Электроотрицательность. Степень окисления и валентность химических элементов

Задания с комментариями и решениями

Пример 8. Из числа указанных в ряду элементов

1) Na

2) К

3) Si

4) Mg

5) С

выберите два элемента, которые проявляют постоянную степень окисления равную +1.

Постоянную степень окисления +1 в соединениях имеют металлы IA группы. В приведенном ряду элементов металлами IA группы являются натрий и калий.

Ответ: 12

Пример 9. Из числа указанных в ряду элементов

1) Na

2) К

3) Si

4) Mg

5) С

выберите два элемента, которые могут проявлять отрицательную степень окисления.

Отрицательную степень окисления в соединениях могут проявлять только неметаллы. В приведенном ряду элементов неметаллами являются углерод и кремний.

Ответ: 35

Пример 10. Степень окисления +2 атом углерода имеет в соединении

1) СO₂

2) СВr₄

3) НСООН

4) СН₃СООН

Определим степени окисления углерода в указанных соединениях с учетом того, что атом водорода в органических соединениях проявляет степень окисления +1, атом галогена -1, а атом кислорода -2. В молекулах СO₂, CBr₄, НСООН степень окисления углерода равна, соответственно, +4, +4 и +2. В молекуле уксусной кислоты атомы углерода имеют разные степени окисления: -3 и +3. Таким образом, степень окисления +2 имеет атом углерода в молекуле муравьиной кислоты.

Ответ: 3

Пример 11. Установите соответствие между химической формулой соединения и степенью окисления фосфора в нем.

ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА	СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ФОСФОРА 1) +1 2) +3 3) +5 4) -1 5) -3

Определим степень окисления фосфора в каждом из соединений, указанных в первом множестве. Это можно сделать, используя правило электронейтральности: алгебраическая сумма степеней окисления всех элементов равна нулю. Например, для кислоты Н₃РO₂ имеем:

Следовательно, степень окисления фосфора в этом соединении равна +1.

Затем установим соответствие между элементами обоих множеств:

A) Н₃РO₃ - ответ 2;

Б) Н₃РO₄ - ответ 3;

B) Н₃РO₂ - ответ 1;

Г) Н₄Р₂O₇ - ответ 3.

Полученную последовательность цифр запишем в таблицу

А	Б	В	Г

Ответ: 2313

Пример 12. Установите соответствие между формулой соли и степенью окисления углерода в ней.

ФОРМУЛА СОЛИ

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕРОДА 1) -4 2) -2 3) 0 4) +2 5) +3 6) +4

Вспомним, что такие элементы как калий, кальций и натрий проявляют постоянную степень окисления (+1, +2, +1, соответственно). Кислород, как правило, имеет степень окисления -2. Водород, как правило, +1. Поскольку сумма всех степеней окисления в молекуле равна нулю, то в первом соединении углерод должен иметь степень окисления +4, во втором также +4, в третьем +2, в последнем +3. Покажем на примере соединения NaHC₂O₄как найти степень окисления углерода.

Обозначим степень окисления как q. Тогда, с учётом выше сказанного, можем записать:

Ответ: 6645

Задания для самостоятельной работы

26. Наименьшую степень окисления сера имеет в соединении

Ответ:

27. В каких из перечисленных соединений фосфор проявляет максимальную степень окисления?

Ответ:

28. Из числа указанных в ряду элементов

1) N

2) Аl

3) Li

4) Р

5) С

выберите два элемента, которые в летучих водородных соединениях проявляют степень окисления равную -3.

Ответ:

29. Из числа указанных в ряду элементов

1) N

2) Аl

3) Li

4) Р

5) С

выберите два элемента, которые в соединениях проявляют постоянную степень окисления.

Ответ:

30. Из числа указанных в ряду элементов

1) N

2) Аl

3) Li

4) Р

5) С

выберите два элемента, которые образуют оксиды общей формулы ЭO₂.

Ответ:

31. Какие из приведенных неметаллов не проявляют высшей степени окисления, равной номеру группы?

1) N

2) S

3) F

4) Вr

5) O

Ответ:

32. Из числа указанных в ряду элементов

1) N

2) Аl

3) Li

4) Р

5) С

выберите два элемента, образующих бинарные соединения с водородом, в которых степень окисления водорода равна -1.

Ответ:

33. Степень окисления, равную +3, железо имеет в соединениях:

Ответ:

34. Степень окисления +7 иод имеет в соединениях

Ответ:

35. Какие из приведенных элементов проявляют степень окисления +7?

1) N

2) Fe

3) Мn

4) Вr

5) F

Ответ:

36. Установите соответствие между формулой частицы и степенью окисления азота в ней.

ФОРМУЛА ЧАСТИЦЫ

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ АЗОТА 1) -3 2) -2 3) +2 4) +3 5) +4 6) +5

Ответ:

А	Б	В	Г

37. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления углерода в нем.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕРОДА 1) -4 2) -2 3) 0 4) +2 5) +4

Ответ:

А	Б	В	Г

38. Установите соответствие между формулой иона и степенью окисления центрального атома в нём.

ФОРМУЛА ИОНА

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ 1) +7 2) +2 3) +3 4) +4 5) +5 6) +6

Ответ:

А	Б	В	Г

39. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в нем.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ АЗОТА 1) -3 2) -2 3) +2 4) +3 5) +4 6) +5

Ответ:

А	Б	В	Г

1.1.4. Ковалентная химическая связь, её разновидности и механизмы образования. Характеристики ковалентной связи (полярность и энергия связи). Ионная связь. Металлическая связь. Водородная связь

Задания с комментариями и решениями

Пример 13. В каком ряду находятся соединения только с ионной связью?

Ионная связь реализуется в двух случаях. Во-первых, в бинарных соединениях, образованных типичным (активным) металлом и типичным неметаллом, например, КСl, LiBr, CaF₂. В этом случае разность в значениях электроотрицательностей достаточна для образования ионной связи. Во-вторых, ионная связь реализуется между сложными (составными) ионами, например, в соединениях NH₄Cl (есть сложные ионы аммония NH₄⁺ и хлорид-ионы Сl^-) или NaNO₃ (есть ионы натрия Na⁺ и сложные нитрат-анионы NO₃^-). Следовательно, ионная связь имеется во всех соединениях второго ряда.

Ответ: 2.

Пример 14. Ковалентную полярную и ковалентную неполярную связь имеют соответственно:

1) вода и сероводород

2) бромид калия и азот

3) аммиак и водород

4) кислород и метан

Ковалентная химическая связь образуется за счет общих электронных пар. Между атомами одного и того же элемента образуется ковалентная неполярная связь. Между атомами разных элементов, отличающихся по электроотрицательности, - ковалентная полярная связь. Это положение является основанием для выбора правильного ответа.

При этом следует обратить внимание на слово «соответственно» в условии задания, которое означает, что сначала надо выбрать соединение с ковалентной полярной связью, а затем - соединение с неполярной связью. Кроме того, чтобы предупредить возможную ошибку при выборе ответа, следует обратить внимание на название веществ и по нему судить о их составе. В этом случае будет ясно, что бромид калия в своем составе имеет ионы металла К⁺, что свидетельствует о ионном характере связи в этом соединении.

Ответ: 3

Пример 15. Водородная связь образуется между молекулами

1) С₆Н₆

2) С₂Н₅ОН

3) С₂Н₅ОС₂Н₅

4) НСООС₂Н₅

Водородная связь - это особый вид межмолекулярного взаимодействия.

Водородная связь образуется между атомом водорода одной молекулы и неподелённой парой электронов электроотрицательного элемента (например, F, О, N) другой молекулы. Такая связь не образуется между молекулами углеводородов, простых и сложных эфиров (ответы 1, 3 и 4), т.к. в их молекулах полярность связи С-Н выражена недостаточно. В молекуле спирта С₂Н₅ОН атом кислорода, имеющий частичный отрицательный заряд, может взаимодействовать с атомом водорода другой молекулы, имеющим некоторый положительный заряд в результате частичного смещения электронов к атому кислорода:

Ответ: 2

Пример 16. Во всех соединениях какого ряда имеется ионная связь?

В бинарных соединениях, образованных типичным (активным) металлом и типичным неметаллом, например, КСl, LiBr, CaF₂ связь ионная. В этом случае разность в значениях электроотрицательностей элементов достаточна для образования ионной связи. Ионная связь образуется также между сложными ионами, например в соединениях NH₄Cl (есть сложные ионы аммония NH₄⁺ и хлорид-ионы Сl^-) или NaNO₃ (есть ионы натрия Na⁺ и сложные нитрат-анионы NO₃^-). Следовательно, ионная связь имеется во всех соединениях второго ряда.

Ответ: 2

Задания для самостоятельной работы

40. Из предложенного перечня веществ выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.

1) NaF

2) HF

3) Сl₂

4) СаСl₂

5) NH₃

Ответ:

41. Водородная связь образуется между

1) атомами водорода в молекуле Н₂

2) молекулами H₂S

3) атомами О и Н в молекуле воды

4) молекулами СН₃ОН в жидком метаноле

Ответ:

42. В аммиаке и хлориде бария химическая связь соответственно

1) ионная и ковалентная полярная

2) ковалентная полярная и ионная

3) ковалентная неполярная и металлическая

4) ковалентная неполярная и ионная

Ответ:

43. Веществами с ковалентной связью являются

1) СаСl₂

2) KI

3) NH₃

4) SO₂

5) LiF

Ответ:

44. Химическая связь в молекуле брома

1) ионная

2) ковалентная полярная

3) металлическая

4) ковалентная неполярная

Ответ:

45. Химическая связь между молекулами воды

1) ковалентная полярная

2) ковалентная неполярная

3) водородная

4) ионная

Ответ:

46. По донорно-акцепторному механизму образована одна из ковалентных связей в частице:

1) Н₂O

2) NH₄⁺

3) NH₃

4) Н₂O₂

Ответ:

47. В молекулах хлороводорода и брома химическая связь соответственно

1) ковалентная полярная и ковалентная неполярная

2) ионная и ковалентная полярная

3) ковалентная неполярная и ковалентная полярная

4) ионная и ковалентная неполярная

Ответ:

48. Химическая связь в бромиде натрия

1) ионная

2) ковалентная полярная

3) металлическая

4) ковалентная неполярная

Ответ:

49. Водородные связи образуются между молекулами

1) этана

2) этановой кислоты

3) этилена

4) этилацетата

5) этанола

Ответ: