...

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→ 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 (г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль магнію і 2 моль хлоридної кислоти.

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24M(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 (г/моль = Mr) речовин.

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24M(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=yM:

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 1s22s22p63s23p4йонний 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.

НBr                   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 H2SOз виділенням 1 моль водню H(1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л). 

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) сульфатної кислоти й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(H2SO4)=2Ar(Н)+Ar(S)+4Ar(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 гy(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 H2кількості 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 г/моль = Mr, знаходимо масу m=yM.

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) речовини.

Mr(H2SO4)=2Ar(Н)+Ar(S)+4Ar(O)=2•1+32+4•16=98,  M(H2SO4)=98 г/моль.

y(H2SO4)=2 моль98 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=yVм.

V(H2)=2 моль22,4 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 H2SOз виділенням 1 моль водню H(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 г/моль = Mr, знаходимо масу m=yM.

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) речовини.

Mr(H2SO4)=2Ar(Н)+Ar(S)+4Ar(O)=2•1+32+4•16=98,  M(H2SO4)=98 г/моль.

y(H2SO4)=2 моль98 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.

Див. вправу 3 на сторінці 153

10. Напишіть рівняння реакцій утворених речовин, відображених формулами: CS2, NO2, Na2S. Укажіть перехід електронів.

0+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 (г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2Ar(O)+2Ar(H)=65+216+2•1=99

M(Zn(OH)2)=99 г/моль. Маса 1 моль=99 г.

Mr(K2ZnO2)=2Ar(K)+Ar(Zn)+2Ar(O)=2•39+65+2•16=175

M(K2ZnO2)=175 г/моль. Маса 1 моль=175 г.

Mr(H2O)=2Ar(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 (г/моль = Mr) речовин.

Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2Ar(O)+2Ar(H)=65+216+2•1=99,  M(Zn(OH)2)=99 г/моль.

Mr(K2ZnO2)=2Ar(K)+Ar(Zn)+2Ar(O)=2•39+65+2•16=175M(K2ZnO2)=175 г/моль.

Mr(H2O)=2Ar(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=yM.

m(K2ZnO2)=0,05моль  175 г/моль=8,75 г.                        

Обчислюємо масу води  H2O кількістю речовини 0,1 моль за формулою m=yM.

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 (г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль цинк гідроксиду.

Mr(Zn(OH)2)=Ar(Zn)+2Ar(O)+2Ar(H)=65+216+2•1=99

M(Zn(OH)2)=99 г/моль. Маса 1 моль=99 г.

Mr(K2ZnO2)=2Ar(K)+Ar(Zn)+2Ar(O)=2•39+65+2•16=175,  M(K2ZnO2)=175 г/моль.

Mr(H2O)=2Ar(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=yM.

m(K2ZnO2)=0,05моль  175 г/моль=8,75 г.                        

Обчислюємо масу води  H2O кількістю речовини 0,1 моль за формулою m=yM.

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.

...