Anorgaaniline keemia. Keemia Väävli suhteline aatommass on

Loetlege aatom-molekulaarse õpetuse põhisätted.

1. Ained koosnevad molekulidest. Molekul on aine väikseim osake, mis säilitab oma keemilised omadused. Erinevate ainete molekulidel on erinev mass, suurus, koostis ja keemilised omadused.

2. Molekulid koosnevad aatomitest. Aatom on aine väikseim osake, keemiline element, mis säilitab oma keemilised omadused. Keemiline element on eraldiseisev aatomitüüp. Elemendi keemilised omadused määrab selle aatomite struktuur. Kõik keemilised elemendid jagunevad metallideks ja mittemetallideks.

3. Aineid, mille molekulid koosnevad ühe elemendi aatomitest, nimetatakse lihtaineteks (H 2 ; O 2). Aineid, mille molekulid koosnevad erinevate elementide aatomitest, nimetatakse kompleksiks (HCl). Allotroopsed muutused on muutused, mille käigus ühe elemendi poolt moodustuvad erinevad lihtained. Allotroopia on erinevate lihtainete moodustumine ühe elemendi poolt.

Allotroopia põhjus:

a) erinev arv aatomeid (O 2 ja O 3);

b) mitmesuguste modifikatsioonidega kristallide moodustumine (teemant ja grafiit);

4. Molekulid ja aatomid on pidevas liikumises. Liikumiskiirus sõltub aine agregatsiooni olekust. Keemilised reaktsioonid on aatomite ja molekulide liikumise keemiline vorm.

Keemiliste reaktsioonide tulemusena muudetakse mõnede ainete molekulid teiste ainete molekulideks. Aine oluline omadus on mass.

Küsimus nr 2

Millised on mõistete "aatommass" ja "suhteline mass" sarnasused ja erinevused?

1. Absoluutne aatommass on grammi mass, väljendatuna grammides (g) või kilogrammides (kg)

m a () = 1,67 x 10 -24 g

Selliste arvude kasutamine on ebamugav, seetõttu kasutatakse suhtelisi aatommasse.

2. Suhteline aatommass näitab, mitu korda on antud aatomi mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.

1/12 süsinikuaatomi massist nimetatakse aatommassiühikuks (a.u.m.)

1 amu = m a (C) / 12 = (1,99 * 10 -23) / 12 g = 1,66 * 10 -24 g

a r () = m a (H)/1 a.u.m = (1,67 * 10 -27 / 1,66 * 10 -24) = 1

Suhtelisel aatommassil ei ole erinevalt absoluutmassist mõõtühikut.

Küsimus nr 3

Kas on võimalik ühendada mõisted "mutt" ja "Avogadro konstant"?

Mool on aine kogus, mis sisaldab 6,02 * 10 23 osakest (molekule või aatomit).

Väärtust 6,02 * 10 23 mol-1 nimetatakse Avogadro konstandiks, mida tähistatakse Na

n = N/Na, kus

n – aine kogus;

N on aatomite või molekulide arv.

Küsimus nr 4

Võrrelge kloori ja lämmastiku aatomite arvu, mis kaaluvad kumbki 10 g Millisel juhul ja mitu korda on aatomite arv suurem?

Arvestades:

m(Cl2) = 10 g

m(N2) = 10 g

___________

N Cl2 – ? N N – ?

Lahendus

M(Cl2) = 35,5*2 = 71 g/mol

n (Cl 2) = m (Cl 2) / M (Cl 2) = 10 g/71 g/mol = = 0,14 mol

N (Cl2) = n (Cl2) * Na = 0,14 mol

6,02*10 -23 1/mol

M(N2) = 14 x 2 = 28 g/mol

n (N2) = m(N2)/M(Cl2) = 10 g/28 g/mol = 0,36 mol

N(N2) = n (N2) * Na = 0,36 mol * 6,02 * 10 23 1/mol = 2,17 * 10 23

N(N2)/
N (Cl2) = (2,17 x 10 23) /0,843 x 1023 = 2,57

Vastus: N (N2) > N (Cl2) 2,57 korda

Küsimus nr 5

Väävliaatomite keskmine mass on 5,31 * 10-26 kg. Arvutage elemendi väävli suhteline aatommass. Süsinikuaatomi mass – 12 on võrdne 1,993 * 10–26 kg.

Arvestades:

m a (S) = 5,31 * 10 -26 kg

m a (C) = 1,993 * 10 -26 kg

___________

ar(s) – ?

Lahendus

1 amu = m a (C) /12 = (1,993 * 10 -26 kg) = 1,66 * 10-27 kg

ar (s) = m a (S)/1 a.m.u. = 5,31*10-26 kg=32

Vastus: ar(s) = 32.

Küsimus nr 6

Aine proov kaaluga 6,6 g sisaldab 9,03 * 10 22 molekuli. Määrake selle aine molekulmass.

Küsimus nr 7

Esitage perioodilise seaduse esialgne ja kaasaegne sõnastus. Mis on nende erinevuse põhjus?

Esialgne formulatsioon: iseloomulik lihtsatele kehadele ning elementide ühendite kuju ja omadused sõltuvad perioodiliselt elementide aatommasside suurusest.

Kaasaegne koostis: lihtsate ainete omadused, aga ka elementide ühendite vormid ja omadused sõltuvad perioodiliselt aatomituuma laengu suurusest (aatomnumber).

Perioodilises tabelis ei ole kõik elemendid järjestatud aatommassi suurenemise järjekorras, on erandeid, mida ta ei osanud seletada. Ta nägi ette, et põhjus peitub aatomite struktuuri keerukuses. Isotoopide avastamine ja uurimine näitas, et ühe elemendi kõikide isotoopide keemilised omadused on ühesugused, mis tähendab, et elemendi keemilised omadused ei sõltu mitte aatommassist, vaid tuuma laengust.

Küsimus nr 8

Kujutage ette alumiiniumi ja skandiumi elektroonilisi konfiguratsioone. Selgitage, miks nad on paigutatud perioodilisuse tabeli samasse rühma? Miks nad on paigutatud erinevatesse alarühmadesse? Kas need on elektroonilised analoogid?

aL ja Se omavad kumbki kolm valentselektroni, seega on nad samas rühmas.

aL tähistab p-elemente ja Se tähistab d-elemente, seega paiknevad need erinevates alarühmades ega ole elektroonilised analoogid.

Küsimused nr 9

Allpool toodud elektrooniliste konfiguratsioonide hulgas märkige võimatud ja selgitage nende rakendamise võimatuse põhjust

1 р 3; 3p 6; 3S 2; 2S2; 2d 5; 5d 2; 2p 4 ; 3p 7

Küsimus nr 10

Elemendi isotoobi sümbol. Määrake elemendi nimi; neutronite ja prootonite arv; elektronide arv aatomi elektronkihis.

See element aatomnumbriga 92 ja suhtelise massiga 238 on uraan.

Prootonite arv on 92 ja neutronite arv määratakse suhtelise aatommassi ja aatomarvu vahega, mis on võrdne 238 – 92 = 146. Number e määratakse elemendi seerianumbri järgi ja võrdub 92-ga.

Küsimus nr 11

Mõne elemendi aatomi tuum sisaldab 16 neutronit ja elektronkiht 15 elektroni. Nimetage element, mille isotoop see aatom on. Andke selle keemilise elemendi sümbol ning märkige tuumalaeng ja massiarv.

Fosfor (P) on element, mis sisaldab 15 elektroni.

Aatomi massi määrab prootonite ja neutronite masside summa.

Kuna aatomi tuum sisaldab 16 neutronit ja 15 prootonit, on selle massiarv 31. Ja seda saab kirjutada järgmisel kujul:

KASUTATUD RAAMATUD

Akhmetov N.S. Üldine ja anorgaaniline keemia.

Pilipenko. Elementaarse keemia käsiraamat.

Khomchenko I.G. üldine keemia

1. Täida lausetes olevad lüngad.

Absoluutne aatommass näitab ühe kaheteistkümne osa massi 1/12 süsiniku isotoobi 12 6 C ühe molekuli massist mõõdetuna järgmistes ühikutes: g, gk, mg, s.o.

Suhteline aatommass näitab, mitu korda on elemendi antud aine mass suurem vesinikuaatomi massist; puudub mõõtühik.

2. Kasutage tähistust, kirjutage täisarvuni ümardatud väärtus:

a) hapniku suhteline aatommass - 16:
b) naatriumi suhteline aatommass - 23;
c) vase suhteline aatommass - 64.

3. Antakse keemiliste elementide nimetused: elavhõbe, fosfor, vesinik, väävel, süsinik, hapnik, kaalium, lämmastik. Kirjutage tühjadesse lahtritesse elementide sümbolid, nii et saate rea, milles suhteline aatommass suureneb.

4. Tõste väidetele joon alla.

a) Kümne hapnikuaatomi mass on võrdne kahe broomiaatomi massiga;
b) viie süsinikuaatomi mass on suurem kui kolme väävliaatomi mass;
c) Seitsme hapnikuaatomi mass on väiksem kui viie magneesiumiaatomi mass.

5. Täitke diagramm.

6. Arvutage ainete suhtelised molekulmassid nende valemite alusel:

a) Mr (N2) = 2*14=28
b) Mr (CH4) = 12+4*1=16
c) Mr (CaCO3) = 40+12+3*16=100
d) Mr (NH4CI) = 12+41+35,5=53,5
e) Mr (H3PO4) = 3*1+31+16*4=98

7. Enne sind on püramiid, mille “ehituskivideks” on keemiliste ühendite valemid. Leidke tee püramiidi tipust selle põhjani, nii et ühendite suhteliste molekulmasside summa on minimaalne. Iga järgmise "kivi" valimisel peate arvestama, et saate valida ainult selle, mis on vahetult eelmisega külgnev.

Vastuseks kirjuta üles võidutee ainete valemid.

Vastus: C2H6-H2CO3-SO2-Na2S

8. Sidrunhapet ei leidu ainult sidrunites, vaid ka valmimata õuntes, sõstardes, kirssides jne. Sidrunhapet kasutatakse toiduvalmistamisel ja majapidamises (näiteks roosteplekkide eemaldamiseks kangast). Selle aine molekul koosneb 6 süsinikuaatomist, 8 vesiniku aatomist, 7 hapniku aatomist.

C6H8O7

Kontrollige õiget väidet:

a) selle aine suhteline molekulmass on 185;
b) selle aine suhteline molekulmass on 29;
c) selle aine suhteline molekulmass on 192.

Suhteline aatommass (A r) - mõõtmeteta suurus, mis võrdub elemendi aatomi keskmise massi suhtega (võttes arvesse isotoopide protsenti looduses) ja 1/12 aatomi massist 12 C.

Keskmine absoluutne aatommass (m) võrdne suhtelise aatommassi ja amu-ga.

Ar(Mg) = 24,312

m (Mg) = 24,312 1,66057 10 -24 = 4,037 10 -23 g

Suhteline molekulmass (Härra) - mõõtmeteta suurus, mis näitab, mitu korda on antud aine molekuli mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist 12 C.

M g = m g / (1/12 m a (12 C))

härra - antud aine molekuli mass;

m a (12 C) - süsinikuaatomi mass 12 C.

M g = S A g (e). Aine suhteline molekulmass on indekseid arvesse võttes võrdne kõigi elementide suhteliste aatommasside summaga.

Näited.

M g (B 2 O 3) = 2 A r (B) + 3 A r (O) = 2 11 + 3 16 = 70

M g (KAl(SO 4) 2) = 1 A r (K) + 1 A r (Al) + 1 2 A r (S) + 2 4 A r (O) =
= 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4 16 = 258

Absoluutne molekulmass võrdne suhtelise molekulmassiga, mis on korrutatud amu-ga. Aatomite ja molekulide arv tavalistes ainete proovides on väga suur, seetõttu kasutatakse aine koguse iseloomustamisel spetsiaalset mõõtühikut - mooli.

Aine kogus, mol . Tähendab teatud arvu struktuurielemente (molekulid, aatomid, ioonid). Määratudn , mõõdetuna moolides. Mool on aine kogus, mis sisaldab nii palju osakesi, kui on aatomeid 12 g süsinikus.

Avogadro number (NA ). Osakeste arv mis tahes aine 1 moolis on sama ja võrdub 6,02 10 23. (Avogadro konstandi mõõde on - mol -1).

Näide.

Mitu molekuli on 6,4 g väävlis?

Väävli molekulmass on 32 g/mol. Määrame aine koguse g/mol 6,4 g väävlis:

n ( s) = m(s)/M(s ) = 6,4 g / 32 g/mol = 0,2 mol

Määrame konstandi abil struktuuriüksuste (molekulide) arvu Avogadro N A

N(s) = n (s)N A = 0,2 6,02 10 23 = 1,2 10 23

Molaarmass näitab 1 mooli aine massi (tähistatudM).

M = m / n

Aine molaarmass on võrdne aine massi ja aine vastava koguse suhtega.

Aine molaarmass on arvuliselt võrdne selle suhtelise molekulmassiga, kuid esimene suurus on g/mol ja teine on dimensioonitu.

M = N A m (1 molekul) = N A M g 1 amu = (NA 1 amu) Mg = Mg

See tähendab, et kui teatud molekuli mass on näiteks 80 amu. ( SO 3 ), siis on ühe molekuli mooli mass 80 g Avogadro konstant on proportsionaalsuskoefitsient, mis tagab ülemineku molekulaarsetelt suhetelt molaarsetele. Kõik väited molekulide kohta jäävad kehtima moolide kohta (vajadusel asendades amu g-ga). Näiteks reaktsioonivõrrand: 2 Na + Cl 2 2 NaCl , tähendab, et kaks naatriumiaatomit reageerivad ühe kloorimolekuliga või, mis on sama asi, kaks mooli naatriumi reageerivad ühe mooli klooriga.

Navigeerimine

Aine kvantitatiivsed omadused
Kombineeritud ülesannete lahendamine aine kvantitatiivsete omaduste põhjal
Probleemi lahendamine. Ainete koostise püsivuse seadus. Arvutused, kasutades mõisteid "moolmass" ja "keemiline kogus".
Arvutusülesannete lahendamine aine kvantitatiivsete omaduste ja stöhhiomeetriliste seaduste alusel
Arvutusülesannete lahendamine lähtudes gaasilise aine oleku seaduspärasusest

MÄÄRATLUS

Väävel- perioodilise tabeli kuueteistkümnes element. Nimetus - S ladinakeelsest sõnast "väävel". Asub kolmandas perioodis, rühm VIA. Viitab mittemetallidele. Tuumalaeng on 16.

Väävel esineb looduses nii vabas olekus (looduslik väävel) kui ka mitmesugustes ühendites. Väävliühendid erinevate metallidega on väga levinud. Paljud neist on väärtuslikud maagid (näiteks plii läige PbS, tsingisegu ZnS, vaseläter Cu 2 S) ja on värviliste metallide allikaks.

Väävliühenditest on looduses levinud ka sulfaadid, peamiselt kaltsium ja magneesium.Lõpuks leidub väävliühendeid taimede ja loomade organismides.

Väävli aatom- ja molekulmass

Aine suhteline molekulmass (M r) on arv, mis näitab, mitu korda on antud molekuli mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist ja elemendi suhteline aatommass(A r) - mitu korda on keemilise elemendi aatomite keskmine mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.

Väävli aatom- ja molekulmassi väärtused on samad; need on võrdsed 32,059-ga.

Väävli allotroopia ja allotroopsed modifikatsioonid

Väävel eksisteerib kahe allotroopse modifikatsiooni - ortorombilise ja monokliinilise - kujul.

Normaalrõhul moodustab väävel hapraid kollaseid kristalle, mis sulavad 112,8 o C juures; tihedus on 2,07 g/cm3. See ei lahustu vees, kuid lahustub üsna hästi süsinikdisulfiidis, benseenis ja mõnes muus vedelikus. Nende vedelike aurustumisel eraldub lahusest väävel ortorombilise süsteemi kollaste kristallide kujul, oktaeedrite kujul, millel tavaliselt on osa nurki või servi ära lõigatud (joonis 1). Seda väävli modifikatsiooni nimetatakse rombiks.

Riis. 1. Väävli allotroopsed modifikatsioonid.

Erineva kujuga kristallid saadakse siis, kui sulaväävlit aeglaselt jahutada ja selle osalisel tahkumisel kurnata vedelik, mis pole veel jõudnud tahkuda. Nendes tingimustes on anuma seinad seestpoolt kaetud monokliinilise süsteemi pikkade tumekollaste nõelakujuliste kristallidega. Seda väävli modifikatsiooni nimetatakse monokliiniliseks. Selle tihedus on 1,96 g/cm3, sulab 119,3 o C juures ja on stabiilne ainult temperatuuril üle 96 o C.

Väävli isotoobid

On teada, et looduses võib väävlit leida nelja stabiilse isotoobi kujul 32 S, 33 S, 34 S ja 36 S. Nende massiarvud on vastavalt 32, 33, 34 ja 36. Väävli isotoobi 32 S aatomi tuum sisaldab kuusteist prootonit ja kuusteist neutronit ning isotoobid 33 S, 34 S ja 36 S sisaldavad sama palju prootoneid, vastavalt seitseteist, kaheksateist ja kakskümmend neutronit.

Seal on väävli tehisisotoope massinumbritega 26–49, millest kõige stabiilsem on 35 S, mille poolestusaeg on 87 päeva.

Väävliioonid

Väävliaatomi välisenergia tasemel on kuus elektroni, mis on valentselektronid:

1 s 2 2 2 2 p 6 3 s 2 3 p 4 .

Keemilise interaktsiooni tulemusena võib väävel kaotada oma valentselektronid, s.t. olla nende doonor, ja muutuda positiivselt laetud ioonideks või võtta vastu elektrone mõnelt teiselt aatomilt, s.t. olla nende aktseptor ja muutuda negatiivselt laetud ioonideks:

S0-6e → S6+;

S0-4e → S4+;

S0-4e → S2+;

S o +2e → S 2- .

Väävli molekul ja aatom

Väävlimolekul on üheaatomiline – S. Siin on mõned omadused, mis iseloomustavad väävliaatomit ja molekuli:

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus

Millise massi väävlit on vaja 30 g kaaluva alumiiniumsulfiidi Al 2 S 3 saamiseks? Millistel tingimustel saab seda sulfiidi lihtsatest ainetest saada?

Lahendus

Kirjutame väävelsulfiidi tootmise reaktsioonivõrrandi:

2Al + 3S = Al 2S 3.

Arvutame alumiiniumsulfiidi aine koguse (moolmass - 150 g/mol):

n(AI2S3) = m(AI2S3)/M(Al2S3);

n(Al2S3) = 30/150 = 0,2 mol.

Vastavalt reaktsioonivõrrandile n(Al 2 S 3) : n(S) = 1:3 tähendab see:

n(S) = 3 × n (Al2S3);

n(S) = 3 × 0,2 = 0,6 mol.

Siis on väävli mass võrdne (moolmass - 32 g/mol):

m(S) = n(S) × M(S);

Keemilised nähtused. Ained

Millised järgmistest tunnustest iseloomustavad keemilisi nähtusi: a) värvimuutus; b) agregatsiooni oleku muutus; c) kuju muutumine; d) setete teke?
Kas keemilised nähtused toimuvad järgmiste protsesside käigus: a) jää sulamine; b) vee destilleerimine; c) raua roostetamine; d) segu eraldamine filtrimisega; d) mädanenud toit?
Millised järgmistest ainetest on lihtsad ja millised komplekssed: a) süsinikdioksiid; b) sool; c) vask; d) vesinik; e) alumiinium; e) marmor? Mis vahe on nendel ainerühmadel?
Tundmatu kompleksaine põlemisel hapnikus tekib süsihappegaas ja vesi. Milliseid keemilisi elemente võib see keeruline aine sisaldada? Milliseid on vaja? Selgitage oma vastust.

Suhtelised aatomi- ja molekulmassid. Aine koostise püsivus

Väävliaatomite keskmine mass on 5,31 ∙ 10 -26 kg. Arvutage elemendi väävli suhteline aatommass, kui süsinikuaatomi mass on 1,993 ∙ 10 -26 kg.
Arvutage järgmiste kompleksainete suhteline molekulmass: a) magneesiumkloriid MgCl 2 ; b) väävelhape H2S04; c) kaltsiumhüdroksiid Ca(OH)2; d) alumiiniumoksiid Al2O3; e) boorhape H3BO3; e) vask(II)sulfaat CuSO4.
Magneesium ja väävel segunevad massisuhtes 3:4. Määrake magneesiumi mass, mis reageerib 20 g väävliga.
Segati 21 g rauda ja 19 g väävlit ning segu kuumutati. Arvestades, et raud ja väävel reageerivad massisuhtes 7:4, määrake, millised ained jäävad reageerimata. Arvutage aine mass, mis ei reageerinud.

Keemilised valemid ja arvutused nende abil

Arvutage, millises massisuhtes ühinevad naatrium ja hapnik Na 2 O ühendis.
Keemiline koostis sisaldab kaltsiumi (massiosa 29,4%), väävlit (23,5%) ja hapnikku (47,1%). Määrake selle ühendi valem.
Arvutage massisuhted, milles kaltsiumi, süsinikku ja hapnikku leidub ühendis CaCO 3.
Vasemaak sisaldab mineraalset kalkopüriiti CuFeS 2 ja muid lisandeid, mille koostis vaske ei sisalda. Kalkopüriidi massiosa maagis on 5%. Arvutage vase massiosa selles maagis.

Valents

Määrake elementide valents järgmistes ühendites: a) NH 3 ; b) SO3; c) CO2; d) H2Se; e) P 2 O 3.
Kirjutage järgmiste elementide hapnikuühendite (oksiidide) valemid: a) berüllium (II); b) räni (IV); c) kaalium (I); d) arseen (V).
Kirjutage mangaani ja hapniku ühendite valemid, milles mangaan on kahe-, kolme-, tetra- ja heptavalentne.
Koostage vask(I)kloriidi ja vask(II)kloriidi valemid, võttes arvesse, et kloor ühendites metallidega on ühevalentne.

Keemilised võrrandid. Reaktsioonide tüübid

Vahetusreaktsioonile vastab reaktsiooniskeem CuCl 2 + KOH → Cu(OH) 2 + KCl. Järjesta koefitsiendid sellel diagrammil.
Täitke reaktsiooniskeemid ja koostage võrrandid: a) Li + ... → Li 2 O; b) Al + O2 → ...; c) Na + S → ...; d) C + ... → CCl 4.
Tooge kaks näidet iga reaktsioonitüübi kohta: lagunemine, kombineerimine ja asendamine. Kirjutage nende reaktsioonide võrrandid.
Kirjutage reaktsioonivõrrandid alumiiniumi ja järgmiste ainete vahel: a) kloor; b) hapnik; c) väävel (kahevalentne); d) jood (monovalentne).

Aine kogus. Mol. Molaarmass

Arvutage magneesiumi kogus selle metalli proovis, mis kaalub 6 g.
Kui suur on segu, mis koosneb 10 moolist gaasilisest vesinikust ja 5 moolist hapnikust?
Arvutage aine kogus, mis sisaldub 100 g järgmistes ainetes: a) liitiumfluoriid LiF; b) ränioksiid (IV) Si02; c) vesinikbromiid HBr; d) väävelhape H2SO4.
Määrake väävel(IV)oksiidi proovi mass, mis sisaldab sama arvu molekule kui aatomeid on 1,4 g rauatükis.

Arvutused keemiliste võrrandite abil

Vesiniku ja hapniku vastasmõju andis 450 g vett. Kui suur on reageerinud gaaside mass?
Lubjakivi (kaltsiumkarbonaadi) kaltsineerimisel CaCO 3 -ga tekib kaltsiumoksiid ja süsinikdioksiid. Millise massi lubjakivi tuleb võtta, et saada 7 kg kaltsiumoksiidi?
13,44 g raua interakteerumisel klooriga tekkis üks 39 g kaaluvatest raudkloriididest Määrake saadud kloriidis raua valents ja kirjutage üles ühendi valem.
10,8 g kaaluv alumiinium sulatati halli massiga 22,4 g Arvutage reaktsiooni tulemusena tekkiva alumiiniumsulfiidi Al 2 S 3 kogus.