Подготовка к ОГЭ по химии

1 Тема: Строение атома. Строение электронных оболочек атомов первых 20 элементов периодической системы Д.И.Менделеева.

Что нужно знать:

• Атом состоит из положительно заряженного ядра и электронной оболочки;
• В состав ядра входят протоны ( +11р  - заряд +1, масса 1 а.е.м.) и нейтроны (01n – заряд 0, масса 1 а.е.м);
• Вокруг ядра со скоростью света вращаются отрицательные частицы – электроны ( -1 0е );
• Масса атома приблизительно равна массе ядра, массой электронов пренебрегаем;
• Порядковый номер элемента в Периодической таблице элементов Д.И.Менделеева равен заряду ядра атома и числу всех электронов в атоме.
• Номер периода равен числу энергетических уровней (электронных слоев) в атоме;
• Номер группы равен числу электронов на внешнем уровне (валентные электроны)
• Число электронов на уровне равно 2n2, где n – номер энергетического уровня, т.е. на 1 уровне максимально возможное число е равно 2*12 = 2, на 2 уровне – 2*22=8, на 3 уровне – 18, на 4 уровне – 32

           2е    8е  18е  32е         

• На внешнем электронном слое не может быть более 8 е (Число валентных е равно номеру группы).

Пример задания:

Атому какого химического элемента соответствует приведенная ниже схема строения:

                       2     8     8

1) аргона          2) кислорода          3) серы          4) кальция

Решение: Заряд ядра равен порядковому номера элемента в таблице Д.И.Менделеева. Под номером 18 находится элемент Ar – аргон.

Верный  ответ – 1.

Ещё пример задания:

Число электронов во внешнем слое атома, ядро которого содержит 8 протонов, равно

1) 8          2) 2          3) 6          4) 4

Решение: Если в ядре атома 8 протонов (положительно заряженных частиц), значит, заряд ядра равен +8 и этот элемент находится под номером 8 в таблице элементов. Это кислород. Т.к. кислород расположен в VI группе, на внешнем электронном слое у него 6 е.

Верный ответ – 3.

Ещё пример задания:

Какое число нейтронов содержит ядро атома фтора?

1) 28          2) 19         3) 10         4) 9

Решение: Атом фтора в таблице расположен под номером 9, значит, заряд ядра равен +9,  в ядре находится 9 положительных частиц протонов. Масса атома фтора 19 а.е.м. Масса атома =масса ядра. 9 протонов составляют 9 а.е.м., оставшаяся масса приходится на нейтроны. Значит, число нейтронов равно 19-9 = 10.

919F         p = 9,       n = 19-9 = 10

Верный ответ – 3.

Ещё пример задания:

Атому серы в степени окисления +6 соответствует электронная схема:

1) 2е  8е  6е           2) 2е  8е  2е          3) 2е  8е  8е          4) 2е  8е

Решение: Элемент сера расположен в таблице под номером 16, значит, заряд атома +16 и число всех е равно 16. Сера расположена в 3 периоде, следовательно, в атоме 3 электронных слоя. Т.К. сера находится в 6 группе, на внешнем слое 6е. Схема строения атома серы:

16S

      2е 8е 6е     

В степени окисления +6 атом серы лишился 6е и схема строения будет 2е  8е

+6S

          2е 8е

Верный ответ – 4.

Ниже приведены задания для тренировки.

Ответы к заданиям:

1. Строение атома. 

Задания для тренировки^[1]:

1)Атомы химических элементов бора и алюминия имеют одинаковое число

1. заполненных электронных слоев,
2. протонов,
3. электронов во внешнем электронном слое,
4. нейтронов.

2) Заряд ядра атома фосфора равен

1) +5        2) +15        3) +16          4) +3

3) Распределение электронов по электронным слоям 2;6 соответствует атому

1. неона               2) углерода           3) кислорода        4) серы

4) Распределению электронов по электронным слоям в атоме кремния соответствует ряд чисел

1. 2; 4                   2) 2; 8; 4                  3) 2; 8; 8; 4            4) 2; 8; 18; 4

5)  Число электронов в атоме фтора равно

1) 7        2) 9        3) 10        4) 19

6) Число протонов, нейтронов и электронов в атоме   19F соответственно равно

1. 19; 9; 19           2)9; 10; 19              3) 9; 9; 10         4) 9; 10; 9

7) Иону Ca2+ соответствует электронная схема:

        1) 2 ē   8 ē   8 ē                                      3) 2 ē   8 ē   8 ē   2 ē

        2) 2 ē   8 ē   7 ē                                      4) 2 ē   8 ē   5 ē

8) Иону S2- соответствует электронная схема:

        1) 2 ē   8 ē   8 ē   2 ē                     3) 2 ē   8 ē  

        2) 2 ē   8 ē   8 ē                             4) 2 ē   8 ē   6 ē

9) Атому серы в степени окисления +4 соответствует электронная схема:

        1) 2 ē   8 ē   4 ē                              3) 2 ē   8 ē    2 ē

        2) 2 ē   8 ē   8 ē                              4) 2 ē   8 ē   3 ē

10) Атому кислорода в степени окисления -2 соответствует электронная схема:

        1) 2 ē   8 ē   6 ē                               3) 2 ē   8 ē    

        2) 2 ē   8 ē   8 ē   2 ē                       4) 2 ē   8 ē   8 ē

11) В атомах щелочных металлов одинаковое число:

        1)  электронных энергетических уровней

        2)  электронов на втором энергетическом уровне

        3)  валентных электронов

        4)  протонов и нейтронов

12) Одинаковое число электронов во внешнем слое имеют атомы

       1)  Na u Mg        2) Mg u Al      3) Mg u Ca        4) Ca u K

13) Сколько электронов находится во внешнем слое атома, в ядре которого 6 протонов?

       1) 1                     2) 2                  3) 6                     4) 4      

14)  Одинаковое  число  электронов во внешнем слое имеют  атомы

         1) Cl u Br          2) Cl u S              3) N u O            4) C u P

15)Атомы N и Р имеют одинаковое

1) значение радиусов атомов

2) значение электроотрицательности

3) число электронов во внешнем электронном слое

4) число электронных слоев.

16) Заряд ядра равен числу

1) протонов

2) электронов во внешнем электронном слое

3) нейтронов

4) энергетических уровней

17) Число нейтронов в ядре атома натрия равно

       1) 11                  2) 23               3) 12               4) 10      

18)   Атому какого химического элемента соответствует приведенная ниже схема строения:

                       2     8     5

1) аргона          2) азота          3) фосфора          4) натрия

19) Число электронов в ионе О-2 равно

       1) 8            2) 16                3) 10                     4) 6

20) Атому аргона соответствует строение иона

       1) F-          2) Na+             3) S-2                    4) Al+3

3. Строение молекул. Химическая связь: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая.

Химическая связь – это силы взаимодействия между атомами или группами атомов, приводящие к образованию молекул, ионов, свободных радикалов, а также ионных, атомных и металлических кристаллических решеток.

Ковалентная связь – это связь, которая образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью или между атомами с небольшой разницей в значениях электроотрицательности.

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одинаковых элементов – неметаллов. Ковалентная неполярная связь образуется, если вещество простое, например, O2, H2, N2.

Ковалентная полярная связь образуется между атомами разных элементов – неметаллов.

Ковалентная полярная связь образуется, если вещество сложное, например, SO3, H2O, НСl, NH3.

Ковалентная связь классифицируется по механизмам образования:

обменный механизм (за счёт общих электронных пар);

донорно-акцепторный (атом - донор  обладает свободной электронной парой и передаёт её в общее пользование с другим атомом - акцептором, у которого имеется свободная орбиталь). Примеры: ион аммония NH4+,  угарный газ  СО.

Ионная связь образуется между атомами, сильно отличающимися по электроотрицательности. Как правило, когда соединяются атомы металлов и неметаллов. Это связь между разноименно зараженными ионами.

Чем больше разница ЭО атомов, тем связь более ионная.

Примеры: оксиды, галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, все соли (в том числе соли аммония), все щёлочи.

Правила определения электроотрицательности по периодической таблице:

1) слева направо по периоду и снизу вверх по группе электроотрицательность атомов увеличивается;

2) самый электроотрицательный элемент – фтор, так как инертные газы имеют завершенный внешний уровень и не стремятся отдавать или принимать электроны;

3) атомы неметаллов всегда более электроотрицательны, чем атомы металлов;

4) водород имеет низкую электроотрицательность, хотя расположен в верхней части периодической таблицы.

Металлическая связь – образуется между атомами металлов за счет свободных электронов, удерживающих положительно заряженные ионы в кристаллической решетке. Это связь между положительно заряженными ионами металлов и электронами.

Вещества молекулярного строения имеют молекулярную кристаллическую решетку, немолекулярного строения – атомную, ионную или металлическую кристаллическую решетку.

Типы кристаллических решеток:

1) атомная кристаллическая решетка: образуется у веществ с ковалентной полярной и неполярной связью (C, S, Si), в узлах решетки находятся атомы, эти вещества являются самыми твердыми и тугоплавкими в природе;

2) молекулярная кристаллическая решетка: образуется у веществ с ковалентной полярной и ковалентной неполярной связями, в узлах решетки находятся молекулы, эти вещества обладают небольшой твердостью, легкоплавкие и летучие;

3) ионная кристаллическая решетка: образуется у веществ с ионной связью, в узлах решетки находятся ионы, эти вещества твердые, тугоплавкие, нелетучие, но в меньшей степени, чем вещества с атомной решеткой;

4) металлическая кристаллическая решетка: образуется у веществ с металлической связью, эти вещества обладают теплопроводностью, электропроводностью ковкостью и металлическим блеском.

7. Электролиты и неэлектролиты. Катионы и анионы. Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и солей (средних).

Электролиты и неэлектролиты.

Классификация электролитов.

Классификация ионов:

• По составу: простые (К+, S2-)  и сложные (NH4+, SO32-)
• По знаку заряда: положительные  ионы (катионы) и отрицательные (анионы). Если через раствор или расплав электролита пропускать электрический ток, то положительные ионы движутся к отрицательному электроду – катоду. Отрицательные ионы – к положительному электроду - аноду.

Электролитическая диссоциация  – процесс распада электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении.

Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и солей (средних).

• Кислоты - это электролиты, которые при диссоциации образуют  катион водорода и анионы кислотного остатка: H2SO4 = 2H+ + SO42−.

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени - по третьей.

1 ступень: Н3РО4 ↔  Н+ + Н2РО-4

2 ступень: Н2РО-4 ↔ Н+ + НРO2-4

3 ступень: НРО2-4 ↔ Н+ PОЗ-4 

• Основания - это электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла  и гидроксид-анионы:

KOH = K+ + OH−,
Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH−

Двух - и многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

1 ступень: Ca(ОН)2 ↔ Са(ОН)+ + OH- 

2 ступень: Ca(OH)+↔ Ca2+ + OH- 

• Соли (средние) - это электролиты, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов металла (а также катионов аммония (NH4+)) и анионов кислотного остатка.

CuSO4 = Cu2+ + SO42− 

BaCl2 = Ba2+ + 2Cl− 

(NH4)2SO4 = 2NH4+ + SO42−

• Соли (кислые) - это электролиты, которые в водном растворе диссоциируют с образованием катионов металла, ионов H+ и анионов кислотного остатка.

1 ступень: NаНSO3 = Nа+ + НSO3−

2 ступень: НSO32− ↔ Н+ + SO32−

Чтобы проверить, насколько сильным электролитом является соль или основание, проверьте растворимость в воде этих веществ.

Слабые кислоты надо запомнить: Н2S, H2CO3, HF, H2SiO3.

В заданиях ГИА кислоты (средние электролиты) считаем слабыми.

8. Реакции  ионного обмена и условия их осуществления.

Согласно теории электролитической диссоциации реакции в растворах электролитов протекают не между молекулами, а между ионами или между ионами и молекулами. Если при таких процессах не происходит изменение степеней окисления атомов, то их называют реакциями ионного обмена.

Реакцию обмена в растворе принято изображать тремя уравнениями: молекулярным, полным ионно-молекулярным и сокращённым ионно-молекулярным. В ионно-молекулярном уравнении неэлектролиты, слабые электролиты (а также газы и осадки), малорастворимые вещества изображают молекулярными формулами.

К2CO3 + H2SO4 = К2SO4 + CO2↑ +H2O

2К+ + CO32- + 2H+ + SO42- = 2К+ + SO42- + CO2↑ + H2O

CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O

Алгоритм составления ионного уравнения реакции:

• Записать молекулярное уравнение реакции и расставить коэффициенты.
• Проверить возможность протекания реакции. Реакции ионного обмена в растворах электролитов протекают до конца, если в результате  реакции образуется слабодиссоциирующее вещество (слабый электролит, например, вода), газ или осадок.
• Отметить вещества, которые будут записаны в молекулярном виде. Слабые электролиты  на ионы не разлагаются (металлы, оксиды металлов и неметаллов, вода, нерастворимые в воде и газообразные вещества), обозначенные в таблице растворимости буквой «Н».
• Хорошо растворимые сильные электролиты (необходимо пользоваться таблицей растворимости, вещества обозначены в таблице растворимости буквой «Р» - хорошо растворимые в воде) записать в виде соответствующих ионов. Исключение – гидроксид кальция, который в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы (сильный электролит); гидроксид аммония – слабый электролит.
• Сократить одинаковые ионы в левой и правой частях уравнения и записать сокращенное ионно-молекулярной уравнение.
• Необходимо помнить:

• коэффициент перед формулой вещества относится к обоим ионам
• формулы сложных ионов не разрываются: СО3 2-, РО4 3-
• индекс после простого иона (скобки) переходит в ионном уравнении в коэффициент перед ним

Реакции с образованием слабодиссоциирующего вещества (вода).

• Реакция щелочи с кислотой:

KOH + HCl = KCl + H2O

K+ + OH– + H+ + Cl– = K+ + Cl– + H2O

H+ + OH– = H2O

• Реакция основного оксида с кислотой:

CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O

CaO + 2H+ + 2NO3- = Ca2+ + 2NO3- + H2O

CaO + 2H+ = Ca2+ + H2O.

• Реакция амфотерного оксида с кислотой:

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 6H+ + 6Cl– = 2Al3+ + 6Cl– + 3H2O

Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O

• Реакция нерастворимого основания с кислотой:

3Mg(OH)2 + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2↓ + 6H2O

3Mg(OH)2 + 6H+ + 2PO43- = Mg3(PO4)2↓ + 6H2O

Полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионно-молекулярным уравнением.

Реакции с образованием осадка.

• Реакция растворимой соли со щелочью:

CuCl2 + 2KOH = 2KCl + Cu(OH)2↓

Cu2+ + 2Cl– + 2K+ + 2OH– = 2K+ + 2Cl– + Cu(OH)2↓

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓

• Реакция двух растворимых солей, если в результате образуется хотя бы одна нерастворимая соль:

Al2(SO4)3 + 3BaCl2 = 3BaSO4↓ + 2AlCl3

2Al3+ + 3SO42- + 3Ba2+ + 6Cl- = 3BaSO4↓ + 2Al3+ + 6Cl-

Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ 

• Реакция нерастворимого основания с кислотой:

Fe(OH)3 + H3PO4 = FePO4↓ + 3H2O

Fe(OH)3 + 3H++ PO43- = FePO4↓ + 3H2O

Полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионно-молекулярным уравнением.

Реакции с образованием газообразного вещества.

• Реакция растворимой соли с кислотой:

K2S + 2HCl = 2KCl + H2S↑

2K+ + S2– + 2H+ + 2Cl– = 2K+ + 2Cl– + H2S↑

2H+ + S2–= H2S↑

• Реакция растворимой соли с кислотой:

Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2↑

2Na+ +CO32- + 2H+ +NO3- = 2Na++ 2NO3- + H2O + CO2↑

2H++ CO32- = H2O + CO2↑

• Реакция нерастворимой соли с кислотой:

3СaCO3 + 2H3РO4 = Са3(PO4)2↓ + 3H2O + 3CO2↑

3СaCO3 + 6H++ РO43- = Са3(PO4)2↑ + 3H2O + 3CO2↑

Полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионно-молекулярным уравнением.

Тест 1

 КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОНЫ

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНИОНЫ