Pentru a răspunde, conform revendicării 4 a sarcinilor am nevoie pentru a vă de la recomandat „de referință abstract de prelegeri în chimie“ (sau alte manuale de chimia de liceu) pentru a afla „stările de energie a electronilor în atomul“ secțiunea (pp. 48-50). De o importanță deosebită aici este aranjamentul circuitului de umplere relativ pentru orbitalii de electroni multiple ale atomilor (Fig. 6 (b), p. 48).
În primul rând, aveți nevoie de:
- scrie e-mail formula atom de clor: 1s 2s 2 2 2 2p 6 3s 3p 5;
- aloca electronii exteriori: 3s 2 3p 5;
- construi formula electronică grafică (2a versiune) pentru ei:
Pentru un răspuns în continuare este necesar să se cunoască conceptele de bază ale legături chimice ( „abstract de referință de Chimie“ pp 59-63 ..), inclusiv:
- sol și de excitare a electronilor din atom (pag 49.);
- mecanism de schimb care formează o legătură chimică covalentă (62 pag.);
- Mecanismul donor-acceptor de formarea de legături chimice covalente (p. 62).
Notă. Atunci când se analizează posibilitățile atomilor de valență să ia în considerare aceste posibilități pentru formarea de legături covalente în primul rând de tip (polar și nepolar). În plus, trebuie să se înțeleagă faptul că posibilitățile de valență și valența specifică (covalente) - concepte diferite. Posibilități de valenta - teoretic „maxim“ valență, care, de regulă, este întotdeauna mai mică decât valența atomilor elementelor specifice în conexiunile din lumea reală. În acest caz, valoarea numerică a valența oportunităților, precum și valoarea numerică a valență, nu are nici un semn. La determinarea capacității de valență necesară pentru a găsi valoarea maximă posibilă a capacității de valență a unui anumit atom, și, de asemenea, cantitatea acestora și schimbul mecanismelor donor-acceptor kovaletnoy de formare a legăturii chimice. posibilități Determinarea valență de a ține în mod corect nemetale atomi sau semimetalelor, care pot forma compuși chimici cu covalente (caracter) legătură chimică.
Pentru a determina capacitatea de întindere a atomului de clor în stare normală trebuie:
- contoriza numărul de electroni liberi și numărul de perechi de electroni externi sau numărul de celule libere nucleare pe top acționate subnivele energie. (Subnivel Implicate considerat acest lucru, care, în normale non-excitat) statul (are cel puțin un electron). În acest caz, numărul de electroni neîmperecheați atomii de clor, în stare normală este egal cu 1.
- contoriza numărul de perechi de electroni pe exterior sub-niveluri. În cazul nostru 3 - un subnivel și două 3s la 3p subnivel. Astfel, posibilitatea de întindere (VV) a atomului de clor, în stare normală sunt 4: i.v. (Cl) = d + 3 1obm DA .. inclusiv unul la mecanismul de schimb (WSO), cei trei - de donor-acceptor (DA), în cazul în care un atom de clor acționează ca un donor, T (d.) .E. atom, care asigură formarea chimice covalente perechi de legare de electroni. Schema formală pentru punerea în aplicare a unor astfel de caracteristici sunt prezentate mai jos:
Pentru a determina capacitatea de întindere a atomului de clor într-o stare excitată trebuie:
- construi un atom de clor grafic cu formula E (2a versiune) luând în considerare cele mai apropiate de energie subnivele necompletate. În cazul nostru - este 3D-subnivel (Figura 6, pagina 48. „abstract de referință al prelegeri despre chimie.“.).
Formula electronică grafică este după cum urmează:
Rețineți că, atunci când excitat electroni, adică le transfera la un subnivel energetic mai mare a aceluiași nivel energetic determinat de valoarea principalului număr cuantic n (în acest caz, n = 3), consumul de energie (e) nu sunt la fel de semnificative, și poate fi compensată în timpul formării legăturii (Exc). În tranziția unui electron de la un subnivel energetic al stratului electronic subnivel energetic pe un alt strat de electroni, consumul de energie (E 1) sunt mai mari decât câștigul de energie în timpul formării legăturii, adică valența o astfel de posibilitate nu poate fi pusă în aplicare în mod oficial, în orice compuși chimici. Prin urmare, acestea nu sunt luate în considerare posibilitatea de a se întinde. Schema de mai sus ilustrează mai jos.
formarea legăturilor chimice este energetic nefavorabil.
formarea legăturilor chimice este posibilă energetic.
Astfel, în acest caz, distribuția electronilor atomului de clor în stare excitată va fi după cum urmează:
Pornind de la acest grafic formule de valență posibilitate a atomului de clor în stare excitată (Cl *) egal cu 9: i.v. (Cl *) = 7obm + 2 și DA .. inclusiv șapte la mecanismul de schimb (WSO), două - de donor-acceptor ca acceptor (a), adică atom atomic furnizează celulă liberă la nivel energetic implicat. Schema formală a unei puneri în aplicare ipotetică a unor astfel de caracteristici sunt prezentate mai jos:
Subliniem din nou că o astfel de valență maximă posibilă, de obicei, nu poate fi realizat în compuși chimici reale, în special datorită dimensiunilor geometrice ale atomilor.
2.2. Partea a II-sarcină de control
Lăsați sarcina dvs. din partea II are următorul. „Write (secvențial) procese chimice, care apar la contactul cu o soluție de sulfură de litiu și aluminiu. Pentru a justifica posibilitatea apariției lor. "
a) În primul rând ia în considerare metalul. În cazul nostru, este din aluminiu. Care este metalul activității? De la cursul de școală știi că Al, precum și metalele alcaline și alcalino-pământoase sunt metale activi. Acest lucru înseamnă că va fi necesară aerului reacționa cu oxigenul din aer, adică, Acesta va fi acoperit cu un strat de oxid de 2O 3. Astfel, atunci când se analizează procesele care au loc în sistemul nostru, este necesar să se ia în considerare nu numai prezența metalului în sine, dar filmul de oxid. De aceea, înainte de a examina reacția cu aluminiul, este necesar să se ia în considerare reacția cu un oxid. Pentru a face acest lucru, definesc proprietățile sale. Din „de referință rezumatul prelegeri despre chimie.“ p. 23, veți găsi că alumina are proprietăți amfoteri.
Ca urmare a cesiunii subiectul, avem următoarele informații:
- din metal activ este Al;
- pe acest strat de oxid metalic are o Al2 O3;
- alumină are proprietăți amfoteri, adică capabil să reacționeze fie cu baze puternice (alcaline), sau cu acizi puternici.
b) Apoi, ia în considerare soluția de sare. În cazul nostru, aceasta sulfura de litiu și apă: Li2 S + H2 O. Care este sarea? Această sare formată dintr-o bază puternică (LiOH) și un acid slab (H2S). Și în apă, astfel de săruri sunt supuse hidrolizei ( „Reference curs sinopsis Chemistry“, pp 131-134.)
În cazul sărurilor, cum ar fi în cazul sărurilor formate o bază slabă și un acid tare. Hidroliza este practic doar pentru prima etapă. În plus, să nu uităm că hidroliza, în multe cazuri, și în aceasta, de asemenea, este un proces reversibil. Acest lucru este demonstrat de săgețile îndreptate în sens opus. Să scriem procesul de hidroliză în formă ionică. Spre deosebire de înregistrarea reacțiilor sub formă moleculară (vezi. De mai sus), o astfel de înregistrare a reacției ne permite să definească mai clar natura mediului, format prin hidroliza (numite uneori „definesc un mediu de reacție“). În acest caz, postul de reacție sub formă ionică (formă ionică) poate fi scrisă ca:
Li + + S 2- + H2O Li + + HS - + Li + + OH -. pH> 7
ion în forma redusă:
Notă. Pentru înregistrarea corespunzătoare trebuie să amintim reacția într-o formă ionică, care malodissotsiiruyuschie compus (în acest caz, H2 O), și acizi slabi, baze slabe și reziduurile acestora (în acest caz, HS -) ionii nu se descompun pe.
După reacția de intrare într-o formă ionică arată în mod clar că sarea de hidroliză Li2 S în produșii de reacție cu ioni de hidroxid de aspect observat OH -. și anume mediul devine alcalin. Utilizarea valorii pH-ului poate fi scris că, în acest caz, pH> 7.
c) În continuare, ar trebui să ia în considerare modul în care să se comporte suprafață din aluminiu oxidat când este în contact cu sulfura de litiu parțial hidrolizat într-un mediu alcalin.
Știind că oxizii amfoteri reacționează cu baze puternice (și LiOH - din care una) formarea unei sări și apă, se poate scrie:
Astfel, pelicula de oxid poate fi dizolvat.
Ce poate coopera Al? Acizii au, în comparație cu Li, este mai puțin activă (vezi. Activitatea unui număr de „note de curs de referință pentru chimie.“ P. 140), adică nu se poate deplasa de la sărurile de litiu. Apa rămâne. știm că metalele active pot deplasa hidrogenul din apa de la curs chimie școală:
Să ne dovedesc că, în acest caz, și anume, în condiții alcaline. această reacție redox se va întâmpla cu adevărat. (Despre reacțiile redox, a se vedea. "Referința prelegere sinopsis de Chimie". Pp. 135-141). În acest scop, vom scrie pentru reacția proceselor de oxidare și reducere:
2H + + 2 # 275; = H2. procesul de recuperare.
Apoi, ia datele numerice pe un potențial redox standard (E 0 sau # 966; 0), care caracterizează aceste procese. Aceste date sunt în multe manuale sau manuale în chimie (a se vedea. De asemenea, „de referință abstractă lecturi despre chimie.“ P. 159). Pentru aluminiu acest potențial E o este egal cu -1.66 (V), hidrogen într-un mediu alcalin potențial E o este egal cu -0.83 (V). Această valoare a E pentru obținerea hidrogenului, folosind ecuația Nernst ( „Reference curs sinopsis Chemistry“, pag. 141.). Deoarece LiOH - baze puternice (alcaline), apoi pH-ul nu va fi doar mai mare de 7, și mult mai mult, ca rezultat al hidrolizei mediu Li2 S este foarte alcalin, pH = 10, 14. Ia pH = 14, înlocuind în ecuația
Reacție capabil să apară în mod spontan în cazul în care diferența de potențial # 916; E, ce caracterizează procesul de reducere și oxidare (reacția EMF) va fi mai mare decât zero. În cazul nostru:
DE = -0.83 - (-1.66) = 0,83 (B)
Concluzie. aluminiu într-un mediu alcalin este capabil să deplaseze hidrogenul din apă. Ca rezultat al reacției redox, împreună cu hidrogen, se formează și hidroxid de aluminiu AI (OH) 3. care, cum ar fi oxidul de aluminiu Al2 O3. Are proprietăți amfoteri.
Ulterior, hidroxidul de aluminiu va reacționa cu substanța alcalină, care este în sistemul nostru:
Notă. Hidroxidul de aluminiu este compusul intermediar. Nu ar trebui să fie incluse în produsele finale.
Acum trebuie să luăm stoc și să scrie un răspuns final. Piesele din stânga și dreapta reține numai acele substanțe care participă la reacție și formate prin examinarea interacțiunii:
Notă. Apa a fost înregistrată numai în partea stângă a reacției (unde este mai).
Astfel, în mediu ca produse finale sosesc: hidrosulfură de litiu și hidrogen litiu metaaluminate. De asemenea, nu uitați că mediul la locația respectivă va fi alcalină (în acest caz hidroliza - un proces reversibil, cu cheltuielile de LiOH Li2 S noi porțiuni de săruri vor fi hidrolizată pentru a forma aceeași LiOH).
Concluzie din partea de control de atribuire a II-
Conform algoritmului specificat ar trebui să ia în considerare toate sarcinile de control Partea a II-ați primit. Desigur, se va înțelege că, în unele locuri de muncă din mediul de hidroliză poate transforma acid (pH<7), и тогда не только оксид, но и сам металл будет способен растворяться в кислоте. В необходимых случаях реальность такой возможности следует проверить, используя ЭДС реакции. Следует помнить, что если вам в подобном задании дан активный металл (Al, Zn и т.д.) и соль менее активного металла (Cu, Fe и т.д.), то после растворения оксидной пленки активный металл сначала вытеснит менее активный из его соли (см. ряд активности металлов: «Опорный конспект лекций по химии». стр. 140). Будет ли вытесненный неактивный металл далее с чем-то взаимодействовать – зависит от состава кислотной среды. Если среда – раствор азотной кислоты, то будет, если среда – растворы серной, соляной и других сильных кислот, то необходимо предварительно вычислить ЭДС окислительно-восстановительных реакций, как было показано ранее.
2.2.1. Poziția de bază a sarcinii de control Partea a II-
1. Filmul de oxid trebuie luată în considerare numai pe metale activi.
2. Prin reacția dintre oxizii și hidroxizii metalelor alcaline, cu ingredientul activ poate fi administrat cea mai simplă formulă de săruri, deși va fi bine primită de scrierea sărurilor actuale ale formulelor (LiAlO2 în exemplul de mai sus - cea mai simpla formula (anhidru), formula reală - LiAI (OH) 4).
3. Reacțiile redox necesare pentru a egaliza (în partea considerată a sarcinii de control II este reacția aluminiului cu apă).
4. Răspunsurile trebuie să fie: reacția de hidroliză, reacția de hidroliză post în formă moleculară și ionică, EMF pentru reacțiile redox, reacția finală.