NKPI

Maraqlı Məlumatlar

OLIMPIADA məsələlərinin həlli üsulları - QEYRI -ÜZVI KIMYA

 

Məsələ 1.

Bəsit X maddəsinin Y2 halogeni ilə qarşılıqlı təsirrindən boğucu XY3 qazı alınır. YZ-in məhlulunun XY3-ə təsirindən turşu alınır. NaZ-in XY3-ə təsirindən binar A1 maddəsi alınır, o da geniş birləşmələr sinfinə aiddir. Bu sinfin bir neçə maddələri arasında qarşılıqlı təsir sxemi aşağıda verilmişdir.

A1, A2, A4 və A5 nəm havada alışır. Aşağıdakı cədvəldə A1 ÷ A5 maddələrinin bir sıra xassələri verilmişdir.

Maddə

Aqreqat halı

ω(X), %

Molekulda X atomlarının sayı

A1

qaz

78,3

?

A2

qaz

81,2

4

A3

maye

83,5

?

A4

maye

85,7

?

A5

bərk

88,5

10

 

1) A1 ÷ A5, X ÷ Z-i müəyyən edin.

2) Haqqında söhbət gedilən reaksiyaların tənliklərini yazın.

3) Nə üçün YZ məhlulunu şüşə qabda saxlamırlar.

4) A1-in quruluşunu çəkin.

5) Artıqlaması ilə götürülmüş NaZ ilə XY3-ə təsir etdikdə duz əmələ gəlir. Bu duzun anionunun fəza quruluşunu çəkin. Həmin fəza və elektron quruluşlu iki hissəciyin formulunu təklif edir.

 

HƏLLİ:

1. A1-in tərkibində X, Y, Na, Z ola bilər. Belə ki, YZ-i şüşə qabda saxlamaq mümkün olmadığından bu HF-dur. Digər mə’lumatlar bu fikri təsdiq edir. XF3-ün əmələ gəlməsini nəzərə alsaq X bir neçə element ola bilər, lakin bor daha çox uyğun gəlir.

Maddələrin molekulyar formulları:

A1

A2

A3

A4

A5

B2H6

B4H10

B5H11

B5H9

B10H14

X

Y

Z

B

F

H

             

 

Cədvəldə maddələrə görə verilmiş məlumatlar:

Maddə

nB/nH

Sadə formulu

Molekulyar formulu

Moleklda X atomlarının sayı

A1

0,334

BH3

B2H6

2

A2

0,400

B2H5

B4H10

4

A3

0,455

B5H11

B5H11

5

A4

0,555

B5H9

B5H9

5

A5

0,712

B5H7

B10H14

10

 

1. Reaksiyaların tənlikləri:

2. Ona görə ki, fülorid turşusu şüşə ilə reaksiyaya girir:

40HF + K2O∙CaO∙6SiO2 → 2KF + CaF2 + 6[H2SiF6] + 14H2O

3. B2H6-nın quruluşu şəkil 1-də göstərilmişdir.

4. BH4ionunun quruluşu şəkil 1-də göstərilmişdir. BH4 ionu mərkəzində B atomu və təpələrində H atomları olan tetraeddir. Anoloji quruluşa CH4 və NH4+ ionu malikdir. Onlar arasındakı prinsipial fərq yüklərindədir.

 

Məsələ 2.

XCln (m=12,41 q) və YCl (dördqat artıq götürülmüş, m=12,52 q) qarışığını bir tərəfi bağlı digər tərəfi duru H2SO4 olan sınaq şüşəsinə birləşmiş boruya yerləşdirirlər və 6 saat müddətində 145oC-də qızdırırlar. Xloridlər ekvimolyar miqdarda qarşılıqlı təsirdə olur və 5,24 ℓ (n.ş.) HCl ayrılır. Alınan qarışıqdan 50oC-də petroleyn efiri ilə C və V maddəsini ekstraksiya edirlər. Qalan qalıq olan Q yağını ayırırlar (M=1577–2389 q/mol). Onuda qızdırdıqda kauçuka oxşar D polimerii əmələ gəlir və reaksiyaya girməyən 0,21 q XCln qalır. Efiri buxarlandırdıqdan sonra A və V-ni 140oC-də və P təzyiqi (Pa) altında qovma ilə ayırırlar. A, V və D-nin element tərkibi eynidir, petroleyn efirində (WB=WV) məhlulların kristallaşma temperaturunun dəyişməsi isə ΔtV : ΔtB = 0,75:1 kimi olur. Maddələrin quruluşu haqqında bir sıra məlumatlar aşağıdakı cədvəldə verilmişdir.

1) Hesablamaları yerinə yetirin və maddələri müəyyən edin. Reaksiyaların tənliklərini yazın.

2) A, V, D, XCln (qaz) maddələrinin və XCln (bərk) fraqmentinin quruluş formullarını çəkin.

3) Q yağında polimerləşmə dərəcəsini göstərin.

4) Cədvəldə buraxılmış yerləri doldurun.

5) Reaksiyanın qurtarmasını fiksasiya edən sadə üsul təklif edin.

6) A maddəsinin qaynama entalpiyasının qiymətini və vakkumda qovulması zamanı təzyiqi (P) müəyyən edin.

 

HƏLLİ:

C, B və D-nin element tərkibi eynidir, və .

XCln + YCl → A + mHCl1

A burada C, B və D-nin sadə formuludur.

 

Ay=13,38m – 35,5  (m≥4);

m=4 olduqda Ay=18q/mol. X və ya Y-in tərkibində hidrogen olmalıdır (HCl ayrılır). Əgər hidrogen Y-in tərkibindədirsə onda Y – NH4+, NH4Cl, Y1 isə N olar.

n=2 olduqda Ba2+ uyğun gəlir, lakin BaCl2, NH4Cl ilə reaksiyaya girmir. Deməli XCl→ PCl5-dir, A isə NPCl2-dir.

PCl5 + NH4Cl → NPCl2 + 4HCl

C – (NPCl2)3; B – (NPCl2)4; D – (NPCl2)a

Q-də P-Cl rabitəsi B-də və PCl5 (bərk)-dəki kimidir.

Deməli polimer zənciri PCl4+ və PCl6- qırır (əvvəllər Cl- və PCl4+ hesab edilirdi).

3. (NPCl2)b∙2PCl5    M=116∙b + 417    10≤b≤17

4. C:1200, altıbucaqlı

    B: 1,57A0; 1,98A0: aromatik deyil.

    D:1,56 A0; 1,98 A0: xətti polimer.

5. Içərisində H2SO4 olan sınaq şüşəsində HCl-un ayrılması qurtardıqda.

Məsələ 3.

Mürəkkəb oksidlərin quruluş tiplərindən biri şpineldir. Oksigen ionu sıx qablaşmış 8 tetraedirik və 4 oktaedrik boşluqlu XY2O4 formul vahidinə uyğun kubik qəfəs əmələ gətirir. «Normal şpinellər» adlanan ikiyüklü ionlar (X2+) tetraedrik boşluğun 1/8 hissəsini tutur, üçyüklü ionlar (Y3+) isə oktaedrik boşluğun yarısını tutur. «Çevrilmiş» (döndərilmiş) quruluşlu şpinellərdə X2+ ionları və Y3+ ionlarının yarısı yerlərini dəyişir, başqa sözlə X2+ ionları və Y3+ ionlarının yarısı oktaedrik boşluğu tutur, Y3+ ionlarının digər yarısı isə tetraedrik boşluğu tutur. Şpinellər keramik boyaq kimi («Tenarov göyü» - CoAl2O4), maqnit materiallar kimi istifadə edilir.

1) Şpinellər üçün bir elementar qəfəsə uyğun formul vahidlərinin sayını hesablayın.

2) ZnO-CoO-Al2O3; MgO-CoO-Al2O3; MgO-Cr2O3-Al2O3 üç komponentli sistemlərin diaqramlarında şpinel fazalara müvafiq sahələri göstərin. Göstərilən sistemlərdə şpinel fazaların ümumi formullarını çıxarın. Onların sərhədlərinə cavab verən tərkib formullarını yazın. (Diaqramlar mol % ilə verilmişdir, üçbucağın göstərilən fazalarda təpələri 100 mol %-ə uyğundur).

3) Çıxarılmış şpinel fazaların normal və ya çevrilmiş olduğunu göstərin (lazım olmayanın üstündən xətt çəkin).

4) Şpinellərin (və yalnız şpinellərin deyil) rəngi, birləşmənin tərkibinə daxil olan ionlarda d-d elektron keçidi ilə müəyyən edilir. Məsələn, rubin mineralının rəngi  (Al2O3-də 5 mol  %-ə dək Cr2O3 olan bərk məhlul,  tərkibini  (Al1-xCrx)2O3 kimi yazmaq olar, burada x ≤ 0,05) xrom ionunda d-d elektron keçidi ilə müəyyən edilir (mineral Al2O3 – leykosapfir-rəngsizdir). Diaqramda rubinin tərkibinə uyğun tərkibin sahəsini göstərin. Rubinin rəngini müəyyən edən xrom ionunda neçə cütləşməmiş elektron vardır?

5) II Yekaterina tərəfindən tac qoyulmuş Nozyenin işlərinin zirvə tacı uzun müddət rubin hesab edilmiş böyük qırmızı daşdır. Daha sonralar tədqiqatlar göstərdi ki, bu daş nəcib şpineldir. Diaqramda bu daşın tərkibinə uyğun sahəni göstərin.

6) CoAl2O4 tərkibli şpinel üçün kobalt ionunun koordinasiya poliedrini (tetraedr və ya oktaedr) müəyyən edin. Kobalt ionunda cütləşməmiş elektronların sayını müəyyən edin.

7) ZnO-də 7 mol%-dək CoO olan bərk məhlullar (ZnS tipində heksaqonal quruluşlu vürsit) yaşıl rəngə malikdir (Rinmanov yaşılı). MgO-də CoO olan bərk məhlullar (NaCl tipində kubik qəfəsli) hansı rəngə malikdirlər. Bu tərkibləri diaqramda göstərin.

8) Qırmızı və ağ rəngli keramik boyaların tərkiblərini təklif edin:

a) yalnız şpinel quruluşlu birləşmələrdən təşkil olunmuş;

b) istənilən quruluşlu birləşmələrdən təşkil olunmuş.

 Yalnız üçlü diaqramlardan çıxarılmış birləşmələrdən istifadə edin.

 

HƏLLİ:

1. Oksigen atomları üçün sıx (üçlaylı) yığılmış həcmi mərkəzləşmiş kubik qəfəs uyğundur. Dörd X atomu kubun təpələrində və mərkəzində, digər dördü isə kubun daxilində (üçüncü tərtib oxun üzərində) yerləşir. Beləliklə, Z=4 + 4=8.

2.

     

 

ZnAl2O4

MgAl2O4

MgAl2O4

CoAl2O4

CoAl2O4

MgCr2O4

(Zn1-xCox)Al2O4

(Mg1-xCox)Al2O4

Mg(Al1-xCrx)2O4

 

3.

Tərkib

Şpinelin növü

Tərkib

Şpinelin növü

ZnAl2O4

normal

MgAl2O4

normal

 

 

CoAl2O4

normal

(Mg1-xCox)Al2O4

normal

 

 

(Zn1-xCox)Al2O4

normal

MgCr2O4

normal

 

 

Mg(Al1-xCrx)2O4

normal

 

 

 

 

 

 

4. Cr3+-in elektron quruluşu – 1s2s2p6 3s3p6 3d3, üç qoşalaşmamış elektronu var.

5.

6. Co(II)-nin əhatəsi tetraedirikdir (normal şpinel) Co(II)-nin elektron quruluşu 1s2s2p6 3s3p6 3d7, qoşalaşmamış elektronların sayı 10 – 7=3

7.

NaCl kubik qəfəs tipində kobaltın koordinasiyalı poliedzi – oktaedr.

Rəngi – qırmızı (rəngin intensivliyi X-dən asılıdır).

8. a)

Rəng

Tərkiblər

ZnAl2O4, MgAl2O4

göy

(Zn1-xCox)Al2O4

qırmızı

Mg(Al1-xCrx)2O4

 

b)

MgO, Al2O3

göy

(Zn1-xCox)Al2O4

qırmızı

(Al1-xCrx)2O3, (Mg1-xCox)O

 

Tərtib edən: 

             Mütəllim Məhərrəm oğlu Abbasov

 

 

– pedaqoji elmləri doktoru, Y.H.Məmmədəliyev adına Neft-Kimya Prosesləri İnstitutunun baş elmi işçisi, Azərbaycan Respublikasının əməkdar müəllimi

 

2015-11-18   10568