Файл: Методические указания и задания к занятиям семинарского типа, контрольной и самостоятельной работе по дисциплине Неорганическая химия.docx

Строение вещества
Задания 1120
Вопросы заданий

1. Указать положение элемента (А) в периодической системе
Д.И. Менделеева.

2. Отметить состав атома и атомного ядра данного элемента. Составить электронную формулу элемента и отметить его химическую природу и электронное семейство.

3. Перечислить характерные степени окисления элемента и написать формулы его возможных оксидов и соответствующих им гидроксидов (оснований или кислот). Отметить их названия и кислотно-основную природу.

4. Отметить значения относительной электроотрицательности элементов в соединениях (Б). Указать, к какому элементу смещена общая электронная пара, и определить тип химической связи.

№ задания	Элемент	Соединения	№ зада-ния	Элемент	Соединения
	А	Б		А	Б
11	Свинец	CI2, HBr, NaF	16	Цинк	РH3, HJ, NaCI
12	Железо	H2Te, HJ, CsCI	17	Марганец	F2, NH3, KBr
13	Фосфор	N2, H2O, NaJ	18	Олово	O2, HF, LiCI
14	Хром	Br2, H2Se, LiF	19	Алюминий	N2, H2S, RbJ
15	Сера	F2, AsH3, NaBr	20	Мышьяк	J2, SiH4, KF

Методические указания
При выполнении первого, второго и третьего пунктов заданий 11–20 используйте рекомендуемую литературу, периодическую систему Д. И. Менделеева, таблицу 2 Приложения и любые другие учебные пособия по общей или неорганической химии. Используйте также указанную ниже информацию.

Атом любого элемента состоит из ядра и электронов. В состав ядра атома входят протоны и нейтроны, сумма которых составляет массовое число атома. Число протонов и электронов определяется порядковым номером элемента, а число нейтронов равно разности между массовым числом атома и числом протонов.

---

Электронная формула атома отражает распределение его электронов по уровням и подуровням электронной оболочки, заселение которой электронами происходит в следующем порядке:
1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶

6s ² 5d ¹ 4f ¹⁴ 5d ^210 6p ⁶ 7s ² 6d ¹ 5f ¹⁴ 6d ^2.....
Показатель степени отражает максимальное число электронов на соответствующем подуровне.

Электронное семейство элемента определяется типом подуровня, заселенного валентными электронами. Различают s-, p-, d-, f- электронные семейства элементов.

Химическая природа элемента определяется числом валентных электронов на внешнем энергетическом уровне. Так, металлы содержат на внешнем энергетическом уровне 1–2 электрона, неметаллы– 4–5 и более, а амфотерные элементы содержат 3–4 электрона. Более строго химическую природу элемента, характерные значения его степеней окисления и формы соединений определите, ознакомившись с соответствующим теоретическим материалом в учебных пособиях.

Большинство элементов образуют соединения с кислородом (оксиды), кислотно-основные свойства которых определяются химической природой элемента и значением его степени окисления. Так, оксиды металлов в степени окисления +1, +2 обладают оснóвными свойствами. Оксиды неметаллов и оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7 являются кислотными, а оксиды амфотерных элементов и металлов в промежуточной степени окисления (+3, +4) обладают амфотерными свойствами.

Оксидам элементов в указанных значениях степени окисления соответствуют гидроксиды, которые являются либо кислотами (в случае кислотных оксидов), либо основаниями (в случае основных оксидов), либо проявляют амфотерные свойства (в случае амфотерных оксидов).

Ответы на четвертый вопрос задания оформите в виде таблицы, отметив в ней сначала молекулярные формулы, а затем графические изображения одной связи в каждом из указанных соединений.

Далее, используя таблицу 3 Приложения, укажите в графическом изображении под символом каждого элемента значение его относительной электроотрицательности (ОЭО) и вычислите величину ее разности –  (ОЭО).

По значению  (ОЭО) определите тип ковалентной связи между двумя связанными друг с другом атомами. Помните при этом, что при  (ОЭО) = 0 химическая связь между атомами считается ковалентной неполярной, а при  (ОЭО)  0 – ковалентной полярной. Степень полярности связи тем выше, чем больше  (ОЭО). При значении  (ОЭО)  1,9 связь считается резкополярной, или ионной.

---

Общая электронная пара в ковалентной связи всегда смещается в сторону более электроотрицательного элемента. Например:

Соеди-нение	Изображение связи, значение ОЭО, смещение электронов	Вычисление  (ОЭО)	Тип ковалентной связи
H2	Н 2,1  Н 2,1	 = 2,1 – 2,1 = 0	Ковалентная неполярная
HCI	H 2,1  СI 3,0	 = 3,0 – 2,1 = 0,9	Ковалентная полярная
KCI	K 0,9  CI 3,0	 = 3,0 – 0,9 = 2,1	Ковалентная резкополярная, или ионная

Окислительно-восстановительные реакции
Задания 21 – 30
Вопросы заданий

1. Составить формулы продуктов и подобрать коэффициенты методом электронного баланса в реакции (А) и ионно-электронным методом в реакции (Б). Указать процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель.

2. Вычислить в реакции (Б) значения молярных масс эквивалентов окислителя и восстановителя, значение ЭДС и указать ее направленность.

3. Отметить типы окислительно-восстановительных реакций.

№ зада- ния	Примеры окислительно-восстановительных реакций
	А	Б
21	KMnO4 + FeCI2 + HCI  MnCI2 + FeCI3 + ? + ?	К2Cr2O7 + KJ + H2SO4  Cr2(SO4)3 + J2 + ? + ?
22	KCIO3 + KJ + H2SO4  KCIO + J2 + ? + ?	FeSO4 + KCIO3 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + CI2 + ? + ?
23	KMnO4 + NaNO2 + H2SO4  MnSO4 + NaNO3 + ? + ?	NaBr + NaBrO3 + H2SO4  Br2 + ? + ?
24	KCI + KCIO3 + H2SO4  CI2 + ? + ?	Cr2(SO4)3 + Br2 + KOH  K2CrO4 + KBr + ? + ?
25	KMnO4 + NaJ +KOH  K2MnO4 + J2 + ?	K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + ? + ?
26	FeSO4 + KMnO4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + MnSO4 + ? + ?	K2CrO4 + K2MnO4 + HCI  CrCI3 + KMnO4 + ? + ?
27	KMnO4 + NaJ + H2SO4  MnSO4 + J2+ ? + ? + ?	KJ + NaNO2 + H2SO4  J2 + NO +? + ? + ?
28	Na2O2 + K2Cr2O7 + H2SO4  O2 + Cr2(SO4)3 + ? + ? + ?	K2MnO4 + NaJ + H2O  MnO2 + J2 + ? +?
29	K2CrO4 + SnSO4 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + Sn(SO4)2+ ? + ?	KCIO3 + KCI + H2O  CI2 + ?
30	SnCI2 + Bi(NO3)3 + KOH  K2[Sn(OH)6] + Bi + ? + ?	K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + ? + ?

---

Методические указания
Для правильного и быстрого выполнения заданий ознакомьтесь с теоретическим материалом данной темы по учебным пособиям и учтите предлагаемые рекомендации.

Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, в ходе которых изменяются степени окисления элементов.

Степень окисления – это условный заряд атомов в молекуле, вычисленный, исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов. Заряд на атомах возникает вследствие смещения электронов от одних атомов к другим. Отсюда степень окисления в соединениях элементов приобретает положительное или отрицательное значение, а в простых веществах степень окисления элементов равна нулю. Например: H ^ CI ^; К ^ N ^{ 5}O ^{ 2}₃; CI₂ ^.

Процесс отдачи электронов, сопровождающийся повышением степени окисления элемента, называется процессом окисления.

Процесс присоединения электронов, сопровождающийся понижением степени окисления элемента, называется процессом восстановления.

Частица, отдающая электроны, называется восстановителем, а принимающая электроны – окислителем.

Окислительно-восстановительная способность элементов определяется значением их степени окисления. Так, любой элемент в низшей степени окисления является только восстановителем, в высшей степени окисления – только окислителем, а в промежуточной степени окисления проявляет окислительно-восстановительную двойственность, то есть может быть и окислителем и восстановителем.

Для подбора коэффициентов к окислителю и восстановителю и их продуктам используют методы электронного или ионно-электронного баланса (метод полуреакций).
Метод электронного баланса
Сущность метода состоит в сравнении степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакций. Составление уравнений основано на уравнивании числа отдаваемых восстановителем и принимаемых окислителем электронов.

Порядок составления уравнений методом электронного баланса:

1. Написать формулы исходных веществ и определить степень окисления тех элементов, которые изменяют ее в ходе реакции.

2. По значению степени окисления элементов в исходных веществах определить возможный окислитель и восстановитель

---

, помня вышеуказанные рекомендации.

3. Установить степени окисления, приобретенные в результате реакции атомами элемента-окислителя и элемента-восстановителя.

4. Составить формулы продуктов реакции, используя таблицу 4 Приложения и помня формальное правило:

а) ионы, присутствующие в растворе исходных веществ и образующиеся в ходе реакции, соединяются с противоположно заряженными ионами, из которых состоят молекулы веществасреды;

б) атомы кислорода соединяются с атомами водорода, образуя молекулы воды, либо входят в состав оксидов или кислородсодержащих ионов;

в) из молекул воды получаются чаще всего гидроксид-ионы;

г) гидроксид-ионы превращаются в молекулы воды или входят в состав гидроксокомплексов.

5. Составить схему электронного баланса, указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления. Подобрать коэффициенты к окислителю и восстановителю и соответствующим продуктам восстановления окислителя и окисления восстановителя.
Схема электронного баланса

Свойства элементов	Схема процесса и его название	Число электронов	Наименьшее общее кратное (НОК)	Коэффи-циенты (Коэф)
Окисли-тель	Mn  7 + 5 ē  Mn 2 восстановление	5		2
			10
Восстано-витель	S  4 – 2 ē  S  6 окисление	2		5

6. Уравнять число атомов элементов в обеих частях уравнения, соблюдая следующий порядок действий:

а) уравнять атомы элементов, изменивших степень окисления;

б) уравнять атомы металлов;

в) уравнять кислотные остатки, которые не изменились;

г) уравнять атомы водорода;

д) подсчитать атомы кислорода.

При равенстве числа атомов кислорода в левой и правой частях уравнения считают, что оно составлено верно, и ставят знак «=».

---