ПЛАН-КАРТА СИСТЕМНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЖНОГО ВЕЩЕСТВА Состав 1. 2. 3. Составьте стехиометрическую формулу молекулы вещества._____ _ Классифицируйте элементы, входящие в состав вещества__________ Определите степени окисления элементов входящих в состав вещества Классификация | 4, Классифицируйте вещество по различным основаниям Номенклатура 5. Назовите вещество по номенклатурам IUPAC, i тривиальное название (я) I, старорусской. Дайте ____________________________ Строение вещества________________________ 6._Составьте электронные формулы (можно сокращенные) атомов всех элементов, входящих в состав молекулы__________________________________ 7. Изобразите структурную формулу молекулы_________________________ 8. Составьте электронную диаграмму молекулы по MBC_________________ 9. Классифицируйте все связи в молекуле вещества (по механизму, поляр­ ности (неполярности), локализованное™ и т.д., используя справочные данные._____________ ____ ______________________________ ________ Ю.На основе общих теоретических представлений оцените прочность всех связей и сравните результаты рассуждений с табличными значениями __ энергий диссоциации связей._________________________________________ 1 !.Определите общее число о- и л-связей в молекуле вещества ________ 12.Укажите число о-связей, образованных центральным атомом с ближай__ шим окружением.___________________________________________________ 13.Определите число неподепенных пар_____ .________________ И.Определите число неспаренных электронов___________________________ 15.Используя справочные данные об электроотрицательности и (или) ди­ польных моментах связей, классифицируйте связи в молекуле вещества по степени полярности.___________________________________________ 16.Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в молекуле 17 .Изобразите стереохимическую (пространственную) формулу молекулы. 18 , Предскажите значения валентных углов в молекуле___________________ 19 .Используя представления о полярности связей в молекуле и степени симметричности молекулы, предскажите степень полярности молекулы в целом. Подтвердите ваш прогноз справочными значениями дипольного момента молекулы.____________________________ 20 .Используя представления о размере молекулы, прочности отдельных связей и положений теории поляризации, оцените поляризуемость вещества. 2 ! .Определите, какого типа связи, водородные (а) или Ван-дер-Ваальсовые (ВдВ) (б), отвечают за взаимодействие молекул вещества в жидком и твердом состоянии. ________________________ 22.Если, между молекулами действуют ВдВ связи, определите какой или какие тип(ы) связи в большей степени ответственны за эго взаимодействие. 23.Определите тип кристаллической решетки вещества в твердом состоянии.____________________________________________________ 24.Исходя из геометрии молекулы, степени ей симметричности, поляризуе­ мости, степени защищенности центрального атома (атомов) оцените воз­ можность реакции вещества с полярным растворителем, в первую очередь с водой.___________________________________ _________________ _______________________ Термодинамические функции____________________ 25.Проанализируйте справочные значения энтальпии образования (AHo298),, энтропии образования (So29S), энергии Гиббса (AGo298) вещества.______ 26-Если величина AG029s для вещества в справочниках отсутствует, рассчи­ тайте ее примерное значение по формуле AGo298 = AH0298 - T-ASo298 и оп­ ределите, можно ли синтезировать вещество при стандартных условиях из простых веществ?_____________________________________________ 27.Используя величину средней энтальпии образования связей в веществе (отношение энтальпии образования к примерному числу связей в одном моль вещества) оцените устойчивость вещества. Физические свойства На основе пунктов 6-24 блока «Строение» составьте таблицу предполагаемы физических свойств вещества, обратив внимание на;_________ _____________ 28.органолептические свойства - наличие или отсутствие запаха, вкус, цвет вещества и его раствора;__________________________________________ 29.термические (тепловые) свойства - температуры плавления и кипения, теплопроводность в различных агрегатных состояниях; агрегатное состояние при стандартных условиях;________________________________ ЗО.механические свойства - хрупкость (ковкость), пластичность (непла- гатных состояниях;__________________ ______________________________ 31.оптические свойства - прозрачность или непрозрачность, способность поглощать свет в разных диапазонах спектра (ИК, видимый диапазон, УФ);_____________ _ _____________ ___________ ___________ 32. летучесть (нелетучесть), способность к сублимации (возгонке) при обычном или пониженном давлении;___________________________________ 33,электропроводность твердого вещества, его расплава и растворов;_______ З4 .магнитные свойства (пара-диамагнитность, ферромагнитность);_______ З5 .растаоримость в полярных и неполярных растворителях______________ Зб .Используя справочные таблицы, сопоставьте предсказанные вами физи­ ческие свойства с табличными значениями. Постарайтесь выявить при­ чины расхождений, если они имеются. Результаты оценки физических свойств вещества представьте в виде таблицы. _________________________ Химические свойства_________________________ 37.Используя знания о строении молекул вещества, энергии связей в нем, предскажите, насколько устойчивым будет вещество при стандартных условиях, naipeeannn (до сотен градусов), прокаливании (до тысяч nC). При этом не забудьте оценить устойчивость продуктов реакции при вы­ бранных вами температурных условиях. Составьте уравнение(я) возможной(ных) рсакции(й).____________________________________________ 38.Рассчитайте степени окисления атомов всех элементов, входящих в со­ став вещества. Составьте схемы допустимых (возможных) изменений степеней окисления для атома каждого элемента. Выявите, какие окисли­ тельно-восстановительные (OB) свойства мог бы проявлять атом каждого __ элемента вещества.____________ _____________________________________ Зб.Используя схему генетических связей классов неорганических веществ, подберите подходящие восстановители и окислители и составьте уравнения реакций, системно характеризующих (OB) свойства вещества.____ 40.Используя справочные данные о значениях энергий Гиббса, энтальпий образования, энтропий образования вещества, оцените возможность про­ текания этих реакций (пункт 26) в стандаргных условиях.____________ 41.Оцените состояние вещества в его растворе, например водном: какова форма вещества, молекулярная или ионная, какие ионы образуются? Ес­ ли наблюдается диссоциация вещества, уточните какова степень их соль­ ватации (гидратации). Используя справочные данные о значениях OB потенциалов, подберите окислители и восстановители и оцените возмож- nuLih IipuicKaHMH ио реакции в растворах, доставьте уравнения выоранных вами реакций.________________________________ ______________ 4 2.Если возможно, составьте уравнения электролиза вещества и его растворов______ _ _______ ______________________________________________ 43 .Сравните прочность и полярность различных типов связей в молекуле вещества и составьте прогноз его кислотно-основных свойств.________ 44 .Составьте уравнения возможной самодиссоциации вещества___________ 45 .Используя ряд сравнительной силы кислот (оснований), подберите рас­ творители, в которых вещество проявляет кислые свойства, а в других основные свойства,______________________________________________ 46,Сопоставьте данные вашего прогноза с величиной (величинами) констант диссоциации вещества в водных растворах.___________________ 47 ,Оцйните отношение растворов вещества к индикаторам._______________ 48 .Составьте уравнения реакций, отражающие кислотно-основные свойства вещества и его ионов в (реакциях самоионизации, диссоциации под дей­ ствием раст ворителя, взаимодействия с оксидами, гидроксидами).____ 49 .Используя схему генетических связей классов неорганических веществ и справочные данные о значениях энергий Гиббса, энтальпий образования, энтропий образования, летучести веществ, оцените для данного вещества возможность протекания высокотемпературных реакций обмена с солями._______________________________ ______ _______________________ 50 .Используя справочные данные о летучести, растворимости, значениях энергий Гиббса или энтальпий образования гидратированных ионов и веществ, оцените осадительные и вытеснительные свойства вещества и его ионов в растворах.____________________________________________ 5!.Подтвердите возможность проявления осадительных и вытеснительных свойств на основе справочных значений соответствующих констант рав­ новесия (ионного произведения воды, диссоциации, произведения растворимости).____________________________________________________ 52.Используя данные о строении вещества, оцените способность вещества или продуктов его диссоциации в растворе участвовать в реакциях при­ соединения к оксидам, солям (комплексообразования). Составьте уравнения соответствующих реакций____________________________________ 53.Если вещество малорастворимо в воде, используя величины констант произведения растворимости и устойчивости комплексов, подберите реа­ гент, который способен растворить вещество и перевести его в устойчивый комплекс.___________________________________________________ 54,Приведите уравнения специфичных для данного вещества реакций, на­ пример, реакций дегидратации 55 .Для каждого приведенного вами химического процесса а основе ΔG рас­ считайте константу равновесия при стандартных условиях___________ ; Кинетика химических реакций Ранее вы рассмотрели, как характеризовать химические свойства вещества на термодинамическом и стехиометрическом уровне, то есть на уровне оценки возможности протекания реакций, написания соответствующих стехиометри­ ческих уравнений, количественной оценки их химического равновесия. Однако полное представление о химической реакции складывается только тогда, когда известен ее механизм, величины констант скоростей и энергий активации каж­ дой реакции в целом (феменологические значения), величины констант ско­ ростей и энергий активации для каждой элементарной реакции, если реакция протекает в несколько стадий. Поэтому для каждой реакции приведите, если это возможно: 56 ., механизм реакции: ионный, радикальный, цепной, цепной разветвленный и т.д. 57 .справочные значения энергий активации, предэкспоненциальных множителей, констант скорости 58 .условия проведения реакции: катализаторы, температуры, диапазоны рабочих давлений Получение вещества 59 .Приведите уравнения реакций, характеризующих промышленные и лабораторные способы получения вещества 60 .Проведите комплексный анализ способов получения вещества. При этом обратите внимание на экономичность синтеза, доступность и стоимость исходных реактивов, технику безопасности, особенности методики син­ теза, наличие отходов синтеза и пути их возможной утилизации или обез­ вреживания._________________________________________________ Применение 61. Укажите наиболее важные области применения вещества
