Тема: Строение вещества. Химическая связь

Тема: Строение вещества. Химическая связь.

Химическая связь. Кристаллические решетки.

Задачи

1. Определите вид химической связи в соединениях, формулы которых приведены: N2, NH3, CH4, H2S, HF. Напишите их структурные и электронные формулы.

2. Какой тип кристаллической решетки характерен для следующих веществ: хлорид калия, графит, сахар, йод, сульфид натрия?

3. Изобразите электронные схемы строения атома и иона лития. Какая разница в строении этих частиц?

Электроотрицательность и степень окисления.

Степень окисления – это условный заряд атома в химическом соединении, если предположить, что оно состоит из ионов.

Степень окисления соответствует заряду, который возник бы на атоме данного элемента в химическом соединении, если предположить, что все электронные пары, с помощью которых данный атом связан с другими атомами, полностью сместились к атомам элементов с большей электроотрицательностыо. При этом электронные пары, обобщенные одинаковыми атомами, делятся пополам.

Степень окисления определяется по следующим правилам.

1. Степень окисления элемента в простом веществе равна пулю.

2. Степень окисления элемента в форме одноатомного иона в веществе, имеющем ионное строение, равна заряду данного иона.

3. В ковалентном соединении электронные пары, с помощью которых образованы связи, полностью относят к электроотрицательному элементу с большей электроотрицателыюстыо. Степенями окисления считают образующиеся при этом заряды на атомах.

4. Алгебраическая сумма всех степеней окисления элементов атомов в нейтральной молекуле равна нулю, а в сложном ионе — заряду иона.

Постоянные степени окисления в соединениях проявляют:

+1 все щелочные металлы ( Li, Na, К, Rb, Cs ), серебро;

+2 все элементы II группы, кроме ртути;

+3 алюминий;

-1 фтор;

-2 кислород (за исключением фторидов, в которых его степень окисле­ния положительна, и пероксидов, в которых она равна -1).

Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1, в соединениях с металлами -1. Высшая положительная степень окисления элемен­та 11—VII групп равна номеру группы (кроме фтора и кислорода).

Задачи

1. Определите степень окисления азота в следующих соединениях: HNO3, NO2, NO, N2O, H3N.

2. Пользуясь периодической системой химических элементов, расположите следующие элементы в порядке уменьшения их электроотрицательности: O, N, Be, B, Li, C, S. Атомы какого из приведенных элементов обладают наибольшей электроотрицательностью?

3. Как изменяется степень окисления атома серы при окислении SO2 кислородом в SO3.

Окислительно-восстановительные реакции.

Окислительно-восстановительные реакции — реакции, в ходе которых изменяются степени окисления вследствие перехода электронов от одних элементов (восстановителей) к другим элементам (окислителям).

Окислитель — вещество, в состав которого входит элемент, принимающий электроны.

Восстановитель — вещество, в состав которого входит элемент, отдающий электроны.

Окисление — процесс отдачи электронов, степень окисления повышается.

Восстановление — процесс приема электронов, степень окисления понижается.

Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции — реакции, в которых окислителем и восстановителем являются разные вещества.

Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции — реакции, в которых одно и то же вещество является и окислителем, и восстановителем.

Диспропорционирование — реакции, приводящие к образованию соединений, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления.

Пример. В данных переходах определите число электронов, теряемых или приобретаемых атомом:

а); б); в).

Решение, а) В исходном состоянии (в исходном химическом соединении) марганец находится в степени окисления +7, а в конечном состоянии (в каком-то продукте реакции) — в степени окисления +2. Следовательно, в ходе данного процесса атом марганца полу­чил пять электронов, процесс — восстановление, марганец являлся окислителем. Ответ запишем в виде схемы:

+ 5 → (восстановление, окислитель).

б) В исходном состоянии у атома серы было два «лишних» электрона, после реакции у него «не хватает» четырех электронов. Следовательно, атом серы потерял шесть электронов, процесс — окисление, сера является восстановителем.

Ответ: -6→ (окисление, восстановитель).

в) В исходном состоянии в двухатомной молекуле азот имеет степень окисления, равную нулю. В конечном состоянии азот находится в степени окисления -3. Следовательно, атом азота «принял» три электрона, а двухатомная молекула в два раза больше — шесть электронов. Запишем это в виде схемы:

+6→2(восстановление, окислитель).

Задачи

1. Определите степени окисления элементов в соединениях: Cu2O, H3PO4, K2CO3, PCl3, H2SO4.

2. Допишите уравнения реакций, схемы которых даны ниже, укажите степени окисления элементов и расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

Na + Cl2→; C + O2→.

3. Определите степень окисления каждого элемента, расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

H3N + O2→NO + H2O

Контрольная работа

1. Определите вид химической связи и тип кристаллической решетки в следующих веществах: фторид калия, вода(лед), алмаз, кислород, бромид натрия.

2. Учитывая положение серы и селена в периодической системе и их электроотрицательность, укажите, какая связь прочнее: S – H или Se – H.

3. Определите степени окисления элементов в формулах следующих соединений:

CF4, SF6, I3N, NO2, SiO2, XeO4, IF7.

4. Определите степень окисления каждого элемента и расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

Fe2O3 + CO→CO2 + Fe