Задачи по химии на определение свойств веществ и определение ковалентности атома элемента

Задача 248. 

Чему равна ковалентность углерода в молекуле СО: а) двум; б) трем; в) четырем?

Потому что: 1) в невозбужденном атоме углерода имеются два неспаренных электрона; 2) атом углерода может быть акцептором электронной пары; 3) в атоме углерода имеются четыре валентных электрона. 

Решение:
Электронная конфигурация атома углерода 1s²2s²2p², атома кислорода 1s²2s²2p⁴. Электронное строение их валентных орбиталей в невозбуждённом состоянии может быть представлено следующими графическими схемами:
а) атома углерода:     

б) атома кислорода:  

Видео:57. Механизмы образования ковалентной связиСкачать

Два не спаренных электрона невозбуждённого атома углерода могут участвовать образовании двух ковалентных связей по обычному механизму с атомом кислорода, имеющем два неспаренных электрона, с образованием молекулы СО.

В соединении СО у атома углерода остаётся свободная 2р-орбиталь, которая может быть акцептором электронной пары.

Таким образом, ковалентность атома углерода в молекуле СО равна 3 (две ковалентности за счёт двух неспаренных 2р-электронов и одной свободной 2р-орбитали).

Ответ: б)2. 

Задача 249.
Может ли произойти реакция между HF и  SiF₄: а) может; б) не может?
Потому что: 1) молекула HF полярна, а молекула SiF₄ неполярна; 2) обе молекулы не имеют неспаренных электронов; 3) число валентных орбиталей кремния больше четырех и часть их не заселена валентными электронами; 4) число валентных электронов кремния равно четырем; 5) молекула HF может выступать в качестве донора электронной пары.
Решение: 
Электронная конфигурация атомов фтора и кремния соответственно 1s²2s²2p⁵ и 1s²2s²2p⁶3s²3p²3d⁰.
Электронное строение их валентных орбиталей в невозбуждённом состоянии может быть представлено следующими графическими схемами:
а) атома фтора:              

При возбуждении атом кремния переходит в состояние 1s²2s²2p⁶3s¹3p³, электронное строение его валентных орбиталей соответствует схеме:

Один неспаренный электрон атома фтора может участвовать в образовании ковалентной связи по обычному механизму с атомом водорода (1s¹), имеющим один неспаренный электрон с образованием  HF.

Четыре неспаренных электрона возбуждённого атома кремния могут участвовать в образовании четырёх ковалентных связей по обычному механизму с атомами водорода (1s¹), имеющими по одному неспаренному электрону с образованием  SiF₄.

Реакция между молекулами HF и SiF₄ может произойти, так как в молекуле HF атом фтора имеет три свободные электронные пары (одна на 2s- и две на 2р-орбитали), т.е. молекула HF может выступать в качестве донора электронной пары; в молекуле SiF₄ атом кремния имеет пять свободных 3d-орбиталей, т.е. молекула SiF₄ может быть акцептором электронных пар.

Ответ: а)3,5.

Задача 250. 
Какими магнитными свойствами обладает молекула О₂: а) диамагнитна; б) парамагнитна?
Потому что: 1) молекула О₂ содержит четное число электронов; 2) суммарный спин молекулы О₂ отличен от нуля.
Решение:
Энергетическая схема образования молекулы О₂:

Из энергетической схемы вытекает, что на МО молекулы кислорода имеется два неспаренных электрона, которые сообщают молекуле парамагнитные свойства, т. е. суммарный спин молекулы отличен от нуля (+1).

Ответ: б2.

Задача 251.
Какова кратность связи в молекуле NO: а) два; б) два с половиной; в) три?
Потому что: 1) число связывающих электронов на — орбиталях равно четырем; 2) число связывающих электронов на пять больше числа разрыхляющих электронов; 3) атом азота имеет три неспаренных электрона.
Решение:
Энергетическая схема образования молекулы NО:

Как видно из схемы в молекуле NO разность между числом связывающих и числом разрыхляющих электронов равна пяти (6 – 1 = 5), что отвечает кратности связи 2,5 (5/2 = 2,5).

Ответ: б2.