Свойства р-элементов V группы

Электронные конфигурации элементов. Валентность элементов, степени окисления. Изменение величин радиусов атомов, энергии ионизации, сродства к электрону в ряду азот – висмут. Изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов (III, V) в ряду азот–висмут. Строение молекулы азота (методы ВС, МО). Общая характеристика соединений ЭН₃ (строение, энергия связи, полярность молекул, донорные свойства молекул).

Способы связывания молекул азота. Термодинамический анализ процессов взаимодействия азота с водородом, кислородом.

Аммиак, способы получения, строение молекул (метод ВС).

Свойства аммиака: взаимодействие с водой, кислотами. Донорные свойства NH₃, образование солей аммония, комплексных соединений. Соли аммония, их получение, гидролиз, термическая устойчивость. Оксиды азота, их получение. Взаимодействие оксидов с водой, щелочами. Строение молекул NO₂ (метод ВС), NO (методы ВС и МО), димеризация NO, NO₂. Азотистая кислота и ее соли, окислительно-восстановительные свойства.

Азотная кислота и ее получение. Окислительные свойства азотной кислоты. Взаимодействие с неметаллами, металлами, пассивирующее действие на некоторые металлы. Соли азотной кислоты, схемы разложения и термическая устойчивость.

Царская водка, ее окислительные свойства.

Фосфор. Аллотропные модификации, их строение и свойства. Получение фосфора из фосфата кальция, термодинамический анализ процесса. Химические свойства фосфора, взаимодействие с кислородом, галогенами, щелочами, азотной кислотой.

Фосфин, строение, соли фосфония и причины их неустойчивости.

Оксиды фосфора P₄O₆, P₄O₁₀. Характерный тип гибридизации фосфора в оксидах и кислородосодержащих кислотах. Объяснение полимерного строения оксидов фосфора, мета- и полифосфорных кислот. Кислоты фосфора со степенью окисления +5: ортофосфорная, поли- и метафосфорные. Получение, строение, основность. Соли фосфорных кислот, растворимость и гидролизуемость. Кислоты фосфора, содержащие связи Р–Н: фосфористая и фосфорноватистая, строение, основность кислот. Окислительно-восстановительные свойства фосфитов и гипофосфитов. Галогениды фосфора, получение, гидролиз. Основные фосфорные удобрения.

Вопросы и задачи:12, с. 10, № 1–145.

1. Какой объем 80%-ного раствора H₃PO₄ (r=1,72 г/см³) потребуется для приготовления 6 л 2 н. раствора H₃PO₄? (Ответ: V = 284,88 мл)

2. Используя термодинамические характеристики, сделать вывод о том, как изменяются энергия связи Э – Н и устойчивость молекул в ряду NH₃ – BiH₃?

3. Равновесная концентрация хлора в реакции 2(NO) + (Cl₂) = 2(NOCl) равна 0,2 моль/л, равновесная концентрация продукта реакции – 0,5 моль/л. Кс = 4. Определите равновесную и исходную концентрации NO. (Ответ: C = 0,559 моль/л; C ₀ = 1,059 моль/л)

4. Вычислить рН раствора, полученного разбавлением 2 мл 72%-ной HNO₃ (ρ = 1,43 г/мл) водой до 6,2 л. (Ответ: pH = 2,28)

5. Образуется ли осадок ортофосфата магния при смешении равных объемов 0,004 н. нитрата магния и 0,006 н. ортофосфата натрия? (Ответ: нет, ПС = 10^–15)

6. Рассчитать рН 0,1М раствора ортофосфата натрия. (Ответ: 12,4)

7. Рассчитать концентрацию ионов меди в 0,1 М растворе [Cu(NH₃)₄]Cl₂, содержащем 2 моль аммиака в 4 л раствора. (Ответ: C = 3,4 ^. 10^–13 моль/л)

8. Составить молекулярно-ионные уравнения реакций. Для а) рассчитать константу равновесия: а) Cr(ОН)₃ + KNO₃ + KOH →; б) As₂S₃ + HNO₃(конц.)→.

(Ответ: К_с = 2,45 ^. 10²³)

9. Составить схему и рассчитать ЭДС гальванического элемента, состоящего из двух водородных электродов, один из которых опущен в 0,3 н. раствор H₃PO₄, а другой – в 0,1%-ный раствор К₃PO₄ (r = 1 г/см³). (Т = 298 К). (Ответ: D E = 0,502 В)

10. Электролизу подвергается 1 М раствор нитрата цинка и нитрата меди (II) (рН = 1) на электродах из гладкой платины. Какие процессы протекают на катоде при напряжении 2,0 В (Т = 298 К)? (Ответ: выделение меди.)

Литература: 1, с. 373–420; 2, с. 395–430.