Посібник-репетитор з хімії. Найбільш енергійно реагує з водою

ЧАСТИНА 1

1. Метали (М) розташовуються в I-III групах, або в нижній частині IV-VI груп. Тільки з металів складаються У групи.

2. У атомів металів 1-3 електрона в зовнішньому електронному шарі і порівняно великий радіус атома. Атоми металів мають тенденцію до віддачі зовнішніх електронів.

3. Прості речовини - метали складаються з елементів, пов'язаних металевої хімічним зв'язком, яку можна відобразити загальною схемою:

4. Все М - тверді речовини, Крім Hg. Самі м'які метали IA групи, самий твердий -Cr.

5. М володіють тепло- і електропровідністю і мають металевий блиск.

6. Олово має властивість утворювати два простих речовини - біле і сіре, т. Е. Властивістю аллотропии.

7. Доповніть таблицю "Властивості та застосування деяких металів".

ЧАСТИНА 2

1. Виберіть назви простих речовин - металів. З букв, відповідних правильних відповідей, ви складете назву металу, яке в перекладі з грецького означає «камінь»: літій.

2) магній Л
3) кальцій І
5) мідь Т
7) золото І
8) ртуть Й

2. Неправдиві наступні твердження, що характеризують метали:

5) непластичні і нековким

3. Виберіть чотири самих електропровідних металу (цифри розташуйте в порядку убування електропровідності) з переліку:

1) срібло
2) золото
3) алюміній
4) залізо
5) марганець
6) калій
7) натрій

Відповідь: 1, 2, 3, 7.

4. Складіть схеми освіти металевої хімічного зв'язку для речовин з формулами:

5. Проаналізуйте рисунок «Металева кристалічна решітка».

Зробіть висновок про причини пластичності, тепло- і електропровідності металів.
Кожен атом металу оточений вісьмома сусідніми атомами. Відірвалися зовнішні електрони вільно рухаються від одного утворився іона до іншого, поєднуючи іонний остов металу в гігантську молекулу. Висока теплопровідність, електрична провідність металів обумовлені наявністю в їх кристалічних решітках рухомих електронів, що переміщаються під дією електричного поля. Більшість металів пластичні через зсув шарів атомів металів без розриву зв'язку між ними.

6. Заповніть таблицю «Метали». Дані для таблиці знайдіть за допомогою додаткових джерел інформації, в тому числі Інтернету.

7. За допомогою Інтернету та інших джерел інформації підготуйте невелике повідомлення на тему «Ртуть в житті людини» за таким планом:

1) знання про ртуті в давнину і в середні віки;
2) токсичність ртуті і заходи безпеки при роботі з нею;
3) застосування ртуті в сучасній промисловості.

1) Ртуть входила в число 7 металів, її вважають прародителькою всіх металів, використовували не тільки саму ртуть, але і її сплав кіновар.
2) Вона дуже токсична, випаровується при кімнатній температурі, і при вдиханні отруює людини. Накопичуючись в організмі, вона вражає внутрішні органи, дихальні шляхи, кровотворні органи і головний мозок.
3) Ртуть використовують дуже широко. У хімічній промисловості в якості катода при отриманні гідроксиду натрію, як каталізатор при отриманні багатьох органічних сполук, при розчиненні уранових блоків (в атомній енергетиці). Цей елемент застосовується при виготовленні ламп денного світла, кварцових ламп, манометрів, термометрів та інших наукових приладів.

Каталог завдань.
Завдання 3. Таблиця Менделєєва

Версія для друку і копіювання в MS Word

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, про способи отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента в періодах радіуси атомів зменшуються, а в групах збільшуються.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення радіусів атомів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Відомо, що зі збільшенням порядкового номера елемента в періодах металеві властивості атомів зменшуються, а в групах збільшуються. Розмістіть в порядку збільшення металевих властивостей, такі елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення радіусу атомів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення радіусу атомів наступні елементи: Запишіть знаки елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення радіуса атомів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, про способи отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента в періодах електронегативність атомів збільшується, а в групах - зменшується.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення електронегативності наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, про способи отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента в періодах електронегативність атомів збільшується, а в групах - зменшується.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення електронегативності наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення кислотних властивостей вищих оксидів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, про способи отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Так, наприклад, відомо, що кислотний характер вищих оксидів елементів в періодах зі збільшенням заряду ядра посилюється, а в групах - зменшується.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку послаблення кислотних властивостей вищих оксидів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

характер безкисневих кислот зі збільшенням заряду ядра атома посилюється і в періодах, і в групах.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення кислотних властивостей водневі сполуки:

У відповіді вкажіть номери хімічних формул в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, від способах отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Так, наприклад, відомо, що легкість віддачі електронів атомами елементів в періодах зі збільшенням заряду ядра зменшується, а в групах - зростає.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення легкості віддачі електронів наступні елементи: Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук, про закономірності зміни цих властивостей, про способи отримання речовин, а також про знаходження їх в природі. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента в періодах радіуси атомів зменшуються, а в групах збільшуються.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення радіуса атомів наступні елементи: N, Al, C, Si. Запишіть позначення елементів в потрібній послідовності.

У відповіді вкажіть позначення елементів розділяючи &. Наприклад, 11 & 22.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення основності оксидів наступні елементи: Na, Al, Mg, B. Запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента оснóвний характер оксиду в періодах зменшується, а в групах зростає. З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення основності оксидів наступні елементи: Mg, Al, K, Ca. Запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення електронегативності наступні елементи: хлор, кремній, сірка, фосфор. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення відновної здатності наступні елементи: кальцій, натрій, магній, калій. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення радіусів атомів наступні елементи: алюміній, вуглець, бор, кремній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення кислотних властивостей їх вищих оксидів наступні елементи: кремній, хлор, фосфор, сірка. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку ослаблення основних властивостей їх оксидів наступні елементи: алюміній, фосфор, магній, кремній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Пе-ри-о-ді-че-ська сі-сте-ма хи-ми-че-ських еле-мен-тів Д. І. Мен-де-ле-е-ва - бо-га-тое збе-ні -Чи-ще ін-фор-ма-ції про хи-ми-че-ських еле-мен-тах, їх свій ствах і свій ствах їх со-оди-ні-ний. Так, на-прі-мер, з-вест-но, що з уве-ли-че-ні-ем по-ряд-ко-во-го но-ме-ра хи-ми чого ско-го еле мен-ту киць-лот-ні свій-ства вис-ших гід-рок-сі-дів в пе-ри-о-дах усі-ли-ва-ет-ся, а в груп-пах осла-бе-ва ет.

Учи-ти-вая ці за-ко-но-мер-но-сті, рас-по-ло-жи-ті в по-ряд-ке усі-ле-ня киць-лот-них властивостей їх вис-ших гид- рок-сі-дов сле-ду-ю-щие еле-мен-ти: уг-ле-род, бор, бе-рил-лий, азот. У від-ве-ті за-пі-ши-ті сім-по-ли еле-мен-тов в нуж-ний по-сле-до-ва-тель але сті.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення основних властивостей їх гідроксидів наступні елементи: кальцій, берилій, стронцій, магній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента здатність атомів приймати електрони - електронний торгівельний - в періодах посилюється, а в групах слабшає.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення електронегативності наступні елементи: азот, кисень, бор, вуглець. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента здатність атомів віддавати електрони - відновна здатність - в періодах слабшає, а в групах посилюється.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку послаблення відновлювальної здатності наступні елементи: азот, фтор, вуглець, кисень. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення радіусів атомів наступні елементи: кисень, фтор, сірка, хлор. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку послаблення кислотних властивостей їх вищих оксидів наступні елементи: кремній, хлор, фосфор, сірка. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення основних властивостей їх оксидів наступні елементи: алюміній, натрій, магній, кремній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента кислотні властивості вищих гідроксидів (кислот) в періодах посилюється, а в групах слабшає.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку послаблення кислотних властивостей їх вищих гідроксидів наступні елементи: вуглець, бор, берилій, азот. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента здатність атомів приймати електрони - електронний торгівельний - в періодах посилюється, а в групах слабшає.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення електронегативності наступні елементи: азот, фтор, вуглець, кисень. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента здатність віддавати електрони - відновна здатність - в періодах слабшає, а в групах посилюється.

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення відновної здатності наступні елементи: рубідій, натрій, літій, калій. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення радіусів атомів наступні елементи: фосфор, вуглець, азот, кремній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення кислотних властивостей їх вищих оксидів наступні елементи: алюміній, сірка, кремній, фосфор. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку ослаблення основних властивостей їх оксидів наступні елементи: магній, калій, натрій, кальцій. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку збільшення радіусів атомів наступні елементи: вуглець, бор, берилій, азот. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

2019 рік оголошено Міжнародним роком Періодичної таблиці хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Світова наукова спільнота відзначить 150-річчя відкриття періодичного закону хімічних елементів Д. І. Менделєєва в 1869 році. Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента радіуси атомів в періодах зменшуються, а в групах збільшуються. З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку зменшення радіусів атомів наступні елементи: алюміній, фосфор, кремній. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

відповідь:

2019 рік оголошено Міжнародним роком Періодичної таблиці хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Світова наукова спільнота відзначить 150-річчя відкриття періодичного закону хімічних елементів Д. І. Менделєєва в 1869 році. Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва - багате сховище інформації про хімічні елементи, їх властивості та властивості їх сполук. Так, наприклад, відомо, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента кислотний характер вищих оксидів в періодах посилюється, а в групах слабшає. З огляду на ці закономірності, розташуйте в порядку посилення кислотних властивостей їх вищих оксидів наступні елементи: хлор, фосфор, сірка. У відповіді запишіть символи елементів в потрібній послідовності.

Всі речовини за здатністю проводити електричний струм умовно ділять на провідники і діелектрікі.Промежуточное положення між ними займають полупроводнікі.Под провідниками розуміють речовини, в яких є вільні носії зарядів, здатні переміщатися під дією електричного поля.Проводнікамі є метали, розчини або розплави солей, кислот і лугів. Метали, завдяки своїм унікальним властивостям електропровідності, мають велике поширення в електротехніке.Для передачі електроенергії використовують в основному мідні і алюмінієві дроти, у виняткових випадках-серебряние.С 2001р. електропроводку належить виконувати тільки мідними проводамі.Алюмініевие дроти поки застосовують через їх дешевизну, а також в тих випадках, коли їх використання цілком виправдано і не представляє опасності.Алюмініевие дроти дозволені для харчування стаціонарних споживачів з відомою заздалегідь, гарантованої потужністю, наприклад, насосів , кондиціонерів, вентиляторів, побутових розеток з навантаженням до 1 кВт, а також для зовнішньої електропроводки (повітряних ліній, підземних кабелів тощо.). В оселях допустимі тільки дроти на основі міді. Метали в твердому стані мають кристалічну строеніе.Частіци в кристалах розташовані в певному порядку, утворюючи просторову (кристалічну) решетку.В вузлах кристалічної решітки знаходяться позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони, які не пов'язані з ядрами своїх атомов.Поток вільних електронів називають електронним газом.В звичайних умовах метал електрично нейтральний, т.к. загальний негативний заряд всіх вільних електронів по обсолютно значенням дорівнює позитивному заряду всіх іонів решеткі.Носітелямі вільних зарядів у металах є електрони.Іх концентрація досить веліка.Еті електрони беруть участь в хаотичному тепловому двіженіі.Под впливом електричного поля вільні електрони починають впорядковане пересування по проводніку.Тот факт, що електрони в металах служать носіями електричного струму, довів на простому досвіді німецький фізик Карл Рикке ще в 1899 г.Он взяв три циліндра однакового радіуса: мідний, алюмінієвий і мідний, розташував їх один за одним, притиснув торцями і включив в трамвайну лінію , а потім протягом більше року прпускал через них електричний ток.После цього він досліджував місця контакту металевих циліндрів і не виявив в міді атомів алюмінію, а в алюмінії-атомів міді, тобто. дифузії НЕ било.Із цього він зробив висновок, що при проходженні по провіднику електричного струму іони залишаються нерухомими, а переміщаються лише вільні електрони, які однакові у всіх речовин і не пов'язані з відмінностями їх фізико-хімічних властивостей. Отже, електричний струм в металевих провідниках є впорядкований рух вільних електронів під дією електричного поля.Скорость цього руху невелика-кілька міліметрів в секунду, а іноді і ще меньше.Но, як тільки в провідників ке виникає електричне поле, воно з величезною швидкістю, близькою до швидкості світла у вакуумі (300 000 к / с), поширюється по всій довжині проводніка.Однолвременно з распростроненія електричного поля всі електрони починають рухатися в одному напрямку по всій довжині проводніка.Так, наприклад, при замиканні ланцюга електричної лампи в впорядкований рух приходять і електрони, наявні в спіралі лампи. Коли говорять про швидкість поширення електричного струму в провіднику, то мають на увазі швидкість поширення по провіднику електричного поля.Електріческій сигнал, посланий, наприклад, по проводах з Москви до Владивостока (відстань приблизно 8000 км), приходить туди приблизно через 0,03 с. Діелектриками або ізоляторами називають речовини, в яких немає вільних носіїв зарядів, і з цього вони не проводять електричний ток.Такіе речовини відносять до ідеальних діелектрікам.Напрімер, скло, фарфор, фаянс і мармур-хороші ізолятори в холодному состояніі.Крісталли цих матеріалів мають іонну структуру, тобто. складаються з позитивно і негативно заряджених іонов.Іх електричні заряди пов'язані в кристалічній решітці і не є вільними, що робить ці матеріали діелектриками. В реальних умовах діелектрики проводять електричний струм, не дуже слабо.Для забезпечення їх провідності слід докласти дуже висока напряженіе.Прводімость діелектриків менше, ніж у проводніков.Ето пов'язано з тим, що в звичайних умовах заряди в діелектриках пов'язані в стійкі молекули і вони не в стані, як в провідниках, легко відриватися і ставати свободнимі.Електріческій струм, що проходить через діелектрики, пропорційний напруженості електричного поля.Прі деякому критичному значенні напруженості електричного поля настає електричний пробой.Велічіна називається електричною міцністю діелектрика і вимірюється в в / см.Многіе діелектрики завдяки їх високою електричною міцності використовують головним чином як електроізоляційні матеріали. Напівпровідники при низькій напрузі електричний струм не проводять, а при збільшенні напруги стають електропроводнимі.В відміну від провідників (металів) їх провідність з підвищенням температури возрастает.Ето особливо помітно, наприклад, у транзисторних радіоприймачів, які погано працюють в жарку погоду. Для напівпровідників характерна сильна залежність електропровідності від зовнішніх воздействій.Полупроводнікі широко застосовують в різних електротехнічних пристроях, оскільки їх електропровідністю можна управляти.

І.В.ТРІГУБЧАК

Посібник-репетитор з хімії

ЗАНЯТТЯ 6
10-й клас (Перший рік навчання)

Продовження. Початок див. У № 22/2005; 1, 2, 3, 5/2006

Хімічна зв'язок. будова речовини

план

1. Хімічний зв'язок:
ковалентная (неполярная, полярна; одинарна, подвійна, потрійна);
іонна; металева; воднева; сили міжмолекулярної взаємодії.

2. Кристалічні решітки (молекулярна, іонна, атомна, металева).

Різні речовини мають різну будову. З усіх відомих на сьогоднішній день речовин тільки інертні гази існують у вигляді вільних (ізольованих) атомів, що обумовлено високою стійкістю їх електронних структур. Всі інші речовини (а їх в даний час відомо більше 10 млн) складаються з пов'язаних атомів.

Хімічна зв'язок - це сили взаємодії між атомами або групами атомів, що призводять до утворення молекул, іонів, вільних радикалів, а також іонних, атомних і металевих граток. За своєю природою хімічний зв'язок - це електростатичні сили. Головну роль при утворенні хімічного зв'язку між атомами грають їх валентні електрони, Т. Е. Електрони зовнішнього рівня, найменш міцно зв'язані з ядром. При переході від атомного стану до молекулярного відбувається виділення енергії, пов'язане із заповненням електронами вільних орбіталей зовнішнього електронного рівня до певного стійкого стану.

Існують різні види хімічного зв'язку.

Ковалентний зв'язок - це хімічний зв'язок, що здійснюється за рахунок усуспільнення електронних пар. Теорію ковалентного зв'язку запропонував в 1916 р американський вчений Гілберт Льюїс. За рахунок ковалентного зв'язку утворюється більшість молекул, молекулярних іонів, вільних радикалів і атомних граток. Ковалентний зв'язок характеризується довжиною (відстань між атомами), спрямованістю (певна просторова орієнтація електронних хмар при утворенні хімічного зв'язку), насичуваність (здатність атомів утворювати певне число ковалентних зв'язків), енергією (кількість енергії, який необхідно витратити для розриву хімічного зв'язку).

Ковалентний зв'язок може бути неполярной і полярної. Неполярная ковалентний зв'язок виникає між атомами з однаковою електронегативністю (ЕО) (H 2, O 2, N 2 і т. д.). У цьому випадку центр загальної електронної щільності знаходиться на однаковій відстані від ядер обох атомів. За кількістю загальних електронних пар (тобто по кратності) розрізняють одинарні, подвійні і потрійні ковалентні зв'язки. Якщо між двома атомами утворюється тільки одна загальна електронна пара, то така ковалентний зв'язок називається одинарної. Якщо між двома атомами виникають дві або три загальні електронні пари, утворюються кратні зв'язку - подвійні і потрійні. Подвійний зв'язок складається з однієї-зв'язку і однієї-зв'язку. Потрійна зв'язок складається з однієї-зв'язку і двох -зв'язків.

Ковалентні зв'язки, при утворенні яких область перекривання електронних хмар знаходиться на лінії, що з'єднує ядра атомів, називаються -зв'язків. Ковалентні зв'язки, при утворенні яких область перекривання електронних хмар знаходиться по обидві сторони від лінії, що з'єднує ядра атомів, називаються - зв'язками.

В освіті -зв'язків можуть брати участь s- і s-електрони (Н 2), s- і p-Електронна (HCl), р- і
р-Електронна (Cl 2). Крім того,-зв'язку можуть утворюватися за рахунок перекривання «чистих» і гібридних орбіталей. В освіті -зв'язків можуть брати участь тільки р- і d-Електронна.

Нижче лініями показані хімічні зв'язки в молекулах водню, кисню та азоту:

де пари точок (:) - спарені електрони; «Хрестики» (х) - неспарені електрони.

Якщо ковалентний зв'язок утворюється між атомами з різною ЕО, то центр загальної електронної щільності зміщений в сторону атома з більшою ЕО. У цьому випадку має місце ковалентная полярна зв'язок. Двохатомна молекула, пов'язана ковалентного полярної зв'язком, являє собою диполь - електронейтральної систему, в якій центри позитивного і негативного зарядів знаходяться на певній відстані один від одного.

Графічний вид хімічних зв'язків в молекулах хлороводню і води наступний:

де стрілками показано зміщення загальної електронної щільності.

Полярний і неполярний ковалентні зв'язки утворені за обмінним механізмом. Крім того, існують донорно-акцепторні ковалентні зв'язки. Механізм утворення їх інший. У цьому випадку один атом (донор) надає неподеленную пару електронів, яка стає загальної електронної парою між ним і іншим атомом (акцептором). Акцептор при утворенні такого зв'язку надає вільну електронну орбіталь.

Донорно-акцепторні механізм утворення ковалентного зв'язку проілюстрований на прикладі освіти іона амонію:

Таким чином, в іоні амонію всі чотири зв'язку є ковалентними. Три з них утворені за обмінним механізмом, одна - по донорно-акцепторного. Всі чотири зв'язку рівноцінні, що обумовлено sp 3-гібридизація орбіталей атома азоту. Валентність азоту в іоні амонію дорівнює IV, тому що він утворює чотири зв'язку. Отже, якщо елемент утворює зв'язки і за обмінним, і по донорно-акцепторного механізмам, то його валентність більше числа неспарених електронів і визначається загальним числом орбіталей на зовнішньому електронному шарі. Для азоту, зокрема, вища валентність дорівнює чотирьом.

іонна зв'язок – хімічний зв'язок між іонами, що здійснюється за рахунок сил електростатичного притягання. Іонна зв'язок утворюється між атомами, що мають велику різницю ЕО (\u003e 1,7); іншими словами, це зв'язок між типовими металами і типовими неметалами. Теорія іонної зв'язку була запропонована в 1916 році німецьким вченим Вальтером Косселем. Віддаючи свої електрони, атоми металів перетворюються в позитивно заряджені іони - катіони; атоми неметалів, приймаючи електрони, перетворюються в негативно заряджені іони - аніони. Між утворилися іонами виникає електростатичне тяжіння, яке називається іонним зв'язком. Іонна зв'язок характеризується ненаправленим і ненасищаемості; для іонних сполук поняття «молекула» не має сенсу. У кристалічній решітці іонних з'єднань навколо кожного іона розташовується певне число іонів з протилежним зарядом. Для з'єднань NaCl і FeS характерна кубічна кристалічна решітка.

Нижче показано освіту іонної зв'язку на прикладі хлориду натрію:

Іонна зв'язок є крайнім випадком полярної ковалентного зв'язку. Різкого розмежування між ними не існує, тип зв'язку між атомами визначається за різницею електронегативності елементів.

При утворенні простих речовин - металів - атоми досить легко віддають електрони зовнішнього електронного рівня. Таким чином, в кристалах металів частина їх атомів знаходиться в іонізованому стані. У вузлах кристалічної решітки знаходяться позитивно заряджені іони і атоми металів, а між ними - електрони, які можуть вільно переміщатися по всій кристалічній решітці. Ці електрони стають загальними для всіх атомів і іонів металу і називаються «електронним газом». Зв'язок між усіма позитивно зарядженими іонами металів і вільними електронами в кристалічній решітці металів називається металевим зв'язком.

Наявністю металевої зв'язку обумовлені фізичні властивості металів і сплавів: твердість, електропровідність, теплопровідність, гнучкість, пластичність, металевий блиск. Вільні електрони можуть переносити теплоту і електрику, тому вони є причиною основних фізичних якостей, що відрізняють метали від неметалів, - високою електро- і теплопровідності.

воднева зв'язок виникає між молекулами, до складу яких входить водень і атоми з високою ЕО (кисень, фтор, азот). Ковалентні зв'язки H-O, H-F, H-N є сильно полярними, за рахунок чого на атомі водню накопичується надлишковий позитивний заряд, а на протилежних полюсах - надлишковий негативний заряд. Між різнойменно зарядженими полюсами виникають сили електростатичного притягання - водневі зв'язку. Водневі зв'язки можуть бути як міжмолекулярними, так і внутрішньомолекулярними. Енергія водневого зв'язку приблизно в десять разів менше енергії звичайної ковалентного зв'язку, але тим не менше водневі зв'язки відіграють велику роль у багатьох фізико-хімічних і біологічних процесах. Зокрема, молекули ДНК являють собою подвійні спіралі, в яких два ланцюги нуклеотидів пов'язані між собою водневими зв'язками.

Таблиця

Особливість кристалічної решітки	Тип кристалічної решітки
Особливість кристалічної решітки	молекулярна	іонна	атомна	металева
Частинки в вузлах решітки	молекули	Kатіони і аніони	атоми	Kатіони і атоми металів
Характер зв'язку між частинками	Сили міжмолекулярної взаємодії (в тому числі водневі зв'язку)	іонні зв'язку	Kовалентние зв'язку	металева зв'язок
міцність зв'язку	слабка	міцна	дуже міцна	різної міцності
Відмінні фізичні властивості речовин	Легкоплавкие або возгоняющиеся, невеликій твердості, багато розчинні у воді	Тугоплавкі, тверді, багато розчинні у воді. Розчини й розплави проводять електричний струм	Дуже тугоплавкі, дуже тверді, практично нерозчинні в воді	Висока електро- і теплопровідність, металевий блиск
приклади речовин	Йод, вода, сухий лід	Хлорид натрію, гідроксид калію, нітрат барію	Алмаз, кремній, бор, германій	Мідь, калій, цинк, залізо

Міжмолекулярні водневі зв'язки між молекулами води і фтороводорода можна зобразити (точками) наступним чином:

Речовини з водневим зв'язком мають молекулярні кристалічні решітки. Наявність водневого зв'язку призводить до утворення асоціатів молекул і, як наслідок, до підвищення температур плавлення і кипіння.

Крім перерахованих основних видів хімічного зв'язку існують також універсальні сили взаємодії між будь-якими молекулами, які не призводять до розриву або утворення нових хімічних зв'язків. Ці взаємодії називаються вандерваальсовимі силами. Вони обумовлюють тяжіння молекул даної речовини (або різних речовин) один до одного в рідкому і твердому агрегатному станах.

Різні види хімічного зв'язку обумовлюють існування різних типів кристалічних решіток (табл.).

Речовини, що складаються з молекул, мають молекулярну будову. До таких речовин відносяться всі гази, рідини, а також тверді речовини з молекулярної кристалічною решіткою, наприклад йод. Тверді речовини з атомної, іонної або металевими гратами мають немолекулярное будова, В них немає молекул.

Тест по темі «Хімічний зв'язок. Будова речовини »

1. Скільки електронів бере участь в утворенні хімічних зв'язків в молекулі аміаку?

а) 2; б) 6; в 8; г) 10.

2. Для твердих речовин з іонним кристалічною решіткою характерна низька:

а) температура плавлення; б) енергія зв'язку;

в) розчинність в воді; г) летючість.

3. Розмістіть наведені нижче речовини в порядку зростання полярності ковалентних зв'язків. У відповіді вкажіть послідовність літер.

а) S 8; б) SO 2; в) H 2 S; г) SF 6.

4. Які частинки утворюють кристал нітрату натрію?

а) Атоми Na, N, O; б) іони Na \u200b\u200b+, N 5 +, O 2;

в) молекули NaNO 3; г) іони Na \u200b\u200b+, NO 3 -.

5. Вкажіть речовини, які в твердому стані мають атомні кристалічні решітки:

а) алмаз; б) хлор;

в) оксид кремнію (IV); г) оксид кальцію.

6. Вкажіть молекулу з найбільшою енергією зв'язку:

а) фтороводород; б) хлороводень;

в) бромоводород; г) йодоводород.

7. Виберіть пари речовин, всі зв'язки в яких ковалентні:

а) NaCl, HCl; б) CO 2, NO;

в) CH 3 Cl, CH 3 K; г) SO 2, NO 2.

8. В якому ряду молекули розташовані в порядку збільшення полярності зв'язків?

а) HBr, HCl, HF; б) NH 3, PH 3, AsH 3;

в) H 2 Se, H 2 S, H 2 O; г) CO 2, CS 2, CSe 2.

9. Речовина, в молекулах якого є кратні зв'язки, - це:

а) вуглекислий газ; б) хлор;

в) вода; г) етанол.

10. На яке фізичне властивість освіту водневих зв'язків не впливає?

а) електропровідність;

б) щільність;

в) температура кипіння;

г) температура плавлення.

Ключ до тесту

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
б	г	а Б В Г	г	а, в	а	б, г	а, в	а	а

Завдання на гази і газові суміші

рівень А

1. Газоподібний оксид сірки при температурі 60 ° С і тиску 90 кПа має щільність 2,08 г / л. Визначити формулу оксиду.

відповідь. SO 2.

2. Знайти об'ємні частки водню і гелію в суміші, відносна щільність якої по повітрю дорівнює 0,1.

відповідь. 55% і 45%.

3. Спалили 50 л суміші сірководню і кисню з відносною щільністю за воднем 16,2. Отриману речовину пропустили через 25 мл 25% -го розчину гідроксиду натрію (щільність розчину дорівнює 1280 кг / м 3). Визначити масу вийшла кислої солі.

відповідь. 20,8 м

4. Термічно розклали суміш нітрату натрію та карбонату кальцію. Отримані гази (об'ємом 11,2 л) в суміші мали відносну щільність за воднем 16,5. Визначити масу вихідної суміші.

відповідь. 82 р

5. При якому молярної співвідношенні аргону і азоту можна отримати газову суміш з щільністю, рівною щільності повітря?

У вихідній суміші містяться Ar і N 2.

За умовою завдання (суміші) \u003d (пов.).

M (пов.) \u003d M(Суміші) \u003d 29 г / моль.

Скориставшись звичайним співвідношенням:

отримаємо такий вираз:

Нехай (суміші) \u003d 1 моль. Тоді (Ar) \u003d х моль, (N 2) \u003d (1 - х) Моль.

відповідь. (Ar): (N 2) \u003d 1: 11.

6. Щільність газової суміші, що складається з азоту і кисню, дорівнює 1,35 г / л. Знайти об'ємні частки газів у суміші в%.

відповідь. 44% і 56%.

7. Обсяг суміші, що містить водень і хлор, дорівнює 50 мл. Після утворення хлороводню залишилося 10 мл хлору. Знайти складу вихідної суміші в% за обсягом.

відповідь. 40% і 60%.

відповідь. 3%.

9. При додаванні якого газу до суміші рівних обсягів метану і вуглекислого газу щільність її за воднем: а) збільшиться; б) зменшиться? Привести по два приклади в кожному випадку.

відповідь.
M(Суміші СН4 і СО 2) \u003d 30 г / моль; а) Cl 2 і О 2; б) N 2 і Н 2.

10. Є суміш аміаку і кисню. При додаванні якого газу до цієї суміші її щільність:
а) збільшиться; б) зменшиться? Привести по два приклади в кожному випадку.

відповідь.
17 < M r(Суміші NH 3 + O 2)< 32; а) Cl 2 и C 4 H 10 ; б) H 2 и Нe.

11. Яка маса 1 л суміші чадного і вуглекислого газів, якщо зміст першого газу становить 35% за обсягом?

відповідь. 1,7 м

12. 1 л суміші чадного і вуглекислого газів при н.у. має масу 1,43 г. Визначити склад суміші в% за обсягом.

відповідь. 74,8% і 25,2%.

рівень Б

1. Визначити відносну щільність повітря по азоту, якщо весь кисень, що міститься в повітрі, перетворений в озон (вважати, що повітря містить тільки азот і кисень).

відповідь. 1,03.

2. При введенні дуже поширеного газу А в скляну посудину, що містить газ В, який має таку ж щільність, що і газ А, в посудині залишається лише мокрий пісок. Визначити гази. Написати рівняння лабораторних методів їх отримання.

відповідь. А - О 2, В - SiH 4.
2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2,
Mg 2 Si + 4H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 + SiH 4.

3. У газовій суміші, що складається з сірчистого газу і кисню, з відносною щільністю за воднем 24 частина сірчистого газу прореагувала, і утворилася газова суміш з відносною щільністю за воднем на 25% більше відносної густини вихідної суміші. Розрахувати склад рівноважної суміші в% за обсягом.

відповідь. 50% SO 3, 12,5% SO 2, 37,5% O 2.

4. Щільність озонованого кисню по озону 0,75. Скільки літрів озонованого кисню потрібно для згоряння 20 л метану (н.у.)?

відповідь. 35,5 л.

5. Є дві посудини, заповнених сумішами газів: а) водень і хлор; б) водень і кисень. Чи зміниться тиск в судинах при пропущенні через ці суміші електричної іскри?

відповідь. а) Чи не зміниться; б) зменшиться.

(CaSO 3) \u003d 1 моль,

тоді y \u003d (Ca (НСO 3) 2) \u003d 5 моль.

В утворюється газової суміші присутні SO 2 і СО 2.

відповідь. D пов (суміші) \u003d 1,58.

7. Обсяг суміші чадного газу і кисню дорівнює 200 мл (н.у.). Після згоряння всього чадного газу і приведення до н.у. обсяг суміші зменшився до 150 мл. У скільки разів зменшиться обсяг газової суміші після пропускання її через 50 г 2% -го розчину гідроксиду калію?

відповідь. У 3 рази.

При формуванні кристалічних решіток твердих тіл з атомів різних речовин валентні електрони, розташовані на зовнішніх орбітах атомів, по-різному взаємодіють один з одним і, як наслідок, ведуть себе по-різному ( см. Зонна теорія провідності твердих тіл і Теорія молекулярних орбіталей). Таким чином, свобода валентних електронів переміщатися всередині речовини обумовлюється його молекулярно-кристалічною структурою. В цілому ж, за електропровідним властивостям всі речовини можна (з деякою часткою умовності) поділити на три категорії, кожна з яких має яскраво вираженими характеристиками поведінки валентних електронів під впливом зовнішнього електричного поля.

провідники

У деяких речовинах валентні електрони вільно переміщаються між атомами. Перш за все, до цієї категорії відносяться метали, в яких електрони зовнішніх оболонок буквально знаходяться в «спільної власності» атомів кристалічної решітки ( см. Хімічні зв'язку та Електронна теорія провідності). Якщо подати на таку речовину електрична напруга (наприклад, підключити до двох його кінців полюса акумуляторної батареї), електрони почнуть безперешкодне впорядкований рух в напрямку південного полюса різниці потенціалів, Створюючи, тим самим, електричний струм. Струмопровідні речовини подібного роду прийнято називати провідниками. Найпоширеніші в техніці провідники - це, звичайно ж, метали, перш за все мідь і алюміній, що володіють мінімальним електричним опором і досить широко поширені в земній природі. Саме з них, в основному, виготовляються і високовольтні електричні кабелі, і побутова електропроводка. Є й інші види матеріалів, що володіють хорошою електропровідністю, - це, зокрема, сольові, лужні і кислотні розчини, а також плазма і деякі види довгих органічних молекул.

У зв'язку з цим важливо пам'ятати, що електропровідність може бути обумовлена \u200b\u200bнаявністю в речовині не тільки вільних електронів, а й вільних позитивно і негативно заряджених іонів хімічних сполук. Зокрема, навіть у звичайній водопровідній воді розчинено стільки всіляких солей, що розкладаються при розчиненні на негативно заряджені катіони і позитивно заряджені аніони, Що вода (навіть прісна) є досить хорошим провідником, і про це не можна забувати, працюючи з електрообладнанням в умовах підвищеної вологості - інакше можна отримати досить відчутний удар струмом.

ізолятори

У багатьох інших речовинах (зокрема, в склі, порцеляні, пластмасах) електрони міцно прив'язані до атомам або молекулам і не здатні до вільного переміщення під впливом прикладеного ззовні електричного напруги. Такі матеріали називаються ізоляторами.

Найчастіше в сучасній техніці як електроізоляторів використовуються різні пластмаси. По суті, будь-який пластик складається з полімерних молекул - тобто дуже довгих ланцюжків органічних (воднево-вуглецевих) з'єднань, - які, до того ж, утворюють складні і вельми міцні взаємні переплетення. Найпростіше структури полімеру уявити собі у вигляді тарілки переплутав і злиплої довгою і тонкою локшини. У таких матеріалах електрони міцно прив'язані до своїх наддовгим молекулам і не здатні покинути їх під впливом зовнішнього напруги. Гарні ізоляційні властивості мають і аморфні речовини, такі як скло, фарфор або гума, що не мають жорсткої кристалічної структури. Вони також нерідко використовуються як електроізоляторів.

І провідники, і ізолятори відіграють важливу роль в нашій техногенної цивілізації, що використовує електрику в якості основного засобу передачі енергії на відстані. За провідникам електроенергія надходить від електростанцій в наші будинки і на всілякі виробничі підприємства, а ізолятори забезпечують нашу безпеку, захищаючи від згубних наслідків прямого контакту людського організму з високою електричною напругою.

напівпровідники

Нарешті, є нечисленна категорія хімічних елементів, що займають проміжне положення між металами і ізоляторами (найвідоміші з них - кремній і германій). У кристалічних решітках цих речовин все валентні електрони, на перший погляд, пов'язані хімічними зв'язками, і вільних електронів для забезпечення електричної провідності, здавалося б, залишатися не повинно. Однак на ділі ситуація виглядає дещо інакше, оскільки частина електронів виявляється вибитим зі своїх зовнішніх орбіт в результаті теплового руху через недостатню енергії їх зв'язку з атомами. В результаті при температурі вище абсолютного нуля вони все-таки мають певну електропровідністю під впливом зовнішнього напруги. Коефіцієнт провідності у них досить низький (той же кремній проводить електричний струм в мільйони разів гірше міді), але якийсь струм, нехай і незначний, вони все-таки проводять. Такі речовини називають напівпровідниками.

Як з'ясувалося в результаті досліджень, електрична провідність в напівпровідниках, однак, обумовлена \u200b\u200bне тільки рухом вільних електронів (так званої n-провідністю за рахунок спрямованого руху негативно заряджених частинок). Є і другий механізм електропровідності - при цьому вельми незвичайний. При вивільненні електрона з кристалічної решітки напівпровідника за рахунок теплового руху на його місці утворюється так звана дірка - позитивно заряджена осередок кристалічної структури, яка може в будь-який момент опинитися зайнятої негативнозарядженим електроном, перескочив в неї з зовнішньої орбіти сусіднього атома, де, в свою чергу, утворюється нова позитивно заряджена дірка. Такий процес може тривати як завгодно довго - і виглядати з боку (в макроскопічному масштабі) все буде так, що електричний струм під зовнішнім напругою обумовлений не рухом електронів (які всього лише перескакують з зовнішньої орбіти одного атома на зовнішню орбіту сусіднього атома), а спрямованої міграцією позитивно зарядженої дірки (дефіциту електрона) в напрямку негативного полюса прикладеної різниці потенціалів. У підсумку в напівпровідниках спостерігається і другий тип провідності (так звана дірковаабо p-провідність), Обумовлена, звичайно ж, також рухом негативно заряджених електронів, але, з точки зору макроскопічних властивостей речовини, що представляється спрямованим струмом позитивно заряджених дірок до негативного полюса.

Явище доречний провідності найпростіше проілюструвати на прикладі дорожньої пробки. У міру просування вперед машини, що застрягла в ній, на її місці утворюється вільний простір, який тут же займає наступна машина, місце якої відразу ж займає третя машина і т. Д. Цей процес можна уявити собі двояко: можна описувати рідкісне просування окремих машин з числа стоять у довгій пробці; простіше, однак, характеризувати ситуацію з точки зору епізодичного просування в протилежному напрямку нечисленних пустот між застряглими в пробці машинами. Саме керуючись подібною аналогією, фізики і говорять про доречний провідності, умовно приймаючи за даність, що електричний струм проводиться не завдяки руху численних, але рідко рушати з місця негативно заряджених електронів, а завдяки руху в протилежному напрямку позитивно заряджених пустот на зовнішніх орбітах атомів напівпровідників, які вони домовилися називати «дірками». Таким чином, дуалізм електронно-доречний провідності носить чисто умовний характер, оскільки з фізичної точки зору ток в напівпровідниках, в будь-якому випадку, обумовлений виключно спрямованим рухом електронів.

Напівпровідники знайшли широке практичне застосування в сучасній радіоелектроніці і комп'ютерних технологіях саме завдяки тому, що їх провідні властивості легко і точно контролюються за допомогою зміни зовнішніх умов.