ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Примеры:
1. Вычислить разность отнoсительных электроотрицательностей атомов для связей Н – О и О – Э в соединениях
Э(ОН)
2
, где Э – Мg, Са или Sr, и определить: a) какая из связей Н – O или O – Э характеризуется в каждой молекуле большей
степенью ионности; б) каков характер диссоциации этих молекул в водном растворе?
Решение:
По данным табл. 3.1 вычисляем разность электроотрицательностей для связей O – Э: ∆χ Mg – O = 3,5 – 1,2 = 2,3; ∆χ
Ca –
O = 3,5 – 1,04 = 2,46; ∆χ
Sr – O = 3,5 – 0,99 = 2,51. Разность электроотрицательностей для связи O – Н составляет 1,4.
Таким образом: a) во всех paссмотрeнных молекулах связь Э – О более полярна, т.е. характеризуется большей степeнью
ионности; б) диссоциация на ионы в водных растворах будет осуществляться по наиболее ионной связи в соответствии со
схемой: Э(ОН)
2
= Э
2+
+ 2ОН
–
; следовательно, все рассматриваемые соединения будут диссоциировать по типу оснований.
2. Определите, y какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже.
Решение:
Радиус I
–
и, следовательно, его поляризуемость cущественно больше, чем y F
–
.
Поэтому электронная плотность в
кристалле KI частично сместится от аниона к катиону, что уменьшит их эффективные заряды и прочность связи.
Температура плавления y KI будет ниже, чем y KF.
3. Какая из солей (RbСl или AgСl) начинает плавиться при более низкой температуре?
Решение:
По размерам катионы приблизительно одинаковы, но Ag
+
, имеющий 18-электронную внешнюю конфигурацию,
обладает большим поляризующим действием, чем Rb
+
, имеющий 8-электронную внешнюю оболочку. Это приведет к
большей поляризации Сl
–
в AgСl, уменьшению эффективных зарядов на ионах, ослаблению связи в кристалле. AgСl
оказывается менее стойким и плавится при более низкой температуре.
4. Фторид кальция не диссоциирует на атомы даже при 1000 °С, а иодид меди (II) неустойчив уже при обычной
температуре. Чем объяснить различную прочность этих соединений?
Решение:
Ион Сu
2+
, имеющий 17-электронную внешнюю оболочку и сравнительно небольшой радиус (0,08 нм), обладает
сильным поляризующим действием, а большой по размеру ион I
–
(r = 0,22 нм) характеризуется высокой поляризуемостью.
Поэтому поляризация аниона I
–
катионом Сu
2+
приводит к полному переходу электрона от аниона к катиону: ион Сu
2+
восстанавливается до Сu
+
, а ион I
–
окисляется до свободного иода. Соединение СuI
2
не существует.
Ион Са
2+
обладает благородногазовой электронной структурой, а его радиус составляет 0,104 нм; поэтому он оказывает
более слабое поляризующее действие на анион, чем ион Сu
2+
. С другой стороны, поляризуемость иона F
–
, обладающего
сравнительно малыми размерами (r = 0,133 нм), значительно меньше, чем иона I
–
. При взаимодействии слабополяризующего
катиона Са
2+
со слабо поляризующимся анионом F
–
электронные оболочки ионов почти не деформируются; соединение CaF
2
очень устойчиво.
Атом водорода, соединенный с атомом сильно электроотрицательного элемента, способен к образованию еще одной
химической связи – водородной. Наличие водородных связей приводит к заметной полимеризации воды, фтороводорода,
многих органических соединений. Например, при невысоких температурах фтороводород – полимер (HF)
n
, где п может
доходить до шести, муравьиная кислота – димер даже в газовой фазе.
Энергия водородных связей обычно лежит в пределах 8 – 40 кДж/моль. Наличие водородных связей является причиной
аномально высоких температур кипения и плавления некоторых веществ, так как на разрыв водородных связей требуется
дополнительная затрата энергии.
В веществах с молекулярной структурой проявляется межмолекулярное взаимодействие. Силы межмолекулярного
взаимодействия, называемые также силами Ван-дер-Ваальса, слабее сил, приводящих к образованию ковалентной связи, но
проявляются они на больших расстояниях. В их основе лежит электростатическое взаимодействие молекулярных диполей.
5. При нормальном давлении (1,01 · 10
5
Па) температура кипения
Н
2
О – 373; H
2
S – 212,8; H
2
Se – 231,7; Н
2
Те – 271 К. Объясните кажущееся «нарушение» в характере изменения температуры
кипения в ряду Н
2
О – H
2
S – Н
2
Se – Н
2
Те.
Решение:
Для перевода «тяжелых» молекул из жидкого состояния в газообразное требуются большие затраты энергии, и
температуры кипения таких веществ выше. Этому требованию отвечает последовательность H
2
S – H
2
Se – Н
2
Те. «Аномалия»
для воды объясняется агрегацией ее молекул в более крупные образования за счет водородной связи, которая проявляется
прежде всего в водородных соединениях сильно электроотрицательных элементов второго периода периодической системы.
Перевод молекул воды в газообразное состояние требует дополнительных энергетических затрат на разрыв водородных
связей в жидкости.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
