какая молекула содержит атомы углерода азота и фосфора одновременно

6 задание ЕГЭ по химии. Часть 5. Фосфор, азот, углерод

6 задание ЕГЭ по химии. Часть 5. Фосфор, азот, углерод

Продолжаем рассматривать 6 задание ЕГЭ по химии и сегодня у нас с вами представители пятой группы главной подгруппы Периодической системы – азот и фосфор, а также представитель четвертой группы – углерод.

Элементы пятой главной подгруппы

Азот является важнейшим элементом живого мира. Элемент входит в состав белков и аминокислот. Соединения азота главные участники обмена веществ в живой природе. Получение азота различно, а вот вывод из организма животных (и человека естественно) только в виде карбамида (она же мочевина). А вот при разложении растительных остатков образуется аммиак.

Получение азота и его химические свойства.

Свободный азот представляет собой бесцветный газ без вкуса и запаха, не подвержен горению и непригоден для дыхания. Каждый атом азота имеет три неспаренных электрона. При перекрывании атомных орбиталей в пространстве они дают три ковалентные связи. Таким образом атомы в молекуле азота соединены между собой тройной химической связью, которая очень прочная. Это и объясняет химическую инертность азота.

Азот получают из воздуха при помощи удаления кислорода в ходе химической реакции или путем фракционной перегонки жидкого воздуха. В лаборатории азот получаем, разлагая нитрит аммония.

Как мы написали выше большая прочность связи в молекуле азота определяет химические свойства азота. Во-первых, большинство реакций с азотом эндотермичны и их энергия активации очень высокая.

При комнатной температуре ленивая молекула вступает в реакцию только с щелочным металлом литием с образованием нитрида лития.

А вот при воздействии электрического заряда, ультрафиолетового облучения, высокочастотных полей инертный азот вступает в реакцию со многими органическими и неорганическими соединениями.

Для того чтобы добиться взаимодействия азота с другими металлами (даже с тем же активным магнием) или с водородом и кислородом, необходимо повышение температуры до 500-600 градусов по Цельсию. В таких реакциях мы получаем нитриды, аммиак и монооксид азота.

Большинство нитридов представляют собой твердые вещества с широкой областью гомогенности. Их состав, как правило, не соответствует обычным степеням окисления, а температуры плавления крайне высокие.

Большая часть синтезируемого азота отправляется на производство аммиака и азотной кислоты, а также на создание инертной атмосферы в определенных областях производства.

Фосфор. Имеет три неспаренных электрона подобно азоту. Наличие вакантных d-орбиталей позволяет промотировать s-электроны и переходить в конфигурации sp3d с пятью неспаренными электронами.

Получение фосфора и его химические свойства

В промышленности фосфор получают при прокаливании в электропечи смеси фосфата кальция, песка и кокса. Реакция очень эндотермична, однако появление 6 молей газа в результате реакции (5 молей монооксида углерода и 1 моль фосфора) увеличивает энтропию (энергия Гиббса равна нулю, а температура составляет почти две тысячи градусов).

При движении от азота к фосфору прочность пи-связей уменьшается в большей мере, нежели сигма-связей. Это приводит к тому что при обычных условиях в твердом состоянии образование сигма-связей отвечает минимуму энергии, в отличии от кратности связи азота. Сигма-связи в молекуле позволят образовать бесконечные плоскости (конфигурация представлена в черном фосфоре). Также возможно получение замкнутых молекул. При температуре ниже 1200 градусов устойчива только молекула Р4, в которой атомы элемента расположены в вершинах тетраэдра и каждый атом образует три сигма-связи. Если происходит понижение температуры ниже 287 градусов, то пары фосфора конденсируются в бледно-желтую жидкость, застывающую при температуре 44 градусов выше нуля. Это белый фосфор. Это вещество обладает высокой реакционной способностью, возгорается на воздухе при температуре 50 градусов по Цельсию, что определяется высокой сопряженностью молекулы.

На свету, без доступа воздуха белый фосфор переходит в более стабильную модификацию со слоистой структурой и менее сопряженными связями. Все полимерные модификации фосфора имеют различную окраску и свойства.

Самая распространенная в практических целях модификация – красный фосфор. Обладает значительно меньшей реакционной способностью по сравнению с белым фосфором, температура плавления 580 градусов, возгорается при температуре 250 градусов. Не токсичен.

Самой устойчивой модификацией считается черный фосфор. Получают при нагревании до 200 градусов. Обладает еще меньшей реакционной способностью чем красный.

Примечательно, что при повышении температуры в се вариации фосфора образуют пар, представленный четырехатомными молекулами, которые далее конденсируются в белый фосфор. Эти четырехатомные молекулы при нагревании свыше 1200 градусов распадаются на двухатомные. Последние устойчивы при нагревании до 3000 градусов.

В обычных условиях фосфор вступает активно в реакцию с галогенами.

Белый фосфор окисляется при комнатной температуре кислородом воздуха. Процесс сопровождается свечением в темноте. Поэтому процесс получил название хемолюминисценции.

Реакция протекает по цепному механизму.

При нагревании фосфор вступает в реакции с большинством металлов в качестве окислителя с образованием фосфидов. А с неметаллами выступает в роли восстановителя.

В промышленности основная часть фосфора идет на получение фосфорной кислоты и фосфорных удобрений.

Элемент четвертой главной подгруппы – углерод

Давайте теперь приступим к рассмотрению четвертой группы главной подгруппы периодической системы. Остановимся на рассмотрении химии углерода и кремния.

Углерод. По распространенности на Земле занимает 13-е место. В основном находится в карбонатах металлов (основная масса его в карбонатах кальция и магния). Углерод — главная составляющая часть всего животного и растительного мира. Электронная конфигурация атома углерода 1s 2 2s 2 2p 2 это означает, что в химических связях элемента принимают участие четыре электрона, а из трех 2р-орбиталей электронами заняты лишь две.

Получение и химические свойства углерода

Углерод присутствует в природе в самородном состоянии в виде каменного угля, графита и алмаза. Большая часть необходимого промышленности углерода получают искусственным путем в виде сажи при частичном сгорании углеводородов. Сажа находит применение в качестве наполнителя в резинотехнической промышленности. А каменный уголь необходим в качестве топлива и восстановителя в металлургической промышленности.

Давайте подробно рассмотрим модификации углерода.

Уголь – черное или бурое вещество, образованное из отмерших остатков растений, накапливающихся в торфяных болотах. Различают антрацитовый уголь, каменный и бурый. Антрацит с геологической точки зрения самый древний вид угля – это антрацит. Чистый углерод встречается в четырех кристаллических формах –графит, алмаз, карбин, фуллерен.

Представлен в виде серо-черных непрозрачных кристаллов, напоминающих куски засохшей глины. Мягкий, обладает металлическим блеском, оставляет на бумаге серо-черный след. Обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. Кристаллическая структура графита «слоистая». В решетке атомы углерода прочно соединены ковалентными связями.

При температуре 3750 градусов происходит плавление графита с образованием жидкости черного цвета и полимерного строения. Графит не вступает в реакции с кислотами при стандартных условиях, не реагирует с щелочными растворами и расплавами. При нагревании со смесью азотной кислоты, хлората калия образует бензолгексакарбоновую кислоту.

Модификация углерода в чистом состоянии представляющая собой бесцветные, прозрачные кристаллы, сильно преломляющие свет. Кристаллы алмаза построены из тетраэдрически расположенных атомов углерода, хорошо связанных между собой прочными ковалентными связями. В обычных условиях алмаз может существовать неограниченное время, однако, при температуре выше 1000 градусов и в вакууме стремительно без плавления рассыпается и превращается в графит. Алмаз химически инертен. Является уникальным веществом, прекрасным абразивным материалом.

Таким образом, углерод при обычных условиях достаточно инертен. Не вступает в реакцию с кислородом, водородом, галогенами. Не вступает в реакцию с растворами кислот и щелочей. Однако взаимодействует с сильными окислителями. При нагревании сгорает в атмосфере кислорода или на воздухе с образованием диоксида углерода. Не реагирует с другими неметаллами за исключением фосфора и серы (вспомните, почему?). В реакцию с металлами вступает только при высоких температурах (от тысячи до двух тысяч градусов). С водородом реагирует при высоком давлении.

За счет низкой реакционной способности углерода графит активно используется для изготовления электродов и тиглей. А еще элемент используется в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах (подумайте, почему?)

Источник

Тестовые задания к параграфу 14

1. Относительная молекулярная масса оксида железа Fe₂O₃ равна
1) 320; 2) 160; 3) 480; 4) 62

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс с учетом коэффициентов: Mr (Fe₂O₃) = 2 * Ar (Fe) + 3 * Ar (O) = 2 * 56 + 3 * 16 = 112 + 48 = 160

Ответ: 2) 160 а. е. м.

2. Тот факт, что молекула азота состоит из двух атомов азота, отражает запись:
1) 2N; 2) N₂; 3) N₂O; 4) N₂O₃

Речь идет о молекуле азота, а не оксида. Количество атомов в молекуле отображает нижний индекс.

Ответ: 2) N₂

3. Запись 2O₂ обозначает:
1) четыре атома кислорода;
2) два атома кислорода;
3) две молекулы кислорода;
4) четыре молекулы кислорода.

Цифра перед молекулой означает количество этих молекул. Поэтому:

Ответ: 3) две молекулы кислорода.

4. Верны ли следующие суждения?
А. Для веществ немолекулярного строения подсчитывают не относительную молекулярную массу, а относительную формульную массу.
Б. Для веществ молекулярного строения подсчитывают молекулярную массу.
1) Верно только А; 2) верно только Б; 3) оба суждения верны; 4) оба суждения неверны.

Ответ: 3) оба суждения верны.

Однако, забегая вперед, хочу сказать, что среди органических веществ нередко встречаются полимеры. Одни из самых известных полимеров – полиэтилен, полипропилен, целлюлоза, каучук (и его модификация – резина), а также многие пластмассы. Для них зачастую используют относительную формульную массу, хотя они и имеют молекулярное строение.

Источник

Какая молекула содержит атомы углерода азота и фосфора одновременно

Определите, атомы каких из указанных элементов имеют в основном состоянии три неспаренных электрона. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:

Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.

1. Бор:

2. Фосфор:

3. Литий:

4. Азот:

5. Алюминий:

Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите эти элементы в порядке увеличения основных и уменьшения кислотных свойств высшего гидроксида. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.

Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:

Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.

В одном (втором) периоде находятся литий, бор и азот. В периоде с увеличением порядкового номера элемента основные свойства соответствующих высших гидроксидов ослабевают, поэтому последовательность данных атомов в порядке увеличения основных и уменьшения кислотных свойств высших гидроксидов выглядит следующим образом: азот — бор — литий.

Выберите два элемента, у которых высшая степень окисления равна +3. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в порядке возрастания.

Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов:

Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.

Элемент может иметь степень окисления от максимальной положительной до максимальной отрицательной. Максимальная положительная степень окисления элемента обычно численно совпадает с номером его группы в периодической системе. Максимальная отрицательная степень окисления элемента равна максимальной положительной степени окисления минус восемь.

Алюминий и бор расположены в IIIA группе.

Из предложенного перечня выберите две молекулы с ковалентной неполярной связью.

1)

2)

3)

4)

5)

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

В молекуле этана () есть углерод-углеродная связь, которая является ковалентной неполярной. А также в молекула азота связь азот-азот ковалентная неполярная.

Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: А) амфотерного оксида; Б) кислотного оксида; В) несолеобразующего оксида.

1.	2.	3.
4.	5.	6.
7.	8.	9.

Запишите в таблицу номера ячеек, в которых расположены вещества, под соответствующими буквами.

Оксиды делятся на 2 класса: солеобразующие и несолеобразующие. Последние представляют собой 4 оксида, которые стоит запомнить — это Класс солеобразующих оксидов делится на 3 подкласса: кислотные, амфотерные, основные. Кислотными оксидами являются оксиды всех неметаллов и металлов в степени окисления от +5 до +8. Амфотерными — оксиды металлов в степенях окисления +3; +4 (Исключения: Основными оксидами являются оксиды металлов в степенях окисления +1; +2.

А. — оксид олова, амфотерный оксид;

Б. — оксид азота (IV), кислотный оксид;

В. — оксид кремния, несолеобразующий оксид.

Источник

Какая молекула содержит атомы углерода азота и фосфора одновременно

Какие два утверждения верны для характеристики как азота, так и фосфора?

1) На внешнем энергетическом уровне в атоме находится три электрона.

2) Соответствующее простое вещество существует в виде двухатомных молекул.

3) В соединениях проявляет как положительную, так и отрицательную степень окисления.

4) Значение электроотрицательности меньше, чем у фтора.

5) Химический элемент образует высший оксид состава

Запишите номера выбранных ответов.

1. И азот, и фосфор расположены в VA группе П.С. и имеют по 5 валентных электронов.

2. Простое вещество азота существует в виде двухатомных молекул , тогда как фосфор — нет.

3. Да, и азот, и фосфор в соединениях могут проявлять как положительную (например, в нитратах и фосфатах) степень окисления, так и отрицательную (например, в нитридах и фосфидах).

4. Да, значения электроотрицательности азота и фосфора меньше, чем фтора (фтор вообще самый электроотрицательный элемент).

5. Нет, формула высшего оксида и для азота, и для фосфора

Источник

Решите биологию. Химический состав клетки

2. 1. 1. Какой из химических элементов одновременно входит в состав костной ткани и нуклеиновых кислот?

1) Калий.
2) Фосфор.
3) Кальций.
4) Цинк.

2.1.2. Из перечисленных химических элементов в клетках в наименьшем количестве содержится:

1) азот;
2) кислород;
3) углерод;
4) водород.

2.1.3 Из перечисленных элементов в молекуле хлорофилла содержится:

1) натрий;
2) калий;
3) фосфор;
4) магний

2.1.4. Примером активного ионного транспорта является:

2.1.5. Из перечисленных веществ является гидрофобным:

1) спирт;
2) сахар;
3) ДНК;
4) Марганцовокислый калий.

2.1.6. Полярностью воды обусловлена ее:

1) теплопроводность;
2) теплоемкость;
3) способность растворять неполярные соединения;
4) способность растворять полярные соединения.

2.1.7. При замерзании воды расстояние между ее молекулами:

2.1.8. У детей развивается рахит при недостатке:

1) марганца и железа;
2) кальция и фосфора;
3) меди и цинка;
4) серы и азота.

2.1.9. Передача возбуждения по нерву или мышце объясняется:

1) разностью концентраций ионов натрия и калия внутри и вне клетки;
2) разрывом водородных связей между молекулами воды;
3) изменением концентрации водородных ионов;
4) теплопроводностью воды.

2.1.10 Между атомами в молекуле воды возникают химические связи:

2.1.11. Химические связи, обуславливающие поверхностное натяжение воды называются:

1) ковалентными;
2) ионными;
3) водородными;
4) гидрофобными.

2.1.12 Среда, в которой перевариваются белки пищи является:

1) нейтральной ;
2) щелочной;
3) Слабощелочной;
4) кислой.

2.1.13. В состав желудочного сока входит:

1) Na2CO3
2) HCl;
3) H2SO4;
4) NaOH

2.1.14. Вода обладает способностью растворять ионные вещества потому что:

1)она содержит ионы;
2) ее молекулы полярны;
3)она содержит кислород;
4) атомы в ее молекулах соединены ковалентными связями.

2.1.15. Частоту сердечных сокращений снижают препараты:

1) калия
2) кальция;
3) натрия;
4) магния

2.1.16. Железо входит в состав:

1) АТФ
2) РНК
3) Гемоглобина
4) Хлорофилла

Заполните пропуски в предложениях.

2.1.17. В молекуле воды _________атом кислорода _____________связан с _________ атомами водорода.

2.1.18 Молекула воды ____________., т. к. кислород электроотрицательнее водорода.

2.1.19 Между атомом кислорода одной молекулы и атомом __________ другой молекулы воды образуется _____________ ________.

2.1.20 Полярностью молекул воды обеспечивается ее способность _______________ другие полярные соединения.

2.1.21 Наличием множества слабых водородных связей обеспечиваются такие свойства воды как _______________ и _____________________.

2.1.22. Максимальную плотность вода имеет при ____. Поэтому лед __________воды и плавает на ее поверхности.

2.1.23. По отношению к воде все вещества клетки делятся на _____________и ____________________.

Источник