Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Химия

Покупка
Артикул: 821792.01.99
Доступ онлайн
300 ₽
В корзину
Приведены примеры решения задач и варианты индивидуальных заданий по некоторым темам курса «Химия». Для организации самостоятельной работы студентов направленийподготовки 05.03.06 «Экология и природопользование», 19.03.01 «Биотехнология», 27.03.01 «Стандартизация и метрология», 35.03.10 «Ландшафтная архитектура».
Тарасенко, Е. В. Химия : учебно-методическое пособие / Е. В. Тарасенко, О. Н. Денисова. - Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2023. - 70 с. - ISBN 978-5-8158-2342-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/2131746 (дата обращения: 28.11.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Е. В. Тарасенко 
О. Н. Денисова

ХИМИЯ

Учебно-методическое пособие

Йошкар-Ола

2023

УДК   54(075.8)
ББК    24я73

Т 19

Рецензенты:

доцент кафедры химии Марийского государственного университета, 
канд. хим. наук Т. В. Смотрина;
старший преподаватель кафедры лесопромышленных и химических 
технологий Поволжского государственного технологического университета В. И. Таланцев

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ

Тарасенко, Е. В.

Т 19
Химия: учебно-методическое пособие / Е. В. Тарасенко,

О. Н. Денисова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2023. – 70 с.
ISBN 978-5-8158-2342-6

Приведены примеры решения задач и варианты индивидуальных за
даний по некоторым темам курса «Химия». 

Для организации самостоятельной работы студентов направлений 

подготовки 05.03.06 «Экология и природопользование», 19.03.01 «Биотехнология», 27.03.01 «Стандартизация и метрология», 35.03.10 «Ландшафтная архитектура».

УДК 54(075.8)

ББК 24я73

ISBN 978-5-8158-2342-6
© Е. В. Тарасенко, О. Н. Денисова, 2023
© Поволжский государственный 

технологический университет, 2023

Предисловие 

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для органи
зации самостоятельной работы студентов направлений подготовки 
05.03.06 «Экология и природопользование», 19.03.01 «Биотехнология», 
27.03.01 «Стандартизация и метрология», 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» при изучении дисциплины «Химия».

В предлагаемом издании представлены задания по следующим 

темам:

1. Строение вещества;
2. Основы химической термодинамики;
3. Общая характеристика растворов;
4. Гальванические элементы.
В каждом разделе пособия приведены решение нулевого варианта и 

перечень индивидуальных заданий. Самостоятельная вдумчивая работа 
позволит глубоко освоить темы и подготовиться к сдаче соответствующего модуля.

Индивидуальное задание выполняется в отдельной тетради с указа
нием номера задания и варианта. Работа должна быть аккуратно оформлена, четко и ясно изложена, без сокращений. Номера и условия следует
переписывать в том порядке, в каком они указаны в задании. При решении задач необходимо приводить условие задачи, весь ход решения и 
математические преобразования с указанием единиц измерения. 

Выполненное задание своевременно представляется преподавателю 

на проверку. Задание, выполненное не по своему варианту, возвращается без проверки и не засчитывается.

Тема 1

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Вариант 0
В соответствии с вариантом задания (столбец 1), приведенным в 

таблице 1, решите следующие задачи.

1. Назовите по систематической номенклатуре соединения, формулы 

которых приведены в столбце 2 таблицы 1. Укажите, к каким классам 
неорганических соединений они относятся.

2. По координатам элементов  (столбцы 3 и 4 табл.1) определите ме
стонахождение  элементов в периодической системе; назовите их; запишите состав атомов (число протонов и нейтронов в ядре, число электронов в электронной оболочке), полные электронные формулы; укажите семейство элементов и валентные подуровни; изобразите распределение валентных электронов по подуровням для нейтральных атомов.

3. Для последнего по порядку заполнения электрона в каждом из 

двух атомов запишите набор четырёх квантовых чисел.

4. Дайте краткую характеристику элементов: 
✓
нахождение в природе, основные минералы;

✓
применение.

5. Определите тип химической связи (ковалентная неполярная, кова
лентная полярная, ионная) в веществах, формулы которых приведены в 
столбце 5 таблицы 1. Укажите степени окисления всех элементов в приведённых веществах.

Таблица 1

Данные для выполнения заданий варианта 0

Номер 

варианта

Классы 

неорганических 

соединений

Координаты элементов
Химическая 

связь
Элемент 1
Элемент 2

1
2
3
4
5

0

а) VO

б) H4P2O7

в) Mg(HCO3)2

5 VII A
4 VIII B1
H2O, NaCl

Решение варианта 0
Задача 1
а) VO – соединение, состоящее из двух элементов, один из которых –

кислород в степени окисления  –2. Значит, это оксид. Степень окисле
ния второго элемента, переходного металла ванадия,  равна +2. Следовательно, оксид является основным. 

Ответ: VO – оксид ванадия (II), основный.
б) H4P2O7 – соединение, состоящее из четырёх атомов водорода, спо
собных замещаться на атомы металлов, и кислотного остатка P2O74–. 
Относится к классу кислот. 

Ответ: H4P2O7 – пирофосфорная кислота.
в) Mg(HCO3)2 – соединение, состоящее из атома магния и кислотно
го остатка НСО3–, в составе которого присутствует атом водорода. Значит, относится к классу кислых солей. Соли угольной кислоты называются карбонатами. Наличие атома водорода в составе кислой соли в 
названии обозначается приставкой гидро-.

Ответ: Mg(HCO3)2 – гидрокарбонат магния, кислая соль.

Задачи 2–4

2.1. Элемент 1: 5 VII А находится в пятом периоде, седьмой группе, 

главной подгруппе. Это I (йод).

Общее число электронов в атоме совпадает с порядковым номером 

элемента, следовательно, в состав электронной оболочки атома йода 
входит 53 электрона (Ne = 53). 

Число протонов в ядре равно порядковому номеру. Значит, ядро 

атома йода содержит 53 протона (Np = 53).

Для того чтобы найти число нейтронов в ядре, надо из атомной мас
сы элемента вычесть число протонов (или порядковый номер):
Nn = 127 – 53 = 74. В ядре атома йода 74 нейтрона.

Распределяем 53 электрона, входящих в электронную оболочку эле
мента йода по уровням и подуровням в соответствии с принципом минимума энергии:

53I 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p5 или 53I [Kr] 5s24d105p5

 Пункты 2.1, 3.1, 4.1 – решение задач, связанных с элементом 1 (см. табл. 1, столбец 3), 
пункты 2.2, 3.2, 4.2 – решение задач, связанных с элементом 2 (см. табл. 1, столбец 4).

Последним заполняется р-подуровень, поэтому йод относится к се
мейству р-элементов.

Валентные электроны – это электроны, которые могут участвовать

в образовании химических связей. К ним относятся все электроны 
внешнего уровня и электроны предвнешних подуровней, которые находятся в процессе заполнения. В атоме йода валентными являются семь 
электронов внешнего пятого уровня: 5s25p5 (номер внешнего уровня 
совпадает с номером периода, в котором находится элемент, а число 
валентных электронов обычно соответствует номеру группы). На электронографической формуле распределение валентных электронов атома 
йода выглядит так:

3.1. Последним по порядку заполнения электроном в атоме йода яв
ляется р-электрон пятого энергетического уровня:

Главное квантовое число: n = 5 (соответствует номеру уровня).
Орбитальное квантовое число l = 1 (для р-электронов l = 1).
Набор возможных значений магнитного квантового числа:  
ml = [–1, 0, 1].
Спиновое квантовое число ms = –1/2.
4.1. Йод входит в подгруппу галогенов. По физическим и химиче
ским свойствам это типичный неметалл, обладающий высокой химической активностью и ярко выраженной окислительной способностью. 

В обычных условиях йод – серо-черные кристаллы с фиолетовым 

металлическим блеском. При нагревании образует фиолетовые пары 
(происходит возгонка – испарение твердого вещества, минуя жидкое 
состояние). Молекула йода I2 двухатомна, атомы йода в ней связаны 
друг с другом ковалентной неполярной связью. Йод – редкий рассеянный элемент (его запасы 4 · 10–5 % от массы земной коры). Промышленных месторождений йодсодержащих минералов на Земле нет. Получают йод из золы морских водорослей (ламинария) и из природных йодсодержащих растворов – попутных нефтяных вод, воды некоторых озер.

Йод применяется в производстве чистых металлов и полупроводни
ковых материалов, используется как антисептик и для йодирования поваренной соли. Йод относится к биогенным элементам, являясь микроэлементом. Большая часть йода в организме находится в щитовидной 
железе, в которой синтезируются йодсодержащие гормоны.

2.2. Элемент 2: 4 VIII B1 находится в 4 периоде, в восьмой группе,

побочной подгруппе. Поскольку побочная подгруппа восьмой группы 
образована триадами элементов, то нижний индекс В1 указывает на то, 
что следует выбрать первый элемент триады – Fe (железо). Общее число 
электронов в атоме железа совпадает с порядковым номером элемента и 
равно 26 (Ne = 26). 

Число протонов в ядре равно порядковому номеру. Значит, ядро 

атома железа содержит 26 протонов (Np = 26).

Для того чтобы найти число нейтронов в ядре, надо из атомной мас
сы элемента вычесть число протонов (или порядковый номер):
Nn = 56 – 26 = 30. В ядре атома железа 30 нейтронов.

Распределение электронов по уровням и подуровням в атоме железа:

26Fe 1s22s22p63s23p64s23d6 или 26Fe [Ar] 4s23d6

Последним заполняется d-подуровень, поэтому железо относится к 

семейству d-элементов.

В атоме железа валентными являются восемь электронов, среди ко
торых два электрона внешнего четвёртого уровня и шесть электронов 
предвнешнего третьего уровня: 4s23d6. На электронографической формуле распределение валентных электронов атома йода выглядит так:

3.2. Последним электроном по порядку заполнения в атоме железа 

является d-электрон третьего энергетического уровня:

Главное квантовое число: n = 3 (соответствует номеру уровня).
Орбитальное квантовое число l = 2 (для d-электронов l = 2).
Набор возможных значений магнитного квантового числа:
ml = [–2, –1, 0, 1, 2].
Спиновое квантовое число ms = –1/2.

Доступ онлайн
300 ₽
В корзину