Строение атома. Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Химическая связь.

1. Согласно периодическому закону свойства элементов являются периодическими функциями атомного номера элементов. Как проявляется периодичность элек­тронных конфигураций атомов элементов в зависимости от их атомного номера?

2. С позиций квантовой механики атомы и ионы не имеют строго определенных размеров. Однако в справочной литературе приводятся определенные значения металлических, ковалентных, ионных радиусов. Каков смысл этих величин? Как их измерили?

3. Объясните основные тенденции изменения атомных радиусов элементов в пе­риодах и группах? Какое влияние на изменение атомных радиусов элементов оказывают значения квантовых чисел (n и l), число электронов, заполняющих один и тот же электронный подуровень, число парных и непарных электронов на подуровне, образование относительно устойчивых электронных конфигураций
р3, d5, f7? Какие особенности проявляются в изменении атомных радиусов в группах элементов Яблока?

4. Дайте определение энергии ионизации. Совпадают ли по величине и по знаку энергия ионизации и энтальпия реакции ионизации атомов элемента в газооб­разном состоянии? В каких единицах СИ выражается энергия ионизации и како­во соотношение между разными единицами? Что означают понятия «первая энергия ионизации», «вторая энергия ионизации» и т. д.?

5. Дайте определение сродства к электрону Ее. Каково соотношение между сродст­вом к электрону и энтальпией реакции присоединения электронов атомами веще­ства (элемента) в газообразном состоянии? Как можно определить величину срод­ства атома к электрону через энергию ионизации аниона того же элемента? Каки­ми, положительными или отрицательными, значениями Ее характеризуется при­соединение атомами разных элементов первого электрона, второго электрона?

6. Что выражает электроотрицательность элемента χ? В чем заключается идея Полинга при определении электроотрицательности? Какую шкалу электроотрицательностей предложил Полинг? Какие иные методики рекомендованы для опре­деления электроотрицательности? Как изменяются электроотрицательности эле­ментов в периодах и группах? Где расположены в периодической таблице пози­ции для наиболее электроотрицательных и для наименее электроотрицательных («электроположительных») элементов? Какие значения χ характерны для метал­лов, а какие - для неметаллов?

7. Как можно использовать значения электроотрицательностей элементов для предсказания полярности связей, которые образуются между их атомами в хи­мическом соединении?

8. Дайте определение степени окисления элемента. Какие правила применяют для оп­ределения степеней окисления элементов в химических соединениях, включая мно­гоатомные ионы? Элементам в свободном состоянии приписывают нулевую сте­пень окисления. Могут ли иметь нулевую степень окисления элементы, входящие состав химических соединений? Для одноатомных ионов Nа+, Мg2+, Zn2+, Cl- и не­которых других можно принять, что степень окисления элемента и заряд иона рав­ны. Если эти ионы находятся в водном растворе, то какое уточнение необходимо ввести, принимая равенство заряда иона и степени окисления элемента?

9. Состав оксидов, как и других химических соединений, находится в периодиче­ской зависимости от атомного номера элементов. В частности, возможность об­разования оксида определенного состава зависит от устойчивости той или иной степени окисления конкретного элемента. Учитывая сказанное, сделайте прогноз относительно изменения состава и устойчивости оксидов s- и p-элементов в пе­риодах и группах.

10. Зная положение элемента в периодической таблице и его электроотрицатель­ность, можно оценить кислотно-основные свойства образуемых им оксидов.
Дайте оценку изменения кислотно-основных свойств оксидов элементов в пе­риодах и группах. Рассмотрите положение в периодической таблице элементов, оксиды которых обладают амфотерными свойствами. Как можно доказать амфотерный характер оксидов? Если оксиды образованы одним и тем же элементом в разных степенях окисления, то каковы тенденции изменения кислотно-основных свойств оксидов в зависимости от степени окисления элемента? Каким свойст­вом отличаются индифферентные оксиды от оксидов других классов?

11. Дайте определение понятию «химическая связь». Что происходит с энергией системы при образовании химической связи? Какую роль играют электроны при образовании связи между атомами? Что происходит с электронами при образо­вании связи? Подведите общий итог взаимодействиям, определяющим баланс сил, за счет которого поддерживается оптимальное расстояние между связанны­ми атомами.

 

12. Назовите три основных типа химических связей. Каковы особенности распреде­ления электронов между атомами в зависимости от типа связи между ними? Оп­ределите место в этой классификации полярной и координационной связей. Как можно предсказать тип возможной связи между атомами, зная значения электроотрицательности элементов?

13. Как образуется ковалентная связь? Приведите примеры молекулярных веществ, образованных за счет ковалентных связей. Чем отличается координационная (донорно-акцепторная) связь от ковалентной?

14. Основными характеристиками химической связи являются энергия, длина и по­лярность. Что выражает каждая из этих характеристик связи?

15. Охарактеризуйте одинарные, двойные и тройные связи. Какова корреляция меж­ду кратностью связей и их энергией, длиной?

16. Как можно оценить полярность химической связи, зная значения электроотрицательностей атомов элементов, образующих химическую связь? Что является ме­рой полярности молекул? В каких единицах выражается дипольный момент? Как можно дать оценку «доли ионности связи» в полярной молекуле?