Τι περιγράφουν οι ηλεκτρονιακοί τύποι Lewis;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση θεωρίας.
Απάντηση: Οι ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis περιγράφουν πώς σχηματίζεται ένα μόριο ή μια ιοντική ένωση: τα ηλεκτρόνια σθένους κάθε ατόμου συμβολίζονται με τελείες, και δείχνουν πώς αυτά διαμοιράζονται (ομοιοπολικός δεσμός) ή μεταφέρονται (ιοντικός δεσμός) μεταξύ των συνδεόμενων ατόμων, ώστε να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου.
Τι αναφέρει ο κανόνας της οκτάδας;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση θεωρίας.
Απάντηση: Σύμφωνα με τον κανόνα της οκτάδας, τα άτομα αποβάλλουν ή προσλαμβάνουν ηλεκτρόνια (ετεροπολικός/ιοντικός δεσμός) ή αμοιβαία συνεισφέρουν ηλεκτρόνια (ομοιοπολικός δεσμός), προκειμένου να αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου, δηλαδή οκτώ ηλεκτρόνια στην τελευταία τους στιβάδα (εξαιρείται η στιβάδα Κ, που συμπληρώνεται με δύο ηλεκτρόνια).
Ποια είναι τα βασικά σημεία της θεωρίας VSEPR;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση θεωρίας.
Απάντηση: Η θεωρία VSEPR (θεωρία απώσεως ηλεκτρονιακών ζευγών στιβάδας σθένους) στηρίζεται στην ιδέα ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων (δεσμικά και μη δεσμικά) γύρω από το κεντρικό άτομο ενός μορίου απωθούνται μεταξύ τους και διατάσσονται όσο πιο μακριά γίνεται στο χώρο. Τα μη δεσμικά ζεύγη και οι πολλαπλοί δεσμοί απωθούν περισσότερο (καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο) από τα δεσμικά/απλούς δεσμούς, προκαλώντας αποκλίσεις από τα κανονικά γεωμετρικά σχήματα.
Τι σχήμα έχουν τα μόρια των ενώσεων: BeH₂, BF₃, CH₄, NH₃, H₂O.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Μετράμε τα δεσμικά και μη δεσμικά ζεύγη γύρω από το κεντρικό άτομο κάθε μορίου και εφαρμόζουμε τους κανόνες VSEPR.
Λύση:
Απάντηση: BeH₂: γραμμικό. BF₃: επίπεδο τριγωνικό. CH₄: τετραεδρικό. NH₃: τριγωνική πυραμίδα. H₂O: γωνιακό.
Να γράψετε τα σύμβολα Lewis των παρακάτω στοιχείων: O, Cl, Al, Na, Ca, P, Ne.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Το πλήθος των τελειών (ηλεκτρονίων σθένους) ισούται με τον αριθμό ομάδας (κύριας ομάδας).
Απάντηση: O: 6 ηλεκτρόνια σθένους (2 ζεύγη + 2 μονήρη γύρω από το σύμβολο). Cl: 7 (3 ζεύγη + 1 μονήρες). Al: 3 (μονήρη). Na: 1. Ca: 2 (ζεύγος). P: 5 (2 ζεύγη + 3 μονήρη, ή 1 ζεύγος +3 μονήρη ανάλογα με σύμβαση). Ne: 8 (4 ζεύγη, πλήρης οκτάδα).
Να γράψετε τους ηλεκτρονιακούς τύπους κατά Lewis των ιοντικών ενώσεων: Na₂O, MgCl₂, CaO, AlN και K₂S.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Τα μέταλλα αποβάλλουν ηλεκτρόνια (ίσα με τον αριθμό ομάδας τους) και τα αμέταλλα προσλαμβάνουν, ώστε να προκύψουν ιόντα με δομή ευγενούς αερίου, σε αναλογία που εξουδετερώνει τα φορτία.
Λύση:
Απάντηση: Na₂O: 2Na⁺O²⁻. MgCl₂: Mg²⁺2Cl⁻. CaO: Ca²⁺O²⁻. AlN: Al³⁺N³⁻. K₂S: 2K⁺S²⁻.
Να γράψετε τους ηλεκτρονιακούς τύπους κατά Lewis των ομοιοπολικών ενώσεων: NH₃, CO₂, AlCl₃, CH₃-CH₃, SBr₆.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Εφαρμόζουμε τους κανόνες γραφής τύπων Lewis (κεντρικό άτομο, δεσμικά ζεύγη, συμπλήρωση οκτάδας, δοκιμή πολλαπλών δεσμών όπου χρειάζεται).
Λύση:
Απάντηση: NH₃: N με 3 δεσμούς N-H + 1 μη δεσμικό ζεύγος. CO₂: O=C=O. AlCl₃: Al με 3 δεσμούς Al-Cl (ατελής οκτάδα). CH₃-CH₃: C-C με πλήρεις οκτάδες. SBr₆: S με 6 δεσμούς S-Br (επεκταμένη οκτάδα).
Να γράψετε τους ηλεκτρονιακούς τύπους κατά Lewis των παρακάτω ενώσεων: HNO₂, H₂SO₄, HClO, NH₄ClO₄, NH₄NO₃.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Εφαρμόζουμε τους κανόνες γραφής τύπων Lewis· για τα δύο τελευταία αναγνωρίζουμε τον ιοντικό χαρακτήρα (κατιόν NH₄⁺ + ανιόν οξοξέος).
Λύση:
Απάντηση: HNO₂: H-O-N=O. H₂SO₄: (HO)₂SO₂ (S με 2 =O, 2 -OH). HClO: H-O-Cl (Cl με 3 μη δεσμικά ζεύγη). NH₄ClO₄: [NH₄]⁺[ClO₄]⁻. NH₄NO₃: [NH₄]⁺[NO₃]⁻.
Με βάση τα σύμβολα Lewis να προβλέψετε τα προϊόντα των αντιδράσεων: 1. Mg+N 2. Al+Br 3. Na+S 4. I+Cl
Σκέψη / Μεθοδολογία: Για μέταλλο+αμέταλλο, καθορίζουμε το φορτίο κάθε ιόντος (ίσο με τον αριθμό ομάδας για τα κατιόντα, 8-αριθμό ομάδας για τα ανιόντα) και βρίσκουμε την αναλογία εξουδετέρωσης φορτίων. Για δύο αμέταλλα (I+Cl), ο δεσμός είναι ομοιοπολικός.
Λύση:
Απάντηση: 1. Mg₃N₂ 2. AlBr₃ 3. Na₂S 4. ICl.
Να γράψετε τον ηλεκτρονιακό τύπο κατά Lewis της ομοιοπολικής ένωσης BeH₂ και να περιγράψετε το γεωμετρικό της σχήμα.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Το Be έχει 2 ηλεκτρόνια σθένους, αρκετά για 2 απλούς δεσμούς με τα δύο Η, χωρίς μη δεσμικά ζεύγη.
Λύση:
Απάντηση: Τύπος Lewis: H-Be-H. Σχήμα: γραμμικό (γωνία 180°).
Να γράψετε τον ηλεκτρονιακό τύπο κατά Lewis του αιθινίου HC≡CH και να προβλέψετε το γεωμετρικό του σχήμα.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Κάθε άνθρακας συνδέεται με ένα Η (απλός δεσμός) και με τον άλλο άνθρακα (τριπλός δεσμός), ώστε να συμπληρωθεί η οκτάδα και στους δύο C.
Λύση:
Απάντηση: Τύπος Lewis: H-C≡C-H. Σχήμα: γραμμικό μόριο (180° σε κάθε άνθρακα).
Να γράψετε τον τύπο κατά Lewis του CF₄ και να προβλέψετε το γεωμετρικό του σχήμα.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάλογο του CH₄ με F αντί για H· ο άνθρακας σχηματίζει 4 απλούς δεσμούς με τα 4 άτομα F.
Λύση:
Απάντηση: Τύπος Lewis: C στο κέντρο με 4 απλούς δεσμούς προς 4 F (κάθε F με 3 μη δεσμικά ζεύγη). Σχήμα: τετραεδρικό.
Ποιο από τα τρισθενή μόρια είναι γραμμικό; α. CH₄ β. BeCl₂ γ. NH₃ δ. BCl₃
Σκέψη / Μεθοδολογία: Γραμμικό σχήμα προκύπτει μόνο όταν το κεντρικό άτομο έχει ακριβώς 2 ηλεκτρονιακές περιοχές (δεσμικά ζεύγη), χωρίς μη δεσμικά ζεύγη.
Λύση:
Απάντηση: β. BeCl₂.
Ποιο από τα επόμενα μόρια είναι επίπεδο; α. CH₄ β. H₂O γ. NH₃ δ. BCl₃
Σκέψη / Μεθοδολογία: Επίπεδο (τριγωνικό επίπεδο) σχήμα προκύπτει όταν το κεντρικό άτομο έχει ακριβώς 3 δεσμικά ζεύγη, χωρίς μη δεσμικά ζεύγη.
Λύση:
Απάντηση: δ. BCl₃.
Ποιο από τα επόμενα μόρια έχει σχήμα κανονικού τετραέδρου; α. CH≡CH β. CH₂=CH₂ γ. CBr₄ δ. HCl
Σκέψη / Μεθοδολογία: Κανονικό τετράεδρο απαιτεί κεντρικό άτομο με ακριβώς 4 ισοδύναμα δεσμικά ζεύγη, χωρίς μη δεσμικά ζεύγη.
Λύση:
Απάντηση: γ. CBr₄.
Δίνονται τα στοιχεία ₄A και ₆B. α. Σε ποια περίοδο και ποιο τομέα του περιοδικού συστήματος ανήκει το καθένα; β. Αν σχηματίζουν ένωση BA₂, ποιος είναι ο τύπος κατά Lewis της ένωσης; γ. Ποιο είναι το σχήμα του μορίου BA₂;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ταυτοποιούμε τα στοιχεία από τον ατομικό τους αριθμό (A: Z=4, Be· B: Z=6, C), βρίσκουμε περίοδο/τομέα από την ηλεκτρονιακή δομή, και εφαρμόζουμε τους κανόνες Lewis/VSEPR στο μόριο BA₂ με κεντρικό άτομο το Β (δείκτης 1).
Λύση:
Απάντηση: α. A (Be): 2η περίοδος, τομέας s. B (C): 2η περίοδος, τομέας p. β. Τύπος Lewis: Be=C=Be. γ. Σχήμα: γραμμικό.
Στην άσκηση αυτή δίνονται 4 προτάσεις για τον ηλεκτρονιακό τύπο του BF₃, να απαντήσετε με Α (μόνο 1,2,3 σωστές), Β (μόνο 1,2 σωστές), Γ (όλες σωστές) ή Δ (όλες λάθος): 1. Το BF₃ είναι επίπεδο μόριο. 2. Η γωνία F-B-F είναι 120°. 3. Το BF₃ λόγω συμμετρίας δεν παρουσιάζει πολικότητα. 4. Κάθε άτομο στο μόριο του BF₃ έχει αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε καθεμία πρόταση με βάση τη δομή/γεωμετρία του BF₃ (Παράδειγμα 6.3 της θεωρίας).
Λύση:
Απάντηση: Οι προτάσεις 1, 2, 3 είναι σωστές και η 4 λάθος ⟹ απάντηση Α.
Δίνονται τα στοιχεία ₁₁X και ₁₆Ψ. α. Να κατανείμετε τα ηλεκτρόνια σε υποστιβάδες, στιβάδες και τροχιακά στα ουδέτερα, μη διεγερμένα άτομα των X και Ψ. β. Σε ποια περίοδο και σε ποιον τομέα ανήκουν; γ. Να περιγράψετε τον ηλεκτρονιακό τύπο του οξειδίου του X και του οξειδίου ΨΟ₃. δ. Πώς αντιδρά το οξείδιο του X με διάλυμα HCl; ε. Πώς αντιδρά το ΨΟ₃ (ανυδρίτης του H₂ΨΟ₄) με διάλυμα NaOH; στ. Ποιο στοιχείο έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα και ποιο μεγαλύτερη ενέργεια ιοντισμού;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ταυτοποιούμε X=Na (Z=11) και Ψ=S (Z=16), γράφουμε τις ηλεκτρονιακές τους δομές, εντοπίζουμε περίοδο/τομέα, γράφουμε τους τύπους Lewis των οξειδίων Na₂O και SO₃, και εφαρμόζουμε τις αντιδράσεις βασικού/όξινου οξειδίου.
Λύση:
Απάντηση: α-β: Na (1s²2s²2p⁶3s¹, 3η περίοδος, τομέας s)· S (1s²2s²2p⁶3s²3p⁴, 3η περίοδος, τομέας p). γ: Na₂O (2Na⁺O²⁻)· SO₃ (O=S(=O)=O, επίπεδο τριγωνικό). δ: Na₂O+2HCl→2NaCl+H₂O. ε: SO₃+2NaOH→Na₂SO₄+H₂O. στ: μεγαλύτερη ακτίνα το Na, μεγαλύτερη ενέργεια ιοντισμού το S.