Теория отталкивания электронных пар. Как валентность зависит от строения атома? Число общих электронных пар в молекуле водорода

ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором ответа

1. Заряд ядра атома +17 имеют атомы химического элемента:

2. Число общих электронных пар в молекуле водорода:

3. Ковалентная неполярная связь имеется в молекуле вещества, формула которого:

4. Степень окисления фосфора в ряду веществ, формулы которых Са3Р2-Р-Р2О3-Р2О5:

5. Структурная формула водородного соединения элемента Э главной подгруппы V группы Периодической системы:

6. Уравнение химической реакции 2SО2 + О2 = 2SО3 соответствует схеме превращения серы:

7. Вещество X в ряду превращений N2→ NH3→ X→ NО2 имеет формулу:

8. Реактивом на карбонат-анион является катион:

9. Химическая реакция возможна между веществами, формулы которых:

10. Оксид серы (IV) не образуется при взаимодействии веществ, формулы которых:

ЧАСТЬ Б. Задания со свободным ответом

11. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения согласно схеме:

12. Превращение 2 из задания 11 рассмотрите с точки зрения ОВР.

13. Из задания 11 выберите реакцию ионного обмена и запишите ее в ионном виде.

14. Вычислите массу (в кг) аммиака, который получается при взаимодействии 2 кмоль азота с избытком водорода.

15. Назовите химический элемент, который в соединениях никогда не проявляет положительную степень окисления.

Тест 4

Тема « Ковалентная связь»

Вариант 1

1. Валентность атома химического элемента в соединении с ковалентными связями равна а) числу электронов у этого атома б) числу общих пар электронов, образованных этим атомом в) заряду ядра этого атома г) номеру периода, в котором находится данный элемент

2. Формула молекулы углекислого газа СО 2 называется

а) молекулярной формулой б) графической формулой в) электронной формулой г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому хлора до завершения внешнего электронного слоя?

а) 1 б)2 в) 3 г) 7

4. Атом углерода присоединил два атома кислорода, образовав при этом четыре общие пары электронов. Укажите валентность углерода в этом соединении.

а) I б) II в) III г) IV

5. Химическая связь в молекуле брома Br 2

а) ионная б) металлическая

в) ковалентная неполярная г) ковалентная полярная

6.В периоде от щелочного металла к галогену электроотрицательность атома, как правило,

а) не меняется

в) уменьшается

г) увеличивается

а) бериллий б) натрий

в) магний г) литий

8.В ряду элементов электроотрицательность элементов меняется (увеличивается или уменьшается) так же, как и

а) их металлические свойства

б) радиусы их атомов

в) их неметаллические свойства

г) число электронов на внешнем уровне атомов

9. Какой частичный заряд имеют атомы азота и кислорода соответственно в молекуле NO ?

а) N 2 б) NH 3 в) H 2 г) Cl 2

Вариант 2

1. Ковалентная связь – это химическая связь, обусловленная а) образованием общих пар электронов

б) образованием неподеленных пар электронов

в) притяжением ионов противоположных зарядов

г)) взаимодействием между ионами металла и свободными электронами

2. Какая формула молекулы сероводорода является его электронной формулой?

а) H 2 S б) H – S – H

в) H : : S : : H г) H : S : H

3. Сколько электронов недостает атому фосфора до завершения внешнего электронного слоя?

а) 5 б) 2 в) 3 г) 4

4. Атом серы присоединил три атома кислорода, образовав при этом шесть общих пар электронов. Укажите валентность серы в этом соединении.

а) II б) VI в) IV г) III

5. Формула вещества с ковалентной неполярной связью

а) SO 2 б) Br 2 в) H 2 O г) NaCl

6. В группе, в главной подгруппе, сверху вниз электроотрицательность атома, как правило,

а) не меняется

б) сначала увеличивается, потом уменьшается

в) уменьшается

г) увеличивается

7. Среди перечисленных элементов выберите наименее электроотрицательный элемент

а) фтор б) кислород

в) сера г) хлор

8.Какой частичный заряд имеют атомы бора и фтора соответственно в молекуле

а) положительный и отрицательный

б) отрицательный и отрицательный

в) положительный и положительный

г) отрицательный и положительный

9. Выберите молекулу, содержащую полярную ковалентную связь

а) NH 3 б) HCl в) F 2 г) SO 3

10. Химическая связь в молекуле аммиака NH 3

а) ионная

б) металлическая

в) ковалентная неполярная

г) ковалентная полярная

Вариант 3 1. Как правило, ковалентная связь образуется между:

а) атомами типичного металла и атомами типичного неметалла

б) атомами металлов

в) атомами типичного металла и атомами инертного газа

г) атомами неметаллов

2. Формула молекулы хлора Cl : Cl называется

а) молекулярной формулой

б) графической формулой

в) электронной формулой

г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому кислорода до завершения внешнего электронного слоя?

а) 1 б) 2 в) 3 г) 6

4. Число ковалентных связей, образованных атомом химического элемента, равно

а) числу общих пар электронов, образованных этим атомом

в) числу спаренных электронов на внешнем уровне атома

г) числу других атомов, присоединенных данным атомом

5. В группе, в главной подгруппе, сверху вниз радиус атома, как правило

6. Среди перечисленных элементов выберите элемент, атом которого имеет наибольший радиус

а) бор б) кремний в) алюминий г) углерод

7.В случае ковалентной неполярной связи общая пара электронов

г) отсутствует

8. Какой частичный заряд имеют атомы кислорода и серы соответственно в молекуле SO 2

б) отрицательный и отрицательный

9. Выберите молекулу, содержащую неполярную ковалентную связь:

а) NH 3 б) H 2 О в) NO 2 г) H 2

10. Химическая связь в молекуле сульфида свинца PbS

а) ковалентная неполярная б) ковалентная полярная

в) ионная г) металлическая

Вариант 4

1. Какова природа сил, удерживающих два атома водорода в молекуле?

а) химическая б) физическая

в) электрическая г) ядерная

2. Формула молекулы воды Н – О – Н называется

а) молекулярной формулой

б) графической формулой

в) электронной формулой

г) физической формулой

3. Сколько электронов недостает атому кремния до завершения внешнего электронного слоя?

1) 1 б) 2 в) 3 г) 4

4. Число неспаренных электронов у атома бора равно

1) 1 б) 2 в) 3 г) 4

5. Число общих пар, образованных атомом химического элемента, равно

а) общему числу электронов в атоме

б) числу электронов на внешнем уровне атома

в) числу неспаренных электронов на внешнем уровне атома

г) числу спаренных электронов на внешнем уровне атома

6. В периоде от щелочного металла к галогену радиус атома, как правило

а) увеличивается б) уменьшается

в) не меняется г) сначала увеличивается, потом уменьшается

7.Среди перечисленных элементов выберите элемент, атом которого имеет наименьший радиус:

1) углерод б) фосфор в) кремний г) азот

8. В случае ковалентной полярной связи общая пара электронов

а) сдвинута в сторону более электроотрицательного атома

б) находится на равном удалении от ядер атомов

в) целиком принадлежит одному из атомов

г) отсутствует

9. Какой частичный заряд имеют атомы водорода и азота соответственно в молекуле аммиака NH 3 ?

а) положительный и положительный

б) отрицательный и отрицательный

в) положительный и отрицательный

г) отрицательный и положительный?

10. Выберите молекулу, содержащую полярную ковалентную связь

а) H 2 О б) H 2 в) О 2 г) F 2

Кодификатор

Вариант

№ вопроса

1

2

3

4

Ответ на вопрос 1(1).

Так как значения ЭО водорода и фосфора одинаковы, то химическая связь в молекуле PH 3 будет ковалентной неполярной.

Ответ на вопрос 2(2).

І. а) в молекуле S 2 связь ковалентная неполярная, т.к. она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи будет следующей:
Сера - элемент главной подгруппы VI группы. Атомы серы имеют по 6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет два (8-6=2).
Обозначим внешние электроны , тогда схема образования молекулы серы будет иметь вид:

или S=S
б) в молекуле K 2 O связь ионная, потому что она образована атомами элементов металла и неметалла.
Калий - элемент первой группы главной подгруппы, металл. Его атому легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7 электронов:

2. Кислород - неметалл, элемент главной подгруппы VI группы. Его атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать 6 электронов с внешнего уровня:

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 2(2 . 1). Чтобы атомы калия отдали 2 электрона, нужно взять 2 атома, чтобы атомы кислорода смогли принять 2 электрона, необходимо взять 1 атом, поэтому схема образования оксида калия будет иметь вид:

в) в молекуле H 2 S связь ковалентная полярная, потому что она образована атомами элементов с различной ЭО. Схема образования химической связи будет следующей:
Сера – элемент главной подгруппы VІ группы. Ее атомы имеют по 6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет 2 (8-6=2).
Водород - элемент главной подгруппы 1 группы. Его атомы содержат по 1 электрону на внешней оболочке. Непарным является 1 электрон (для атома водорода завершенным является двухэлектродный уровень).
Обозначим внешние электроны атомов серы и водорода, соответственно:

В молекуле сероводорода общие электронные пары смещены в сторону более электроотрицательного атома – серы:

1. а) в молекуле N 2 связь ковалентная неполярная, потому что она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи следующая:
Азот - элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют 5 электронов на внешней оболочке. Неспаренных электронов три (8 -5 = З).
Обозначим внешние электроны атома азота точками:

б) в молекуле Li 3 H связь ионная, потому что она образована атомами элементов металла и неметалла.
Литий - элемент главной подгруппы І группы, металл. Его атому легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7 электронов:

Азот - элемент главной подгруппы V группы, неметалл. Его атому легче принять З электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать пять электронов с внешнего уровня:

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов, оно равно 3(3: 1 =3). Чтобы атомы лития отдали З электрона, необходимо З атома, чтобы атомы азота смогли принять З электрона, необходим только один атом:

в) в молекуле NCl 3 связь ковалентная полярная, т.к. она образована атомами элементов-неметаллов с различными значениями ЭО. Схема образования связи следующая:
Азот - элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют по 5 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет три (8-5=3).
Хлор - элемент главной подгруппы VII группы. Его атомы содержат по 7 электронов на внешней оболочке. Непарным остается 1 электрон (8 – 7 = 1). Обозначим внешние электроны атомов азота и хлора, соответственно:

Общие электронные пары смещены к атому азота, как более электроотрицательному:

Ответ на вопрос 3(3).

Связь в молекуле HCl менее полярна, чем в молекуле HF, потому что в ряду изменения ЭО хлор и водород менее удалены друг от друга, чем фтор и водород.

Ответ на вопрос 4(4).

Ковалентная химическая связь образуется за счет обобщения внешних электронов. По числу общих электронных пар она бывает одинарной, двойной или тройной, а по электроотрицательности, образующих её атомов - ковалентную полярную и ковалентную неполярную

Приложение 3

Насыщаемость ковалентной связи. Атом может образовывать ковалентную связь с другим атомом за счет неспаренного электрона (обменный механизм), а также за счет неподеленной электронной пары или вакантной орбитали (донорно-акцепторный механизм). Поскольку набор этих возможностей ограничен, ограничено и максимальное число ковалент-ных связей, которые может образовывать атом химического элемента. Поэтому говорят, что ковалентная связь характеризуется насыщаемостью. Например, атом водорода, обладающий единственным электроном на единственной 1 я-орби-гали, способен образовывать только одну ковалентную связь. Атом азота с электронной конфигурацией валентных электронов 2в 2 2р 3 может за счет трех неспаренных электронов образовывать три ковалентные связи по обменному механизму и четвертую - за счет пары 2в-электронов по донорно-акценторному, выступая при этом в роли донора. Таким образом, максимальная валентность азота равна четырем в отличие от высшей степени окисления, равной +5.

Кратность ковалентной связи. Число общих электронных пар, связывающих два атома в молекуле, называется кратностью ковалентной связи. Кратность влияет на энергию разрыва химической связи, а также на длину химической связи, т. е. межъядерное расстояние. Так, например, связь между атомами углерода в молекуле этана СгНб осуществляется за счет одной электронной пары, т. е. связь одинарная, ее кратность равна 1.

Связь в молекуле этилена СгН 4 двойная (за счет двух электронных пар), ее кратность равна 2.

Связь в молекуле ацетилена СгЬЬ тройная, ее кратность равна 3. Сравним энергии и длины связей в этих молекулах (табл.16).

Итак, с увеличением кратности возрастает энергия разрыва связи и уменьшается длина связи.

Типы ковалентной связи по способу перекрывания орбиталей. В зависимости от способа перекрывания электронных орбиталей различают - и -ковалентные связи.

Связь (сигма-связь) - - наиболее универсальный вид связи, которая образуется при перекрывании s-s-, s-р-, р -р- и других орбиталей (рис. 13).

Особенности - связи:

· область перекрывания (область повышенной электронной плотности) располагается на линии, соединяющей центры ядер атомов (линии связи);

· электронное облако (орбиталь) симметрично относительно линии связи. Такой вид симметрии называется цилиндрической или осевой, так как линия связи является для образующегося электронного облака осью вращения;

· возможно свободное вращение облака a-связи вокруг линии связи без ее

разрушения.

· Связъ (пи-связь) может возникать при взаимодействии р-р- ,p-d или d-d-орбиталей

· (рис. 14).

· Признаки - связи:

· образуются две области перекрывания (повышенной электронной плотности), ни одна из которых не лежит на линии связи;

· электронное облако (орбиталь) симметрично относительно плоскости, проходящей через линию связи и перпендикулярно осям орбиталей. Такой вид симметрии называется зеркальной или плоскостной;

· вокруг линии связи невозможно свободное (без разрушения связи) вращение образовавшегося облака.

Направленность ковалентной связи. Если один и тот же атом образует несколько ковалентных связей, то они располагаются в пространстве под определенными углами. Направленность ковалентной связи обусловлена тем, что р-, d- и f-орбитали определенным образом ориентированы в пространстве. Направленность ковалентной связи влияет на форму молекул веществ, их размеры, межатомные расстояния, валентный угол, т. е. на геометрию молекул.