Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

16
"ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ" 1. Ονομάστε κατά IUPAC το στοιχείο με Ζ=113, τοποθετήστε το στην κατάλληλη θέση του Περιοδικού Πίνακα (Ομάδα και Περίοδο) και δώστε την ηλεκτρονική δομή του στη θεμελιώδη κατάσταση. Με ποια στοιχεία περιμένετε να έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες; Δώστε επίσης τους τύπους δύο χημικών ενώσεων που μπορεί να σχηματίσει το στοιχείο αυτό με το ιόν χλωριδίου (Cl ). Δικαιολογήστε εν συντομία τις απαντήσεις σας. ΑΠΑΝΤΗΣΗ Σύμφωνα με το σύστημα της IUPAC για την ονομασία των στοιχείων με ατομικό αριθμό Ζ > 100, η ονομασία του στοιχείου είναι Ununtrium (Uut). Με την βοήθεια του Π.Π. βρίσκουμε ότι το στοιχείο με Ζ = 113 θα βρίσκεται μία θέση δεξιότερα του Uub, άρα θα ανήκει στην 7 η Περίοδο και στην Ομάδα 3Α (ομάδα του βορίου). Η πιθανότερη ηλεκτρονική δομή του στοιχείου στη θεμελιώδη κατάσταση θα είναι [Rn]5f 14 6d 10 7s 2 7p 1 (Πίνακας 2.2). Οι χημικές ιδιότητες του στοιχείου θα μοιάζουν κυρίως με αυτές των στοιχείων Τl και In (τα πλησιέστερα στοιχεία της ίδιας ομάδας). Οι πιθανοί τύποι των χημικών ενώσεων με το Cl που μπορεί να σχηματίσει το στοιχείο (βάσει της ηλεκτρονικής του δομής και των δεδομένων του Πίνακα 3.2) είναι UutCl 3 και UutCl.

Transcript of Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Page 1: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

"ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ"

1. Ονομάστε κατά IUPAC το στοιχείο με Ζ=113, τοποθετήστε το στην κατάλληλη θέση του Περιοδικού Πίνακα (Ομάδα και Περίοδο) και δώστε την ηλεκτρονική δομή του στη θεμελιώδη κατάσταση. Με ποια στοιχεία περιμένετε να έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες; Δώστε επίσης τους τύπους δύο χημικών ενώσεων που μπορεί να σχηματίσει το στοιχείο αυτό με το ιόν χλωριδίου (Cl). Δικαιολογήστε εν συντομία τις απαντήσεις σας.

ΑΠΑΝΤΗΣΗΣύμφωνα με το σύστημα της IUPAC για την ονομασία των στοιχείων με ατομικό αριθμό Ζ > 100, η ονομασία του στοιχείου είναι Ununtrium (Uut).Με την βοήθεια του Π.Π. βρίσκουμε ότι το στοιχείο με Ζ = 113 θα βρίσκεται μία θέση δεξιότερα του Uub, άρα θα ανήκει στην 7η Περίοδο και στην Ομάδα 3Α (ομάδα του βορίου).Η πιθανότερη ηλεκτρονική δομή του στοιχείου στη θεμελιώδη κατάσταση θα είναι [Rn]5f146d107s27p1 (Πίνακας 2.2). Οι χημικές ιδιότητες του στοιχείου θα μοιάζουν κυρίως με αυτές των στοιχείων Τl και In (τα πλησιέστερα στοιχεία της ίδιας ομάδας).Οι πιθανοί τύποι των χημικών ενώσεων με το Cl– που μπορεί να σχηματίσει το στοιχείο (βάσει της ηλεκτρονικής του δομής και των δεδομένων του Πίνακα 3.2) είναι UutCl3 και UutCl.

Page 2: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

2. Κατατάξτε τα ακόλουθα χημικά είδη κατά σειρά ελαττούμενου μεγέθους και αυξανόμενου παραμαγνητισμού. Εξηγήστε.

Ti, Fe3+, V, Mn2+, KΑΠΑΝΤΗΣΗ(α) Η κατάταξη κατά ελαττούμενο μέγεθος είναι K > Ti > V > Mn2+ > Fe3+. Η επικρατούσα τάση για τα ουδέτερα άτομα στην ίδια Περίοδο αυξανομένου του ατομικού αριθμού είναι η ελάττωση της ακτίνας, επειδή η ισχύς της ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ πυρήνα και ηλεκτρονίων σθένους αυξάνεται (Ενότητα 3.3, Σχήματα 3.2 - 3.4).Για τα κατιόντα Mn2+ και Fe3+ ισχύει Mn > Mn2+ και Fe > Fe3+. Επειδή τα Mn2+ και Fe3+ είναι ισοηλεκτρονικά (έχουν από 23 ηλεκτρόνια με την ίδια δομή), μικρότερο θα είναι το Fe3+ που έχει μεγαλύτερο πυρηνικό φορτίο (26 πρωτόνια έναντι 25 πρωτονίων του Mn2+). (β) Η κατάταξη κατά αυξανόμενο παραμαγνητισμό είναι K < Ti < V < Mn2+ = Fe3+.Ο παραμαγνητισμός των ατόμων και ιόντων αυξάνεται με τον αριθμό των ασύζευκτων ηλεκτρονίων (Ενότητα 3.5).Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων για ένα άτομο ή ιόν προσδιορίζεται με βάση την ηλεκτρονική του δομή και τα διαγράμματα ατομικών τροχιακών. Θα είναι :

Ηλεκτρονική δομή Διαγράμματα ατομικών τροχιακών Αριθμός ασύζευκτων ηλεκτρονίων

Τονίζεται ότι : Κατά το σχηματισμό κατιόντων από άτομα στοιχείων μεταπτώσεως,

απομακρύνονται ηλεκτρόνια πρώτα από τον υποφλοιό ns και μετά από τον υποφλοιό (n –1)d.

Τα ηλεκτρόνια που αντιστοιχούν στην ηλεκτρονική δομή του ευγενούς αερίου αργό [Ar] είναι συζευγμένα.

4s

19Κ [Ar]4s1 [Ar] 1

3d 4s

22Ti [Ar]3d24s2 [Ar]

2

3d 4s

23V [Ar]3d34s2 [Ar] 3

3d 4s

25Mn2+ [Ar]3d5 [Ar] 5

3d 4s

26Fe3+ [Ar]3d5 [Ar] 5

Page 3: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

3. Κατατάξτε τα ακόλουθα στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενης ενέργειας πρώτου ιοντισμού δικαιολογώντας την απάντησή σας. (α) K, Cs, Rb, Li και (β) N, B, Be, O

ΑΠΑΝΤΗΣΗ (α) Η κατάταξη κατά αυξανόμενη ενέργεια πρώτου ιοντισμού είναι : Cs < Rb < K < Li.Tα στοιχεία ανήκουν στην ίδια Ομάδα του Π.Π. (την 1Α).Γενικά η ενέργεια ιοντισμού, κατά μήκος κάθε ομάδας του Π.Π, ελαττώνεται από πάνω προς τα κάτω επειδή αυξάνεται η ατομική ακτίνα (αύξηση κύριου κβαντικού αριθμού, n) ενώ το Ζeff παραμένει σχετικά σταθερό. Έτσι ελαττώνεται η ελκτική δύναμη μεταξύ πυρήνα και του πιο χαλαρά συγκρατούμενου ηλεκτρονίου.(β) Η κατάταξη κατά αυξανόμενη ενέργεια ιοντισμού είναι: B < Be < O < N .Tα στοιχεία ανήκουν στην ίδια Περίοδο του Π.Π.Γενικά, καθώς προχωρούμε από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο του Π.Π. η ενέργεια ιοντισμού αυξάνεται επειδή έχουμε ταυτόχρονη αύξηση του Ζeff και μείωση της ατομικής ακτίνας. Για τα στοιχεία όμως που μας δίνονται ισχύουν οι μικρές ανωμαλίες που συναντούμε μέσα στις Περιόδους (Σχήμα 3.9, σελ. 176). Γενικά, ένα np ηλεκτρόνιο αποσπάται (λόγω αποτελεσματικότερης θωράκισής του) ευκολότερα από ένα συζευγμένο ns ηλεκτρόνιο. Έτσι η Ι1 του Β είναι χαμηλότερη από τη Ι1 του Be. Επίσης, ενώ θα περιμέναμε η Ι1 του Ο να είναι υψηλότερη της Ι1 του Ν ισχύει το αντίθετο. Το χαλαρότερα συγκρατούμενο ηλεκτρόνιο στο οξυγόνο λόγω σύζευξης στο ίδιο τροχιακό (2p) αποσταθεροποιείται. Έτσι, η Ι1 του Ο είναι χαμηλότερη από τη Ι1 του Ν.

Page 4: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

4. Nα συγκρίνετε τα στοιχεία Br και Ι ως προς την ΗΣ1 δικαιολογώντας την απάντησή σας. Η ΗΣ1 ενός στοιχείου μπορεί να προσδιορισθεί πειραματικά χρησιμοποιώντας φως από laser για να επιτευχθεί η απόσπαση του ηλεκτρονίου από το ανιόν του στοιχείου στην αέρια φάση. Με τη βοήθεια του Πίνακα 3.4, υπολογίστε το μήκος κύματος του φωτονίου (σε nm) που αντιστοιχεί στην ΗΣ1 του Br. Σε ποια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος βρίσκεται αυτό το μήκος κύματος ;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ (α) Τα δύο στοιχεία ανήκουν στην ίδια ομάδα του Π.Π. (των αλογόνων). Το βρώμιο (Βr), με Ζ = 35, που είναι μικρότερο άτομο από το ιώδιο (I), με Ζ = 53, έχει μεγαλύτερη τάση πρόσληψης ηλεκτρονίων. Επειδή ο πυρήνας έλκει πιο ισχυρά το υπό πρόσληψη ηλεκτρόνιο λόγω της μικρότερης απόστασης, η ΗΣ1 του βρωμίου είναι περισσότερο αρνητική από την ΗΣ1 του ιωδίου, δηλαδή κατά τη διεργασία Χ(g) + e– X–(g) εκλύεται μεγαλύτερο ποσό ενέργειας στην περίπτωση του Br.(β) Ένας εναλλακτικός ορισμός της ΗΣ αναφέρεται στην ενεργειακή μεταβολή της πορείας Χ–(g) X(g) + e– . Εκφράζει δηλαδή την ενέργεια που απαιτείται για να αποσπασθεί ηλεκτρόνιο από το ανιόν του στοιχείου. Από τον Πίνακα 3.4 παίρνουμε για την ΗΣ1 του Br την τιμή –324,6 kJ mol-1 που αναφέρεται στην ενέργεια που εκλύεται, ανά mole ατόμων βρωμίου, για την πορεία Br(g) + e– Βr– (g) .Επομένως, η ενέργεια E του φωτονίου Laser που απαιτείται για την απόσπαση ηλεκτρονίων από 1 mol ιόντων Br–(g) θα είναι +324,6 kJ mol–1 . Έτσι η ενέργεια Ε1

(που απαιτείται) ανά ιόν Br–(g), δίνεται από τη σχέση :

Ε1 = Ε/ΝA= (324,6 kJ mol–1) (103 J kJ–1) /6,022 1023 mol–1 = 5,390 10–19 J.

Το αντίστοιχο μήκος κύματος του φωτονίου δίνεται από τη σχέση :

Ε1 = h ν =h c/λ λ = h c/E1 λ = (6,626 10–34 J s 2,998 108 m s–1) / 5,390 10–19 J = 3,685 10–7 m = 368,5 nm

Σύμφωνα με το Σχήμα 2.3, αυτό το μήκος κύματος βρίσκεται στην υπεριώδη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (βλ. και Άσκηση 3.7).

Page 5: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

5. Ποιο είναι το σωστό και ποιο λάθος από τα παρακάτω; Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Πρόταση Σωστό Λάθος

Η θεωρία του Lewis προβλέπει το σχήμα των μορίων.

Οι ιοντικές ενώσεις είναι συνήθως στερεά με υψηλά σημεία τήξεως.Το Mo έχει παραμαγνητισμό που αντιστοιχεί σε 4 ασύζευκτα ηλεκτρόνια.H μεταβολή της ενέργειας κατά τη διεργασία Νa(s) Na+(g) + e- αντιστοιχεί στη Ι1 του Na.Τα μεταλλικά ιόντα που έχουν 6 ηλεκτρόνια στην υποστιβάδα 3d είναι τα Fe2+ και Co3+.Η Ι1 όλων των στοιχείων είναι αρνητική.

Tα χημικά είδη Na+, Ο2, Mg2+, Ne, F είναι ισοηλεκτρονικά και διαμαγνητικά.Ο Cu+ έχει παραμαγνητισμό που αντιστοιχεί σε 1 ασύζευκτo ηλεκτρόνιo.Η Ομάδα 1A του Π.Π. χαρακτηρίζεται από τις μικρότερες τιμές Ι1 σε σχέση με τις υπόλοιπες.Ένα άτομο με υψηλή ΗΣ1 έχει και υψηλή Ι1.

Πρόταση Σωστό Λάθος

Η θεωρία του Lewis προβλέπει το σχήμα των μορίων.Η θεωρία του Lewis δεν μας επιτρέπει να κάνουμε καμία πρόβλεψη για τα σχήματα των μορίων. Απαιτείται και η θεωρία VSEPR για να προβλέψουμε τις μοριακές γεωμετρίες.

Οι ιοντικές ενώσεις είναι συνήθως στερεά με υψηλά σημεία τήξεως.Στις ιοντικές ενώσεις οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις μεταξύ γειτονικών ιόντων είναι ισχυρές και επομένως το κρυσταλλικό πλέγμα είναι δύσκολο να καταστραφεί. Τούτο έχει ως αποτέλεσμα οι ιοντικές ενώσεις να είναι στερεά με υψηλά σημεία τήξεως.

Το Mo έχει παραμαγνητισμό που αντιστοιχεί σε 4 ασύζευκτα ηλεκτρόνια.Το Mo έχει παραμαγνητισμό που αντιστοιχεί σε 6 ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Έχει την ηλεκτρονική δομή [Kr]4d55s1 αντί της [Kr]4d45s2, λόγω της αυξημένης σταθερότητας που εμφανίζει ένας ημισυμπληρωμένος (d5) υποφλοιός.

Page 6: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

H μεταβολή της ενέργειας κατά τη διεργασία Νa(s) Na+(g) + e- αντιστοιχεί στη Ι1 του Na.Ενέργεια πρώτου ιοντισμού (Ι1) ενός στοιχείου είναι η ενέργεια που πρέπει να προσφερθεί σε ένα μεμονωμένο άτομο του στοιχείου στην αέρια φάση, το οποίο βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάστασή του, για να αποσπαστεί το πιο χαλαρά συγκρατούμενο ηλεκτρόνιο και να προκύψει ένα θετικό ιόν. Άρα η ενέργεια ιοντισμού (Ι1) αντιστοιχεί στη διεργασία: Νa(g) Na+(g) + e-

Τα μεταλλικά ιόντα που έχουν 6 ηλεκτρόνια στην υποστιβάδα 3d είναι τα Fe2+ και Co3+ Πράγματι, και τα δύο αυτά ιόντα έχουν την ίδια ηλεκτρονική δομή [Ar]3d6

Η Ι1 όλων των στοιχείων είναι αρνητική.Επειδή κατά τις πορείες του ιοντισμού απορροφάται ενέργεια (ενδόθερμες πορείες), οι τιμές Ι1 έχουν πάντα θετικό πρόσημο.

Tα χημικά είδη Na+, Ο2, Mg2+, Ne, F είναι ισοηλεκτρονικά και διαμαγνητικά.Πράγματι, και τα 5 χημικά είδη είναι ισοηλεκτρονικά, έχουν ηλεκτρονική δομή [Ne] και είναι διαμαγνητικά επειδή τα ηλεκτρόνια στα άτομα των ευγενών αερίων είναι συζευγμένα.

Ο Cu+ έχει παραμαγνητισμό που αντιστοιχεί σε 1 ασύζευκτo ηλεκτρόνιo.Η ηλεκτρονική δομή του Cu είναι [Ar]3d104s1 και επομένως του ιόντος Cu+ είναι [Ar]3d10 το οποίοείναι διαμαγνητικό.

Η Ομάδα 1Α του Π.Π. χαρακτηρίζεται από τις μικρότερες τιμές Ι1 σε σχέση με τις υπόλοιπες.Τα μέταλλα των αλκαλίων (Ομάδα 1Α) παρουσιάζουν τη χαμηλότερη I1 σε κάθε περίοδο (Σχήμα 3.9).

Ένα άτομο με υψηλή ΗΣ1 έχει και υψηλή Ι1

Oι παράγοντες (Ζeff και ατομική ακτίνα) από τους οποίους εξαρτάται η ηλεκτρονική συγγένεια είναι βασικά οι ίδιοι που επηρεάζουν την τιμή της ενέργειας ιοντισμού.

Page 7: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

6. Με βάση τα ακόλουθα δεδομένα να υπολογίσετε την ενέργεια πλέγματος του AlCl3(s). (α) Η ενθαλπία σχηματισμού του AlCl3(s) είναι –704 kJ/mol. (β) Η ενέργεια εξάχνωσης του Αl(s) είναι +326 kJ/mol. (γ) Οι ενέργειες πρώτου, δεύτερου και τρίτου ιοντισμού του Al είναι +558, +1820 και +2750 kJ/mol, αντίστοιχα. (δ) Η ενέργεια του δεσμού ClCl είναι 244 kJ/mol. (ε) Η πρώτη ηλεκτρονική συγγένεια του Cl είναι –349 kJ/mol.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ Σύμφωνα με το Παράδειγμα 4.2, έχουμε:1. Al(s) Al(g) Εξάχνωση Al(s) ΔH1 = 326 kJ mol–1

2. Al(g) Al3+(g) + 3e– Ιοντισμός Al(g) (Ι1+Ι2+Ι3) ΔH2 = 5128 kJ mol–1

3. 3/2Cl2(g) 3Cl(g) Διάσπαση Δεσμού Cl-Cl ΔH3 = (3/2 244) = 366 kJ

4. 3Cl(g) + 3e– 3Cl–(g) 1η Ηλεκτρονική Συγγένεια Cl(g)

ΔH4 = 3(–349) = –1047 kJ

5. Al3+(g) + 3Cl–(g) AlCl3(s)

Ενέργεια Πλέγματος AlCl3(s)

ΔH5 = ?

6. Al(s) + 3/2Cl2(g) AlCl3(s)

Σχηματισμός AlCl3(s) ΔHσχημ = –704 kJ mol–1

Σύμφωνα με το Νόμο του Hess μπορούμε να γράψουμε ότι:ΔΗσχημ. = ΔΗ1 + ΔΗ2 + ΔΗ3 + ΔΗ4 + ΔΗ5

ΔΗ5 = –5477 kJ mol–1

Άρα, η ενέργεια πλέγματος του AlCl3(s) είναι +5477 kJ mol–1.

Page 8: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

7. Να κατατάξετε τις ακόλουθες ενώσεις κατά σειρά ελαττούμενης ενέργειας δεσμού, τάξης δεσμού και μήκους δεσμού μεταξύ των ατόμων άνθρακα και οξυγόνου: (α) CH3OH, (β) H2CO και (γ) COΔικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ Πρώτα σχεδιάζουμε τις δομές Lewis (βλ. Παραδείγματα 4.10 και 4.11).

Στην (α) ένωση ο δεσμός CO είναι απλός (τάξη δεσμού = 1), στη (β) διπλός (τάξη δεσμού = 2) και στην (γ) τριπλός (τάξη δεσμού = 3). Σύμφωνα με τη θεωρία (Ενότητα 4.11), όσο περισσότερο πολλαπλό χαρακτήρα έχει ο δεσμός (δηλαδή όσο υψηλότερη είναι η τάξη δεσμού), τόσο βραχύτερος και ισχυρότερος είναι ο δεσμός και τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια δεσμού. Επομένως οι ενώσεις κατατάσσονται ως εξής :

Τάξη δεσμού : (γ) > (β) > (α)Μήκος δεσμού : (α) > (β) > (γ)Ενέργεια δεσμού : (γ) > (β) > (α)

Page 9: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

8. Mε βάση τα δεδομένα του Σχήματος 4.7, να συγκρίνετε τους παρακάτω δεσμούς ως προς την πολικότητά τους:

(α) N–O και N–F, (β) H–O και H–S, (γ) C–F και C–Br, (δ) C–H και C–Ι.

Συμβολίστε τα μερικά φορτία των ατόμων του πιο πολωμένου δεσμού σε κάθε ζεύγος και βρείτε κατά προσέγγιση τον ιοντικό χαρακτήρα του.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Με βάση τις τιμές ηλεκτραρνητικότητας των στοιχείων (Σχήμα 4.7) υπολογίζουμε τις διαφορές Δχ (απόλυτες τιμές). Aπό το Σχήμα 4.7 έχουμε: χC = 2,5, χΟ = 3,5, χΝ = 3,0, χS = 2,5, χΗ = 2,1, χΒr = 2,8 χΙ = 2,5, και χF = 4,0.

Δεσμός Δχ Δεσμός Δχ Δεσμός Δχ Δεσμός Δχ

ΝΟ 0,5 HO 1,4 CF 1,5 CH 0,4ΝF 1,0 HS 0,4 CBr 0,3 CI 0

Τα μερικά φορτία των ατόμων στους πιο πολωμένους δεσμούς συμβολίζονται ως εξής: δ+ΝFδ, δ+HOδ, δ+CFδ και δCHδ+. Από το Σχήμα 4.8 και λαμβάνοντας υπόψη τις αντίστοιχες τιμές Δχ, ο ιοντικός χαρακτήρας των δεσμών αυτών εκτιμάται κατά προσέγγιση ότι είναι 20%, 40%, 45% και 5%, αντίστοιχα (βλ. και Παράδειγμα 4.9).

Page 10: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

9. Σχεδιάστε τις δομές κατά Lewis για τα ακόλουθα χημικά είδη: (α) ΙΟ3, (β) PH3,

(γ) PO43. Ποια από αυτά δεν υπακούουν στον κανόνα της οκτάδας και γιατί; Να

σημειώσετε τα τυπικά φορτία στα άτομα των ιόντων PΟ43 και ΙΟ3

και να γράψετε τις δυνατές δομές συντονισμού για το ιόν ΙΟ3

.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Εργαζόμενοι όπως στο παράδειγμα 4.14 βρίσκουμε τις δομές :

(α)

Το ιώδιο περιβάλλεται από 12 ηλεκτρόνια και δεν υπακούει στον κανόνα της οκτάδας («επέκταση» της οκτάδας).

(β)

Ο φωσφόρος εδώ περιβάλλεται από οκτώ ηλεκτρόνια (υπακούει στον κανόνα της οκτάδας).

(γ)

Ο φωσφόρος περιβάλλεται από 10 ηλεκτρόνια και δεν υπακούει στον κανόνα της οκτάδας («επέκταση» της οκτάδας).

Page 11: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

10. Με βάση τη θεωρία VSEPR, να προβλέψετε τη γεωμετρία των παρακάτω ενώσεων ή πολυατομικών ιόντων :

(α) CF3Cl, (β) H2S, (γ) PCl5, (δ) ClO3, (ε) SiF4,

(στ) ICl3, (ζ) XeF4, (η) N2O, (θ) SF6, (ι) CH3

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Σύμφωνα με τη θεωρία VSEPR (Ενότητα 4.10), πρώτα σχεδιάζουμε τις δομές Lewis των χημικών ειδών, μετά βρίσκουμε τα ηλεκτρονικά ζεύγη (δεσμικά Δ και μονήρη Ε) στη στιβάδα σθένους του κεντρικού ατόμου και τέλος χαρακτηρίζουμε γεωμετρικά το μόριο βάσει των δεδομένων των Πινάκων 4.5 και 4.6:

CF3Cl Δ=4, Ε=0 τετραεδρικό

H2S Δ=2, Ε=2 κεκαμμένο

PCl5 Δ=5, Ε=0τριγωνικό

διπυραμιδικό

ClO3 Δ=3, Ε=1 τριγωνικό

πυραμιδικό

SiF4 Δ=4, Ε=0 τετραεδρικό

Page 12: Απαντημενα θέματα ΑΝΟΡΓΑΝΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ICl3 Δ=3, Ε=2 σχήματος Τ

XeF4 Δ=4, Ε=2επίπεδο

τετραγωνικό

N2O Δ=2, Ε=0 γραμμικό

SF6 Δ=6, Ε=0 οκταεδρικό

CH3 Δ=3, Ε=1 τριγωνικό

πυραμιδικό