ДОМАШНЯ КОНТРОЛЬНА РОБОТА З ТЕМИ "Хімічний зв'язок і будова речовини"
І та ІІ рівні
1. Назвіть типи хімічного зв'язку, які ви вивчили. Ковалентний (неполярний, полярний), йонний.
2. Напишіть електронні формули за молекулярними формулами речовин: Cl2, NH3, KH і покажіть положення спільних (неподільних) електронних пар у них.
Ковалентний Ковалентний
неполярний зв'язок. полярний зв'язок
.. │ .. ..
:Сl : Cl: H│: N :│ H
.. │ .. ..
—
H
Риска │ показує положення спільних (неподільних) електронних пар із неспарених електронів двох атомів (наявні тільки в ковалентному зв'язку). В першому випадку перекриття орбіталей відбувається симетрично (рівновіддалено) відносно ядер обох атомів, а в другому - електронна пара зв'язку зміщена в бік атома з більшою електронегативністю (електронегативність - це здатність атомів відтягувати до себе електрони від інших елементів у сполуках). Зміщення спільної електронної пари позначають ще стрілкою.
Н→ N ←Н.
↑
Н
Йонний зв'язок виникає у сполуці КН ( К 1s22s22p63s23p64s1 i H 1s1).
атом йон
К0 +19 ) ) ) ) -1е [K+ +19 ) ) )]+
2 8 8 1 2 8 8
H0 +1 ) +1е [H- +1 ) ]-
1 2
3. Порівняйте будову атома та йона Карбону. Що спільне і відмінне в будові?
атом йон
С0 +6 ) ) -4е [С+4 +6 ) ]+4
2 4 2
С0 +6 ) ) +4е [С-4 +6 ) ) ]-4
2 4 2 8
Подібне: складається з позитивно зарядженого ядра і електронів.
Відмінне: кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні, атом електронейтральний, а йон має заряд.
4. На магній подіяли хлоридною кислотою масою 3,65 г. Обчисліть масу магнію, що прореагував.
Дано: m(HCl)=3,65 г. Знайти: m(Mg)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
х г 3,65 г
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
24 г 72 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg і 2 моль хлоридної кислоти HCl.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль магнію і 2 моль хлоридної кислоти.
Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль. Маса 1 моль=24 г.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35=36, M(HCl)=36 г/моль.
Маса 1 моль=36 г, а маса 2 моль=72 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію та розв'язуємо її.
х г / 24 г= 3,65 г / 72 г, звідси х=3,65 г•24 г/ 72г=1,2 г.
Відповідь: m(Mg)= 1,2 г.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35=36, M(HCl)=36 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини хлоридної кислоти масою 3,65 г за формулою y=m/M.
y(HCl)=3,65 г:36 г/моль=0,1 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg і 2 моль хлоридної кислоти HCl, кількість речовини магнію є у два рази меншою, тому y(Mg)=0,1 моль: 2=0,05 моль.
Обчислюємо масу магнію кількістю речовини 0,05 моль за формулою m=y•M:
m(Mg)=0,05 моль•24 г/моль=1,2 г.
Відповідь: m(Mg)= 1,2 г.
ІІІ рівень
5. Поясніть принципи утворення ковалентного та йонного зв'язків. Наведіть приклади речовин.
Хімічний зв'язок, що виникає в результаті утворення спільних електронних пар із неспарених електронів, називається ковалентним. Ділянки перекривання орбіталей можуть бути рівновіддаленими від ядер атомів ( в молекулах простих речовин) або зміщеними в бік атома з більшою електронегативністю (в молекулах складних речовин). Нагадаємо, що електронегативність - це здатність атомів відтягувати до себе електрони від інших елементів у сполуках. У першому випадку ковалентний зв'язок є неполярним, а у другому - полярним. Ковалентний зв'язок виникає тільки в молекулах речовин, утворених елементами неметалами (напр., кислотні оксиди, кислоти).
Хімічний зв'язок між йонами на основі електростатичних сил притягання називається йонним. Виникає між атомами елементів, що різко відрізняються електронегативністю (електронегативність - це здатність атомів відтягувати до себе електрони від інших елементів у сполуках), тобто між типовими металічними і неметалічними елементами (напр., основні оксиди, солі, луги).
Висновок: йонний зв'язок за механізмом утворення подібний до ковалентного, але в ньому є принципова відмінність: у речовинах з йонним зв'язком атоми жорстко не з'єднуються один з одним, а просто притягуються однин до одного електростатичними взаємодіями.
Приклади речовин:
Галогени (хлор Cl2, фтор F2, йод I2), водень H2, кисень О2 , азот N2 - ковалентний неполярний зв'язок.
Вуглекислий газ CO2, вода H2O, сірководень H2S, чадний газ СО, бромідна кислота HBr, хлоридна кислота HCl, сульфатна кислота H2SO4, - ковалентний полярний зв'язок.
Калій оксид К+2О-2, магній оксид Mg+2O-2, натрій сульфат Na+2S+6O4-2, калій хлорид К+Cl-, натрій гідроксид Na+OH- (йонний зв'язок між натрієм Na+ і гідроксильною групою ОН-, а між атомами Гідрогену і Оксигену в йоні ОН-- ковалентний полярний) - йонний зв'язок.
6. Напишіть електронні формули за формулами речовин: ZnS, HBr, H2S і покажіть положення спільних (неподільних) електронних пар у сполуках, де вони утворюють.
У речовині ZnS ( Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 i S 1s22s22p63s23p4) йонний зв'язок:
Zn +30 ) ) ) ) -2e Zn +30 ) ) ) +2
2 8 18 2 2 8 18
S +16 ) ) ) +2e S +16 ) ) )-2
2 8 6 2 8 8
У сполуках HBr і H2S ковалентний полярний зв'язок.
.. ..
Н│ : Br : H│: S :│ H
.. ..
Риска │ показує положення спільних (неподільних) електронних пар із неспарених електронів двох атомів Електронна пара зв'язку зміщена в бік атома з більшою електронегативністю (електронегативність - це здатність атомів відтягувати до себе електрони від інших елементів у сполуках). Зміщення спільної електронної пари позначають ще стрілкою.
Н→Br H→ S ←H
7. Напишіть електронні формули двох йонів елементів ІІІ періоду, подібних за будовою до атома Неону. Вкажіть величину іх зарядів.
Na +11 ) ) ) -e Na +11 ) )+1
2 8 1 2 8
Mg +12 ) ) ) -2e Mg +12 ) )+2
2 8 2 2 8
8. Залізо кількістю речовини 2 моль повністю розчинили в сульфатній кислоті. Обчисліть масу і кількість речовини кислоти, що прореагувала. Який об'єм газу виділився?
Дано: y(Fe)=2 моль. Знайти: m(H2SO4)-? y(H2SO4)-? V(H2)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
2 моль x г y л
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1 моль 98 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль заліза Fe і 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з виділенням 1 моль водню H2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) сульфатної кислоти й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(Н)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98,
M(H2SO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси сульфатної кислоти.
2 моль / 1 моль г = х г / 98 г, звідси х=2 моль•98 г/ 1 моль=196 г.
Пропорція для обчислення об'єму водню.
2 моль / 1 моль = у л / 22,4 л, звідси х=2 моль•22,4 л/ 1 моль=44,8л .
Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 196 г за формулою y=m/M.
y(H2SO4)=196 г: 98 г/моль=2 моль
Відповідь: m(H2SO4)=196 г; y(H2SO4)=2 моль; V(H2)=44,8 л.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль заліза Fe і 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з виділенням 1 моль водню H2, кількості речовин однакові, тому y(H2SO4)=2 моль і y(H2)=2 моль.
Обчислюємо масу сульфатної кислоти H2SO4 кількістю речовини 2 моль.
З формули y=m/M, де M г/моль = Mr, знаходимо масу m=y•M.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) речовини.
Mr(H2SO4)=2•Ar(Н)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль.
y(H2SO4)=2 моль•98 г/моль=196 г.
Обчислюємо об'єм водню H2 кількістю речовини 2 моль.
З формули y=V/Vм, де Vм - постійна величина і за н.у. рівна 22,4 л/моль, знаходимо об'єм V=y•Vм.
V(H2)=2 моль•22,4 л/моль=44,8 л.
Відповідь: y(H2SO4)=2 моль; m(H2SO4)=196 г; V(H2)=44,8 л.
ІІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
2 моль x моль y л
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1 моль 1 моль 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль заліза Fe і 1 моль сульфатної кислоти H2SO4 з виділенням 1 моль водню H2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л).
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення кількості речовини сульфатної кислоти H2SO4.
2 моль / 1 моль = х моль / 1 моль, звідси х=2 моль•1 моль / 1 моль=2 моль.
Пропорція для обчислення об'єму водню H2.
2 моль / 1 моль = у л / 22,4 л, звідси у=2 моль•22,4 л / 1 моль=44,8 л.
Обчислюємо масу сульфатної кислоти H2SO4 кількістю речовини 2 моль.
З формули y=m/M, де M г/моль = Mr, знаходимо масу m=y•M.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) речовини.
Mr(H2SO4)=2•Ar(Н)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 г/моль.
y(H2SO4)=2 моль•98 г/моль=196 г.
Відповідь: y(H2SO4)=2 моль; V(H2)=44,8 л; m(H2SO4)=196 г.
IV рівень
9. Поясніть на конкретних прикладах, як впливає тип хімічного зв'язку на кристалічну будову речовини і, відповідно, на властивості.
10. Напишіть рівняння реакцій утворених речовин, відображених формулами: CS2, NO2, Na2S. Укажіть перехід електронів.
2С0+2S0=C+4S2-2
N20+O20=N+4O2-2
Na0+S0=Na+12S-2
11. Напишіть електронні формули трьох йонів елементів ІІІ періоду, подібних за будовою до атома Аргону. Вкажіть величину іх зарядів.
P +15 ) ) ) +3e P +15 ) ) )-3
2 8 5 2 8 8
S +16 ) ) ) +2e S +16 ) ) )-2
2 8 6 2 8 8
Cl +17 ) ) ) +e Cl +17 ) ) )-
2 8 7 2 8 8
12. Свіжоосаджений цинк гідроксид масою 4,95 г повністю розчинили в калій гідроксиді. Обчисліть масу і кількість речовини продуктів реакції. Назвіть утворені сполуки.
Дано: m(Zn(OH)2)=4,95г. Знайти: m(K2ZnO2)-? m(H2O)-? у(K2ZnO2)-? у(H2O)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
4,95 г x г у г
Zn(OH)2+ 2KOH = K2ZnO2 + 2H2O
99 г 175 г 36 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2 з утворенням 1 моль калій цинкату K2ZnO2 і 2 моль води H2O.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=65+2•16+2•1=99,
M(Zn(OH)2)=99 г/моль. Маса 1 моль=99 г.
Mr(K2ZnO2)=2•Ar(K)+Ar(Zn)+2•Ar(O)=2•39+65+2•16=175,
M(K2ZnO2)=175 г/моль. Маса 1 моль=175 г.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(О)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Маса 1 моль=18 г, а маса 2 моль=36 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси калій цинкату K2ZnO2.
4,95 г / 99 г= х г / 175 г, звідси х=4,95 г•175 г/ 99 г=8,75 г.
Пропорція для обчислення маси води H2O.
4,95 г / 99 г= у г / 36 г, звідси у=4,95 г•36 г/ 99 г=1,8 г.
Обчислюємо кількість речовини калій цинкату K2ZnO2 масою 8,75 г за формулою y=m/M.
y(K2ZnO2)=8,75 г: 175 г/моль=0,05 моль.
Обчислюємо кількість речовини води H2O масою 1,8 г за формулою y=m/M.
y(H2O)=1,8 г: 18 г/моль=0,1 моль.
Відповідь: m(K2ZnO2)=8,75г; m(H2O)=1,8г; у(K2ZnO2)=0,05моль; у(H2O)=0,1моль; калій цинкат і вода.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: Zn(OH)2+2KOH=K2ZnO2+2H2O
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=65+2•16+2•1=99, M(Zn(OH)2)=99 г/моль.
Mr(K2ZnO2)=2•Ar(K)+Ar(Zn)+2•Ar(O)=2•39+65+2•16=175, M(K2ZnO2)=175 г/моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(О)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини цинк гідроксиду Zn(OH)2 масою 4,95 г за формулою y=m/M.
y(Zn(OH)2)=4,95 г: 99 г/моль=0,05 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2 з утворенням 1 моль калій цинкату K2ZnO2 і 2 моль води H2O. Кількість речовини цинк гідроксиду і калій цинкату однакова, тому y(K2ZnO2)=0,05 моль, а кількість речовини води є у два рази більшою, тому y(H2O)=0,05моль•2=0,1 моль.
Обчислюємо масу калій цинкату K2ZnO2 кількістю речовини 0,05 моль за формулою m=y•M.
m(K2ZnO2)=0,05моль • 175 г/моль=8,75 г.
Обчислюємо масу води H2O кількістю речовини 0,1 моль за формулою m=y•M.
m(H2O)=0,1 моль • 18 г/моль=1,8 г.
Відповідь: у(K2ZnO2)=0,05моль; у(H2O)=0,1моль; m(K2ZnO2)=8,75г; m(H2O)=1,8г; калій цинкат і вода.
ІІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
4,95 г x моль у моль
Zn(OH)2+ 2KOH = K2ZnO2 + 2H2O
99 г 1 моль 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк гідроксиду Zn(OH)2 з утворенням 1 моль калій цинкату K2ZnO2 і 2 моль води H2O.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль цинк гідроксиду.
Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=65+2•16+2•1=99,
M(Zn(OH)2)=99 г/моль. Маса 1 моль=99 г.
Mr(K2ZnO2)=2•Ar(K)+Ar(Zn)+2•Ar(O)=2•39+65+2•16=175, M(K2ZnO2)=175 г/моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(О)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення кількості речовини калій цинкату K2ZnO2.
4,95 г / 99 г= х моль / 1 моль, звідси х=4,95 г•1моль/ 99 г=0,05 моль.
Пропорція для обчислення кількості речовини води H2O.
4,95 г / 99 г= у моль / 2 моль, звідси х=4,95 г•2 моль/ 99 г=0,1 моль.
Обчислюємо масу калій цинкату K2ZnO2 кількістю речовини 0,05 моль за формулою m=y•M.
m(K2ZnO2)=0,05моль • 175 г/моль=8,75 г.
Обчислюємо масу води H2O кількістю речовини 0,1 моль за формулою m=y•M.
m(H2O)=0,1 моль • 18 г/моль=1,8 г.
Відповідь: у(K2ZnO2)=0,05моль; у(H2O)=0,1моль; m(K2ZnO2)=8,75г; m(H2O)=1,8г; калій цинкат і вода.