НОХ 2010, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 1

МОМН, 42-ра НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2010 година. Национален кръг, 27 – 28 март. Теоретичен кръг · 27 март 2010 г.

Условие

I. При пълно взаимодействие между алуминий и солна киселина, след изпаряване на излишната вода се получават безцветни кристали от съединението $\mathrm{AlCl_3.xH_2O}$.

1. Определете формулата на кристалохидрата, ако от 10,8 g алуминий се получават 96,6 g безцветни кристали.

Алуминиевите йони и водните молекули образуват комплексен йон (аквакомплекс).

2. Определете донорите и акцепторите в образуването на координативните (донорно-акцепторни) връзки?

3. Изразете с електронна формула електронната конфигурация на комплексообразувателя. Кои атомни орбитали на комплексообразувателя участват в тези връзки?

4. Какъв е типът хибридизация на тези атомни орбитали?

5. Каква е геометричната форма на аквакомплекса?

II. Безводен алуминиев хлорид се получава при взаимодействие на алуминий с хлор. Полученото съединение сублимира при температури над 340 °C.

6. Какви частици съществуват в газовата фаза?

7. Определете молекулната им маса, ако при загряване на 0,2 g безводен $\mathrm{AlCl_3}$ при 400 °C в съд с обем 1 L се установява налягане 4191 Pa.

8. Каква е формулата на тези частици?

В тези частици съществуват ковалентни полярни връзки и част от тях са координативни (донорно-акцепторни).

9. Кои атоми са донори и кои акцептори?

10. Какъв е типът хибридизация на алуминиев атом?

11. За какво се използва безводен алуминиев трихлорид?

Решение

Необходими данни

Универсална газова константа $R = 8{,}314\ \mathrm{J/(mol\ K)}$

$0\ {}^{\circ}\mathrm{C} = 273\ \mathrm{K}$

Характеристични ивици на поглъщане на функционалните групи:

Функционална група	Област на поглъщане, cm$^{-1}$
O-H (фенолна, свързана с водородна връзка)	3550-3200
O-H (алкохолна, свързана с водородна връзка)	3500-3200
N-H (амид)	3520-3400
$\mathrm{R_3N\text{-}H^+}$	2700-2330
SH	2600-2550
C=O (цикличен естер)	1795-1760
C=O (ацикличен естер)	1730-1715
C=O (амид)	1700-1680
ароматни ядра	1600 и 1500
C-O (първичен алкохол)	1075-1000
C-O (вторичен алкохол)	1150-1075
C-O-C (оксиран)	860-840

---

Оригинал в Архива: Problems.pdf