СВОЙСТВА СВЯЗАННОГО И ИЗОЛИРОВАННОГО АТОМА
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОГО УЧЕНИЯ
Все вещества состоят из атомов;
Атомы могут взаимодействовать друг с другом;
Атомы могут образовывать молекулы, ионы, электроны, радикалы и т.д.
Все частицы вещества находятся в непрерывном хаотичном движении/колебании; В химических превращениях атомы остаются неизменны, меняется лишь их группировка
ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ:
Атом – мельчайшая, неделимая частица вещества, являющаяся носителем его свойств.
Молекула – частица вещества, представляющая собой совокупность атомов, связанных между собой силами ковалентной связи и образующих определённую структуру. Сохраняет хим св-ва данного вещества
Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро
Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Относит. Атомная масса – значение массы атома выраженная в атомных ед массы (безразмерная)
Абсолютная атомн масса – истинная масса эл-та, выражена в граммах
Эквивалентная масса – масса 1 эквивалента
Молярный объем – объем 1 моля в-ва при данной Т и Р
Химическое соединение – простое или сложное вещество состоящее из хим. Связанных атомов
Стехиометрия – раздел химии ктр рассматривает количественный состав и количественное соотношение между реаг. Веществами
Элемент – совокупность атомов с одинак зарядом атомных ядер
|
|
|
Молекулярное строение – строение в-в ктр состоят из однотипных молекул, имеющих в своем составе 1 и тот же набор атомов. Мельчайшая струкрур единица – молекула
Немолекулярное строение – мельчайшая структур единица – атомы и ионы
Химическая система – совокупность реагирующих веществ, мысленно выделенная из окруж среды
Газ – одно из агрегатных состояний вещества, хар-ся слабыми связями между составляющих частиц
Идеальный газ – 1. Отсутствуют взаимные силы притяж. 2. Молекулы = материальные точки. 3. Только упругие удары.
Хим. Реакция – превращение 1 или нескольких веществ в другие без изменения ядер атомов.
Изоморфизм – св-во элементов замещать друг друга в структуре кристалла
Вещество – вид материи состоящий из элементарных частиц имеющих массу покоя
Эквивалент – такое кол-во вещества, ктр реагирует с 1 молем/атомом водорода (или замещает его в соединении)
Парциальное давление – давление отдельно зятого компонента газовой смеси
Число Авогадро – физ величина равная кол-ву спец. структурных единиц.
N а = 6*10 ^-27
Абсолютная плотность газа – масса 1 литра газа при н.у
Относительная плотность газа – отношение масс газов имеющих равный объем
|
|
|
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ
Закон сохранения массы вещества масса веществ вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции
закон постоянства состава:
Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.
Закон кратных отношений если два вещества (простых или сложных) образуют друг с другом более одного соединения, то массы одного вещества, приходящиеся на одну и ту же массу другого вещества, относятся как целые числа, обычно небольшие.
Закон объемных отношений: при неизменной Т и Р объем вступающих в реакцию газов обносятся к объему получившихся как простые целые числа
Закон Авогадро В равных объемах газов (V) при одинаковых условиях (температуре Т и давлении Р) содержится одинаковое число молекул.
1 Следствие из закона Авогадро: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объем.В частности, при нормальных условиях, т.е. при 0° С (273 К) и 101,3 кПа, объем 1 моля газа, равен 22,4 л. Этот объем называют молярным объемом газа Vm.
2 следствие из з Авогадро: Молекулярная масса газа равна произведению относит плотности по любому другому газу на молекулярную массу известного
|
|
|
Закон эквивалентов. Все вещества реагируют друг с другом пропорционально их эквивалентам
Газовые Законы
Закон Бойля-Мариотта – при постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объём постоянно. p1*V1=p2*V2 справедливо только для идеального газа.
Закон Гей-Люссака - при неизменной массе газа и постоянном давлении объём газа прямо пропорционален абсолютной температуре.V1/T1=V2/T2
Закон Шарля – давление газа фиксированной массы и фиксированного объёма прямо пропорционально абсолютной температуре газа. Р1/Т1=Р2/Т2
Закон Дюлонга — Пти — эмпирический закон, согласно которому молярная теплоёмкость твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R.
Средняя атомная теплоёмкость большинства твёрдых веществ близка и составляет ~25 Дж/моль*К.
Закон изоморфизма - одинаковое число атомов, соединенных одним и тем же способом, дает одну и ту же кристаллическую форму, которая не зависит от их химической природы атомов, а зависит лишь от их числа и положения. Объединенный газовый закон – Для любого газа отношение произведения давления и объема к температуре есть величина постоянная: PV/T = const
Уравне́ние состоя́ния идеа́льного га́за (иногда уравнение Менделеева — Клапейрона или уравнение Клапейрона) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. PV=nRT
|
|
|
СТОЕНИЕ АТОМА:
Томсон. Атом представлялся в виде положительно заряженной сферы с вкрапленными электронами. Ядерная модель.
Резерфорд - атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого двигаются электроны.
Квантово-механическая. Бор. Два постулата.1 электрон может двигаться вокруг ядра, не излучая энергии только по тем орбитам, для которых момент кол-ва движения равен целому числу, кратному постоянной Планка.
2 при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую происходит поглощение или излучение кванта энергии.
Постулат Планка: энтропия индивидуального кристаллического вещества при абсолютном нуле равна нулю: S0 = 0.
Основные постулаты квантовой механики:
· Квантованность энергии
· Корпускулярно-волновой дуализм
· Вероятностный характер микромира
ТЕРМИНЫ
Массовое число - число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре.
Дефект массы – разница между массой ядра и суммы масс составляющих его элементарных частиц.
Нуклид - атомы, различающиеся числом нуклонов в ядре или, при одинаковом числе нуклонов, содержащие разное число протонов или нейтронов.
Нуклон - общее название для составляющих атомное ядро протонов и нейтронов.
Электрон - стабильная отрицательно заряженная элементарная частица, масса 1/1836 а.е.м.
Протон – элементарная частица, положительно заряженная, имеет массу 1 а.е.м. Открыт Эрнестом Резерфордом в 1919 году.
Нейтрон – элементарная частица, не имеющая заряда, масса равна 1 а.е.м.
Изотоп - разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый заряд ядра, но при этом разные массовые числа.
Изобар – разновидности атомов, имеющие одинаковое массовое число.
Изотон – разновидности атомов, имеющие одинаковое количество нейтронов, но разное количество протонов.
Атомное ядро – центральная часть атома, в которой сконцентрирована большая часть массы атома.
Атомный номер – количество протонов в ядре (порядковый номер в периодической системе)
Атомная орбиталь – пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона (90% массы и времени)
Волновая функция - комплекснозначная функция, используемая в квантовой механике для описания чистого состояния системы.
Электронная формула - запись распределения имеющихся в атоме электронов по энергетическим уровням и орбиталям.
Электронно-графическая диаграмма - все электроны помечаются стрелочками, а ячейками (квадратиками) – орбитали. В одной ячейке не может находиться более двух электронов. Рассмотрим на примере ванадия. Сначала записываем электронную формулу и определяем валентные электроны:
Уровень (слой) - это те значения энергии, которые может принимать электрон в атоме.
Подуровень (подслой) -это совокупность орбиталей одного уровня с одинаковыми значениями орбитального квантового числа (L).
КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА, ПРИНЦИП ПАУЛИ, ПРАВИЛО ХУНДА
Состояние каждого электрона в атоме обычно описывают с помощью четырех квантовых чисел: главного (n), орбитального (l), магнитного (m) и спинового (s). Первые три характеризуют движение электрона в пространстве, а четвертое - вокруг собственной оси.
Главное квантовое число (поступательный момент движения). Определяет номер уровняразмер орбитали и энергию электрона.
n=1,2,3…
Орбитальное квантовое число Определяет форму орбитали.
l = 0 – s-орбиталь, шарообразная форма
l = 1 – p-орбиталь, форма объемной восьмерки («гантель» )
l = 2 – d-орбиталь, более сложная форма
l = 3 – f-орбиталь
Магнитное квантовое число Определяет ориентацию орбиталей в пространстве и их количество.
l = 0, m = 0 – 1 s-орбиталь
l = 1, m = -1,0,+1 - 3 p-орбитали
l = 2, m = -2,-1,0, +1,+2 – 5 d-орбиталей
Cпиновое квантовое число Характеризует 2 возможных направления вращения е
Ms= +_ ½
ПРАВИЛА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ
Принцип Паули.В атоме не может быть двух электронов, у которых значения всех квантовых чисел (n, l, m, s) были бы одинаковы, т.е. на каждой орбитали может находиться не более двух электронов (c противоположными спинами).
Правило Гунда. Атом в основном состоянии должен иметь максимально возможное число неспаренных электронов в пределах определенного подуровня.
П ринцип минимума энергии: Электроны заполняют Атомные Орбитали (А.О.) в порядке возрастания их (орбиталей) энергии:1s<2s<2p<3s<3p
Правила Клечковского: Электроны заполняют А.О. в порядке возрастания ∑(n,l) – суммы главного и побочного квантовых чисел:1s<2s<2p<3s<3p<4s (n+l =4+0=4)<3d (n+l=3+2=5)
Если ∑1(n,l) = ∑2(n,l), то заполнение А.О. идет в порядке возрастания n:
ЭКВИВАЛЕНТ
способы определения эквивалентов простых и сложных веществ.
Закон эквивалентов: вещества взаимодействуют в количествах, равных их эквивалентам или массы участвующих веществ пропорциональны молярным массам их эквивалентов 
1. Метод прямого определения. Молярная масса эквивалента определяется из данных прямого синтеза кислородного или водородного соединения данного элемента.
2. Аналитический метод. Производится точный анализ соединения данного элемента с любым другим, эквивалент которого известен.
3. Метод вытеснения водорода. Метод применяется для определения молярной массы эквивалентов металлов, способных вытеснять водород из разбавленных кислот и щелочей. Эквивалент определяется из отношения веса данного элемента к весу или объему вытесненного им водорода.
4. Электрохимический метод. Определяется весовое количество элемента, осаждающееся на электроде при электролизе соли данного элемента. (Эквивалент рассчитывается по закону Фарадея).
5. Теоретический метод. Химический эквивалент можно вычислить, зная атомный вес и валентность элемента: 
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Период – совокупность элементов с кол-м ê слоев, расположенных по возрастанию заряда ядра. номер периода – значение главного квантового числа.
Группа – совокупность элементов с равным кол-м валентных ê, расположенных по возрастанию заряда ядра.
Подгруппа – совокупность элементов с одинаковым внешним и пред внешним строением ê орбиталей.
Периодический закон - Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых ве-тв и соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомов.
Периодическая система Менделеева - сведение элементов в двумерную таблицу, в которой группа определяет основные физико-химические свойства, а периоды в определённой мере подобные друг другу.
Периодичность – повторяемость свойств у элементов, простых веществ и соединений при изменении порядкового номера элемента, а также появление у ряда свойств максимумов и минимумом количественного или качественного характера.
1. Главная - немонотонное изменение свойств по всей периодичной системе (повторяется электронная конфигурация, свойства простых веществ)
2. Внутренняя (горизонтальная) – не монотонность изменения свойств в пределах одного периода, отражающая различную устойчивость заполняемых различных обриталей (меняется энергия сродства, потенциал; повторяются свойства оксидов и кислотные свойства
3. Вторичная (вертикальная) – не монотонное изменение свойств в пределах одной группы, наиболее ярко в главных подгруппах.
ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА
1. Элементы расположены по возрастанию атомной массы
2. Величина атомной массыопред характер эл-та
3. Открытие новых элементов
4. Величина атомн массы может быть исправлена (от соседей)
СВОЙСТВА СВЯЗАННОГО И ИЗОЛИРОВАННОГО АТОМА
СВОЙСТВА ИЗОЛИРОВАНОГО АТОМА
Непериодические(ядро): А и Z
Периодические
1) Радиус атома
Радиус иона
3) Потенциал ионизации – разность потенциалов (напряжение), которое необходимо приложить к атому, чтобы электрон, ускоренным электрическим полем смог оторваться от атома.
Энергия ионизации – работа, необходимая для отрыва электрона от нейтрального изолированного невозбужденного атома. 𝐹=𝑧𝑒2𝑟2
Факторы, влияющие на потенциал ионизации:
z↑→F↑→Ii↑ r↓→F↓→Ii↓
Электронная конфигурация
1) наиболее легко отрывается одиночный электрон
2) наполовину заполненные электронные орбитали обладают повышенной устойчивостью к отрыву электрона
3) полностью заполненные орбитали обладают максимальной устойчивостью
4) электронные эффекты:
эффект экранирования (уменьшение притяжения электрона к ядру вследствие того, что между ним и ядром имеются другие электроны, следовательно, уменьшается потенциал ионизации) для легких атомов (z 40-50).
эффект проникновения (электрон вследствие принципов квантовой механики может проникать в области атома близкие к ядру, его притяжение к ядру возрастает) для тяжелых атомов (6-ой период)
В периоде увеличивается, в главной группе уменьшается, в побочной группе увеличивается (эффект проникновения)
Энергия сродства к электрону – энергия, которая поглощается или выделяется при присоединении электрона к нейтральному изолированному невозбужденному атому.
СВОЙСТВА СВЯЗАННОГО АТОМА
Электроотрицательность (Х - «хи») – это способность атома в соединении смещать на себя электронную плотность химической связи.
Валентность – это число связей, которыми данный атом связан с другими атомами.
Валентная возможность – это число связей, которое может образовать атом с использованием любых видов (типов) связей.
Степень окисления – это условный (формальный) заряд атома в соединении, вычисленный из предположения, что все связи ионные.
Координационное число – это число ближайших к атому соединения других частиц (атомов или ионов)
Для ковалентной связи – 2-4, для ионной – 6-8, для металлической связи (самая плотноупакованная) – 8-12
Эффективный заряд – это заряд, который приобретает атом, при смещении электронной плотности при образовании химической связи.
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
МЕТОД ВС
1. Хим связь образуется в результате образования общих электронных пар
2. Общие эл пары образуют неспаренные е с антипараллельными спинами
3. При образовании хим связи происходит частичное перекрывание атомн орбиталей, что приводит к увеличеснию е плотности в межъядерном пространстве
4. Чем больше прекрывание, тем прочнее
МЕТОД МО
1. Молекулярные орбитали
2. Не сильно отличаются по энергии
3. Максимальное перекрывание
4. Должны обрладать одинаковой симметрией относительно ее оси
5. Заполнение происходит по праивлам
6. Вместо понятия кратность связи --- порядок связи :
Р = е связ – е разрых/2
ТЕОРИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ
МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Дата добавления: 2023-02-21; просмотров: 103; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!