

3.3.42. Какая связь возникает между атомами элементов с порядко- выми номерами 19 и 9: 1) металлическая 2) ионная 3) кова- лентная 4) донорно-акцепторная?

3.3.43. Какие вещества имеют кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза: 1)кремнезем SiO₂, 2)оксид натрия Na₂O, 3)оксид углерода(II), 4)белый фосфор P₄?

3.3.44. Между какими веществами при взаимодействии образуется соединения с ионной связью: 1) CH₄ и O₂, 2) NH₃ и HCl,

3) SO₂ и H₂O, 4) H₂ и Cl₂.

3.3.45. Сколько электронов участвует в образовании химических свя- зей в молекуле воды 1) 2, 2) 3, 3) 4, 4) 18?

3.3.46. В каком веществе есть водородные связи:

1) сероводород, 2) бромоводород, 3) лед, 4) бензол?

3.3.47. В каком веществе есть одновременно ионные и ковалентные химические связи: 1) хлорид натрия, 2)хлороводород, 3) сульфат калия, 4) фосфорная кислота?

3.3.48. В каком ряду молекулы расположены в порядке увеличения полярности связей: 1) HF, HCl, HBr; 2)NH₃, PH₃, AsH₃; 3)H₂Se, H₂S, H₂O; 4) CO₂, CS₂, CSe₂?

3.3.49. Угол между связями в молекуле BF₃ равен 120⁰. Определите тип гибридизации орбиталей атома бора: 1) sp³, 2) sp², 3) sp,

4) sp³d.

3.3.50. Какая     химическая    связь     наименее    прочная:

1) металлическая, 2) ионная, 3) водородная, 4) ковалент- ная?

3.3.51. Химические связи какого вида отсутствуют в хлориде аммо- ния: 1) ковалентные полярные, 2) ковалентные неполярные, 3) донорно-акцепторные, 4) ионные?

3.3.52. В какой из молекул наибольшее число электронов, участвует в образовании химических связей: 1) H₂O, 2) Cl₂, 3) H₂S, 4) N₂.

3.3.53. В чем заключается причина резкого различия в свойствах ок- сидов кремния (IV) и углерода (IV): 1) в разном агрегатном состоянии, 2) в различии кристаллических решеток, 3) в разном типе связи между атомами в молекуле?

3.3.54. Определите в ряду каких элементов электроотрицательность элементов увеличивается: 1) C, Si, S; 2) P, Cl, J; 3) Br, Cl, S;

4) Se, S, Cl.

3.3.55. В каком из веществ атомы кислорода образуют ковалентные полярные связи: 1) O₂, 2) BaO, 3) H₂O, 4) Na₂O?

3.3.56. Как меняется сила кислот в ряду HF-HCl-HBr-HI и почему?

3.3.57. Почему в подгруппе кислорода коэффициент поляризации для анионов (О₂‾, S²‾, Se²‾, Te²‾) выше чем для нейтральных атомов?

3.3.58. Как изменяется деформируемость ионов в рядах 1) O^2-, F^-, Ne, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺; 2) Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺; 3) F‾, Cl‾, Br‾, I‾ и почему?

3.3.59. Как меняется вклад ковалентных сил в ряду галогенидов LiCl-BeCl₂-BCl₃-CCl₄ и почему?

3.3.60. Объясните переход структуры AgCl (тип NaCl) к структуре AgI (тип ZnS). За счет чего изменяется координационное чис- ло Ag⁺ от 6 до 4?

3.3.61. Объясните образование делокализованной π-связи в карбонат- и нитрат-ионах.

3.3.62. Известно, что суммарный дипольный момент определяется взаимодействием атомов в молекуле, геометрией молекулы и взаимодействуем молекулы с полями других частиц. Можно ли определить индуцированный дипольный момент молеку- лы?

3.3.63. Как объяснить закономерность в изменении величины энергии связи в следующих рядах двухатомных молекул от Li₂ до Cs₂; от F₂ до I₂; от HF до HI?

3.3.64. Как и почему изменяется пространственная конфигурация ча- стиц при переходе от BF₃ к BF₄‾, от NH₃ к NH₄⁺, от H₂O к H₃O⁺?

3.3.65. Какие из приведенных молекул и ионов имеют форму плоско- го треугольника: NH₃, BH₃, NO₃‾, BrO₃‾, ClO₃‾, SO₃²‾, CO₃²‾?

3.3.66.

4

3

3

3

3

В каких молекулах и ионах P₄, NH ⁺, HNO, PH, CO ²‾, O,

SF₆, SO₄²‾ порядок связи>1 и делокализовано π-электронное облако?

3.3.67. Для каких элементов, имеющих электронные конфигурации внешнего слоя атома 3s²p²; 4s²p³; 5s²p⁴; 6s²p⁵ характерны пере- менная четная и переменная нечетная валентности?

3.3.68. Могут ли считаться валентными электроны второй и третьей снаружи электронных оболочек атома? Приведите примеры.

3.3.69. Как проявляется склонность к проявлению максимальной ва- лентности у р- и d-элементов в пределах группы?

3.3.70. Вещества с какими типами химической связи могут иметь мо- лекулярную кристаллическую решетку: ковалентной поляр- ной, ионной, ковалентной неполярной, металлической?

3.3.71. Охарактеризуйте свойства веществ с молекулярной кристал- лической решеткой: легкоплавкие, летучие, хорошо проводят электрический ток, тугоплавкие.

3.3.72. Укажите формулу наименее термически устойчивого водо- родного соединения: CH₄, SiH₄, SnH₄, PbH₄.

3.3.73. В каких молекулах имеются как σ-, так и π-связи: азота, мета- на, фтора, оксида серы (VI)?

3.3.74. Энергия диссоциации в ряду молекул Cl₂, Br₂, I₂ уменьшается (239, 192, 149 кДж/моль соответственно), однако энергия дис- социации молекулы F₂ (151 кДж/моль) значительно меньше по сравнению с Cl₂. Дайте объяснение приведенному факту.

3.3.75. Чему равна энергия кванта желтого цвета с длиной волны 5800 Ǻ? Можно ли с помощью этого света разорвать химиче- скую связь с энергией связи 420 кДж/моль?

3.3.76. Длина диполя молекулы аммиака равна 0.0308 нм. Рассчитай- те дипольный момент молекулы аммиака.

3.3.77. Опишите пространственное строение молекул AlCl₃, PH₃, H₂O, BеF₂.

3.3.78. Дипольные моменты молекул H₂O и H₂S равны соответствен- но 6.1·10^-30 и 3.1·10^-30 Кл·м. Рассчитайте длины диполей. В ка- кой из молекул связь более полярна?

3.3.79. Объясните почему водородное соединение фосфора менее прочное, чем водородное соединение азота?

3.3.80. Кристаллы солей легко дают трещины под действием дефор- мирующей силы, а металлы при этом изменяют лишь форму, не давая трещин. Объясните это различие.