Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Р. А. Лидин

Химия: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Предисловие

Справочник включает весь теоретический материал школьного курса химии, необходимый для сдачи ЕГЭ, – итоговой аттестации учащихся. Этот материал распределен по 14 разделам, содержание которых соответствует темам, проверяемым на ЕГЭ, – четырем содержательным блокам: «Химический элемент», «Вещество», «Химическая реакция», «Познание и применение веществ и химических реакций». К каждому разделу даны тренировочные задания из частей А и В – с выбором ответа и кратким ответом. Раздел 15 полностью посвящен решению расчетных задач, включенных в экзаменационную часть С.

Тестовые задания составлены таким образом, что, отвечая на них, учащийся сможет более рационально повторить основные положения школьного курса химии.

В конце пособия приводятся ответы к тестам, которые помогут школьникам и абитуриентам проверить себя и восполнить имеющиеся пробелы.

Для удобства работы с данным справочником приведена таблица, где указано соответствие между тематикой экзамена и разделами книги.

Пособие адресовано старшим школьникам, абитуриентам и учителям.

1. Распространенные элементы. строение атомов. Электронные оболочки. Орбитали

Химический элемент– определенный вид атомов, обозначаемый названием и символом и характеризуемый порядковым номером и относительной атомной массой.

В табл. 1 перечислены распространенные химические элементы, приведены символы, которыми они обозначаются (в скобках – произношение), порядковые номера, относительные атомные массы, характерные степени окисления.

Нулеваястепень окисления элемента в его простом веществе (веществах) в таблице не указана.

Все атомы одного элемента имеют одно и то же число протонов в ядре и число электронов в оболочке. Так, в атоме элемента водородН находится 1 р ⁺в ядре и на периферии 1 е ^-; в атоме элемента кислородО находится 8 р ⁺в ядре и 8 е ^-в оболочке; атом элемента алюминийАl содержит 13 р ⁺в ядре и 13 е ^-в оболочке.

Атомы одного элемента могут различаться числом нейтронов в ядре, такие атомы называются изотопами. Так, у элемента водородН три изотопа: водород-1 (специальное название и символ протий ¹H) с 1 р ⁺в ядре и 1 е ^-в оболочке; водород-2 (дейтерий ²Н, или D) с 1 р ⁺и 1 п ⁰ в ядре и 1 е ^-в оболочке; водород-3 (тритий ³Н, или Т) с 1 р ⁺и 2 п ⁰в ядре и 1 е ^-в оболочке. В символах ¹Н, ²Н и ³Н верхний индекс указывает массовое число– сумму чисел протонов и нейтронов в ядре. Другие примеры:

Электронную формулуатома любого химического элемента в соответствии с его расположением в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева можно определить по табл. 2.

Электронная оболочка любого атома делится на энергетические уровни(1, 2, 3-й и т. д.), уровни делятся на подуровни(обозначаются буквами s, р, d, f). Подуровни состоят из атомных орбиталей– областей пространства, где вероятно пребывание электронов. Орбитали обозначаются как 1s (орбиталь 1-го уровня s-подуровня), 2 s, 2 р, 3 s, 3 р, 3d,4 s… Число орбиталей в подуровнях:

Заполнение атомных орбиталей электронами происходит в соответствии с тремя условиями:

1)  принцип минимума энергии

Последовательность нарастания энергии подуровней:

2)  правило запрета (принцип Паули)

Один электрон на орбитали называется неспаренным, два электрона — электронной парой:

3)  принцип максимальной мультиплетности (правило Хунда)

Каждый электрон имеет свою собственную характеристику – спин (условно изображается стрелкой вверх или вниз). Спины электронов складываются как вектора, сумма спинов данного числа электронов на подуровне должна быть максимальной(мультиплетность):

Заполнение электронами уровней, подуровней и орбиталей атомов элементов от Н (Z =1) до Kr (Z =36) показано на энергетической диаграмме(номера отвечают последовательности заполнения и совпадают с порядковыми номерами элементов):

Из заполненных энергетических диаграмм выводятся электронные формулыатомов элементов. Число электронов на орбиталях данного подуровня указывается в верхнем индексе справа от буквы (например, 3 d ⁵– это 5 электронов на З d-подуровне); вначале идут электроны 1-го уровня, затем 2-го, 3-го и т. д. Формулы могут быть полными и краткими, последние содержат в скобках символ соответствующего благородного газа, чем передается его формула, и, сверх того, начиная с Zn, заполненный внутренний d-подуровень. Примеры:

₁H = 1s ¹

₂Не = 1s ²

₃Li = 1s ²2s ¹= [ ₂He]2s ¹

₈O = 1s ² 2s ²2p ⁴= [ ₂He] 2s ²2p ⁴

₁₃Al = 1s ²2s ²2p ⁶ 3s ²3p ¹= [ ₁₀Ne] 3s ²3p ¹