Ионная связь. Теория поляризации

 

3.22. Исходя из представлений о природе ионной связи объясните, почему при обычных условиях ионные соединения существуют в виде ионных кристаллов, а не в виде отдельных молекул.

3.23. Как объяснить высокие координационные числа в ионных соединениях (например, натрия в решетке NaCl – 6, цезия в решетке CsCl – 8)?

3.24. Почему элементы в высоких степенях окисления не образуют ионных соединений?

3.25.Ниже приведены значения положительного эфективного заряда Zэфф на атома металла для ряда соединений в твердом состоянии:

Z_эфф Z_эфф Z_эфф Z_эфф

NaF 0,97 KCl 0,98 MgO 1,48 ZnO 1,20

NaCl 0,90 KBr 0,96 MgS 1,16 ZnS 0,84

NaBr 0,86 KI 0,92 CaO 1,62 FeS 0,60

Какова зависимость между степенью ионности связи и разностью электроотрицательности элементов в данном случае? Принципиально ли утверждение, что степень ионности связей нигде не достигает 100%?

3.26.Как изменяется поляризуемость ионов в рядах:

1) O^2-, S^2-, Se^2-, Te^2-; 2) Mg²⁺, Na⁺, F^-, O^2-?

3.27.Как изменяется поляризующее действие ионов в рядах:

1) Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺; 2) Al³⁺, Sc³⁺, Y³⁺, La³⁺?

3.28.Учитывая поляризующее действие катионов, объясните различие в степени ионности связей в FeCl₂ и FeCl₃; FeCl₂ и MgCl₂; CaCl₂ и HgCl₂.

3.29.Объясните различие в термической устойчивости следующих пар соединений: а)LiBH₄ и NaBH₄; б) Li₂O₂ и Cs₂O₂; в) СaCO₃ и BaCO₃;

г) Na₂CO₃ и СaCO₃; д) NaHCO₃ и Na₂CO₃.

3.30.Температура плавления CaCl₂ 780⁰C, СdCl₂ – 560⁰C; радиус иона Ca²⁺ равен 0,104 нм, иона Cd²⁺ - 0,099 нм. Объясните различие температур плавления.

3.31.Объясните, почему гидроксиды свинца (IV) и ртути (II) – неустойчивы, а оксиды свинца (IV) и ртути (II) – устойчивы при нормальных условиях.

3.32.Как изменяется температура плавления при переходе от CsF к CsI? Объясните с помощью теории поляризации.

3.33.Почему гидроксиды натрия и калия устойчивы, а гидроксиды меди (I) и серебра (I) – неустойчивы?

3.34.Используя теорию поляризации, сравните термическую устойчивость AuCl₃ и AuCl; PbCl₄ и PbCl₂.

3.35.K₂CO₃ плавится при 890⁰С без разложения, Ag₂CO₃ разлагается уже при 220⁰С. Объясните указанное различие.

3.32. BaCl₂ в водных растворах полностью диссоциирует, а HgCl₂ почти не диссоциирует. Объясните это различие в свойствах солей.

3.33. Используя теорию поляризации, объясните:

а) почему оксид ванадия (V) – кирпично-оранжевого цвета, а оксида тантала и ниобия (V) – бесцветны;

б) почему хлорид свинца (II) – белый, а иодид свинца (II) – желтый;

в) почему ортованадат-ион бесцветен, а перманганат- ион – малинового цвета.

3.34. С позиций теории поляризации объясните изменение кислотно-основных свойств в рядах следующих гидроксидов:

1) NaOH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, H₄SiO₄, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄

2) H₂CO₃, H₂SiO₃, GeO(OH)₂, SnO(OH)₂

3) Be(OH)₂, Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂

4) H₂SO₄ и H₂SeO₄

5) Ca(OH)₂ и Zn(OH)₂.

3.35. С позиций теории поляризации объясните, почему в водном растворе не существует ионов Ti⁴⁺, V⁵⁺, Cr⁶⁺, но могут существовать ионы TiO²⁺, VO₂⁺, CrO₂²⁺.

3.36. Как изменяется концентрация ионов водорода в ряду одномолярных растворов следующих солей:

1) BeСl₂, MgCl₂, CaCl₂

2) KCl, CaCl₂, GaCl₃, GeCl₄?

3.37. Сравните кислотные свойства:

а) H₂SO₃ и H₂SO₄; б) HClO, HСlO₂, HСlO₃ и HClO₄.

С помощью теории поляризации объясните установленную вами закономерность.

 

Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие

 

3.38. Температура кипения в ряду простых веществ благородных газов монотонно увеличивается с возрастанием порядкового номера от 4,3 К (He) до 211,2 (Rn). Объясните эту закономерность.

3.39. Какого типа решетку: атомную, молекулярную или ионную имеют в твердом состоянии криптон, диоксид углерода, тетрахлорид углерода, кремний, карбид кремния, фторид калия, нитрид бора?

3.40. За счет каких связей может осуществляться взаимодействие между молекулами H₂ и O₂; H₂ и H₂O; H₂O и NH₃; NH₃ и NF₃; NF₃ и BF₃; HCl и HCl; HF и HF?

3.41. Какие из перечисленных веществ при переходе из газообразного в конденсированное состояние сохраняют молекулярную структуру: O₂, Na₂, C₂, B₂, NaCl, N₂O₅, PCl₅? Какие изменения в структуре претерпевают при этом остальные вещества?

3.42. Объясните, почему при нормальных условиях простые вещества фтор и хлор – газы, бром – жидкость, а иод – твердое тело?

3.43. Температуры кипения BF₃, BCl₃, BBr₃, BI₃ соответственно равны 172, 286, 364, 483 К. Объясните наблюдаемую закономерность.

3.44. Температуры кипения NF₃, PF₃, AsF₃ соответственно равны 144, 178, 336 К. Объясните наблюдаемую закономерность.

3.45. Ниже приведены температуры кипения Т_кип и дипольные моменты m в некоторых рядах сходных соединений:

Т_кип, К m, D

HF 292,7 1,91

HCl 188,1 1,03

HBr 206,4 0,79

HI 237,8 0,42

 

H₂O 373,0 1,84

H₂S 212,8 0,93

H₂Se 231,7 0,24

H₂Te 271 -

 

NH₃ 239,7 1,48

PH₃ 185,7 0,55

AsH₃ 210,7 0,03

SbH₃ 255 -

Объясните, почему в каждом ряду соединений при монотонном изменении полярности молекул Т_кип изменяется немонотонно.