8.9: Mazoezi

Last updated
Save as PDF

Page ID: 188745

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

8.1 Valence Bond Theory

Eleza jinsi vifungo σ na π vinavyolingana na jinsi vinavyo tofauti.

Chora safu inayoelezea nishati ya mfumo na atomi za H na Cl kwa umbali tofauti. Kisha, tafuta nishati ya chini ya njia hii mbili.

(a) Tumia nishati ya dhamana iliyopatikana katika Jedwali 8.1 ili kuhesabu nishati kwa dhamana moja ya HCl (Dokezo: Ni vifungo vingi vilivyo kwenye mole?)

(b) Tumia enthalpy ya majibu na nguvu za dhamana kwa H ₂ na Cl ₂ kutatua kwa nishati ya mole moja ya vifungo vya HCl.

H_{2} (g) + {Cl}_{2} (g) ⇌ 2 HCl (g) Δ H_{rxn}^{°} = -184.7 KJ/mol

Eleza kwa nini vifungo hutokea kwa umbali maalum wa dhamana ya wastani badala ya atomi zinazokaribia karibu sana.

Matumizi valence dhamana nadharia kueleza bonding katika F ₂, HF, na ClBr. Mchoro mwingiliano wa orbitals atomiki kushiriki katika vifungo.

Matumizi valence dhamana nadharia kueleza bonding katika O ₂. Mchoro mwingiliano wa orbitals atomiki kushiriki katika vifungo katika O ₂.

Ni vifungo ngapi vya σ na π vilivyopo katika HCN ya molekuli?

Rafiki anakuambia N ₂ ina vifungo vitatu π kutokana na mwingiliano wa tatu p -orbitals kwenye kila atomu N. Je, unakubaliana?

Chora miundo ya Lewis kwa CO ₂ na CO, na utabiri idadi ya σ na π vifungo kwa kila molekuli.

(a) CO ₂

(b) CO

8.2 Orbitals ya Atomiki ya Mseto

Kwa nini dhana ya mahuluti inahitajika katika nadharia ya dhamana ya valence?

10.

Kutoa sura inayoelezea kila seti ya orbital ya mseto:

(a) sp ²

(b) sp ³ d

(d) sp ³ d ²

11.

Eleza kwa nini atomu ya kaboni haiwezi kuunda vifungo tano kwa kutumia sp ³ d orbitals mseto.

12.

Je, ni mahuluti ya atomi ya kati katika kila moja ya yafuatayo?

(a) BeH ₂

(b) SF ₆

(d) PCL ₅

13.

Molekuli yenye formula AB ₃ inaweza kuwa na moja ya maumbo manne tofauti. Kutoa sura na hybridization ya kati atomi A kwa kila.

14.

Methionine, CH ₃ SCH ₂ CH ₂ CH (NH ₂) CO ₂ H, ni asidi amino inayopatikana katika protini. Muundo wa Lewis wa kiwanja hiki umeonyeshwa hapa chini. Aina ya hybridization ya kila kaboni, oksijeni, nitrojeni, na sulfuri ni nini?

Muundo wa Lewis unaonyeshwa ambapo atomu ya kaboni ni moja iliyounganishwa na atomi tatu za hidrojeni na moja inayounganishwa na atomi ya sulfuri yenye jozi mbili za elektroni. Atomu ya sulfuri inaunganishwa na mlolongo wa atomi nne za kaboni zilizounganishwa, mbili za kwanza ambazo zimeunganishwa moja kwa atomi mbili za hidrojeni kila mmoja, na ya tatu ambayo ni moja iliyounganishwa na atomi ya hidrojeni na moja iliyofungwa na atomu ya nitrojeni ambayo ina jozi moja ya elektroni. Atomu ya nitrojeni pia ni moja iliyounganishwa na atomi mbili za hidrojeni. Kaboni ya nne na ya mwisho katika mnyororo imeunganishwa mara mbili na oksijeni yenye jozi mbili za elektroni na moja iliyounganishwa na atomu ya oksijeni yenye jozi mbili za elektroni. Atomi ya pili ya oksijeni ni moja iliyounganishwa na atomi ya hidrojeni.

15.

Asidi ya sulfuriki hutengenezwa na mfululizo wa athari zinazowakilishwa na equations zifuatazo:
$S_{8} (s) + 8 O_{2} (g) ⟶ 8 {KWA HIVYO}_{2} (g)$
$2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⟶ 2 {KWA HIVYO}_{3} (g)$
${KWA HIVYO}_{3} (g) + H_{2} O (l) ⟶ H_{2} {KWA HIVYO}_{4} (l)$

Chora muundo wa Lewis, kutabiri jiometri ya Masi na VSEPR, na ueleze mchanganyiko wa sulfuri kwa yafuatayo:

(a) mviringo S ₈ molekuli

(b) SO ₂ molekuli

(d) H ₂ SO ₄ molekuli (atomi hidrojeni ni bonded na atomi oksijeni)

16.

Kemikali mbili muhimu za viwanda, ethene, C ₂ H ₄, na propene, C ₃ H ₆, zinazalishwa na mchakato wa kupoteza mvuke (au mafuta):

2 C_{3} H_{8} (g) ⟶ C_{2} H_{4} (g) + C_{3} H_{6} (g) + {CH}_{4} (g) + H_{2} (g)

Kwa kila moja ya misombo minne ya kaboni, fanya zifuatazo:

(a) Chora muundo Lewis.

(b) Kutabiri jiometri kuhusu atomi ya kaboni.

17.

Uchambuzi wa kiwanja unaonyesha kuwa ina 77.55% Xe na 22.45% F kwa wingi.

(a) Nini formula empirical kwa kiwanja hiki? (Fikiria hii pia ni formula ya Masi katika kukabiliana na sehemu zilizobaki za zoezi hili).

(b) Andika muundo Lewis kwa kiwanja.

(d) Nini hybridization ni sambamba na sura wewe alitabiri?

18.

Fikiria asidi ya nitrous, HNO ₂ (HONO).

(a) Andika muundo Lewis.

(b) Je, ni jozi ya elektroni na jiometri za molekuli za ndani za oksijeni na atomi za nitrojeni katika molekuli ya HNO ₂?

19.

Mgomo-popote mechi zina safu ya KClo ₃ na safu ya P ₄ S ₃. Joto lililozalishwa na msuguano wa kushangaza mechi husababisha misombo hii miwili kuitikia kwa nguvu, ambayo huweka moto kwenye shina la mbao la mechi. kClo ₃ ina ${ClO}_{3}^{-}$ ioni. P ₄ S ₃ ni molekuli isiyo ya kawaida na muundo wa mifupa.

Muundo wa Lewis unaonyeshwa ambapo atomi tatu za fosforasi ni moja iliyounganishwa pamoja ili kuunda pembetatu. Kila fosforasi huunganishwa na atomi ya sulfuri kwa dhamana moja ya wima na kila moja ya atomi hizo za sulfuri huunganishwa na atomi moja ya fosforasi ili pete ya upande mmoja itengenezwe na sulfuri katikati.

(a) Andika miundo Lewis kwa P ₄ S ₃ na ${ClO}_{3}^{—}$ ioni.

(b) Eleza jiometri kuhusu atomi za P, atomi ya S, na atomi ya Cl katika spishi hizi.

(d) Kuamua mataifa oxidation na malipo rasmi ya atomi katika P ₄ S ₃ na ${ClO}_{3}^{—}$ ioni.

20.

Kutambua hybridization ya kila atomi kaboni katika molekuli zifuatazo. (Mpangilio wa atomi hutolewa; unahitaji kuamua ngapi vifungo vinavyounganisha kila jozi ya atomi.)

Muundo wa Lewis unaonyeshwa kuwa haupo vifungo vyake vyote. Atomi sita za kaboni huunda mnyororo. Kuna atomi tatu za hidrojeni zilizopo karibu na kaboni ya kwanza, mbili ziko karibu na pili, moja iko karibu na tano, na mbili ziko karibu na kaboni ya sita.

21.

Andika Lewis miundo kwa NF ₃ na PF ₅. Kwa misingi ya orbitals ya mseto, kuelezea ukweli kwamba NF ₃, PF ₃, na PF ₅ ni molekuli imara, lakini NF ₅ haipo.

22.

Mbali na NF ₃, derivatives nyingine mbili za fluoro za nitrojeni zinajulikana: N ₂ F ₄ na N ₂ F ₂. Ni maumbo gani unayotabiri kwa molekuli hizi mbili? Je, ni hybridization kwa nitrojeni katika kila molekuli?

8.3 Vifungo vingi

23.

Nishati ya dhamana ya dhamana ya C—C moja ina wastani wa 347 kJ mol ^-1; ile ya $C Δ C$ mara tatu dhamana wastani 839 KJ ^{mol -1}. Eleza kwa nini dhamana ya mara tatu si mara tatu kama nguvu kama dhamana moja.

24.

Kwa ion carbonate, ${USHIRIKIANO}_{3}^{2},$ kuteka yote ya miundo resonance. Tambua ambayo orbitals huingiliana ili kuunda kila dhamana.

25.

Kutengenezea muhimu ambayo itafuta chumvi pamoja na misombo ya kikaboni ni acetonitrile ya kiwanja, H ₃ CCN. Imepo katika vipande vya rangi.

(a) Andika muundo wa Lewis kwa acetonitrile, na uonyeshe mwelekeo wa wakati wa dipole katika molekuli.

(b) Kutambua orbitals mseto kutumiwa na atomi kaboni katika molekuli ili kuunda vifungo σ.

26.

Kwa molekuli allene, $H_{2} C = C = {CH}_{2},$ kutoa hybridization ya kila atomi kaboni. Je! Atomi za hidrojeni zitakuwa katika ndege moja au ndege za perpendicular?

27.

Tambua mahuluti ya atomi ya kati katika kila moja ya molekuli na ions zifuatazo zilizo na vifungo vingi:

(a) ClNO (N ni atomi ya kati)

(b) CS ₂

(d) Cl ₂ SO (S ni atomi ya kati)

(e) SO ₂ F ₂ (S ni atomi ya kati)

(f) Xeo ₂ F ₂ (Xe ni atomi ya kati)

(g) ${CloF}_{2}^{+}$ (Cl ni atomi ya kati)

28.

Eleza jiometri ya Masi na mahuluti ya atomi za N, P, au S katika kila moja ya misombo ifuatayo.

(a) H ₃ PO ₄, asidi fosforasi, kutumika katika vinywaji cola laini

(b) NH ₄ NO ₃, nitrati amonia, mbolea na kulipuka

(d) K _{4 [The} _{3 POPO ₃}], potassium pyrophosphate, ingredient katika baadhi toothpastes

29.

Kwa kila moja ya molekuli zifuatazo, zinaonyesha uchanganyiko ulioombwa na ikiwa elektroni zitaondolewa:

(a) ozoni (O ₃) kati O hybridization

(b) dioksidi kaboni (CO ₂) kati ya C hybridization

(d) ioni ya phosphate $({PO}_{4}^{3-})$ kati P hybridization

30.

Kwa kila moja ya miundo ifuatayo, tambua uharibifu ulioombwa na kama elektroni zitafutwa:

(a) Hybridization ya kila kaboni

Muundo wa Lewis unaonyeshwa ambapo atomu ya kaboni ni moja iliyounganishwa na atomi tatu za hidrojeni na atomi ya pili ya kaboni. Atomi hii ya pili ya kaboni ni, kwa upande wake, mara mbili iliyounganishwa na atomi ya oksijeni yenye jozi mbili za elektroni. Atomu ya pili ya kaboni pia ni moja iliyounganishwa na atomi nyingine ya kaboni ambayo ni moja iliyounganishwa na atomi tatu za hidrojeni.

(b) Hybridization ya sulfuri

Muundo wa Lewis unaonyeshwa ambapo atomi ya sulfuri yenye jozi mbili za elektroni na ishara nzuri huunganishwa mara mbili na oksijeni yenye jozi mbili za elektroni. Atomu ya sulfuri pia ni moja iliyounganishwa na oksijeni yenye jozi tatu za elektroni zilizo na ishara hasi. Inapatikana kwa sura ya angular.

Muundo wa Lewis unaonyeshwa ambapo muundo wa pete ya hexagonal hujumuisha atomi tano za kaboni na atomi moja ya nitrojeni yenye jozi moja ya elektroni. Kuna mbadala vifungo mara mbili na moja kati ya kila atomu ya kaboni. Kila atomu ya kaboni pia ni moja inayounganishwa na atomi moja ya hidrojeni.

31.

Chora mchoro orbital kwa kaboni katika CO ₂ kuonyesha jinsi wengi kaboni atomi elektroni ni katika kila orbital.

8.4 Masi Orbital Nadharia

32.

Mchoro usambazaji wa wiani wa elektroni katika bonding na antibonding orbitals Masi sumu kutoka orbitals mbili s na kutoka orbitals mbili p.

33.

Je! Yafuatayo ni sawa, na yanatofautianaje?

(a) σ orbitals Masi na π orbitals Masi

(b) kwa orbital ya atomiki na kwa orbital ya Masi

34.

Ikiwa orbitals Masi huundwa kwa kuchanganya orbitals atomiki tano kutoka atomi A na orbitals atomiki tano kutoka atomi B kuchanganya, ni wangapi orbitals Masi kusababisha?

35.

Je, molekuli yenye idadi isiyo ya kawaida ya elektroni inaweza kuwa diamagnetic? Eleza kwa nini au kwa nini.

36.

Je, molekuli yenye idadi hata ya elektroni inaweza kuwa paramagnetic? Eleza kwa nini au kwa nini.

37.

Kwa nini bonding orbitals Masi chini katika nishati kuliko orbitals mzazi atomiki?

38.

Tumia utaratibu wa dhamana kwa ion na usanidi huu:

{(σ_{2 s})}^{2} {(σ_{2 s}^{*})}^{2} {(σ_{2 p x})}^{2} {(π_{2 p y}, π_{2 p z})}^{4} {(π_{2 p y}^{*}, π_{2 p z}^{*})}^{3}

39.

Eleza kwa nini elektroni katika obital ya molekuli ya kuunganisha katika molekuli ya H ₂ ina nishati ya chini kuliko elektroni katika orbital ya atomiki ya 1 ya atomi za hidrojeni zilizotengwa.

40.

Kutabiri valence elektroni Masi orbital usanidi kwa yafuatayo, na hali kama watakuwa imara au imara ions.

(a) ${Na}_{2}^{2+}$

(b) ${Mg}_{2}^{2+}$

(d) ${na}_{2}^{2+}$

(e) $P_{2}^{2+}$

(f) $S_{2}^{2+}$

(g) $F_{2}^{2+}$

(h) ${Ar}_{2}^{2+}$

41.

Kuamua utaratibu wa dhamana ya kila mwanachama wa makundi yafuatayo, na kuamua ni mwanachama gani wa kila kikundi anatabiriwa na mfano wa orbital wa Masi kuwa na dhamana yenye nguvu zaidi.

(a) H _2, $H_{2}^{+},$ $H_{2}^{-}$

(b) O _2, $O_{2}^{2+},$ $O_{2}^{2}$

(d) F _2, $F_{2}^{+},$ $F_{2}^{-}$

(e) N _2, $N_{2}^{+},$ $N_{2}^{-}$

42.

Kwa nishati ya kwanza ya ionization kwa molekuli ya N ₂, ni orbital gani ya molekuli ambayo elektroni imeondolewa?

43.

Linganisha michoro ya atomiki na Masi orbital kutambua mwanachama wa kila jozi zifuatazo ambazo zina nishati ya kwanza ya ionization (elektroni iliyofungwa zaidi) katika awamu ya gesi:

(a) H na H ₂

(b) N na N ₂

(d) C na C ₂

(e) B na B ₂

44.

Ni ipi kati ya kipindi cha molekuli ya diatomiki ya homonuclear 2 ambayo inatabiriwa kuwa paramagnetic?

45.

Rafiki anakuambia kuwa 2 s orbital kwa fluorine huanza kwa nishati ya chini sana kuliko 2 s orbital kwa lithiamu, hivyo kusababisha σ _{2 s} Masi orbital katika F ₂ ni imara zaidi kuliko katika Li ₂. Je, unakubaliana?

46.

Kweli au uongo: Boron ina 2 s ² 2 p ¹ elektroni valence, hivyo moja tu p orbital inahitajika kuunda orbitals Masi.

47.

Ni malipo gani yanayohitajika kwenye F ₂ ili kuzalisha ioni na utaratibu wa dhamana ya 2?

48.

Kutabiri kama MO mchoro kwa S ₂ bila kuonyesha s-p kuchanganya au la.

49.

Eleza kwa nini $N_{2}^{2+}$ ni diamagnetic, wakati $O_{2}^{4+},$ ambayo ina idadi sawa ya elektroni valence, ni paramagnetic.

50.

Kutumia michoro MO, kutabiri ili dhamana kwa dhamana nguvu katika kila jozi:

(a) B ₂ au $B_{2}^{+}$

(b) F ₂ au $F_{2}^{+}$

(d) $C_{2}^{+}$ au $C_{2}^{-}$