Задача № 1
Укажите положение элементов в периодической системе, составьте электронную формулу железа и калия. Укажите степень окисления. Определите химическую природу (металл, неметалл, амфотерность), приведите примеры оксидов, гидроксидов.
Решение.
Железо - элемент четвертого периода побочной подгруппы VIII группы периодической системы элементов. Электронная формула железа выглядит следующим образом: 1s22s22p63s23p63d64s2.
4s
^v
3d
^v
^
^
^
^
3p
^v
^v
^v
3s
^v
2p
^v
^v
^v
2s
^v
1s
^v
26Fe
Железо, отдавая два внешних электрона, проявляет степень окисления +2; отдавая три электрона (два внешних и один с предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень окисления +3. Известны также производные железа, в которых его степень окисления равна -2, 0, +4 и +6.
Железо – металл средней химической активности, обладает слабовыраженной амфотерностью: легко взаимодействует с разбавленными кислотами, в обычных условиях не растворяется в щелочах.
Для железа наиболее характерны два ряда соединений: соединение железа (II) и железа (III): оксид железа (II) – FeO, оксид железа (III) – Fe2O3, оксид железа (II, III) – Fe3O4, гидроксид железа (II) – Fe(OH)2, гидроксид железа (III) – Fe(OH)3.
Калий – элемент четвертого периода главной подгруппы I группы периодической системы Д.И. Менделеева. Электронная формула калия выглядит следующим образом: 1s22s22p63s23p64s1
4s
^
3p
^v
^v
^v
3s
^v
2p
^v
^v
^v
2s
^v
1s
^v
19К
Атомы калия при химическом взаимодействии легко отдают валентные электроны, переходя в положительно заряженные ионы – К+ и проявляя степень окисления +1.
Калий – исключительно реакционноспособный металл. Образует с кислородом следующие соединения: оксид калия – К2О, пероксид калия – К2О2, надпероксид калия – КО2. Гидроксид калия – КОН является сильным основанием.
Задача № 2
Укажите тип химической связи в следующих соединениях: H2S, BaCl2, Cl2. Ответ поясните. Составьте схему образования связи, укажите, к какому элементу смещена электронная пара.
Решение.
В зависимости от характера распределения электронной плотности в веществе различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую.
Ковалентная связь – связь между атомами в молекуле, которая осуществляется за счет общих электронных пар. Выделяют:
* ковалентная неполярная связь – связь, в которой нет смещения электронной плотности к одному из атомов;
* ковалентная полярная связь – связь, в которой общие электронные пары смещены к более электроотрицательному атому.
Ионная связь – связь, которая осуществляется за счет электростатического притяжения разноименно заряженных частиц – ионов.
Металлическая связь – связь, характерная для металлов.
Исходя из этого:
H2S – соединение с ковалентной полярной связью, общие электронные пары смещены в сторону серы.
1H 1s1
16S 3s23p4
S + 2H > H S
BaCl2 – соединение с ионной связью, общие электронные пары полностью смещены к хлору.
56Ва* 6s16p1
17Сl 3s23p5
2 Сl + Ba > Cl Ba Cl
Cl2 – соединение с ковалентной неполярной связью.
17Сl 3s23p5
Сl + Сl > Cl Cl
Задача № 3
Составьте окислительно-восстановительный баланс в следующем уравнении:
Na2SO3 + KMnO4 + NaOH > Na2SO4 + K2MnO4 + Na2MnO4 + H2O
Решение.
+4 +7 +6 +6
Na2SO3 + KMnO4 + NaOH > Na2SO4 + K2MnO4 + Na2MnO4 + H2O