Строение, свойства углерода и кремния

Задача 965. 

Написать уравнение гидролиза Na₂SiO₃. Как изменится степень гидролиза Na₂SiO₃ при добавлении к раствору хлорида аммония?

Решение:
Na₂SiO₃ – соль сильного основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону:

Na₂SiO₃ ↔ 2Na⁺ + SiO₃^2-

SiO₃^2- двухзарядный ион, значит, гидролизуется по двум ступеням. Гидролиз обычно протекает только по первой ступени: 

SiO₃^2- + H₂O ↔ HSiO₃^– + OH^–(ионно-молекулярная форма);
Na₂SiO₃ + Н₂О ↔ NaHSiO₃ + NaOH (молекулярная форма).

Образующийся избыток ионов OH^– придаёт раствору щелочную среду, рН > 7. 

б) При добавлении к раствору Na₂SiO₃ хлорида аммония, как соли, гидролизующейся по катиону, будет наблюдаться избыток ионов водорода Н⁺:

NH₄Cl ↔ NH₄⁺ + Cl^–;
NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₄OH + H⁺.

Образуемый при гидролизе обеих солей избыток ионов Н⁺ и ОН¯ провзаимодействует между собой с образованием молекул Н₂О (Н₊ + ОН¯ ? Н₂О). Дополнительное образование Н₂О, согласно принципу Ле Шателье, сместит равновесие системы вправо, в сторону усиления гидролиза обеих солей.

Задача 966. 
Каким типом гибридизации АО углерода можно описать строение молекулы СО₂: а) sр; б) sp²; в) sp³; г) гибридизации не происходит?
Потому что: 1) ковалентность углерода в этом соединении равна четырем; 2) молекула неполярна; З) кратность связи углерод — кислород больше единицы.
Решение: 
Установлено, что молекула СО₂ имеет линейное строение О = С = О или  :O:: С::O: Молекула неполярна. Атом углерода соединён с двумя атомами кислорода двойными связями. Такое  возможно, если атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации. Два образующихся sp-гибридных облака имеют ассиметричную форму, которая обеспечивает большее перекрывание с электронными облаками атомов кислорода. Поскольку два гибридных облака в результате взаимного отталкивания располагаются относительно ядра атома углерода таким образом, что угол между ними составляет 180⁰ (рис. 1.):

Рис. 1. Схема строения молекулы СО₂
(По материалам Российского химико-технологического университета
им. Д.И. Менделеева http://olimp.distant.ru/2013/otvety-13.htm).

В результате такого расположения гибридных электронных облаков молекула СО₂ имеет линейное строение, т. е. ядра атомов кислорода и углерода располагаются на одной прямой. Получается, что в молекуле СО₂ атом углерода соединён с двумя атомами кислорода  с помощью двойных связей. Между центральным атомом углерода и двумя атомами кислорода образуются σ  — связи за счёт sp- гибридных облаков атома углерода и р-облаков атомов кислорода, а π  -связи образуются за счёт перекрывания р-облаков атома углерода и р-облаков атомов кислорода. 

Ответ: а2

Задача 967. 
Какие из перечисленных газов при пропускании их через раствор щелочи вступают с ней в реакцию: а) СО; б) СО₂; в) НСN; г) СF₄? 
Решение:
а) Едкие щёлочи и монооксид углерода взаимодействуют друг с другом с образованием соли муравьиной кислоты:

CO + NaOH = HCООNa.
                    формиат
                      натрия

б) Действием диоксида углерода на растворы щелочей получают соли угольной кислоты:

СО₂ + NaOH = NaHCO₃;
CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O.

Здесь проявляются кислотные свойства СО₂, как кислотного оксида.
в) Как кислота НСN реагирует с NaOH (реакция нейтрализация):

HCN + NaOH = NaCN + H₂O.

г) Фторид углерода не реагирует с гидроксидом натрия, реакция не протекает.

Ответ: а); б); в).