1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии

1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. 1.1. Современное состояние олимпиадного движения по химии
Олимпиады появились в Старой Греции как состязания в ловкости, силе, красе. 1-ая олимпиада свершилась в 776 г. до н. э.

1-ые 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии хим олимпиады школьников состоялись в Москве и Ленинграде в 1938/39 учебном году, но основной их формой являлись заочные олимпиады. Основателем хим олимпиад школьников был выдающийся химик-органик Александр Петрович Терентьев. Величавая 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии российская война остановила развитие олимпиад, но уже с 1944 года по инициативе хим факультета МГУ они стали возрождаться. В том же году была проведена I Столичная городская олимпиада. В 1960 году сразу с Столичной городской стала проводиться 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии Столичная областная олимпиада.

В 1964 году Министр просвещения РСФСР Миша Алексеевич Прокофьев подписал приказ об утверждении гос системы предметных олимпиад школьников, официальный статус получила Всероссийская хим олимпиада школьников по химии. В 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 1965 году в Москве прошла 1-ая Всероссийская олимпиада школьников по химии. В центральный оргкомитет вошли выдающиеся учёные: доктор МГУ Альфред Феликсович Платэ и председатель секции «Юный химик» Центрального правления Всесоюзного хим общества им. Д 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. М. Менделеева Павел Васильевич Козлов. В 1967 году в связи с организацией Министерства просвещения СССР принято решение о проведении Всесоюзной олимпиады по химии. Проведение Всероссийской олимпиады было временно приостановлено, а методическая комиссия 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии Всероссийской олимпиады была реорганизована в методическую комиссию Всесоюзной.

1-ая Всесоюзная олимпиада школьников по химии свершилась в Днепропетровске в 1967 году. До 1991 года Всесоюзные олимпиады проводились в различных городках СССР. В 1973—1976 годах было проведено разделение заданий 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии на неотклонимые задачки и задачки по выбору.

Председателями методической комиссии Всероссийской и Всесоюзной олимпиад школьников были учёные хим факультета МГУ: А. Ф. Платэ, Е. М. Соколовская, Г. В. Лисичкин, В. В. Загорский 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, В. В. Сорокин, А. К. Гладин. С 2002 года Центральную методическую комиссию по химии при Центральном оргкомитете Всероссийской олимпиады школьников возглавляет В. В. Лунин, а заместителем председателя методической комиссии является О. В 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Архангельская.

С 1975 года во всех республиках СССР было введено в неотклонимом порядке проведение республиканского шага, ставшего, таким макаром, ещё одним раундом отбора. В конечном итоге число участников заключительного шага сократилось фактически в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии четыре раза (с более чем 500, до 150—170 человек), что привело к росту среднего уровня подготовки участников заключительного шага. Из текстов заданий были исключены относительно легкие задачки и вопросы, повышен уровень трудности задач экспериментального 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии тура. К 1975 году сложилась структура Всесоюзной олимпиады, включавшая 5 шагов: I (школьный) — II (районный либо городской) — III (областной либо краевой) — IV (республиканский) — (V заключительный).

В 2007 году был принят порядок проведения русских олимпиад 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии школьников (Приказ № 285 об утверждении порядка проведения олимпиад школьников). Кроме Всероссийской хим олимпиады проводится огромное количество хим олимпиад, организованных высшими учебными заведениями Рф. В 2008/09 году некие из их получили официальный статус (Приказ 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии № 254 об утверждении списка олимпиад школьников на 2008—2009 учебный год). К 15 мая 2010 года завершились 16 Русских олимпиад по химии, организованных высшими учебными заведениями.


Этапы проведения олимпиады


Согласно Положению о Всероссийской олимпиаде школьников, Всероссийская хим олимпиада проводится в 4 шага:

школьный 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии — организуется образовательными учреждениями; проводится в октябре; роль в нём могут принимать желающие учащиеся 5—11 классов образовательных учреждений; проводится по заданиям, разработанным предметно-методическими комиссиями городского шага Олимпиады;

городской — организуется органами местного 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии самоуправления в сфере образования; проводится в ноябре — декабре; роль в нём могут принимать учащиеся 7—11 классов образовательных учреждений, ставшие фаворитами и призёрами предшествующего шага; проводится по заданиям, разработанным предметно-методическими комиссиями регионального шага 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии Олимпиады;

региональный — организуется органами гос власти субъектов Русской Федерации в сфере образования; проводится в январе — феврале; роль в нём могут принимать учащиеся 9—11 классов образовательных учреждений, ставшие фаворитами и призёрами предшествующего шага; проводится по 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии олимпиадным заданиям, разработанным центральной предметно-методической комиссией Олимпиады;

заключительный — организуется Федеральным агентством по образованию; проводится в апреле; кроме фаворитов и призёров предшествующего шага олимпиады, в заключительном шаге учавствуют фавориты и призёры заключительного шага 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии прошедшего года, если они как и раньше учатся в образовательных учреждениях.


Согласно Положению фавориты и призёры определяются на основании результатов участников соответственных шагов олимпиады. Фавориты и призёры школьного шага, набравшие 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии более половины наибольших баллов, допускаются к роли в городском шаге, фавориты и призёры городского — в региональном, регионального — в заключительном.

^ 1.2. Неординарные задачки по химии
Олимпиадные задачки в химии — термин, обозначающий круг задач, для решения которых 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии непременно требуется внезапный и уникальный подход.

Систематизация олимпиадных задач по химии


Систематизацию олимпиадных задач дать тяжело, очень велико их обилие. Но ряд задач в их встречается повсевременно. В различных композициях ниже перечисленные 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии типы задач в реальной олимпиадной задачке могут комбинироваться. Приведем более нередко встречаемые типы олимпиадных задач:

  1. В задачках обычно требуется найти состав либо предложить метод разделения консистенции на отдельные вещества, что 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии можно сделать на основании различия параметров личных веществ. Сюда же мы отнесем задачки на определение содержания элемента в веществе либо консистенции веществ. Обычный пример таковой легкой задачки: Смесь медного купороса CuSO45H2O и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии кристаллов соды Na2CO310H2O содержит 38% связанной воды. Высчитайте, чему равны массовые толики (%) каждого из веществ консистенции.

  2. Нередко приходится использовать газовые законы, потому что либо характеристики начальных газообразных веществ 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии даны не при обычных критериях либо в процессе реакций давление и температура меняются и необходимо приводить характеристики товаров реакций к обычным условиям.

  3. Решение задач, связанных с определением концентрации смесей. При всем этом 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии употребляются понятия о массовой либо мольной доле растворенного вещества в растворе, коэффициенте растворимости k, молярной концентрации и моляльности. В школе обычно решают задачки, связанные только с массовыми толиками.

  4. Два типа задач, связанных 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии с определением хим формулы вещества. 1-ый  зная атомные массы каждого элемента, можно вычислить их суммарную массу, приходящуюся на моль вещества, и найти массовую долю каждого элемента в веществе. 2-ой  нахождение простейшей хим формулы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии по данному процентному содержанию частей в веществе (на основании данных хим анализа).

  5. Решение задач с составлением одной пропорции. При решении таких задач составляют схемы уравнений всех хим реакций, о которых речь идет в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии условии. Потом схемы реакций превращают в уравнения, обнаружив стехиометрические коэффициенты. После этих подготовительных операции, можно находить подход к решению задачки.

  6. Задачки с усложненными пропорциями. В задачках такового типа начальные данные могут быть приведены 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в неявном виде  заместо веществ даны его смеси, объемы газов могут быть даны не при обычных критериях и для расчета количеств газов их объемы поначалу нужно привести к обычным условиям.

  7. Расчеты 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии с учетом излишка 1-го из реагентов. К примеру если сразу даны массы веществ А и В: m(А) и m (В), реагирующих по уравнению aA + bB = cC + dD, то поначалу нужно высчитать 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии количества веществ, отыскать их молярное соотношение и сопоставить его со стехиометрическим согласно уравнению реакции. Разумеется, что расчет нужно вести по тому веществу, которое израсходуется на сто процентов, т. е. находится в недочете 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии; 2-ое вещество прореагирует отчасти и излишек его остается.

  8. Расчеты с внедрением разности масс реагентов и товаров реакции, к примеру:

Медную пластинку массой 20 г опустили в раствор нитрата ртути(II). Масса пластинки возросла на 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 2,73 г. После чего пластинку прокалили и она заполучила начальный вид. Как поменялась при всем этом масса пластинки? Задачка просто решается, если уравнение реакции взаимодействия с меди с нитратом ртути 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии составить не в молекулярном, а в ионном виде.

  1. Если до сего времени у нас пропорция содержала числа, которые отражали очевидно данные величины, то для решения задач, в каких указывается разность масс реагентов и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии товаров реакции, приходится вводить пропорцию, содержащую строчки с мольными и массовыми соотношениями реагирующих веществ. Решение задач с составлением 2-ух и поболее пропорций. Обычная задачка: Оксид натрия массой 6,2 г растворили в 100 мл воды (раствор 1). Потом 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии к раствору 1 приливали соляную кислоту с массовой толикой 10% до того времени, пока реакция среды не стала нейтральной (получен раствор 2). Обусловьте массовые толики веществ в смесях 1 и 2 и массу раствора 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии соляной кислоты, пошедшей на нейтрализацию.

  2. Расчеты по уравнениям нескольких поочередных реакций. Сопоставление количественных данных нескольких процессов. Ассоциировать результаты нескольких реакций приходится, если результаты рполучены различными учеными либо коллективами ученых и разнятся (Вспомним анализ Л 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.И. Менделеевым маетриалов статей по поводу открытия новых частей и корректировки атомных масс и валентностей новых частей). Ассоциировать приходится тогда и, когда к одному продукту приходят различными способами, и расчет по каждому 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в отдельности дает данные нужные, но не достаточные; беря во внимание все вкупе, можно решить задачку. Обычная задачка такового плана: В две пробирки положили по схожему куску цинка, а потом прилили 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии некое количество 30%-и азотной кислоты и такое же количество воды. В первую пробирку поначалу налили воду, а потом медлительно приливали кислоту, во вторую  поначалу налили кислоту, а потом медлительно приливали воду. Какие вещества образовались 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии? Как обосновать различие содержимого пробирок после окончания реакций?

  3. Расчеты по уравнениям сразу протекающих реакций. В производственных процессах и реальной лабораторной практике в реакции обычно участвует смесь начальных веществ, каждое из 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии которых вступает в свою хим реакцию. Появляется задачка  на базе суммарной массы образующихся товаров найти массу какого-нибудь компонента консистенции.

  4. Определение формулы неведомого вещества с внедрением количественных данных, приобретенных хим анализом: экстракцией, хроматографией, различными 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии видами спектроскопии, элементным анализом и др.

  5. Определение 1-го либо нескольких веществ на основании высококачественных реакций. Дан список веществ, нужно установить, в каком сосуде какое вещество. Такие задачки встречаются и в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии теоретическом туре и в экспериментальном. Для 9-го класса вещества будут неорганические, для 10-го  органические, для 11-го как те, так и другие. При всем этом время от времени можно использовать ограниченное число 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии других веществ либо же можно использовать только сами вещества из представленного перечня. Такие задачки просто решаются при помощи таблиц-матриц.

  6. Составление уравнений необычных реакций. К примеру: какая реакция (реакции) будут протекать при сплавлении 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии излишка магния со консистенцией оксида хрома (III) и нитрата серебра, взятых в соотношении 1:1? Приведите уравнения вероятных реакций

Особенностей олимпиадных задач много.

Часто это задачки с кажущимся недочетом начальных данных. Создатели задач считают, что часть 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии начальной инфы вы сможете получить при помощи повторяющейся таблицы, таблицы растворимости, ряда напряжений (электродных потенциалов), инфы, имеющейся в справочниках, как картонных, так и электрических (если олимпиада заочная).

Может быть, что, напротив 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, в тексте задачки приведено столько фактов, что неясно как их все использовать. Полностью возможно, что эта совокупа фактов, нередко не связанных вместе, дана для того, чтоб отвлечь внимание от подходящих 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии фактов, вынудить участника олимпиады утратить время на попытку включить тот либо другой факт в решение задачки, хотя они для её решения не необходимы. А может быть нужно перекодировать информацию, представить её в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии другой форме текстовый, цифровой материал в виде таблицы, табличный в вид6е графика и выявить какую или закономерность. Кстати графическим методом, могут решаться задачки, которые тяжело решить алгебраически.

Часто встречаются задачки, изложенные устаревшим, архаичным 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии языком, в каких употребляются старенькые либо проф меры весов (золотник, толика, фунт, берковец, унция, гран, карат), объемов (мера, галлон, пинта, кварта, баррель, кубическая сажень и др.). Обычно, такие размерности существенно тормозят 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии решение задачки. Познакомьтесь в Веб со значениями этих мер и правилами их перевода в систему СИ. При решении или переведите (перечтите) данные в метрическую систему или еще проще, если единица меры, к примеру, веса 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в задачке всегда употребляется одна и та же, тихо поменяйте её хоть какой комфортной для расчетов метрической единицей, к примеру 300 гран можно поменять на 300 мг и т.д.

Для десятиклассников. посреди 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии задач непременно будут высококачественные и количественные задачки, в каких часть либо все вещества будут замаскированы знаками Х1, Х2 либо А, В, С, Д и т.д. Из высококачественных задач это часто задачки 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, включающие цепи генетических перевоплощений, вероятнее всего по органической химии. В тексте расчетных задач буковкы часто также подменяют формулы всех веществ, использованных в задачке. Количественные задачки в главном бывают также по органической химии 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. В то же время десятикласснику для роли в олимпиаде нужно не только лишь отлично знать органическую химию, да и общую химию. А именно часто задачки включают расчеты, для которых нужно уметь воспользоваться 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии значениями энтальпий образования fH298, энтальпий сгорания веществ, правилами расчета термических эффектов реакций Qr (rH ), уметь воспользоваться величинами рН и ПР для смесей и осадков электролитов, знать что такое титрование, что такое интервал 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии расцветки перехода индикатора, знать продукты окислительно-восстановительных реакций с ролью узнаваемых окислителей и восстановителей в различной среде и т.д.


Пытайтесь дискуссировать приобретенные вами вам задачки со своими друзьями. Чем почаще вы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии будете дискуссировать хим препядствия, новые познания по химии, способы решения задач, дискуссировать какие-либо опыты, тем лучше вы будете осознанно либо даже неосознанно впитывать новые познания, умения, психические установки. Согласно известному донецкому 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии преподавателю В.Ф. Шаталову, если сотворена соленая среда огурец солится, хотя и не желает этого.
^ 1. 3. Советы участнику олимпиады
1. Прочитайте условия всех задач и наметьте, в каком порядке вы будете их 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии решать. Учтите, что обычно задачки упорядочены по возрастанию их трудности.

2. Если условие, на ваш взор, можно осознать различными методами, то не выбирайте самый удачный себе, а обращайтесь к дежурному педагогу с вопросами, чтоб 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии вам совершенно точно уточнили условие задачки.

3. Если задачка отважилась очень просто это подозрительно, может быть, вы некорректно сообразили условие либо кое-где ошиблись.

4. Если задачка не решается, попытайтесь её упростить (взять 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии наименьшие числа, либо, напротив, огромные, а не дроби, разглядеть личные случаи и т.д.), либо решить ее «от противного», либо поменять числа знаками и т. д.

5. Не зацикливайтесь на одной задачке: время 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии от времени отрывайтесь от нее и оценивайте положение. Если есть хоть маленькие успехи, то можно продолжать, а если идея прогуливается по кругу, то задачку лучше бросить (хотя бы на время) и перейти к другой.

6. Если 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии утомились, отвлекитесь на пару минут (поглядите на облака либо просто отдохните).

7. Н запамятовывайте о справочных материалах. По последней1 мере для части задач вы непременно должны их использовать, при этом не всегда обыденно 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.

8. Решив задачку, сходу оформляйте решение. Это поможет проверить его корректность и высвободит внимание для других задач.

9. Каждый шаг решения нужно формулировать, даже если он кажется естественным. Комфортно записывать решение в виде нескольких 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии утверждений. Это помогает при проверке и обсуждении работы.

10. Перед тем как сдать работу, перечитайте её «глазами проверяющих», сумеют ли они в ней разобраться?

11. При оформлении задачки дистанционного обучения используйте принятые правила 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии дизайна текстов хим содержания при помощи ЭВМ.

^ 2. Примеры задач


1-ый шаг (школьный уровень)

Задачки школьного уровня составляет учитель химии. Это легкий уровень

Пример задачки:

При пропускании паров воды через оксид кальция масса обскурантистской консистенции 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии возросла на 9,65%. Обусловьте процентный состав приобретенной жесткой консистенции.

РЕШЕНИЕ.

  1. Запишем уравнения хим реакции:

СаO + H2O = Са(OH)2

  1. На основании анализа условия задачки следует, что:

  1. Проведем расчеты:

пусть начальное количество оксида кальция равна х моль, тогда:

m( H2Oпрореаг 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.) = (40+16)х 0,0965= 5,4х,

( H2Oпрореаг..) = 5,4х/18 = 0,3х = ( СаO прореаг..) =( Са(OH)2, обрзов..)

m(СаO оставш.) = 0,7х (40+16) = 39,2х,

m(Са(OH)2, обрзов.) = (40+32+2).0,3х = 22,2х,

m(консистенции) = 61,4х

w(СаO) = 3920х/ 61,4х = 63,84% w(Са(OH 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии)2) = 2220х/61,4х = 36,16%

Ответ: w(СаO) = 63,84% w(Са(OH)2) = 36,16%


^ II шаг (городской уровень)

1. Произведите цепочку перевоплощений, укажите условия реакций:

C → CaC2 → C2H2 → C6H6 → C6H5 – CH3 → C6H5COOH (4 балла).


2. Окислением пропанола 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии-1 массой 7,2 г получили пропановую кислоту, на нейтрализацию которой затратили раствор гидроксида натрия, объемом 16,4 мл с массовой толикой 20% и плотностью 1,22 г/мл. Обусловьте выход кислоты (9 баллов).


3. Из природного газа объёмом 11 л 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии (н.у.) получили 11 г хлорметана. Обусловьте объемную долю метана в природном газе, если выход составил 50%? (5 баллов).


  1. Мыслительный опыт.

Вещество «А» представляет собой тусклую жидкость со типичным запахом. При нагревании его в присутствии 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии концентрированной серной кислоты появляется газ «В» легче воздуха. Взаимодействуя с бромоводородом, образует томную жидкость «С». Назовите формулы «А», «В», «С». Напишите уравнения реакций (3 балла).


^ II тур (городской уровень)


1. Произведите цепочку перевоплощений 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, укажите условия реакций:


SiO2 + C Ca HCl

Ca3(PO4)2 «A» «B» «C»

Ca3(PO4)2 O2

«E» «D»

(4 балла).

2. Массовая толика угарного газа в его консистенции с углекислым газом 40,54%. Найдите объемную долю СО в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии этой консистенции (5 баллов).


3. Какие вещества образуются при реакции 64 г брома с 16,2 г бутадиена?

(7 баллов).


4. Смесь этана, пропилена и ацетилена с относительной плотностью по водороду равной 17,5 пропустили через раствор брома. Объем консистенции 224 мл нужен и достаточен 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии для обесцвечивания 16 г брома. Обусловьте состав консистенции в % по объему (10 баллов).

5. Мыслительный опыт.

В 3-х пробирках находятся водные смеси: метанола, муравьиной кислоты и метаналя. Опишите, как, основываясь на различии в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии физических и хим свойствах, можно найти, где какой раствор находится.

Приведите надлежащие уравнения реакций (4 балла).


Приведем решение задачки № 4 :

Молярная масса газовой консистенции равна 17,5 … 2 г/моль = 35 г/моль

Количество консистенции n = 0,224 л/22,4 л/моль = 0,01 моль 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Количество пропилена – х моль, количество брома для окисления пропилена  х моль. Количество ацетилена y моль, количество брома, которое он обесцветит  2y моль.

Полное количество брома равно 16/160 = 0,1 моль.

Молярные массы этана, пропилена и ацетилена 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии равны соответственно 30, 42 и 26 г/моль.

Мольные толики этих газов в консистенции составляют для C2H6 ( C2H6) = (0,01  х  y)/0,01, для С3Н6 ( C3H6) = х/0,01 и для С2Н2 ( C 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии2H2) = y/0,01.

Задачка с 2-мя неведомыми решается через составление системы из 2-ух уравнений:
30(0,01  х  y)/0,01 + 42х/0,01 +26 y/0,01 = 35
и

х + 2y = 0,1

Откуда х = 0,03, y = 0,035 моль.

Состав консистенции:


Вещество

C2H6

С3Н6

C2H 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии2

n, моль

0,1  0,03  0,035 = 0,035

0,03

0,035

Большая толика , %

35

30

35



^ III шаг (региональный, областная олимпиада)
Пример задачки:

В книжке «Химические реактивы, их изготовление, характеристики, испытание и употребление» (составитель А.И. Коренблит. М., 1902.) описано лабораторное получение вещества X:

«Для лабораторного изготовления 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии необходимо брать для сухой перегонки не очень огромное количество уксуснокальциевой соли, за ранее отлично высушенной, после недолговременного прокаливания начинает гнаться X, собирать его следует в отлично охлаждаемый льдом приемник. Реакция 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии получения X протекает достаточно верно по уравнению (СН3СОО)2Са = Х+У

Начальная чистка приобретенного таким макаром X должна заключаться в перегонке его с содой для нейтрализации ... кислоты (I). Предстоящая чистка делается перегонкой 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии X с маленьким количеством двухромовокалиевой соли (2) для окисления неких побочных товаров.

... Если нужно иметь может быть более незапятнанный продукт, то пользуются способностью X давать с сернистокислым натрием (3) либо калием кристаллическое соединение.

Характеристики. Тусклая 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, легкоподвижная жидкость нейтральной реакции, типичного приятного эфирного аромата, горячая на вкус, пылает светящимся пламенем. Растворяется в спирте, эфире, хлороформе и воде, хороший растворитель для многих органических соединений (смол, жиров и др.). Тк=56,3", уд. в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. 0,800».

1. Установите формулу Х и У, если понятно, что У - жесткое вещество, встречающееся в природе в виде минерала, при действии на который соляной кислоты выделяется газ без цвета и без аромата 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.

  1. Каково заглавие X. Приведите хотя бы одно заглавие минерала, содержащего У.

  2. Напишите уравнение реакции разложения уксуснокальциевой соли.

  3. Напишите формулы веществ 1, 2 и 3.

  4. Напишите уравнение реакции X с сернистокислым калием.


Решение О.К 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Лебедевой:

Вещество X является органическим растворителем. Тогда У является солью кальция. При действии соляной кислоты на нерастворимую соль кальция (минерал) выделяется тусклый газ - это углекислый газ, а соль кальция - это карбонат кальция 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Уравнение реакции

(CH3COO)2Ca = (CH3)2CO + CaCO3

^ Вещество X - (СН3)2СО - ацетон

Минерал - известняк, мрамор, кальцит, исландский шпат, арагонит

Вещество 1 - уксусная кислота – CH3COOH

Вещество 2 – K2Cr2O7

Вещество 3 – KHSO3

(CH3)2CO + KHSO3 = (CH3)2C(OH 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии)SO3K
^ 3. Задания для самостоятельной работы
Задачка 1. Водород, приобретенный при обработке медно-алюминиевого сплава излишком соляной кислоты, пропустили через трубку с натрием при 300 С. Масса трубки возросла на 0,500 г. Анализ трубки показал 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, что массовая толика натрия в приобретенной консистенции составляет 60 %. Вычислите массу натрия, сначало находившегося в трубке.

Задачка 2. Обычное вещество А ведет взаимодействие с жидкостью, состоящей из частей Б и В. При всем этом 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии выделяется газ Б2, а из раствора можно выделить просто возгоняющееся вещество состава АВ3, содержащее 33,33% элемента В. АВ3 реагирует с газом Б2, образуя при всем этом вещество А и другое соединение частей Б и В 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Обусловьте, о каких субстанциях речь идет. Напишите уравнения реакций.

Задачка 3. Нитрат неведомого металла массой 17,5 г прокалили в атмосфере инертного газа. Летучие продукты собрали и охладили. При всем этом образовалось 13,5 г 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии раствора азотной кислоты с массовой толикой 70 %. Установите формулу неведомого вещества и напишите уравнение реакции.


Для желающих еще одна задачка:

Задачка 4. Соединение А (формула С7Н6О2) плохо растворяется в воде, но отлично растворяется в аква 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии растворе гидроксида натрия с образованием соли Б (формула С7Н302Nа). В итоге взаимодействия соли Б с бромной водой появляется соединение В, в каком массовая толика брома составляет 54,054%. Восстановлением 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 12,2 г соединения А водородом на платиновом катализаторе при 20°С получено 10,8 г соединения Г.

1. Установите формулы соединений А. Б, В и Г.

2. Напишите уравнения реакций.

3.Обусловьте выход в реакции получения вещества Г.

Теоретический раздел 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Хим связь

Хим связь (ХС)  совокупа сил, удерживающих атомные либо молекулярные частички в молекулярных частичках, ассоциатах, конденсированной фазе (водянистом и твёрдом кристаллическом, бесформенном жестком веществе). Природа хим связи  электростатическая.

Итог и признак 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии образования ХС меж атомными частичками  уменьшение энергии системы на величину, лежащую в границах 20-1000 кдж на моль образовавшихся связей (кДж/моль).

Причина снижения энергии, другими словами образования ХС  снижение энергии вследствие перераспределения электрической плотности в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии процессе взаимодействия электрических туч начальных атомов.

Силы взаимодействия атомных частиц имеют двойную природу:

 силы притяжения меж электронами и ядрами (F1(ядро1электроны2), F2(ядро2электроны1);

 силы отталкивания меж электрическими оболочками (F3(электроны1электроны 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии2)  относительно слабенькие и силы отталкивания меж ядрами, проявляющиеся на очень маленьких расстояниях, но очень сильные: F4(ядро1ядро2).

Природа сил при образовании хим связи  электростатическая, но рассредотачивание зарядов, которые притягиваются друг 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии к другу либо отталкиваются меж собой, подчиняется законам квантовой механики. Из-за трудности математического аппарата количественно высчитать энергию хим связи и, как следует, крепкость соединений можно лишь на базе ряда упрощений и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии использования сильной вычислительной техники.

Систематизация ХС

Выделяют четыре типа ХС: ковалентную (КС), железную (МС), ионную (ИС), водородную (ВС). Ведущий тип  ковалентная. Ионную ХС можно считать максимально полярной КС, железную  максимально делокализованной неполярной КС. Одна 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии из моделей описания водородной связи очень похожа на модель, которой обрисовывают механизм донорно-акцепторной КС.

Принципиальный параметр для определения типа ХС  электроотрицательность.

ЭО (либо )  способность атома, образовавшего связь, смещать на себя общую 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии электрическую плотность связи.

Абсолютная электроотрицательность (ЭО) рассчитывается как полусумма первой энергии ионизации и сродства атома к электрону: ОЭ = ½(I + Ec) (кДж/моль либо эВ). Относительная электроотрицательность (ОЭО) измеряется по отношению к фтору 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Понятно несколько систем и, соответственно, таблиц ОЭО. По разности ОЭО атомов, образовавших связь (ОЭО), можно отнести связь либо к КС либо к ИС. При ОЭО < 2,0 ХС считают ковалентной, более 2,0  ионной 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии (границы очень условны).

В периодах электроотрицательность вырастает, а в группах миниатюризируется с ростом Z, другими словами вырастает от Cs к F на искосок повторяющейся системы. Это частично определяет диагональное сходство частей 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. В основных и побочных подгруппах характеристики частей изменяются немонотонно, что обосновано так именуемой вторичной периодичностью, связанной с воздействием d- и f-электронных слоев.

В реальных хим системах в одном и том же веществе может наблюдаться 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии либо переход от 1-го типа связи к другому, либо образование промежного типа связи, к примеру, ионно-ковалентной.

^ Ковалентная связь и ее свойства с позиций МВС

Типы главных приближений в описании хим связи

Существует два 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии главных типа приближений при описании хим связи:

 способ валентных связей (МВС);

 способ молекулярных орбиталей (ММО).

МВС: Согласно МВС хим связь есть итог образования общей электрической пары (либо нескольких общих 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии пар), принадлежащих двум связываемым ею атомам. Другими словами по МВС принимают во внимание не все валентные электроны соединяющихся атомов, а только те, которые участвуют в образовании общей электрической пары (пар). Волновая функция, описывающая состояние 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии электронов, образующих связь, именуется локализованной орбиталью (ЛО).

Отметим, что электроны, находящиеся на ЛО, в согласовании с принципом Паули обязаны иметь обратно направленные спины, другими словами в МВС все электроны, участвующие 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в образовании связей спарены, и все молекулы, не считая молекул-радикалов, должны быть диамагнитны. Как следует, МВС принципно не может разъяснить магнитные характеристики молекул. И, всё-таки, принцип локализованных связей имеет ряд 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии принципиальных преимуществ, одно из которых – его чрезвычайная наглядность. МВС довольно отлично, к примеру, предвещает валентные способности атомов и геометрию образующейся молекулы.

^ ММО: Напротив, при использовании ММО считают, что в образовавшейся более сложной системе все 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии электроны начальных атомов размещаются по новым, молекулярным орбиталям, вместе участвуя в образовании связи, т. е. все электроны принадлежат единой системе — молекулярной частичке (упрощая расчёты, в ММО также, как и в МВС, учитывают только 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии все валентные электроны).

Хоть какой тип ХС характеризуется 2-мя параметрами  энергией и длиной.

Энергия ХС (Ехс)  энергия, выделяемая при образовании 1-го моль связей либо поглощаемая при разрыве1 1-го моль связей (кДж 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии/моль). Это мера прочности ХС. Как выше сказано, интервал ЕХС обычно 20-1000 кДж/моль. Следствие  образрование связей  экзотермический процесс.

Длина ХС (lХС) расстояние меж центрами ядер связанных связью невозбуждённых атомных частиц 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии на котором силы притяжения равны силам отталкивания (нм). Длина ХС лежит в границах от толикой нанометров до нанометров. Энергия и длина ХС связаны меж собой. Длина ХС повсевременно изменяется, потому что атомы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, образовавшие связь находятся в колебательном движении. ХС то растягивается, то сжимается.

С позиций МВС ковалентная связь является результатом того, что электрическая пара (пары) принадлежит (ат) двум соединяющимся атомам. «Общей электрической парой» именуют сгущение 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии электрической плотности, образующееся меж 2-мя атомами в итоге перекрывания электрических туч принадлежавших им электронов. В МВС связь всегда двухэлектронна.

Теоретических устройств образования общих электрических пар два:

^ 1) обменный, когда любой из соединяющихся атомов имеет на 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии валентном уровне валентную атомную орбиталь (ВАО) с неспаренным электроном, который он предоставляет для образования общей электрической пары (пример молекула водорода):

ВАО1 ВАО2 Одинарная ХС


^ 2) донорно-акцепторный, когда один из соединяющихся атомов предоставляет 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии ВАО с электрической парой, а другой — свободную ВАО:




Потому что оба механизма носят умозрительный нрав, различий в прочности и других параметрах связей, образованных по разным механизмам нет.

Вариантов взаимодействия атомных частиц при 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии образовании КС два:

  1. Если сближаются атомные частички, у каких спины электроны параллельны (↑ и ↑), то энергия системы по мере сближения будет только возрастать. Энергетическая кривая будет размещаться выше нулевого уровня 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, появляется только отталкивание, связь не появляется.

  2. Если же спины электронов антипараллельны, то кривая, отражающая зависимости энергии системы от расстояния меж центрами атомов, является результатом наложения 2-ух сил: силы отталкивания, оболочек (невелика) и ядер (невелика при 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии относительно большенном расстоянии меж ядрами (порядка 0,2-0,3 нм, но стремительно вырастает при более тесноватом сближении атомов), и силы притяжения («ядро1  оболочка2» и «ядро2  обололчка1», которая при расстоянии меж ядрами 0,1-0,3 нм превосходит 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии по абсолютной величине силу отталкивания, а при более тесноватом сближении атомов вырастает медлительнее, чем сила отталкивания. В итоге на неком расстоянии меж ядрами силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг дружку.

Это расстояние  длина 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии ХС. Ему отвечает минимум энергии системы. В молекуле водорода длина связи равна 0,074 нм. Длину ковалентных связей можно считать примерно равной сумме так именуемых ковалентных радиусов соответственных атомов. Опыт указывает, что ковалентные радиусы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии атомов частей (кроме водорода) достаточно постоянны для данного типа связи. К примеру, расстояние меж атомами углерода, связанными обычный связью, в почти всех соединениях равно 0,154 нм, откуда ковалентный радиус атома углерода 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии для обычный связи можно считать равным 0,077 нм.

Потому что крепкость связи определяется степенью перекрывания электрических туч, принадлежащих образующим ее атомам, то она резко миниатюризируется даже при малозначительном, по сопоставлению с размерами атомов, увеличении расстояния меж 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии ними.

^ Энергия диссоциации  энергия, которую нужно затратить, чтоб перевоплотить 1 моль молекул данного вещества в изолированные атомы. Разумеется, что энергия диссоциации двухатомной молекулы равна по абсолютной величине энергии связи меж атомами в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии этой молекуле. Таким макаром, энергия диссоциации также может служить мерой прочности связи меж 2-мя атомами. Сам процесс диссоциации  эндотермичен.

Диссоциация молекул может происходить под действием механического деяния (удар), тепла, квантов электрического излучения 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии (фотохимическая диссоциация), деяния растворителя. Фотохимическая диссоциация крепких связей обычно происходит при жестком ультрафиолетовом облучении.

^ Характеристики ковалентной связи

1. Энергия КС может быть очень мала, может быть очень велика. Для тетрафторгидразина N2F4 энергия одинарной связи 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии N-N около 20 кДж./моль, Для двухатомных молекул F2, С12, Br2 и I2 энергия диссоциации равна соответственно 159; 243; 193 и 151 кДж/моль. Энергия связи атомов в молекуле N2 очень велика и составляет 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 941,6 кДж/моль. Энергия одинарной связи углерода (C-С) в молекуле этана (С2Н6) равна 263 кДж/моль, двойной связи углерода (С=С) в этилене (С2Н4) равна 422 кДж/моль, тройной связи углерода (C≡C) в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии молекуле ацетилена (С2Н2) равна 535 кДж/моль). Энергии связи двухатомной молекулы соответствует энергия тепловой диссоциации, а энергии связи атомного ядра - недостаток массы

2. Насыщаемость  способность атома создавать ограниченное число КС. Следствие ограниченного 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии числа валентных орбиталей. ВАО  орбиталь с неспаренным электроном, неподеленной парой (ВАО-донор) и пустая (ВАО-акцептор). Если атом не употребляет для образования связей свои ВАО d-типа, то он принципно может 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии образовать менее 4 ковалентных связей, а наибольшее число общих электрических пар, соединяющих его с другими атомами, не превзойдет 4 пар (что следует из правила октета).

Отсюда следует, что наибольшая валентность частей твторого периода не превосходит 4.

Катион 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии лития имеет 4 пустых валентных орбитали (Li+ 1s22s02p0), одну s и 3 p-орбитали. Может создавать до 4-х ковалентных связей, к примеру, в гидратированном катионе тетрааквалития [Li(H2O)4]+.

Бериллий двухвалентен, но в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии всеохватывающих соединениях проявляет валентность 4: катион тетрааквабериллия [Be(H2O)4]2+, тетрагидроксобериллат-анион [Be(OH)4]2, тетрафторобериллат анион [BeF4]2 и др.

Бор обычно трехвалентен (BCl3, H3BO3), но в комплексах валентность может возрастать до 4: [BCl 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии4] .

Наибольшая валентность азота также равна 4 (NH4+).

Валентность кислорода обычно равна 2, в молекуле озона 1 и 2 (связь атмовов кислорода полуторная). Атом кислорода очень мал, чтоб образовать четыре ковалентные связи, у него по 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии обыденным ковалентным механзмам реализуется всего только валентность 3 (в катионе гидроксония H3O+). Но если рассматривать сетку связей, образованных молекулами воды в жесткой воде (во льде), то каждый атом кислорода образует по 4 хим 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии связи, две из их ковалентные, две водородные (но все таки связи).

В способе ВС по Льюису общая электрическая пара изображается либо 2-мя точками (электрические модели) либо чертой (в структурных формулах).

3. Направленность, как следствие направленности 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии начальных АО. В атоме серы две ВАО  3рy и 3рz ориентированы под углом 90  друг к другу. Потому в молекуле сероводорода валентный угол H-S-H тоже близок к 90. В молекуле CH4 четыре 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии валентных гибридных орбитали углерода ориентированы дуг к другу под углами 10928, потому и связи С-Н ориентированы друг к другу под тем жнее углом.

4. ^ Степень локализации (делокализации). Общая электрическая плотность локализованной связи 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии (HH) «зажата» в пространстве меж 2-мя ядрами. В молекуле бензола С6Н6 три -связи делокализованы меж шестью атомами углерода, образуя общее делокализованное шестицентровое электрическое скопление. Электрическое скопление делокализованной связи 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии расположено более чем меж 2-мя атомными ядрами. Делокализованная связь не непременно распространяется на всю молекулу. Так, к примеру, в молекуле азотной кислоты есть одна трехцентровая делокализованная ковалентная -связь N---O и четыре 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии локализованные двухцентровые -связи (три связи NO и одна связь HO).

5. Кратность  число электрических пар, связывающих два атома. КС бывает обычная (простая), двойная либо тройная. Чем больше кратность, тем прочнее связь 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии: Для связей С-С, С=С, СС энергия связи составляет соответственно 368; 682 и 962 кДж/моль, а длина связи  0,154; 0,134 и 0,120 нм.

6. ^ Полярность связи. Если молекула образована 2-мя атомами с схожими значениями электроотрицательности, то рассредотачивание отрицательного заряда 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии общего электрического облака симметрично, связь неполярна. Если соединяются два атома с разными значениями электроотрицательности, то общая электрическая плотность сдвигается в сторону более электроотрицательного атома, образующаяся связь  полярна. Разность электроотрицательностей как количественная мера 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии полярности (ОЭО) комфортна только как мера первичной оценки меры полярности связи. . Больше инфопрмации о полярной связи и полярных молекулах даёт дипольный момент . Для полярной двухатомной молекулы . равен произведению абсолютной величины 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии заряда, распределенного меж атомами (), на расстояние меж их центрами (Z): . = • Z. Дипольный момент связи   векторная величина, направленная от положительно заряженного атома к атому, заряженному негативно. Ранее заряд выражали в электростатических единицах, расстояние - в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии сантиметрах, а величина, равная 10~18 эл. ст. ед. • см, называлась Дебаем (D). Сейчас  определяют в единицах системы СИ: Кл∙м.

Дипольный момент молекулы, состоящей более чем из 2-ух атомов, представляет собой векторную 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии сумму дипольных моментов ее отдельных связей. Потому различают полярность отдельных связей и полярность молекулы в целом. Симметричные молекулы могут быть неполярными, невзирая на полярность имеющихся в их связей. Так, линейная молекула СО 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии2 (О=С=О) неполярна, хотя связь С=О полярна. В молекуле тетрахлорида углерода ССl4 связи С—С1 полярны, но молекула в целом неполярна, потому что имеет симметричную форму (верный тетраэдр), в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии итоге чего скомпенсированы дипольные моменты всех 4 связей. Напротив, молекула воды, имеющая уголковую форму с валентным углом 104,5°, полярна, потому что суммарный дипольный момент молекулы воды не равен нулю. Познание значения  молекулы помогает избрать строение молекулы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии из нескольких вероятных вариантов и предсказать характеристики вещества, состоящего из таких молекул.

7. Поляризуемость  способность электрической плотности связи деформироваться (сдвигаться) под действием наружного заряда. В качестве наружного заряда может служить заряженный кусок примыкающей молекулы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Чем больше размер электрических туч, образующих связь, пореже электрическая плотность, тем посильнее поляризуемость, тем посильнее итог деяния стороннего заряда  наружняя поляризация, которая носит временный нрав. Поляризуемость можно оценивать количественно 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. С этим вы познакомитесь позднее.

8. ^ Геометрия КС. Известны -, - и -связи. Единственный максимум электрической плотности -связи находится на оси, соединяющей центры атомов, образующих связь. Два максимума электрической плотности -связи находятся по обе стороны 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии от общей узловой плоскости p-орбиталей, образующих -связь. В свою очередь известны s-s, p-p, s-p, d-p связи. При содействии атомных частиц первой всегда появляется -связь. Конкретно -связи определяют геометрию молекулярной 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии частички. - связь только упрочняет то, что образовалось за счет -связей, не меняя геометрию молекулярной частички.

^ Догадка о гибридизации (Л. Полинг)

Причина разработки: необходимость разъяснить одинаковость (равноценность) связей, образованных разными по размерам, энергии 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии и форме ВАО 1-го и такого же атома.

Гибридизация  усреднение ВАО центрального атома в момент образования им связей с периферийными атомами по энергии, размерам, форме. Гибридные орбитали (ГАО) представляют собой линейную комбинацию 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии АО данного атома (s- и p- d-АО), владеют схожими энергией и формой, определенной ориентацией в пространстве (симметрией). Гибридизация  процесс энергозатратный и нерентабельна, если в итоге появляется некрепкая связь. К примеру 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, для ковалентных гидридов гибридизация прибыльна только для частей второго периода. Потому что энергия связей Э-HHal либо Э-O обычно велика, то гибридизация ВАО центрального атома в этих случаях прибыльна даже для 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии ряда частей V-VI периодов.

^ Правила гибридизации:

  1. Гибридизуются только ВАО центрального атома, образующие -связи. ВАО, участвующие в образовании - связей не гибридизуются. ГАО обеспечивают наибольшее перекрывание АО в направлении локализованных σ-связей. Число ГАО равно 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии числу АО, участвующих в гибридизации. Гибридизуются близкие по энергии валентные АО независимо от того, заполнены они в атоме на сто процентов либо наполовину.

  2. В гибридизации участвуют АО, имеющие общие признаки симметрии.

  3. s-орбиталь 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии с неподеленной парой участвует в гибридизации всегда.

  4. Фактически всегда гибридизуются p-орбитали с неподеленными электрическими парами.

  5. p-орбитали с неспаренным электроном гибридизуются время от времени.

  6. При составлении схемы молекулы, в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии какой есть и - и - связи, поначалу следует обозначить все -связи центрального атома с одновалентными атомами периферии, потом все -связи двухвалентных атомов и только после чего обозначить -связи.

  7. Наличие ГАО с неподеленными 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии электрическими парами следует учесть при определении вероятной геометрии молекулы.



Рис. 1. Гибридидные орбитали.

Одна s- и одна p-орбитали дают две sp-ГАО, очень удалённые друг от друга, другими словами, расположенные под углом 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 180° друг относительно друга.



Рис 2. s-орбиталь + p-орбиталь и две sp-ГО.

В молекуле CH4 гибридные орбитали из 4 АО углерода (одной s и 3-х p), именуются sp3-орбиталями, они стопроцентно эквивалентны энергетически и пространственно ориентированы 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии к верхушкам тетраэдра. Электроотрицательность атома углерода в sp-гибридном состоянии больше, чем в sp2 и, тем паче, больше, чем в sp3. Причина sp-орбиталь поближе к ядру (толика s-орбитали 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии 50 %), sp2  далее от ядра (толика s-вклада  33,3 %, толика p- вклада  67,7%). Для sp3 орбитали толика s-вклада всего только 25 %.

В качестве примера разглядим молекулы NH3 и H2O. Атомы азота и кислорода склонны к sp 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии3-гибридизации. У азота на sp3-ГАО, не считая 3-х связывающих пар электронов, образующих связь с 3-мя атомами водорода, остается одна несвязывающая пара. Конкретно она, занимая одну sp3-ГАО, искажает угол связи H 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии–N–H до 107,3°. В молекуле H2O таких несвязывающих пар две, и угол H–O–H равен 104,5° (рис. 6).



Набросок 6 Несвязывающие электрические пары и углы связи в молекулах NH3 и H 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии2O в сопоставлении с молекулой CH4.

Электроны связывающих и несвязывающих пар по-разному ведут взаимодействие меж собой. Чем посильнее межэлектронное отталкивание, тем больше условная поверхность на сфере, занимаемая электрической парой. Для высококачественного разъяснения экспериментальных 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии фактов обычно считается, что несвязывающие пары занимают больший объем, чем связывающие, а объем связывающих пар тем меньше, чем больше электроотрицательности периферийных атомов (способ Гиллеспи).

^ Способ Гиллеспи–Найхолма

(способ отталкивания электрических пар 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии)




Набросок 7. Воздействие связывающих и отталкивающих пар

Этот способ основан на том, что настоящая геометрия молекулы определяется как числом двухэлектронных двухцентровых связей (связывающих электрических пар, так и наличием неподеленных электрических пар (Е). Тогда 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии молекула метана соответствует формуле CH4, аммиака – NH3E, воды – H2OE2. При всем этом любая молекула представляет собой геометрическую фигуру, вписанную в сферу. Молекула будет иметь минимум энергии, если все связывающие электрические 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии пары будут равноудалены друг от друга на поверхности сферы. Неподеленная электрическая пара занимает на сфере огромную площадь, что приводит к уменьшению валентного угла тем больше, чем больше в молекуле неподеленных электрических пар E 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Разглядим структуры молекул от трехатомных до семиатомных (рис. 7).

Для симметричных молекул для трехатомной молекулы AX2 может быть единственное строение – линейное, четырехатомная молекула AX3 будет плоской в форме равностороннего треугольника либо иметь форму тетераэдра 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, пятиатомная AX4 – тетраэдрической, шестиатомная AX5 – иметь форму треугольной бипирамиды, а семиатомная AX6 – форму октаэдра.

Другое дело – наличие в молекуле неподеленных электрических пар. В данном случае геометрия молекулы значимо изменяется. Молекула 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии AX2E будет уже не линейной, а угловой, AX3E будет иметь форму треугольной пирамиды, а AX2E2 вновь будет угловой, при этом угол будет значительно меньше тетраэдрического (к примеру, H2O). В молекуле 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии AX4E вероятная структура – треугольнопирамидальная. Молекула AX5E имеет структуру квадратной пирамиды, а молекула AX4E2 – квадрата.


^ Ионная связь

Ионы — это заряженные частички, в которые преобразуются атомы либо группы атомов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в итоге утраты либо присоединения электронов. Ионы могут быть атомными (одноядерными)  Mg2+ либо молекулярными (в их составе два и поболее ядра)  SO42, [Fe(CN)6]3, [Co(NH3)6]3+.

Ионная связь — крепкая хим связь, образующаяся 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии меж атомами с большой разностью электроотрицательность ( >1,7 по шкале Полинга). Если соединяются элементы, электроотрицательность которых очень различается (обычный металл и обычный неметалл), то валентный электрон (электроны) электроположительного атома вполне перебегает (перебегают) к более электроотрицательному атому 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, в итоге оба атома преобразуются в заряженные частички  ионы. Общая электрическая пара перебегает к атому с большей электроотрицательностью. Связь при всем этом будет осуществляться за счет обоюдного притяжения обратно заряженных 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии ионов. Отсюда ее заглавие - ионная связь (ИС). Примером может служить соединение CsF, в каком «степень ионности» составляет 97 %. Разглядим метод образования на примере хлорида натрия NaCl. Электрическую конфигурацию атомов натрия и хлора можно 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии представить: 11Na ls22s22p63s1; 17Cl ls22s22p6Зs23р5. Это атомы с незавершенными энергетическими уровнями. Разумеется, для их окончания атому натрия легче дать один электрон, чем присоединить семь, а атому хлора 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии легче присоединить один электрон, чем дать семь. При хим содействии атом натрия на сто процентов дает один электрон, а атом хлора воспринимает его. Схематично это можно записать так:

Na  l е  Na+ катион 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии натрия, либо ls22s22p63s1  l е  s22s22p63s0  устойчивая восьмиэлектронная 2s22p6 оболочка за счет второго энергетического уровня.

Cl + 1 е  Сl анион хлора либо ls22s22p6Зs 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии23р5 + 1 е  :Cl + 1е  ls22s22p6Зs23р6. Cl  ион хлора, устойчивая восьмиэлектронная оболочка. Меж ионами Na+ и Cl появляются силы электростатического притяжения, в итоге чего появляется соединение. Ионная связь — последний 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии случай поляризации ковалентной полярной связи.

Характеристики ИС

  1. ИС не ориентирована. Электронное поле, создаваемое ионом, имеет сферическую симметрию, и сила притяжения к данному иону других ионов обратного заряда зависит только от зарядов этих ионов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии и расстояния меж ними.

  2. ИС не насыщаема. К одному иону может притягиваться хоть какое число ионов обратного знака. Соблюдается только равенство суммы зарядов всех положительных и отрицательно заряженных ионов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии в ионном соединении, так как соединение в целом электронейтрально.


Представления об ионной связь носят чисто модельный нрав Реально ионная связь меж атомами в чистом виде не реализуется нигде либо практически нигде, обычно на 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии самом деле связь носит отчасти ионный, а отчасти ковалентный нрав. В ионном кристалле LiF на долю ковалентной связи приходится около 11 % всей хим связи, на долю ионной 89 %. Для связи NaF ОЭО = 4 – 0,9 = 3,1, поэтому в 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии NaF связь ионная, но толика ионности не 100 %, а всего только 86 %.; Cтепень (толика) ионности связи в соединении CsF составляет 89%. Кислородные же соединения, в том числе такие, как СаО и MgO, являются ионными только на 50% и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии наименее.

Но ионная связь комфортна в качестве очень приближения ("ионная модель"). По мере уменьшения разности значений электроотрицательностей атомов степень ионности миниатюризируется и связь все более отклоняется от ионной в сторону ковалентной 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.

Точной границы меж ионной и ковалентной связью нет. Можно гласить только о более обычных случаях ионной либо ковалентной связи, также о степени ионности той либо другой связи. Не считая того, в текущее 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии время нет неоспоримого количественного аспекта, на основании которого можно было бы точно судить о степени ионности соединения, т. е. о степени приближения его к предельному случаю безупречной ионной системы. Но можно 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии отменно оценивать степень ионности связей в том либо ином соединении.

Чем больше степень окисления атома, образующего связь, тем наименее ионный нрав эта связь имеет. SnCl2  вещество с ионными связями, обычная соль 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, тип кристаллической решетки  ионный. SnCl4  вещество с ковалентными полярными связями. Тип решетки  молекулярный. При стандартной температуре  жидкое.

^ В одном и том же веществе могут встречаться разные типы атомов. Так, к примеру, в солях 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии кислородных кислот связь меж катионом и анионом ионная, а снутри оксоаниона связи ковалентные полярные.

Примеры заданий с решениями.

1. Какой тип связей реализуется молекуле серной кислоты? Какова геометрия молекулы?

Ответ. В молекуле серной 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии кислоты H2SO4 все связи ковалентные, полярные, локализованные. Четыре из их  -связи, две -связи. Механизм образования всех свзей обменный. Четыре -связи S-O образованы атомными орбиталями, гибридизованными по sp3- типу. Молекула представляет собой 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии искаженный тетраэдр.

2. Какой тип гибридизации реализован в молекуле IOF5? Какова форма молекулы? Каковой дипольный момент молекулы?

Ответ: Один атом кислорода и 5 атомов фтора образуют с атомом йода 6 -связей. Соответственно, тип гибридизации sp 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии3d2, фигура  искаженный октаэдр. 2-ая связь S-O  -связь. Все связи локализовыанные, образованы по обменному механизму, полярные. Потому что молекула только частично симметрична, она тоже полярна. Её дипольный момент больше нуля 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии.


Задания для самостоятельной работы

1. Ковалентная связь, образованная по донорно-акцепторному механизму находится в молекулярных частичках:


  1. H3NBF3; 2) BF; 3) CO2; 4) NH3


2. Суммарное число общих электрических пар в молекуле оксида серы (VI) равно

1) 3; 2) 4; 3) 5; 4) 6

3. Связи полярные, а 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии молекула неполярна в случае:


BeCl2; 2) NH3; 3) BF3; 4) GeH4


4. Число ковалентных неполярных связей в молекуле гидразина равно

1) 1: 2) 2) 3) 3 4) 4

5. Однообразное число неподеленных пар содержится в молекулах

1) N2H4 и BF 2) NH2OH и CO2; 3) SO2 и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии NH2OH 4) N2H4 и CO


6. Больше всего -свзей содержится в молекуле

1) H2SO4, H3PO4, IO2F3, S8.

7. Как ионные, так и ковалентные связи находятся в соединениях, формулы которых

1) K2CO 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии3; 2) KF; SiO2; 4) Ca(OH)2

8. Предскажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и геометрическое строение частиц:

SBrCl5; GaBr4; BrF+; SbI3.

9. В ряду СН4, ССl4, CCl2O изберите более полярную молекулу. Растолкуйте причину полярности этой 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии молекулы.

10. Предскажите тип гибридизации орбиталей центрального атома и геометрическую форму частиц:

SO42; PF5; XeF4.


ЛИТЕРАТУРА

Литература по теории химии

  1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. «Химия» / Н.С. Ахметов.  М.: Высш. шк., 1998.

  2. Угай, Я.А. Общая и неорганическая химия: учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец. “Химия” / Я.А. Угай.  М.: Высш. шк 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии., 1997.

  3. Браун, Т. Химия в центре наук: в 2 ч. / Т. Браун, Ю. Лемей; пер. с англ.  М.: Мир, 1983.

  4. Воскресенский, В.Т. Техника хим опыта: пособие для учит.: в 2 т. / В.Т. Воскресенский, А.Д. Смирнов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. – Изд. 7-е, перераб.  М.: Просвещение, 1973.

  5. Диккерсон, Р. Дж. Главные законы химии: в 2 т. / Р. Диккерсон, Г. Грей, Дж. Хейт.  М.: Мир, 1982.

  6. Зайцев, О.С. Общая химия. Направление и скорость хим процессов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. Строение вещества: учеб. пособие / О.С. Зайцев.  М.: Высш. шк., 1983.

  7. Зайцев, О.С. Хим термодинамика к курсу общей химии / О.С. Зайцев; под ред. Ю.Д. Третьякова.  М.: Изд-во Столичного ун-та, 1973.

  8. Карапетьянц 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, М.Х. Введение в теорию хим процессов: учеб. пособие для вузов / М.Х. Карапетьянц. – Изд. 2-е, перераб. и доп.  М.: Высш. школа, 1975.

  9. Ключников, Н.Г. Неорганический синтез: учеб. пособие для студентов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии пед. ин-тов по хим. и биол. спец. / Н.Г. Ключников.  2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1988.

  10. Костромина, Н.А. Химия координационных соединений: учеб. пособие для хим. фак. ун-тов и хим.-технол 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. спец. вузов / Н.А. Костромина, В.Н. Кумок, Н.А. Скорик; под ред. Н.А. Костроминой.  М.: Высш. шк., 1990.

  11. Лидин, Р.А. Задачки по неорганической химии / Р.А. Лидин., В.А. Молочко 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, Л.Л. Андреева.  М. Высш. шк., 1990.

  12. Лидин, Р.А. Константы неорганических веществ: справочник / Р.А. Лидин, Л.Л. Андреева, В.А. Молочко; под ред. Р.А. Лидина.  2-е изд., перераб. и 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии доп.  М.: Дрофа, 2006.

  13. Лидин, Р.А. Неорганическая химия в вопросах: учеб. пособие для вузов / Р.А. Лидин, Л.Ю. Аликберова, Г.П. Логинова.  М.: Химия, 1991.

  14. Лидин, Р.А. Хим характеристики неорганических веществ: учеб 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии. пособие для вузов / Р.А. Лидин, В.А. Молочко, Л.Л. Андреева; под ред. Р.А.Лидина. — М.: Химия, 1996 (-1998, 2003).

  15. Неорганическая химия: учебн. для студентов. высш. учеб. заведений: в 3т. /А.А. Дроздов 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М. Спиридонов; под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 2. Химия непереходных металлов. /  М.: Изд. Центр «Академия», 2004.

  16. Неорганическая химия: учебн. для студентов. высш. учеб. заведений 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии: в 3т. /А.А. Дроздов, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М. Спиридонов; под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 3. Кн. 1. Химия переходных металлов. /  М.: Изд. Центр «Академия», 2007.

  17. Общая химия в формулах, определениях 1. Теоретический материал для подготовки к олимпиаде по химии, схемах: уч. пособие / И.Е. Шиманович, М.Л. Павлович, В.Ф. Тикавый, П.М. Малашко.  Мн.: Унiверсiтеэцкае, 1996.




1 В данном случае её еще именуют энергия диссоциации ХС( Едисс.).


1-teoreticheskie-osnovi-statistiki-cen.html
1-teoreticheskie-osnovi-ucheta-i-analiza-tovarooborota-roznichnogo-predpriyatiya-6.html
1-teoreticheskij-material-dlya-podgotovki-k-olimpiade-po-himii.html