WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 |

«САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО КУРСУ ХИМИЯ Методические указания и контрольные задания Великий Новгород 2006 ББК Печатается по разрешению 24.1я73 РИС НовГУ С17 Рецензенты: ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное агентство по образованию

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ПО КУРСУ

«ХИМИЯ»

Методические указания и контрольные задания

Великий Новгород

2006

ББК Печатается по разрешению

24.1я73 РИС НовГУ

С17

Рецензенты:

кандидат химических наук, доцент Л. И. Третьяков

кандидат технических наук, доцент И. В. Летенкова

Самостоятельная работа по курсу «Химия»: Методические указания и

контрольные задания / Автор сост. Н. Ю. Масовер; НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2006. - с.

Пособие содержит общие методические указания, программу, требования

к результатам изученной дисциплины. По каждой теме дисциплины здесь приведены контрольные задания и методические рекомендации по их выполнению.

Справочные материалы, необходимые для выполнения контрольных заданий, помещены в приложении пособия. Предназначено для студентов заочного отделения специальности 110401 – Зоотехния.

ББК 24.1.я73 С ©Новгородский государственный университет, ©Н. Ю. Масовер, составление,

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время масштабы проникновения химической науки во все области животноводства настолько значительна, что знание химии становится необходимым условием успешной деятельности дипломированного специалиста по специальности 110401 – Зоотехния. Знания и умения, полученные студентами при изучении дисциплины «Химия», являются также необходимым условием успешного освоения материала последующих общепрофессиональных и специальных дисциплин, таких как почвоведение, ветеринария, зоогигиена, кормопроизводство, разведение сельскохозяйственных животных.

Курс химии включает разделы, знание которых потребуется студентам как для успешного изучения специальных дисциплин, так и в их будущей профессиональной деятельности:

- строение и рекреационная способность веществ;

- химические системы;

- основные закономерности протекания химических процессов;

- химия элементов и их соединений;

- химическая идентификация веществ.

Учебным планом специальности 110401 – Зоотехния для заочной формы обучения студентов предусмотрены две сессии (установочная и лабораторноэкзаменационная) и период самостоятельной межсессионной работы студентов.

В период установочной сессии студенты посещают лекции (цикл лекций обзорного характера) и получают задания на межсессионный период – выполнить контрольную работу по курсу химии, являющуюся результатом самостоятельной проработки курса. В период лабораторно-экзаменационной сессии студенты выполняют лабораторный практикум и сдают экзамен по курсу (допуск к экзамену получают студенты, выполнившие контрольную работу и лабораторный практикум). В межсессионный период студент обязан самостоятельно проработать рекомендуемую литературу, приобрести необходимые теоретические знания и практические учения, выполнить контрольную работу и тем самым подготовиться к лабораторно-экзаменационной сессии. Во время лабораторного практикума студент получает возможность приобрести не только экспериментальные умения по химии. Но и углубить, закрепить полученные самостоятельно знания, выяснить все вопросы. Эта задача выполнима только при определенном уровне знаний и ориентировке в предмете, который достигается при самостоятельной работе во время межсессионного периода. Таким образом, именно самостоятельная межсессионная работа является основой при самостоятельном изучении курса студентами, а самостоятельная работа над учебным материалом – основным видом учебных занятий студентов заочного отделения. В целом самостоятельная работа студентов по изучению курса химии представляет собой систему взаимосвязанных элементов:

- изучение отдельных вопросов тематического плана дисциплины;

- подготовка к выполнению лабораторных работ и их защите;

- выполнение контрольной работы (определенного варианта контрольных заданий);

- подготовка к экзамену.

Данное пособие призвано ввести студентов заочного отделения в изучение курса «Химия» и помочь им организовать самостоятельную межсессионную работу – изучение дисциплины по учебникам и учебным пособиям и выполнение контрольных заданий.

1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ МЕЖСЕССИОННОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

1.1 Самостоятельное освоение учебного материала и выполнение контрольных заданий по курсу химии Самостоятельное изучении курса химии следует начать с ознакомления с программой и требованиями к результатам изучения курса. Изучать курс рекомендуется по темам в соответствии с программой (расположение материала в программе курса не всегда совпадает с расположением его в учебнике). Не следует переходить к изучению последующих тем, пока материал предыдущей темы не усвоен. Степень освоения материала темы можно контролировать так:

перед изучением темы прочесть требования к результатам ее изучения, обратив внимание на ключевые слова в требованиях к знаниям, после изучения темы проверить себя по текст требований («это я знаю», «это я помню», «это я умею») и выполнить контрольное задание по теме. Выполнение разнообразных практических заданий и упражнений, а также решение задач – один из лучших методов прочного усвоения, закрепления (психологи говорят: «применение – мать учения») и проверки теоретического материала. Если при выполнении контрольного задания возникают трудности, необходимо снова вернуться к учебнику.

Работа с книгой. Изучать материал, относящийся к данной теме, следует по одному или нескольким из рекомендованных учебников (список рекомендуемой литературы приведен после требований к результатам изучения курса).

Если возникаю трудности при работе с основным учебником, можно изучить соответствующую тему по электронной версии лекционного курса или повторить основы химии в объеме программы средней школы по соответствующим учебникам или пособиям для поступающих в вуз, но затем следует обязательно вернуться к данной теме в вузовском учебнике. Для поиска необходимых сведений в учебнике можно использовать предметный указатель в конце учебника.

Большинство тем курса химии носят теоретический характер и достаточно трудны для восприятия, поэтому тексты учебников с изложением таких тем могут вызвать определенные затруднения при их изучении. Такие тексты лучше изучать так: при первом чтении надо стараться получить общее представление об излагаемых вопросах, а также отмечать трудные и непонятные места;

при повторном изучении темы необходимо усвоить все теоретические положения, математические зависимости и их выводы. Необходимо вникать в сущность того или иного изучаемого вопроса, а не пытаться лишь запомнить отдельные факты и явления. Более глубокому и прочному усвоению материала способствует изучение любого вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений.

Изучаемый материал следует заносить в рабочую тетрадь в виде конспекта, включающего краткое последовательное изложение наиболее важной информации: определения понятий, формулировки законов, новые термины, названия, формулы и уравнения реакций и т. п. В всех случаях, когда материал поддается систематизации, полезно составлять схемы и таблицы, «свертывая»

информацию в удобную, компактную форму. Составление конспектов, особенно в форме таблиц, схем, опорных сигналов, способствует эффективному запоминанию изученного, поскольку здесь привлекается логическое запоминание и используется зрительный и двигательный типы памяти.

Выполнение контрольных заданий. Выполнение контрольной работы не должно быть самоцелью: контрольные задания по каждой теме являются формой методической помощи студентам при изучении курса. Задания для контрольной работы приведены во втором разделе пособия, они расположены в последовательности, определяемой программой курса, и сопровождаются методическим рекомендациями по их выполнению. Каждое контрольное задание представлено текстовой частью (общей для всех студентов) и строкой в таблице вариантов этого задания, соответствующей варианту контрольной работы (индивидуально для каждого студента). Вариант контрольной работы определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки.

При оформлении контрольной работы следует соблюдать последовательность контрольных заданий, переписывать номера и условия заданий, приводить краткое решение задачи и четкое теоретическое обоснование полученного результата, за исключением тех случаев, когда по существу вопроса такая мотивировка не требуется (например, когда нужно составить электронную формулу атома, написать уравнение реакции и т. п.). Описываемые свойства соединений необходимо иллюстрировать примерами соответствующих реакций; для окислительно-восстановительных реакций нужно приводить уравнения электронного баланса. ход расчетов и все приведенные формулы следует пояснять и указывать размерность физических величин.

Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена; для замечаний рецензента надо оставлять поля; писать четко и ясно. В конце работы следует указать использованную литературу (с указанием года издания). Поставить свою подпись и дату выполнения работы. Полностью оформленная работа должна быть представлена преподавателю на рецензирование не позже первого дня лабораторно-экзаменационной сессии.

Если контрольная работа не зачтена, ее необходимо доработать в соответствиями с замечаниями рецензента. Дополнения и исправления следует выполнять в конце незачтенной работы, а не в рецензированном тексте и не в отдельной тетради. Исправленную контрольную работу следует представить на повторную рецензию не позже последнего для лабораторного практикума.

Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не зачитывается как сданная.

Данная программа составлена с учетом Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности 310700 (110401 – по ОКСО) Зоотехния, изложенных в Государственной образовательном стандарте данной специальности.

Весь материал курса распределен по отдельным разделам, темам и вопросам. Тематика лекций, лабораторных работ и контрольных заданий представлены в таблице 1.

Номера и наимено- Темы лекций Темы лаборатор- Темы контрольных сов мии, ее предмет номенклатура неорганических соединений; основные свойства важнейших классов неорганических соединений.

2.1 Модели строения 2.2 Квантово- и систематика химеханическая модель мических элеменсостояния электрона тов (вопросы 2.2в атоме 2.4) элементов как естественная классификация элементов по электронной структуре атомов 3 Химическая связь 3 Химическая - 3 Строение и некотоХимическая связь, связь (вопросы 3.1- рые свойства молекул 3.2 Ковалентная связь 3.3 Пространственная конфигурация молекул 3.4 Ионная связь. Металлическая связь.





Водородная связь.

Межмолекулярное взаимодействие 4 Энергетика и на- 4 Энергетика и на- - 4 Термодинамические тия химической тер- 4.4) модинамики 4.2 Энтальпия как функция состояния системы и энергетика химических процессов 4.3 Энтропия как функция состояния системы 4.4 Энергия Гиббса и направление самопроизвольного протекания химической реакции 5.1 Скорость химиче- 5.1-5.4) ской реакции 5.2 Зависимость скорости химических реакций от концентрации 5.3 Зависимость скорости химических реакций от температуры 5.4 Зависимость скорости реакции от катализатора 5.5 Механизмы химических реакций.

Цепные реакции 6.1 Химическое рав- 6.1-6.3) новесие 6.2 Закон действующих масс. константа равновесия 6.3 Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье 7.2 Растворение как физико-химический процесс 7.6 Кислоты, основания и соли в свете электролитической диссоциации 7.7 Равновесие в растворах малорастворимых электролитов обмена 7.10 Гидролиз солей 7.11 Буферные растворы 8 Окислительновосстановительные процессы 8.1 Окислительно- 7 Окислительно- 5 Окислительно- 8 Равновесия в расвосстановительные восстановительные восстановительные творах окислительнореакции реакции (вопросы реакции (вопрос 8.1) восстановительных восстановительных ского тока 8.4 Коррозия металлов. Защита металлов от коррозии 8.5 Электролиз расплавов и водных растворов электролитов плексных соедине- соединения (воний, их классифика- прос 9.1) ция и номенклатура 9.2 Равновесие в растворах комплексных соединений 12.1 Предмет и методы аналитической химии.

12.2 Химические методы качественного ственного анализа 1.3 Требования к результатам освоения курса химии Требования к результатам изучения дисциплины «Химия» составлены на основе Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности «Зоотехния», они представлены в таблице 2.

Теоретическая часть темы (что нужно знать?) Практическая часть темы (что нужно уметь?) Тема 1 Атомно-молекулярное учение Определение химии, ее предмет. Вычисление относительной молекулярной Основные понятия химии: атом, химический массы элемент, химическая связь, молекула, кри- вещества; вычисления с использованием сталл, вещество, простое вещество, химиче- соотношений, устанавливающих взаимоское соединение, химическая реакция. связь между количеством вещества, числом Основные законы химии: закон сохранения его частиц, массой и объемом, приведение массы и энергии, закон постоянства состава, объема газа к нормальным условиям. Вызакон эквивалентов, закон Авогадро. Границы числения по химическим уравнениям колиприменимости этих законов. чества вещества, его массы или объема с Единицы измерения в химии. Взаимосвязь использованием мольных отношений межмежду физическими величинами, характери- ду участвующими в реакции веществами.

зующими вещество в определенном состоя- Вычисление химических эквивалентов, Классификация и номенклатура неорганиче- эквивалентов элементов и веществ. Составских соединений; основные свойства важней- ление эмпирической или молекулярной ших классов неорганических соединений. формулы вещества по его названию; наименование вещества по его формуле. Определение принадлежности вещества к определенному классу соединений и составление Тема 2. Строение атома и систематика химических элементов Модели строения атома: модели строения атома Томсона и Резерфорда, квантовомеханические модели строения атома Бора и Шредингера.

Квантово-механическая модель состояния электрона в атоме: квантование энергии, корпускулярно-волновая природа электрона, требования принципа неопределенности; волновая функция; волновое уравнение Шредингера; орбиталь; электронное облако; квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное, спи- Составление электронных формул атомов новое), их физический смысл. элементов (в основном и одном из возбужСостав и строение многоэлектронных атомов: денных состояний). Составление орбитальсостав атомов; электронные конфигурации ных диаграмм электронных оболочек атоатомов. Принципы и правила заполнения ор- мов элементов (в основном и одном из возбиталей в атомах: принцип Паули, принцип бужденных состояний). Определение осминимума энергии, правила Клечковского, товных и валентных электронов атома элеправило Хунда. Электронные формулы ато- мента.

мов.

Периодическая система химических элементов как естественная классификация элементов по электронной структуре атомов: формирование системы элементов на основе электронных структур атомов элементов; s-, p-, dи f- элементы; структура периодической системы (период, группа элементов); закономерности структуры периодической системы.

Тема 3. Химическая связь Химическая связь, ее природа, важнейшие ха- Определение степени ионности связи по рактеристики и основные типы. Природа хи- разности электроотрицательностей соедимической связи. Важнейшие характеристики няющих атомов. Определение типа связи химической связи: энергия связи, длина связи, по формуле вещества и некоторым его фиэлектрический момент диполя. Основные ти- зическим свойствам.

пы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая.

Ковалентная связь. Квантово-механические методы ее трактовки: метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. Основные положения метода валентных связей. Механизмы образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный. - и - связи.

Свойства ковалентной связи: насыщаемость, поляризуемость и направленность. Определение типа гибридизации орбиталей Пространственная конфигурация молекул: центрального атома молекулы и ее промодель гибридизации валентных орбиталей странственной конфигурации. Определение центрального атома молекулы; модель оттал- полярности молекулы.

кивания валентных локализованных электронных пар; кратность связи, делокализация Определение типа межмолекулярного взаисвязи; полярность молекул. модействия, приводящего к конденсации Ионная связь, ее свойства. Металлическая вещества.

связь. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие, его виды: ориентационное (диполь-дипольное), индукционное и дисперсионное.

Тема 4. Энергетика и направленность химических процессов Основные понятия химической термодинамики: химическая термодинамика, химическая система, фаза, фазовое превращение, химический процесс, равновесное состояние системы, функции состояния, виды химических систем и процессов. Вычисление выделившейся или поглотивЭнтальпия как функция состояния системы и шейся теплоты по тепловому эффекту реакэнергетика химических процессов: энтальпия ции и количеству вещества одного из учасистемы, стандартная энтальпия образования ствующих в реакции веществ. Вычисление вещества, стандартная энтальпия реакции теплового эффекта реакции по теплоте, выР=const, T=const) и тепловой эффект реак- делившейся или поглотившееся в ходе реции, эндотермические и экзотермические про- акции, и количеству вещества одного из цессы, термохимические уравнения реакций, участников реакции. Вычисление теплового закон Гесса и следствия из него. эффекта реакции по энтальпиям образования участников реакции.

Энтропия как функция состояния системы: уравнению реакции. Вычисление энтропии энтропия системы, стандартная энтропия ве- реакции по стандартным энтропиям участщества, изменение энтропии при фазовых ников реакции.

превращениях и в ходе химической реакции.

Энергия Гиббса и направление самопроиз- Вычисление изменения энергии Гиббса в вольного протекания химической реакции: химической реакции по значениям энтальэнергия Гиббса, изменение энергии Гиббса пий образования и энтропий веществ, учахимической реакции, стандартное изменение ствующих в реакции. Вычисление станэнергии Гиббса химической реакции, стан- дартного изменения энергии Гиббса химидартное изменение энергии Гиббса образова- ческой реакции по стандартным изменениния вещества, изменение энергии Гиббса ре- ям энергии Гиббса образования веществ, акции как условие ее самопроизвольного участвующих в реакции. Определение возпротекания (Р=const,T=const), влияние эн- можности протекания химической реакции тальпийного и энтропийного факторов на на- на основе расчета изменения энергии Гибправление протекания реакций бса реакции Тема 5 Химическая кинетика Скорость химической реакции: средняя и истинная скорость реакций, протекающих в гетерогенной и гомогенной системе; факторы, влияющие на скорость химических реакций.

Зависимость скорости химических реакций от Вычисление скорости реакции по конценконцентрации: эмпирическое кинетическое трациям реагирующих веществ. Вычислеуравнение; закон действующих масс; констан- ние изменения скорости реакции при измета скорости реакции. нении концентрации веществ.

Зависимость скорости химических реакций от константы) реакции при изменении темпетемпературы: правило Вант-Гоффа; уравнение ратуры с использованием значения темпеАррениуса; активированный комплекс; энер- ратурного коэффициента. Вычисление изгия активации химической реакции; зависи- менения скорости реакции при изменении мость константы реакции от температуры, эн- температуры с использованием значения тальпии активации и энтропии активации. температурного коэффициента. Вычисление Зависимость скорости реакции от катализато- энергии активации химической реакции.

ра: катализ, катализаторы, гомогенный ката- Вычисление изменения скорости реакции лиз, гетерогенный катализ, ферменты. при изменении энергии активации реакции.

Механизмы химических реакций. Цепные ре- Вычисление энергии активации.

акции.

Тема 6 Химическое равновесие Химическое равновесие: обратимые реакции, Вычисление константы равновесия реакции кинетический подход к равновесию, термоди- по равновесным концентрациям реагируюнамический подход к равновесию. щих веществ и определение их исходных Закон действующих масс. константа равнове- концентраций. Вычисление равновесных сия. Равновесные концентрации. Гомогенное и концентраций реагирующих веществ по исгетерогенное равновесия. Зависимость кон- ходным концентрациям реагентов и значестанты равновесия от температуры. нию константы равновесия реакции.

Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. Определение влияния изменения концентрации реагирующих веществ, давления и Тема 7 Растворы Дисперсные системы; классификации дисперсных систем; характеристика различных типов взвесей (суспензий, эмульсий, аэрозолей, пен) и коллоидных систем (золей и гелей). Истинные растворы, их общая характеристика.

Растворение как физико-химический процесс:

сущность процесса растворения; химическая и физическая теории растворов. Растворимость веществ: растворимость твердых веществ, жидкостей и газов в воде. Зависимость растворимости различных веществ от температуры. Зависимость растворимости газов от дав- Вычисление массовой доли растворенного ления (закон Генри). вещества, молярной концентрации раствоСпособы выражения состава растворов. Мето- ра, молярной концентрации эквивалента дика приготовления растворов. растворенного вещества (нормальной концентрации) в растворах. Вычисления, связанные с пересчетом концентраций из одних единиц в другие. Вычисления, связанные с приготовлением растворов методом растворов из концентрированных. Вычисления, связанные с приготовлением растворов путем смешивания растворов разных Общие свойства растворов. Физико- Вычисление осмотического давления расхимические свойства разбавленных растворов творов. Определение молекулярной массы неэлектролитов: осмотическое давление, за- растворенного вещества по осмотическому кон Вант-Гоффа; понижение давления насы- давлению раствора. Вычисление давления щенного пара растворителя над раствором, пара растворителя над раствором. Вычисзакон Рауля; повышение температуры кипения ление молекулярной массы растворенного и понижение температуры замерзания раство- вещества по относительному понижению ра, следствия из закона Рауля. Физико- давления пара растворителя над раствором.

химические свойства разбавленных растворов Определение температуры кипения и заэлектролитов; изотонический коэффициент, мерзания раствора. Вычисление молекулярего физический смысл. ной массы растворенного вещества по повышению температуры кипения раствора Теория электролитической диссоциации: Вычисление активности ионов в растворе электролиты; электролитическая диссоциация; сильного электролита по кажущейся степеосновные положения теории электролитиче- ни диссоциации или по коэффициенту акской диссоциации; механизм диссоциации тивности. Вычисление приближенного знавеществ с различным типом химической свя- чения активности ионов в растворе сильнози; сильные и слабые электролиты; степень го электролита по концентрации его расдиссоциации электролита; применение закона твора. Вычисление степени диссоциации и действующих масс к процессу диссоциации концентрации ионов в растворе слабого слабых электролитов; константа диссоциации; электролита по значениям его константы смещение равновесия диссоциации слабых диссоциации и концентрации раствора. Опэлектролитов; истинная и кажущаяся степень ределение направления смещения равноведиссоциации, активность и коэффициент ак- сия диссоциации слабого электролита.

тивности сильных электролитов.

Кислоты, основания и соли в свете электроли- Составление уравнений диссоциации китической диссоциации: диссоциация кислот, слот, оснований и солей.

оснований, солей; сильные и слабые кислоты и основания; амфолиты; константа диссоциации кислот и оснований; ступенчатая диссоциация; важнейшие свойства кислот и оснований. Вычисление произведения растворимости Равновесие в растворах малорастворимых малорастворимого электролита. Вычислеэлектролитов. Произведение растворимости. ние концентрации ионов малорастворимого Условия образования и растворения осадков. электролита в его насыщенном растворе.

Электролитическая диссоциация воды: кон- оснований. Вычисление рН растворов сильстанта диссоциации; ионное произведение во- ных кислот и оснований. Определение концентрации ионов Н+ и ОН- по значениям рН ды. Водородный показатель: точное и приближенное определение рН раствора; расчет или рОН.

рН растворов различных электролитов. Составление молекулярного уравнения реРеакции без изменения степени окисления: акции по ее сокращенному ионнореакции ионного обмена; смещение равнове- молекулярному уравнению. Составление сия в растворах электролитов; условия одно- молекулярных и сокращенных ионностороннего протекания реакций ионного об- молекулярных уравнений реакции. Опредемена; ионно-молекулярные уравнения. ление направления обменной реакции между электролитами.

Гидролиз солей: различные случаи гидролиза Составление уравнений гидролиза солей, солей; обратимый и необратимый гидролизы гидролизующихся только по катиону; тольсолей; степень и константа гидролиза; факто- ко по аниону; по катиону и аниону одноры, смещающие равновесие гидролиза. временно. Определение условий для усиления или подавления гидролиза. Вычисление Буферные растворы: буферное действие; со- рН растворов солей.

став растворов, обладающих буферным действием; рН буферных растворов, буферная емкость, факторы, влияющие на буферную емкость.

Тема 8 Окислительно-восстановительные процессы Составление уравнений окислительноОкислительно-восстановительные реакции: восстановительных реакций методом элексущность процессов окисления и восстанов- тронного баланса. Составление уравнений ления; методы составления уравнений окисли- окислительно-восстановительных реакций тельно-восстановительных реакций (метод ионно-электронным методом.

электронного баланса и ионно-электронный метод); типы окислительновосстановительных реакций; типичные окислители и восстановители; факторы, влияющие Определение направления окислительнона протекание реакций. восстановительной реакции по значению Направление окислительно- ЭДС. Вычисление восстановительного повосстановительных процессов: критерии воз- тенциала электрохимической системы.

можности самопроизвольного протекания процесса; ЭДС окислительновосстановительных реакций; восстановительные потенциалы полуреакций; определение восстановительных потенциалов опытным пу- Вычисление электродных (восстановительтем; зависимость восстановительных потен- ных) потенциалов металлов. Определение циалов от различных факторов; уравнение возможности протекания реакции в гальваНернста. ническом элементе. Определение ЭДС Химические источники электрического тока: гальванического элемента с учетом конценпервичные (гальванические) элементы, вто- трации растворов электролитов. Определеричные элементы (аккумуляторы), топливные ние процессов у электродов гальваническоэлементы. Катодные и анодные процессы, то- го элемента. Составление схемы гальваникообразующие реакции. ческого элемента.

Коррозия металлов: химическая и электрохи- Составление схемы гальванического элемическая коррозия. Процессы, протекающие мента, работающего при нарушении защитпри ного покрытия.

электрохимической коррозии. Защита метал- Определение процессов, протекающих при лов от коррозии. Анодные и катодные покры- электролизе.

тия. Протекторная и электрозащита.

Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Катодные и анодные процессы (с учетом активности анода).

Тема 9 Комплексные соединения Комплексные соединения: структура ком- Составление формул комплексных соедиплексных соединений (координационная тео- нений по их названию; наименование комрия Вернера, природа химических связей с по- плексных соединений по их формулам. Вызиции метода валентных связей), их класси- числение концентрации ионов в растворе фикация и номенклатура, значение комплекс- комплексного соединения по константе неных соединений. Равновесие в растворах ком- стойкости комплексного иона. Определение плексных соединений: поведение в растворах, возможности разрушения комплексного иовнешнесферная и внутрисферная диссоциа- на при добавлении электролита по значениция, константа нестойкости комплексного ио- ям константы нестойкости комплексного на, способы разрушения комплексов, двойные иона и произведения растворимости малосоли. растворимого соединения.

Тема 10 Периодичность изменения свойств химических элементов Периодический закон. Периодические свойства атомов, ионов и соединений элементов: количество электронов на внешней электронной оболочке; степень окисления; атомный радиус; энергия ионизации; сродство к электрону;

электроотрицательность; металлические и неметаллические свойства элементов; восстановительная активность; окислительная активность; окислительно-восстановительные свойства; кислотно-основные свойства.

Тема 11 Химия элементов и их соединений Свойства s-элементов. Свойства p-элементов Характеристика химического элемента и III группы. Свойства p-элементов IV группы. его соединений.

Свойства p-элементов V,VI и VII групп периодической системы элементов. Свойства dэлементов I и II групп. Свойства d-элементов III –VII групп. Свойства d-элементов VIII группы периодической системы элементов.

Тема 12 Основы аналитической химии Предмет и методы аналитической химии: ка- Определение катионов и анионов в раствочественный и количественный анализ и их за- рах электролитов. Определение состава хидачи, аналитический сигнал. Химические ме- мического соединения.

тоды качественного анализа: аналитические реакции и их характеристики (предел обнаружения, чувствительность и избирательность), специфические и избирательные методы, специфические, избирательные и групповые реагенты, дробный и систематический анализ, классификации катионов (кислотно-основная и сульфидная) и анионов.

Методы количественного анализа (химические, физические и физико-химические), их краткая характеристика (аналитический сигнал, порог чувствительности). Методы разделения. Химические методы количественного анализа: гравиметрический и титриметрический; сущность гравиметрического анализа;

сущность и методы титриметрического анализа (метод кислотно-основного титрования, метод окислительно-восстановительного титрования и др.), кривые титрования. Физикохимические методы количественного анализа:

оптические (абсорбционный фотометрический анализ, рефрактометрический анализ и др.), электрохимические (потенциометрический анализ и др.) и др., их сущность.

1 Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. А.И. Ермакова. – 29-е изд., испр. – М.: Интеграл-Пресс, 2002. – 727с.

2 Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для студентов вузов/ Под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной. – Изд. испр. – М.:

Интеграл-Пресс, 2002. – 240с.

3 Князев Д.А. Неорганическая химия: Учеб. для вузов по спец. «Агрохимия и почвоведение»/ Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин. – М.: Высш. шк., 1990. с.

4 Никольский А.Б. Химия: Учебник для вузов/ А.Б. Никольский, А.В.

Суворов. – СПб: Химиздат, 2001. – 512с.

5 Романцева Л.М. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб.

пособие для нехим. спец. вузов/ Л.М. Романцева, З.Л.Лещинская, В.А. Суханова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. – 287с.

6 Суворов А.В. Общая химия: Учеб. пособие для вузов/ А.В. Суворов, А.Б. Никольский. – СПб: Химия, 1995. - 624с.

7 Суворов А.В. Вопросы и задачи по общей химии/ А.В. Суворов, А.Б.

Никольский. – СПб: Химиздат, 2002. – 304с.

8 Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец. «Химия». – М.: Высш. шк., 1997. – 527с.

9 Хомченко Г.П. Неорганическая химия: Учеб.для с/х вузов / Г.П.Хомченко, И.К.Цитович. – 2-е изд., прераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1987. – 464 с.

6 Цитович И.К. Курс аналитической химии: Учебник.- 7-е изд., стер. – СПб: Лань, 2004. – 496с.

2 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

2.1 Контрольное задание № Номенклатура и свойства неорганических соединений, стехиометрия их реакций 2.1.1 Химическая классификация и номенклатура органических соединений Используя химические элементы, приведенные в Вашем варианте задания (обратите внимание на степень окисления элементов), кислород (степень окисления -2) и водород (степень окисления +1), составьте химические формулы (молекулярные или эмпирические) всех возможных оксидов, гидроксидов, бескислотных кислот, солей и выполните следующие задания:

а) назовите и кратко охарактеризуйте полученные соединения, используя названия классов и групп соединений;

б) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов друг с другом;

в) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных гидроксидов (а также бескислородных кислот) друг с другом;

г) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с типичными кислотами (например, H2SO4 или HCl);

д) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с типичными основными гидроксидами (например, Ba(OH) или КОН).

Варианты задания 2.1.1 представлены в таблице 3.

Номер Названия элементов с указанием степени окисления варианта Номер Названия элементов с указанием степени окисления варианта Методические советы. Выполнение задания 2.1.1 следует начинать с составления формул оксидов (+хЭ2Ох, где х=1, 3, 5, 7 или +хЭОх/2, где х=2, 4, 6, 8) и определения химического характера каждого оксида (кислотный, основный или амфотерный оксид). Затем приступайте к составлению формул гидроксидов (+хЭ(ОН)х – для основных и амфотерных оксидов). Здесь наибольшие затруднения обычно вызывает составление формул кислотных гидроксидов (кислородсодержащих кислот). Чтобы составить формулу кислоты, соответствующей данному кислотному оксиду, надо к его формуле прибавить формулу воды. Например:

SO3 (оксид серы (IV)) Mn2O7 (оксид марганца (VII)) Н2 SО4 (серная кислота) В некоторых случаях одному и тому же кислотному оксиду могут соответствовать две кислоты (орто- и метакислоты), а могут – три кислоты и больше. Например, кислотному оксиду Р2О5 соответствует НРО3 – метафосфорная, Н3РО4 – ортофосфорная, Н4Р2О7 – двуфосфорная. Приступая к составлению формул солей, следует помнить, что многоосновные кислоты могут образовывать как средние, так и кислые соли, а многокислотные основания – средние и основные соли. Для получения формул всех возможных солей, содержащих приведенные в задании химические элементы в указанных степенях окисления, полезно составить таблицу катионов (образующихся при диссоциации оснований и амфотерных гидроксидов по основному типу) и анионов (образующихся при диссоциации кислот и амфотерных гидроксидов в кислотному типу). Затем, комбинируя полученные катионы и анионы (с учетом электронейтральности химических соединений), составьте формулы солей.

2.1.2 Генетическая связь между отдельными классами неорганических соединений Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить приведенные в Вашем варианте превращения. Укажите (при необходимости) условия протекания этих реакций. Назовите каждое из приведенных соединений.

Варианты задания 2.1.2 представлены в таблице 4.

варианта 5 Ca3(PO4)2 P4 H3PO4 Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4) 9 Fe(NO3)2 FeO Fe FeCl3 Fe(OH)3 Fe(NO3) 10 FeCO3 FeO FeCl2 FeCl3 Fe(NO3)3 Fe2O 14 Ca CaO Ca(OH)2 Ca(NO3)2 Ca3(PO4)2 H3PO 15 Ba BaO BaCO3 Ba(HCO3)2 BaCO3 (BaOH)2CO 16 Cu CuSO4 (CuOH)2SO4 Cu(OH)2 Na2[Cu(OH)4] 17 Al Al2(SO4)3 Al(NO3)3 Al(OH)2NO3 Al(OH)3 Na3[Al(OH)6] 19 H2SO4 SO2 SO3 MgSO4 PbSO4 Pb(HSO4)2(p) 22 Pb Pb(NO3)2 Pb(OH)2 Na2[Pb(OH)4] Pb(OH)2 PbO 25 Cr CrCl2 Cr(OH)2 Cr(OH)3 Cr(NO3)3 Cr2O варианта 26 Cr Cr(NO3)3 Cr(OH)3 Na3[Cr(OH)6] Cr(OH)3 CrCl 28 Fe Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3O4 Fe(NO3)3 Fe2O 29 Fe FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3 K2FeO4 Fe(OH) Методические советы. Чтобы выполнить задание 2.1.2, надо по формулам соединений, участвующих в «цепочке» превращений, определить, к какому классу соединений относится каждое вещество, и какими свойствами оно может поэтому обладать. Возможно, придется вспомнить не только общие для представителей данного класса свойства, но и свойства специфические для данного соединения.

2.1.3 Расчеты по химическим формулам и уравнениям закончите химическое уравнение схемы реакции, приведенной в Вашем варианте задания. Используя числовые данные таблицы 5, выполните необходимые расчеты и заполните таблицу в соответствии с Вашим вариантом.

В таблице 5 использованы следующие обозначения:

V(А) – объем вещества А, занимаемый им при его парциальном давлении Р*(А) и температуре Т(А);

V0(А) – объем вещества А, занимаемый им при нормальных условиях;

n(A) и n(В) – количество вещества А и количество вещества В;

m(В) и m(С) – масса вещества В и масса вещества С;

N(B) – число структурных единиц (атомов, ионов, молекул) вещества В.

Варианты задания 2.1.3 приведены в таблице 5.

Схема превращения вар.

1 Cl2(г)+KOH(гор.р.) KCl+KClO3+… 2 Сl2(г)+КОН(хол.р.) KCl+KClO +… 3 O2(г)+FeS2(тв) Fe2O3+SO 4 O2(г)+NH3(г) t N2+H2O 5 O2(г)+NH3(г) tPt NO+H2O 6 NH3(г)+СuO(тв) Cu+N2+… 7 CO2(г)+Al(тв) горение Al2O3+C 8 NH3(г)+CrO3(тв) Cr2O3+N2+… 9 O2(г)+FeCl2(p)+HCl FeCl3+… 10 NO2(г)+NH3(г) tAl N2+H2O 11 O2(г)+СuS(тв) CuO+SO 12 СО(г)+Fe3O4(тв) Fe+CO 13 CO(г)+Fe2O3(тв) Fe3O4+CO 14 H2S(г)+PbO2(тв) PbS+SO2+… 15 HBr(г)+Н2SO4(кон) Br2+S+… 16 SO2(г)+CaS(ж) S(г)+СаО(к) 17 О2(г)+В(к)+КОН(ж) КВО2+Н2О(г) 18 Cl2(г)+FeSi(кр) SiCl4(г)+FeCl 19 CH4(г)+S(г) С S2(г)+Н2S(г) 20 NH3(г)+Cl2(г) HCl(г)+N2(г) 21 NO2(г)+НI(г) I2+N2+… 22 PH3(г)+О2(г) Р4О10(к)+Н2О(г) 23 F2(г)+NaOH(разб.р) OF2(г)+NaF+… 24 H2S(г)+О2(г) SO2+… 25 F2(г)+КОН(конц.р) О 2(г)+КF+… 26 HBr(г)+HNO3(р) NO2(г)+HBrO3+… 27 HI(г)+H2SO4(конц) J2(к)+S(тв)+… 28 Н2(г)+BBr3(г) HBr(г)+В(кр) Na2CO3+Na2SiO3+… Методические советы. Чтобы заполнить таблицу 5, необходимо решить шесть задач: первую – с использованием соотношения, позволяющего привести объем газа к нормальным условиям; вторую – с использованием соотношения, устанавливающего связь между объемом, занимаемым веществом при реальных условиях (давлении и температуре, отличающихся от нормальных), и количеством этого вещества (эту задачу можно решить иначе, используя результат, полученный при решении предыдущей задачи); третью, четвертую и шестую – с использованием соотношений, устанавливающих взаимосвязь между количеством вещества, его массой и числом его частиц; пятую – с использованием соотношений между количествами веществ, участвующих в реакции, согласно уравнению этой реакции. Обратите внимание:

чтобы определить количество вещества С, необходимо определить, что находится в недостатке – вещество А или вещество В. Оформляя контрольную работу, приведите ход решения каждой задачи, все математические преобразования и расчеты. Все расчеты должны быть приведены с корректной точностью и правильно выбранными единицами измерения физических величин. Например, универсальная газовая постоянная R, входящая в уравнение Менделеева-Клапейрона (возможно, Вы захотите его применить) имеет значение 8,314 Дж·моль-1·К-1. обратите внимание: объему, взятому в м3, соответствует давление, выраженное в Па, а объему, взятому в л, соответствует давление, выраженное в кПа. Применяя универсальную газовую постоянную, Вам прийдется, возможно, привести в соответствие единицы объема и давления.

Температура Т может быть выражена в °С и в К (Т К = 273 + Т°С), но в ряде случаев (например, в уравнении Менделеева-Клапейрона, уравнении состояния идеального газа) она должна быть выражена и применена только в К. чтобы предотвратить ошибки, связанные с выбором единиц измерения физических величин, математические действия производите не только с числами, но и с единицам измерения.

2.1.4 Химические эквиваленты индивидуальных веществ. Закон эквивалентов Используя числовые данные таблицы 6 и условие эквивалентности количеств исходных веществ, выполните все необходимые расчеты, заполните таблицу в соответствии с Вашим вариантом и закончите химическое уравнение реакции.

В таблице 6 использованы следующие обозначения:

m(A), m(B), m(C) – массы веществ А, В и С соответственно;

fэ(А), fэ(В), fэ(С) – факторы эквивалентности веществ А, В и С соответственно;

Мэ(А), Мэ(В), Мэ(С) – молярные массы эквивалентов А, В и С соответственно;

М(А), М(В), М(С) – молярные массы веществ А, В и С соответственно.

Варианты задания 2.1.4 приведены в таблице 6.

хлорид металла хлорид неметалла род оксид неметалла бромид металла кислота сульфат водород + гидроксид гидроксид + водород оксид + водород лерода оксид металла + углерод раоксид металла бораоксид неметалла + бор хрома оксид металла + хром кислота хлорид кислота хлорид углерод оксид углерода + металл кислота водород кислотахлорид слота + гидроксид слота + гидроксид слота + гидроксид квасцы КCr(SO4)2 + гидроксид калия сульфат калия +… квасцы КCr(SO4)2 + гидроксид калия сульфат калия +… Методические советы. Чтобы заполнить таблицу 6, необходимо решить от шести до десяти задач разной сложности, определить формулы веществ, участвующих в приведенной в Вашем варианте схеме превращений, определить стехиометрические коэффициенты перед формулами веществ и тем самым закончить химическое уравнение реакции. В принципе, закончить уравнения реакций для большинства вариантов задания 2.1.4, можно и без применения закона эквивалентов и понятий «фактор эквивалентности» и «молярная масса эквивалента», но такое решение будет слишком сложным и нерациональным. Наиболее оптимальный способ выполнения данного задания связан с использованием закона эквивалентов и вычислением молярных масс эквивалентов и факторов эквивалентности веществ.

Так, если известна формула вещества, можно найти его молярную массу, а в ряде случаев фактор эквивалентности (например, если известно количество принимаемых или отдаваемых этим веществом электронов) и молярную массу эквивалента этого вещества. В частности, факторы эквивалентности одноосновных кислот и однокислотных оснований в реакциях ионного обмена, а также факторы эквивалентности окислителей или восстановителей, принимающих или отдающих один электрон, всегда равны единице.

Если известны массы двух веществ и молярная масса эквивалента одного из них, можно найти молярную массу эквивалента другого вещества, так как количества эквивалентов всех веществ, участвующих в реакции, равны (согласно условию задания): nэ(А) = nэ(В) = nэ(С) = nэ(…).

Если формула вещества неизвестна, а известен лишь его качественный состав, то значение молярной массы эквивалента или фактора эквивалентности может помочь определить и количественный состав этого вещества. Если качественный состав вещества известен частично (например, оксид металла, хлорид метали и т.. д.), то значение молярной массы эквивалента может помочь определить качественный состав этого вещества полностью. Для этого будет полезным представление молярной массы эквивалента вещества как суммы молярных масс эквивалентов его составных частей. Например: Мэ(Э2Ох) = Мэ(Э) + Мэ(О); Мэ(Э(ОН)х) = Мэ(Э) + Мэ(ОН); Мэ(НхАny) = Мэ(Н) + Мэ(Аn);

Мэ(KtxAny) = Мэ(Kt) + Мэ(An). Так, если молярная масса эквивалента оксида металла равна 20,15 г·моль-1, то молярная масса эквивалента металла равна 12,15 г·моль-1:

Обратите внимание, значение молярной массы эквивалента вещества и значение фактора эквивалентности этого вещества зависят от того, в какую реакцию вещество вступает (в отличие от значения молярной массы вещества, которая определяется только формулой вещества). Поэтому соотношение факторов эквивалентности веществ, участвующих в реакции, может помочь определить соотношение стехиометрических коэффициентов перед этими веществами в химическом уравнении этой реакции.

2.2 Контрольное задание № Строение электронной оболочки атома и свойства химического элемента.

Напишите полные электронные конфигурации атомов химических элементов, приведенных в Вашем варианте задания, в их основных состояниях, изобразите орбитальные диаграммы электронных оболочек этих атомов и выполните следующие задания.

2.2.1 Определите число протонов, нейтронов и электронов в атоме каждого химического элемента.

2.2.2 Определите положение каждого химического элемента в периодической системе (номер периода, номер группы, подгруппу) и семейство химических элементов, к которому он принадлежит. Кратко поясните ответ.

2.2.3 Выделите на электронной формуле каждого элемента остовные электроны и валентные электроны, напишите характеристическую электронную формулу каждого элемента и укажите энергетический подуровень, электроны которого слабее других связаны с ядром.

2.2.4 Определите число занятых электронами орбиталей валентной оболочки атома каждого химического элемента (сколько из них заняты неподеленной электронной парой, сколько – неспаренных электроном?) и число валентных (свободных) орбиталей, в том числе и орбиталей полностью свободных энергетических подуровней.

2.2.5 Напишите значения всех квантовых числел, описывающих энергетическое состояние каждого из валентных электронов атома каждого из приведенных в Вашем задании химических элементов.

2.2.6 Определите суммарное абсолютное значение спина каждого подуровня валентной оболочки каждого химического элемента.

2.2.7 Определите число неспаренных электронов в атоме каждого химического элемента в основном состоянии. Возможно ли увеличение числа неспаренных электронов при возбуждении атома? Каким образом?

2.2.8 Определите, какую ковалентность может проявлять в своих соединениях каждый из элементов, приведенных в Вашем варианте задания.

2.2.9 Укажите характерные степени окисления каждого элемента. Поясните, каким образом можно определить (исходя из электронной конфигурации) значения высшей и низшей степени окисления.

2.2.10 Какие свойства – металлические или неметаллические – проявляет каждый из элементов, приведенных в Вашем варианте задания? Почему?

При ответе используйте данные из таблицы приложения А.

Варианты задания 2.2 приведены в таблице 7.

№ Химические элементы (наибо- № Химические элементы (наибовар лее устойчивые изотопы этих вар лее устойчивые изотопы этих Методические советы. Чтобы выполнить задания 2.2.1-2.2.10, необходимо, прежде всего, определить полные электронные конфигурации атомов химических элементов в их основных состояниях. Конечно, полную электронную конфигурацию нужного Вам химического элемента можно найти в учебнике, учебном пособии ли справочнике по химии, но лучше научаться самостоятельно ее определять. Усвоив основные принципы и правила заполнения электронами атомных орбиталей и освоив алгоритмы определения электронной конфигурации атома химического элемента в основном состоянии, Вы убедитесь, что определить (и написать) электронную конфигурацию атома любого химического элемента совсем нетрудно.

Итак, для определения полной электронной конфигурации атома химического элемента в основном состоянии необходимо выполнить ряд последовательных операций:

1) по положению химического элемента в периодической системе определить семейство элементов, к которому он принадлежит, и тип подоболочки, последней заполняющейся электронами в атоме этого элемента;

Так, если элемент находится в главной подгруппе I или II группы, то он принадлежит к семейству s-элементов (является s-элементом), и последней заполняется в его атоме ns-подоболочка (n равно номеру периода).

Элементы главных подгрупп III, IV и т. д. до VIII группы включительно являются р-элементами, в их атомах последней заполняется электронами nр-подоболочка, за исключение гелия Не, элемента главной подгруппы VIII группы, являющегося s-элементом с электронной конфигурацией атома в основном состоянии 1s2. Элементы побочных подгрупп всез групп являются d-элементами, в их атомах последней заполняется электронами (n-1)d-подоболочка. Лантаноиды и актиноиды являются fэлементами, в их атомах последней заполняется (n-2)f-подоболочка.

2) по идеализированной последовательности заполнения электронами атомных орбиталей определить все подоболочки, заполняющиеся электронами в атоме данного элемента, и расположить их в порядке заполнения электронами;

Так, если в атоме химического элемента последней заполняется электронами 6р-подоболочка, то электронная оболочка атома этого элемента состоит из подоболочек, заполняющихся электронами в следующей последовательности:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p.

В самом общем виде идеализированная последовательность заполнения электронами атомных орбиталей выглядят так: ns, (n-2)f, (n-1)d, np, где nпоследовательно принимает значения от 1 до 7, за исключением 2рподоболочки, т. к. ее не существует.

3) все подоболочки, кроме последней в полученном ряду, заполнить электронами максимально (с учетом электронной емкости каждоготипа подоболочки);

Так, на s-подоболочке максимально могут располагаться 2 электрона (1s2, 2s2, 3s2 и т. д.), на р-подоболочке – 6 электронов (2р6, 3р6, 4р6 и т. д.), на dподоболочке – 10 электронов (3d10, 4d10, 5d10, 6d10), на f-подоболочке – электронов (4f14, 5f14).

4) последнюю в полученном ряду подоболочку заполнить исходя из числа валентных электронов атома данного элемента, которое у большинства элементов равно номеру группы;

Так, если элемент находится в главной подгруппе I или II группы, то nsподоболочку занимают собственно 1 или 2 электрона: ns1 или ns2. У элементов главных подгрупп III, IV и т. д. до VIII группы включительно, номер группы): np, np и т. д. до np. У элементов побочных подгрупп III, IV и т. д. до VII группы включительно (n-1)d-подоболочку заполняют, как правило, также (N-2)электрона (за исключением случаев так называемого «проскока» электронов с ns- на (n-1)d-подоболочку): (n-1)d1, (n-1)d2 и т. д. до (n-1)d5. У элементов побочной подгруппы I группы (nd-подоболочку заполняют 10 электронов (а не 9 электронов, вследствие «проскока» электронов с ns- на (n-1)d-подоболочку): (n-1)d10. У элементов побочной подгруппы II группы (n-1)d-подоболочку заполняют также электронов: (n-1)d10. У элементов побочной подгруппы VIII группы число (n-1)d-электронов, как правило, равно числу (n-1)d-элементов в ряду от элемента побочной подгруппы III группы до данного элемента побочной подгруппы VIII группы включительно (за исключением случаев «проскока» электронов с ns- на(n-1)d-подоболочку): (n-1)d6, (n-1)d7, (n-1)d8. В принципе, число (n-1)d-электронов любого d-элемента можно определить по числу (n-1)d-элементов в ряду от элемента побочной подгруппы III группы до данного элемента. Аналогично можно определить число (n-2)fэлектронов у f-элементов, т. е. по числу (n-2)f-элементов (лантаноидов иди актиноидов) от начала ряда до данного элемента. Однако и здесь исключений вследствие «проскока» электронов с (n-2)f- на (n-1)dподоболочку немало.

5) проверить, не нарушается ли идеализированная последовательность заполнения электронами атомных орбиталей у данного d- или f-элемента вследствие эффекта «проскока» электронов с ns- на (n-1)d-подоболочку или с (n-2)fна (n-1)d-подоболочку соответственно;

Так, идеализированной последовательности заполнения электронами орбиталей отвечает электронная конфигурация атома хрома 24Cr:

1s22s22p63s23p64s23d4. однако энергетически более выгодной, более устойчивой конфигурацией является конфигурация с наполовину заполненной d-подоболочкой. Поэтому у атома хрома в основном состоянии наблюдается «проскок» электрона с 4s- на 3d-подоболочку, и основному состоянию атома хрома соответствует такая конфигурация: 24Cr 1s22s22p63s23p64s13d5.

Эффект «проскока» электронов наблюдается у La (5d16s2) и Ac(6s17s2); у ряда d-элементов: Cr (3d54s1), Cu (3d104s1), Nb (4d45s1), Mo (4d55s1), Ru (4d75s1), Rh (4d85s1), Pd (4d105s0), Ag (4d105s1), Pt (5d96s1), Au (5d106s1); у ряда f-элементов: Gd (4f75d16s2), Th (6d27s1), Pa (5f26d17s2), U (5f36d17s2), Np (5f46d17s2), Cm (5f76d17s2), Bk (5f86d17s2).

6) запишите полную конфигурацию атома данного химического элемента в основном состоянии, располагая заполненные электронные подоболочки не в порядке их заполнения, а в порядке их расположения в атоме.

Так, электронная конфигурация атома хрома в основном состоянии такова 24Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1.

Зная полную электронную конфигурацию атома химического элемента в основном состоянии, можно изобразить орбитальную диаграмму электронной оболочки этого атома. Орбитальная диаграмма электронной оболочки атома представляет собой схему с изображением каждой атомной орбитали в виде квантовой ячейки и каждого электрона в виде стрелки, направление которой отражает знак спинового числа. Количество атомных орбиталей определяется количеством энергетических уровней электронов в атом данного элемента в его основном состоянии и количеством энергетических подуровней. Распределяя электроны по атомным орбиталям в соответствии с электронной конфигурацией атома химического элемента, следует обратить особое внимание на распределение валентных электронов по атомным орбиталям одного энергетического подуровня.

Так, схема всех атомарных орбиталей атома хрома Cr в виде квантовых ячеек такова:

Количество энергетических уровней электронов в атоме данного элемента равно номеру периода, в котором находится элемент. Количество энергетических подуровней в энергетическом уровне электрона равно номеру этого энергетического уровня. Количество атомных орбиталей в энергетическом подуровне зависит от типа энергетического подуровня: на s-подуровне находится одна атомная орбиталь, на р-подуровне – три атомных орбитали, на dподуровне – пять атомных орбиталей, на f-подуровне – семь атомных орбиталей.

В атоме хрома 24 электрона, их разделение по атомным орбиталям можно изобразить следующим образом:

Теперь выполнить задания 2.2.1-2.2.10 не составит труда.

2.3 Контрольное задание № Строение и некоторые свойства молекул и веществ в конденсированном состоянии 2.3.1 Строение и некоторые свойства молекул Изобразите пространственные конфигурации молекул, приведенных в Вашем варианте задания, напишите дисплейную (структурную) формулу каждого соединения и выполните следующие задания:

а) определите валентность связевую (ковалентную), степень окисления, координационное число центрального атома каждой молекулы и изобразите орбитальную диаграмму его электронной оболочки, учитывая состояние (основное или возбужденное) при образовании молекул;

б) укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома каждой молекулы, тип частицы и форму каждой молекулы, а также число - и -связей в каждой молекуле;

в) определите точное или приближенное (если невозможно определить точное) значение каждого валентного угла в каждой молекуле и обоснуйте Ваш ответ;

г) определите в каждой молекуле наиболее длинную и наиболее короткую химическую связь и обоснуйте Ваш ответ;

д) определите в каждой молекуле наиболее полярную химическую связь и укажите наиболее полярную среди всех связей, ответ обоснуйте, подтвердив расчетом;

е) определите, являются ли молекулы, приведенные в Вашем варианте задания, полярными (0) или неполярными (=0), ответ обоснуйте;

ж) определите тип межмолекулярного взаимодействия, вносящий наиболее существенный вклад при конденсации каждого соединения, и обоснуйте Ваш ответ;

з) рассмотрите возможность центрального атома каждой молекулы участвовать в образовании связей по донорно-акцепторному механизму. какую функцию он при этом будет выполнять (донора или акцептора)?

Варианты задания 2.3.1 приведены в таблице 8.

Методические советы. Чтобы выполнить задание 2.3.1, необходимо, прежде всего, определить пространственные конфигурации молекул. Для этого можно воспользоваться алгоритмом определения пространственных конфигураций простейших молекул (и комплексов) с одним центральным атомом, т.е.

совокупностью последовательных операций:

1) определить в молекуле центральный периферический атомы;

Так, если молекула имеет состав АВn, то атом А является центральным, атомы В – периферические. Если положение атомов в молекуле не столь очевидно, то при определении центрального и периферических атомов можно руководствоваться тем, что атомы с большей электроотрицательностью, как правило, являются периферическими, а атомы водорода Н и фтора F всегда являются периферическими.

2) изобразить орбитальные диаграммы валентных оболочек центрального и периферических атомов;

3) по степени окисления центрального атома определить число его электронов, идущих на образование связей по обменному механизму (т.е. неспаренных электронов), состояние центрального атома при образовании молекул (основное или возбужденное состояние) и его электронную конфигурацию, соответствующую этому состоянию;

Так, в молекуле BF3 степень окисления бора +3, следовательно, на образование связей по обменному механизму требуется три неспаренных электрона, поэтому при образовании молекулы атом бора переходит в возбужденное состояние:

4) по орбитальной диаграмме валентной оболочки центрального атома в состоянии, предшествующем образованию молекулы, определить наличие или отсутствие орбиталей с неподеленными электронными парами (это же самое можно определить иначе, по разности общего числа валентных электронов и электронов, используемых в связывании по обменному механизму);

Так, в молекуле NH3 три неспаренных электрона атома азота N, требуемые на образование связей по обменному механизму, имеются невозбужденные атомы азота N: 7N… Этими электронами заняты три орбитали валентной оболочки, последняя (четвертая) орбиталь занята неподеленной электронной парой.

5) по значению координационного числа центрального атома определить число орбиталей, содержащих электроны, участвующие в -связывании. В молекулярных ионах BF4- и NH4- четыре орбитали содержат электроны, участвующие в -связывании. В молекуле СО2 две орбитали содержат электроны, участвующие в -связывании.

Если координационное число центрального атома меньше числа его неспаренных электронов (определенных по его степени окисления), значит в молекуле помимо -связей, имеются -связи, образованные по обменному механизму. Например, в молекуле СО2 из четырех электронов, идущих на образование связей по обменному механизму, два электрона участвуют в образовании двух -связей, а два электрона – в образовании двух -связей.



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИИ И АГРОЭКОЛОГИИ _ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЁМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ, ОПТИМИЗАЦИЮ ВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ПОЛУЧЕНИЕ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ НОРМАТИВАМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ Обнинск – 2010 УДК 631.17+631.524.85 614.876+631.95:577.391 631.95 Авторский коллектив: Санжарова Н.И.,...»

«Редактор – Т.А. Семакова УДК 630 Инновации и технологии в лесном хозяйстве–2013. Материалы III Международной научно-практической конференции, 22-24 мая 2013 г., СанктПетербург, ФБУ СПбНИИЛХ. Ч. 2. СПб.: СПбНИИЛХ, 2013. – 315 с. В сборник включены доклады участников III Международной научнопрактической конференции Инновации и технологии в лесном хозяйстве, состоявшейся 22-24 мая 2013 г. в ФБУ СПбНИИЛХ (Санкт-Петербург), на пленарном заседании и 10 круглых столах. ISSN 2079-6080 ©...»

«Тамбовское областное государственное автономное учреждение дополнительного профессионального образования Институт повышения квалификации работников образования Методические рекомендации По организации экспериментальной площадки на примере Сельскохозяйственный труд на пришкольном участке как средство социализации воспитанников коррекционного образовательного учреждения интернатного типа Тамбов 2009 ББК Рецензенты: Доцента кафедры педагогики и психологии ТОИПКРО Е.Л.Чичканова Начальник отдела...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РАН КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ КОМИ ОТДЕЛЕНИЕ РБО МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ КОМИ УПРАВЛЕНИЕ РОСПРИРОДНАДЗОРА ПО РЕСПУБЛИКЕ КОМИ РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Всероссийская конференция БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЭКОСИСТЕМ КРАЙНЕГО СЕВЕРА: ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ, МОНИТОРИНГ, ОХРАНА Материалы докладов 3-7 июня 2013 г. Сыктывкар,...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА. Программа изучения дисциплины и контрольная работа для студентов-заочников Методические рекомендации Москва 2009 1 УДК 631.3 (075.8) Рецензенты: Профессор кафедры тракторов и автомобилей, председатель методической комиссии факультета...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ И АГРОЭКОЛОГИИ (ГНУ ВНИИСХРАЭ) МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РАДИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РЕАБИЛИТАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В АГРАРНОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ Обнинск-2007 УДК УДК 574:577.391 Методика разработана в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН...»

«Московское общество испытателей природы Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ДОКЛАДЫ МОСКОВСКОГО ОБЩЕСТВА ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИРОДЫ ТОМ 47 к 205-летию со дня основания МОИП _ Издательство Московского университета 2010 1 УДК 061.2; 55(091); 57(091) ББК 20.1 Д 63 Печатается по решению Президиума Московского общества испытателей природы Редактор-составитель А.Г.Ганжа Редакторы: проф. В.Т.Трофимов, проф. А.П.Садчиков, доцент С.В.Багоцкий Д 63 Доклады Московского общества...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХІV МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ В ДВУХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 1 АГРОНОМИЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ

«Н. В. Беляева О. И. Григорьева Е. Н. Кузнецов ЛЕСОВОДСТВО С ОСНОВАМИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР Практикум Санкт-Петербург 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С.М. Кирова Кафедра лесоводства Н. В. Беляева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. И. Григорьева, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е. Н. Кузнецов, кандидат сельскохозяйственных...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра технологии деревообрабатывающих производств ЛЕСНОЕ ТОВАРОВЕДЕНИЕ С ОСНОВАМИ ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 250100 Лесное дело и...»

«ФГБОУ ВПО Тувинский государственный университет ЕЖЕГОДНИК – 2011 Кызыл – 2011 г. УДК 378 (058) ББК 74.58 я 2 Т 93 Тувинский государственный университет: Ежегодник – 2011 / Под ред. С.О. Ондара. - Кызыл: Изд-во ТувГУ, 2011. – 135 с. – 100 экз. Книга представляет собой краткое изложение информации об основных событиях, произошедших в 2011 г. на факультетах, в научных и учебно-научных подразделениях, входящих в структуру университета. Ежегодник содержит большое количество статистических и...»

«УДК 576.8 ББК 28.083 Т 65 Ответственный редактор доктор биологических наук С.А. Беэр Составитель доктор биологических наук С.В. Зиновьева Редколлегия: доктор биологических наук С.А. Беэр, доктор биологических наук С.В. Зиновьева (зам. ответственного редактора), доктор биологических наук А.Н. Пельгунов, доктор биологических наук С.О. Мовсесян, доктор биологических наук С.Э. Спиридонов, кандидат биологических наук М.В. Воронин, Т.А. Малютина (ответственный секретарь) Рецензенты: академик РАМН...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм...»

«А.Е.Орадовская Н.Н.Лапшин САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДОЗАБОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД УДК 614.777 Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. — М.: Недра, 1987. — 167 с., с ил. Обобщены результаты исследований, проведенных в СССР и за рубежом за последние десять лет для гидрогеологического и санитарно-гигиенического обоснования и проектирования зон санитарной охраны подземных вод и водозаборов. Описаны водоносные горизонты и их связь с поверхностными водами. Объяснены причины...»

«Д. Е. Любомиров, кандидат философских наук, доцент О. В. Сапенок, кандидат философских наук, доцент С. О. Петров, кандидат философских наук, доцент ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ Учебное пособие для организации самостоятельной работы аспирантов и соискателей Санкт-Петербург 2008 Рассмотрено и рекомендовано к изданию кафедрой философии Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии 29 мая 2007 г. Отв. редактор кандидат философских наук, доцент О. В. Сапенок Рецензенты кафедра философии...»

«УДК 633.18:631.531.16 Э.Р. Авакян, д-р биол. наук; К.К. Ольховая, н.с.; Т.Б. Кумейко, канд. с.-х. наук, ГНУ ВНИИ риса arrri_kub@mail.ru РОЛЬ ФИТОГОРМОНОВ В РЕГУЛИРОВАНИИ ПОКОЯ СЕМЯН РАННЕСПЕЛЫХ СОРТОВ РИСА В работе приведены литературные и экспериментальные данные по изучению возможности инициации покоя семян раннеспелых сортов риса фитогормонами гибберелловой (ГК), абсцизовой (АБК) кислот и аналогом АБК – салициловой кислотой (СК). In the article these are given literary and experimental data...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова ФЕВРАЛЬСКИЕ ЧТЕНИЯ Региональная научно-практическая конференция, посвященная 55-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 27–28 февраля 2007 г. СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ Научное электронное издание...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ВАВИЛОВА ЛАНДШАФТНАЯ АРХИТЕКТУРА: ОТ ПРОЕКТА ДО ЭКОНОМИКИ Материалы Международной научно-практической конференции САРАТОВ 2014 УДК 712:630 ББК 42.37 Ландшафтная архитектура: от проекта до экономики: Материалы Международной научно-практической конференции. – Саратов: ООО Буква,...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Николай Васильевич Цугленок Библиографический указатель Красноярск 2010 ББК 91.9:4г Ц - 83 Николай Васильевич Цугленок : библиографический указатель / Красноярский государственный аграрный университет. Научная библиотека ; сост. : Е. В. Зотина, Е. В. Михлина ; отв. за вып. Р. А. Зорина ; вступ. ст. В. А. Ивановой. — Красноярск, 2010. —...»

«Монгольская академия аграрных наук Российская академия сельскохозяйственных наук, Сибирское региональное отделение Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан, АО КазАгроИнновация Академия сельскохозяйственных наук Республики Казахстан Сельскохозяйственная академия Республики Болгария АГРАРНАЯ НАУКА – СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ ПРОИЗВОДСТВУ МОНГОЛИИ, СИБИРСКОГО РЕГИОНА, КАЗАХСТАНА И БОЛГАРИИ (Сборник научных докладов XVI международной научно-практической конференции) (г.Улаанбаатар, 29-30...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.