Тест на тему движение электронов в атомах; определение массовых долей элементов в соединениях; сравнение активности металллов долей в

Тест по химии для 8 класса Тема: движение электронов в атомах; определение массовых долей элементов в соединениях; сравнение активности металлов

Правила: все вопросы открытые (открытый ответ). На каждый вопрос приведён примерный образец ответа.

1. Опишите модель движения электронов в атоме и сравните её с современным представлением о движении электронов. Что такое орбитали и энергетические уровни? Как связаны принцип Паули, принцип строения по принципу Паули и правило Aufbau с поведением электронов?

Ответ (пример): В классическом представлении электроны двигались бы по орбитам вокруг ядра. Современная квантово-механическая модель описывает электрон как облако вероятности: электроны занимают орбитали (S, P, D, F) различной формы и энергии. Электроны заполняют уровни по порядку энергий (Aufbau), параллельный спин ограничен правилом Паули (два электрона на орбитали с противоположными спинами). Энергия и форма орбитали зависят от заряда ядра и экранирования другими электронами. Электроны не движутся по точным траекториям как планеты, их положение характеризуется вероятностной областью.

2. Определите массовую долю кислорода в оксиде кальция CaO. Покажите расчёт по формулам и атомным массам.

Ответ (пример): Молярная масса CaO = 40 (Ca) + 16 (O) = 56. Массовая доля O = 16 / 56 = 0,2857 ≈ 28,6%.

3. Определите массовую долю железа в соединении Fe2O3 (оксид железа(III)). Поясните расчёт.

Ответ (пример): Молярная масса Fe2O3 ≈ 2·56 + 3·16 = 112 + 48 = 160. Массовая доля Fe = 112 / 160 = 0,70 = 70%.

4. Опишите пошаговый алгоритм определения массовых долей элементов в соединении и примените его на примере воды H2O. Какие массы элементов вы используете и как приводите результат к процентам?

Ответ (пример): Шаги: 1) найти молярную массу соединения (сумма масс всех элементов в формуле); 2) посчитать вклад каждого элемента в молярную массу (число атомов элемента × их атомная масса); 3) разделить вклад элемента на общую молярную массу и умножить на 100%. Пример для H2O: молярная масса = 2·1 + 16 = 18. Вклад H = 2·1 = 2; вклад O = 16. Массовая доля H = 2/18 ≈ 11,1%; массовая доля O = 16/18 ≈ 88,9%.

5. Объясните, почему цинк (Zn) более активен, чем медь (Cu), и что это означает для реакций между цинком и растворами солей меди. Что такое ряд активности металлов?

Ответ (пример): Zn занимает более высокий место в ряду активности металлов (он более «химически активен»), чем Cu. Это значит, что Zn отдает электроны легче и способен вытеснять более слабореактивный металл из его солей. В реакции Zn может вытеснить Cu из раствора CuSO4: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. Медь в такой реакции не вытесняет цинк из более активных растворов.

6. Рассмотрите реакцию Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. Укажите изменения степеней окисления каждого элемента и что происходит с электронами.

Ответ (пример): Zn переходит из степени окисления 0 в +2 (Zn → Zn2+), теряя 2 электронa. Медь принимает электроны и восстанавливается с Cu2+ до Cu(0) (Cu2+ + 2e− → Cu). Это донор-акцепторная пара: Zn сдает электроны, Cu принимает их.

7. Опишите, как движение электронов вокруг атома связано с появлением спектров атомов. Что такое поглощение и испускание фотонов в контексте электронных переходов?

Ответ (пример): Электроны переходят между энергетическими уровнями/орбиталями, поглощая или испуская фотон с энергией hv, равной разности энергетических уровней. Такие переходы создают характерные спектры атомов: линейчатые спектры в видимом или UV-диапазоне. В эмиссионном спектре наблюдают линии при переходах сверху вниз; в поглощении — тёмные линии там, где атом поглощает свет.

8. В молекуле NaCl определите массовые доли Na и Cl. Приведите расчёт.

Ответ (пример): Молярная масса NaCl ≈ 23 (Na) + 35,5 (Cl) = 58,5. Массовая доля Na = 23 / 58,5 ≈ 0,393 ≈ 39,3%. Массовая доля Cl = 35,5 / 58,5 ≈ 0,607 ≈ 60,7%.

9. Объясните связь между внешними электронными оболочками элемента и его валентностью. Приведите примеры Na и Cl и их роли в образовании ионной связи.

Ответ (пример): Валентность определяется числом электронов на внешней оболочке. Na имеет один внешний электрон и образует Na+. Cl имеет семь внешних электронов и стремится приобрести один электрон, образуя Cl−. В результате Na и Cl образуют ионную связь в NaCl: передача одного электронa Na к Cl приводит к стабильной ионной ковалентной связке. Это демонстрирует зависимость свойств веществ от распределения внешних электронов.

10. Опишите, как распределение электронов вокруг атома влияет на формирование связей (ионной и ковалентной). Приведите примеры.

Ответ (пример): Расположение и заполнение внешних оболочек определяет, сколько электронов атом отдаёт или принимает (ионную связь) или делит с другим атомом (ковалентная связь). Пример: Na (1 внешний электрон) и Cl (7 внешних) образуют ионную связь через передачу одного электронa от Na к Cl. Пример ковалентной связи: H2 или O2, где электроны делятся между атомами. Валентность и предпочтение типа связи зависят от свойств элементов и их электронного строения.