ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Для студентов I курса специальностей
“Лечебное дело”,
“Агрономия”, “Ветеринария” и “Зоотехния”,
“Экология и природопользование”
Москва
Издательство Российского университета дружбы народов
Утверждено
Редакционно-издательским советом
Российского университета дружбы
народов
Рябов М.А., Линко Р.В., Колядина Н.М. Лабораторные работы по общей и неорганической химии. Для студентов 1 курса специальностей "Лечебное дело", "Агрономия", "Ветеринария" и "Зоотехния", "Экология и природопользование". - М.: Изд-во РУДН, 2004. - 80 с.
Методические рекомендации составлены в соответствии с программой курса по общей и неорганической химии для студентов медицинского, экологического и аграрного факультетов.
Подготовлено на кафедре общей химии.
ã Издательство Российского университета
дружбы народов, 2004г.
ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Во время работы в лаборатории студенты обязаны соблюдать следующие правила:
1. Студенту в лаборатории отводится постоянное место, и он обязан поддерживать его в чистоте и порядке, а после окончания работы тщательно убирать рабочее место. Все работы, за небольшим исключением, выполняются студентом индивидуально
2. Выполнять указания преподавателей и лаборантов.
3. Необходимые для работы реактивы находятся на полках лабораторных столов. Концентрированные кислоты и пахучие вещества хранятся в вытяжном шкафу.
4. Сухие реактивы необходимо брать чистым шпателем или специальной ложечкой. При наливании растворов из склянок нужно их держать этикеткой вверх во избежание ее загрязнения.
5. Все реакции проводить с такими количествами веществ, которые указаны в описании опыта. Если в руководстве не указано, какое количество необходимо взять, следует брать сухие вещества в небольших количествах - на кончике шпателя или ложечки, а растворы - объемом 1-1,5 мл.
6. Неизрасходованные реактивы нельзя выливать обратно в склянки.
7. Остатки дорогостоящих и ядовитых реактивов необходимо сливать в специальные склянки.
Меры предосторожности при работе в лаборатории
1. Все опыты с ядовитыми, неприятно пахнущими веществами и концентрированными растворами проводить только в вытяжном шкафу.
2. Опыты с легковоспламеняющимися веществами необходимо проводить вдали от огня.
3. Не наклоняться над нагреваемой жидкостью или сплавляемыми веществами во избежание попадания брызг на лицо.
4. Не следует вдыхать пахучие вещества и выделяющиеся газы, близко наклоняясь к сосуду с этими веществами. Струю газа от отверстия сосуда следует направить к себе легким движением руки, вдыхая осторожно.
5. При работе с твердыми щелочами и металлическим натрием обязательно надеть защитные очки.
6. При разбавлении концентрированных кислот (особенно серной) нельзя наливать воду в кислоту, можно осторожно при перемешивании наливать кислоту в воду.
7. Пробирку, закрепленную в пробиркодержателе, при нагревании растворов в ней следует держать таким образом, чтобы ее отверстие не было направлено в сторону студента и его соседей по рабочему столу.
8. Необходимо следить за правильной работой газовых горелок и закрывать все газовые краны после окончания работы.
Оказание первой помощи в лаборатории
1. При попадании на кожу концентрированных кислот следует немедленно промыть обожженное место сильной струей водопроводной воды, после чего наложить повязку из ваты или бинта, смоченную или раствором гидрокарбоната натрия, или раствором таннина. При попадании на кожу концентрированных щелочей следует немедленно промыть обожженное место сильной струей водопроводной воды, после чего наложить повязку из ваты или бинта, смоченную раствором борной кислоты или раствором таннина. Все указанные выше вещества от ожогов есть в лабораторной аптечке. При сильных ожогах после оказания первой помощи следует немедленно обратиться к врачу.
2. При попадании брызг кислоты или щелочи в глаза необходимо немедленно промыть поврежденный глаз большим количеством воды комнатной температуры, после чего сейчас же обратиться к врачу.
3. При ожоге кожи горячими предметами наложить на обожженное место сначала повязку из спиртового раствора таннина или раствора перманганата калия, а затем повязку из мази от ожогов.
4. При отравлении хлором, бромом, сероводородом, оксидом углерода(II) необходимо вынести пострадавшего на воздух, а затем обратиться к врачу.
5. При отравлении соединениями мышьяка, ртути и цианистыми солями необходимо немедленно обратиться к врачу
Семинар №1
СТРОЕНИЕ АТОМА
Теоретические вопросы
1. Корпускулярно-волновой дуализм микрообъектов? Формула Де Бройля. Соотношение Гейзенберга.
2. Физический смысл волновой функции? Характеристика волновой функции с помощью квантовых чисел.
3. Главное квантовое число n. Уровень. Число уровней у атома данного химического элемента?
4. Орбитальное квантовое число l Подуровень. Обозначения подуровней. Число подуровней на данном уровне.
5. Магнитные квантовые числа ml и ms. Значения, принимаемые этими квантовыми числами. Орбиталь. Форма орбиталей. Число орбиталей на данном подуровне.
6. Правило Паули. Максимальное число электронов на орбитали, подуровне, уровне?
7. Правило наименьшей энергии.
8. Правило Клечковского. Графическая форма этого правила. Исключения из правила Клечковского для элементов I-IV периодов.
9. Правило Гунда.
10. Порядок написания подуровней в электронной формуле?
11. Электронные формулы положительного или отрицательного иона данного элемента?
12. Периодический закон Д.И.Менделеева. Физический смысл периодического закона?
13. Изменения радиусов атомов, их металлических и неметаллических свойств, их энергий ионизации и относительных электроотрицательностей в периодах и группах (главных подгруппах)?
Задачи и упражнения
1. Ядро атома некоторого элемента содержит 9 протонов и 10 нейтронов. Какой это элемент? Определите массовое число этого изотопа.
2. Принимая, что хлор состоит на 75% из изотопа 
Cl и на 25% из изотопа 
Cl, определите атомную массу хлора.
3. Напишите символы подуровней, которые характеризуются следующими значениями квантовых чисел: а) n=3, l=2; б) n=4, l=2; в) n=2, l=0; г) n=5, l=3; д) n=6, l=1; е) n=4, l=0.
4. Напишите электронные формулы следующих атомов с помощью символов и с помощью квантовых ячеек: а) С; б) Al; в) S; г) Ca; д) Ni; е) Se. Определите квантовые числа (n и l) для последнего электрона каждого атома.
5. Напишите электронные формулы атомов хрома и меди. Почему электронные формулы этих атомов не соответствуют правилу Клечковского?
6. Напишите электронные формулы следующих ионов а) Br-; б) Mg+2; в) P-3; г) Fe+2; д) Fe+3; е) Cu+2.
7. Напишите электронные формулы в следующих степенях окисления а) S-2; б) S0; в) S+4; г) S+6. Приведите примеры соединений серы в этих степенях окисления. Какие свойства окислительные или восстановительные имеют эти соединения?
8. С помощью периодической таблицы определите, какой элемент более активен: а) Mg или Ca; б) Li или Be; в) C или N; г) P или S; д) Ca или Rb; е) F или S.
9. С помощью периодической таблицы определите, какое соединение более активно: а) LiOH или NaOH; б) H3BO3 или H2CO3; в) Ca(OH)2 или KOH; г) H3PO4 или HNO3; д) Mg(OH)2 или Al(OH)3; е) F или S
Семинар №2
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
Теоретические вопросы
1. Ковалентная связь. Механизм образования ковалентной связи. Донорно-акцепторная связь.
2. Ковалентные связи: полярные и неполярные, простые, двойные и тройные.
3. Перекрывание орбиталей при образовании связей. s-связи, p-связи.
4. Валентность. Насыщаемость ковалентной связи. Ненасыщаемые связи.
5. Гибридизация атомных орбиталей. Расположение в пространстве sp-, sp2-, sp3-, dsp2-, dsp3-, d2sp3-гибридных орбиталей. Направленность ковалентной связи.
6. Геометрия молекул.
7. Понятия молекула, согласно теории валентных связей и теории молекулярных орбиталей.
8. Условия взаимодействия АО и образования МО.
9. Связывающие, несвязывающие и разрыхляющие МО.
10. Образовании s- и p-МО. Пространственное расположение s- и p-связывающих электронных облаков.
11. Порядок связи в методе молекулярных орбиталей. Связь порядка связи с ее длиной и энергией.
12. Схемы МО для гомоядерных молекул из атомов 1 и 2 периодов. Отличие схем МО для молекул B2, C2 и N2 с одной стороны и O2, F2 и Ne2 с другой стороны.
13. Объяснение парамагнетизма молекул B2 и O2.
14. Изменение длины и энергии связи О-О в ряду О2+, О2 и О2- с точки зрения теории молекулярных орбиталей.
15. Ионная связь. Ненаправленный и ненасыщаемый характер ионной связи. Большая устойчивость ионного кристалла по сравнению ионной молекулой.
16. Водородная связь. Отличие атома водорода от других атомов. Элементы (F, O, N), способные образовывать водородные связи.
17. Металлическая связь. Сходство металлической связи с ковалентной, и их отличие. Объяснение пластичности, электро- и теплопроводности металлов, металлического блеска и т.д.
18. Виды межмолекулярных взаимодействий. Их энергия. Зависимость межмолекулярных взаимодействий от поляризуем ости и объема молекул.
Задачи и упражнения
1. Напишите электронные формулы следующих атомов в основном и возбужденных состояниях: а) С; б) S; в) О; г) Cl; д) F; е) P. Определите числа неспаренных электронов и возможные валентности этих элементов. Приведите примеры соответствующих соединений. В чем причина различных валентностей для таких сходных элементов как О и S, Cl и F?
2. Определите тип химической связи в следующих молекулах: а) H2; б) HCl; в) N2; г) CO; д) O2; е) H2S. Укажите направление смещения общей пары электронов в каждой связи.
3. Определите тип гибридизацию АО центрального атома, расположение его ГО и геометрию молекул для следующих соединений: а) BeF2; б) BF3; в) CH4; г) C2H4; д) C2H2; е) NH3, ж) H2O, з) ClF3.
4. Составьте схемы молекулярных орбиталей для следующих молекул: а) H2; б) He2; в) B2; г) C2; д) N2; е) O2; ж) F2; з) Ne2. Определите порядок связи в этих молекулах и их магнитные свойства.
5. Составьте схемы молекулярных орбиталей для молекулы О2 и молекулярных ионов О2+ и О2-. Как меняется устойчивость молекул в ряду О2+ - О2 - О2-?
6. Вычислите разности электроотрицательностей для следующих связей: а) Cl - F; б) H - O; в) Na - Cl; г) Ca - O; д) P - O; е) K - F. Какие из перечисленных связей могут быть отнесены к ковалентным, а какие – к полярным связям? Между атомами каких элементов возможна ионная связь?
7. Почему ионные кристаллы более устойчивы, чем ионные молекулы?
8. Объясните, почему H2O при комнатной температуре является жидкостью, а ее химические аналоги H2S, H2Se и H2Te являются газами.
9. Объясните, почему при комнатной температуре F2 и Cl2 являются газами, Br2 - жидкость, а I2 – твердое вещество?
Лабораторная работа 1
