1. Наборы квантовых чисел для энергетических состояний указанных конфигураций выглядят так:
- Для 1s2: n=1, l=0, ml=0, ms=±1/2
- Для 5p2: n=5, l=1, ml=-1, ml=0, ms=±1/2
- Для 4f2: n=4, l=3, ml=-2, ml=-1, ms=±1/2
2. а) Место элемента в Периодической системе может быть определено по его атомному номеру. Но так как вопрос не указывает атомные номера элементов, то нам надо определить их на основе указанных конфигураций. В конфигурации 5s25p5 электроны находятся в пятом энергетическом уровне (периоде) и на втором подуровне p (пятая группа, 17A, галогены, подгруппа p). В конфигурации 4s2,3d2 электроны находятся в четвертом энергетическом уровне (периоде) и на первом подуровне d (четвертая группа, 2A, щелочноземельные металлы, подгруппа d).
б) Распределение электронов для указанных конфигураций:
- Для 5s25p5: в пятом энергетическом уровне (периоде) находятся 7 электронов в двух подуровнях s и p. Пять электронов находятся на подуровне p, а два электрона на подуровне s.
- Для 4s2,3d2: в четвертом энергетическом уровне (периоде) находятся 4 электрона в двух подуровнях s и d. Два электрона находятся на подуровне s и два электрона находятся на подуровне d.
в) Высшая степень окисления может быть определена по группе элемента в Периодической системе и общему количеству валентных электронов. Для элемента в группе A его высшая степень окисления соответствует общему количеству валентных электронов, а для элементов в группе B высшая степень окисления равна остатку, полученному делением общего количества валентных электронов на 2.
- Для 5s25p5: общее количество валентных электронов равно 7, поэтому высшая степень окисления равна 7.
- Для 4s2,3d2: общее количество валентных электронов равно 4, поэтому высшая степень окисления равна 4.
Для ответа на данный вопрос, нам нужно разобрать каждый шаг реакции и записать уравнение для каждого превращения вещества.
1. Метан-1 -> Ацетилен-2:
Для превращения метана (CH4) в ацетилен (C2H2) необходимо провести процесс деагидрирования, т.е. удалить из метана молекулу водорода. Данную реакцию можно осуществить при нагревании метана в присутствии катализатора (например, никеля) или используя электрический разряд в смеси метана и водорода.
Уравнение реакции: CH4 -> C2H2 + 2H2
2. Ацетилен-2 -> Бензол-3:
Для превращения ацетилена (C2H2) в бензол (C6H6) необходимо провести циклизацию, т.е. формирование ароматического кольца. Для этого можно использовать реакцию, называемую полимеризацией, которая происходит при использовании определенных катализаторов (например, алюминийхлорида AlCl3) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: 3C2H2 -> C6H6
3. Бензол-3 -> Хлорбензол-4:
Для превращения бензола (C6H6) в хлорбензол (C6H5Cl) необходимо провести замещение атомов водорода атомами хлора. Для этого можно использовать реакцию хлорирования с использованием различных хлорирующих агентов (например, хлора, фосгена и т.д.) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: C6H6 + Cl2 -> C6H5Cl + HCl
4. Хлорбензол-4 -> Фенол-5:
Для превращения хлорбензола (C6H5Cl) в фенол (C6H5OH) необходимо провести замещение атома хлора гидроксильной группой. Для этого можно использовать реакцию гидролиза с использованием щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением.
Уравнение реакции: C6H5Cl + NaOH -> C6H5OH + NaCl
5. Фенол-5 -> 2,4,6-трибромфенол:
Для превращения фенола (C6H5OH) в 2,4,6-трибромфенол (C6H2Br3OH) необходимо провести замещение атомов водорода атомами брома. Для этого можно использовать реакцию бромирования с использованием хлористого или бромистого брома (Br2) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Условия осуществления реакций:
- Для деагидрирования метана, возможны варианты использования высокой температуры, около 900-1000°C и катализатора (например, никеля).
- Для циклизации, требуется использование катализатора (например, алюминийхлорида AlCl3) и определенных условий температуры и давления (оптимально около 500-600°C и 1-2 атм).
- Для хлорирования, возможно использование хлора или фосгена, и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 300-400°C и 5-10 атм).
- Для гидролиза, возможно использование щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением (оптимально около 100-150°C и 2-3 атм).
- Для бромирования, возможно использование хлористого или бромистого брома (Br2), и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 50-80°C и 1-2 атм).
- Для 1s2: n=1, l=0, ml=0, ms=±1/2
- Для 5p2: n=5, l=1, ml=-1, ml=0, ms=±1/2
- Для 4f2: n=4, l=3, ml=-2, ml=-1, ms=±1/2
2. а) Место элемента в Периодической системе может быть определено по его атомному номеру. Но так как вопрос не указывает атомные номера элементов, то нам надо определить их на основе указанных конфигураций. В конфигурации 5s25p5 электроны находятся в пятом энергетическом уровне (периоде) и на втором подуровне p (пятая группа, 17A, галогены, подгруппа p). В конфигурации 4s2,3d2 электроны находятся в четвертом энергетическом уровне (периоде) и на первом подуровне d (четвертая группа, 2A, щелочноземельные металлы, подгруппа d).
б) Распределение электронов для указанных конфигураций:
- Для 5s25p5: в пятом энергетическом уровне (периоде) находятся 7 электронов в двух подуровнях s и p. Пять электронов находятся на подуровне p, а два электрона на подуровне s.
- Для 4s2,3d2: в четвертом энергетическом уровне (периоде) находятся 4 электрона в двух подуровнях s и d. Два электрона находятся на подуровне s и два электрона находятся на подуровне d.
в) Высшая степень окисления может быть определена по группе элемента в Периодической системе и общему количеству валентных электронов. Для элемента в группе A его высшая степень окисления соответствует общему количеству валентных электронов, а для элементов в группе B высшая степень окисления равна остатку, полученному делением общего количества валентных электронов на 2.
- Для 5s25p5: общее количество валентных электронов равно 7, поэтому высшая степень окисления равна 7.
- Для 4s2,3d2: общее количество валентных электронов равно 4, поэтому высшая степень окисления равна 4.
3. Полная электронная формула атома Bi: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p3
Полная электронная формула иона Bi3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10
Полная электронная формула атома брома: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Полная электронная формула иона Br–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
1. Метан-1 -> Ацетилен-2:
Для превращения метана (CH4) в ацетилен (C2H2) необходимо провести процесс деагидрирования, т.е. удалить из метана молекулу водорода. Данную реакцию можно осуществить при нагревании метана в присутствии катализатора (например, никеля) или используя электрический разряд в смеси метана и водорода.
Уравнение реакции: CH4 -> C2H2 + 2H2
2. Ацетилен-2 -> Бензол-3:
Для превращения ацетилена (C2H2) в бензол (C6H6) необходимо провести циклизацию, т.е. формирование ароматического кольца. Для этого можно использовать реакцию, называемую полимеризацией, которая происходит при использовании определенных катализаторов (например, алюминийхлорида AlCl3) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: 3C2H2 -> C6H6
3. Бензол-3 -> Хлорбензол-4:
Для превращения бензола (C6H6) в хлорбензол (C6H5Cl) необходимо провести замещение атомов водорода атомами хлора. Для этого можно использовать реакцию хлорирования с использованием различных хлорирующих агентов (например, хлора, фосгена и т.д.) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: C6H6 + Cl2 -> C6H5Cl + HCl
4. Хлорбензол-4 -> Фенол-5:
Для превращения хлорбензола (C6H5Cl) в фенол (C6H5OH) необходимо провести замещение атома хлора гидроксильной группой. Для этого можно использовать реакцию гидролиза с использованием щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением.
Уравнение реакции: C6H5Cl + NaOH -> C6H5OH + NaCl
5. Фенол-5 -> 2,4,6-трибромфенол:
Для превращения фенола (C6H5OH) в 2,4,6-трибромфенол (C6H2Br3OH) необходимо провести замещение атомов водорода атомами брома. Для этого можно использовать реакцию бромирования с использованием хлористого или бромистого брома (Br2) и учетом определенных условий (температура, давление и т.д.).
Уравнение реакции: C6H5OH + 3Br2 -> C6H2Br3OH + 3HBr
Условия осуществления реакций:
- Для деагидрирования метана, возможны варианты использования высокой температуры, около 900-1000°C и катализатора (например, никеля).
- Для циклизации, требуется использование катализатора (например, алюминийхлорида AlCl3) и определенных условий температуры и давления (оптимально около 500-600°C и 1-2 атм).
- Для хлорирования, возможно использование хлора или фосгена, и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 300-400°C и 5-10 атм).
- Для гидролиза, возможно использование щелочей (например, гидроксида натрия), при нагревании и под давлением (оптимально около 100-150°C и 2-3 атм).
- Для бромирования, возможно использование хлористого или бромистого брома (Br2), и требуется использование определенных условий температуры и давления (оптимально около 50-80°C и 1-2 атм).