Читайте также:
|
Валентные электроны металлов достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. Поэтому металл содержит ряд положительных ионов, расположенных в определенных положениях кристаллической решетки, и большое количество электронов, свободно перемещающихся по всему кристаллу. Электроны в металле осуществляют связь между всеми атомами металла.
Билет №4
Периодический закон и периодическая система химических элементов Менделеева
Основной закон химии - Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым в 1869 году в то время, когда атом считался неделимым и о его внутреннем строении ничего не было известно. В основу Периодического закона Д.И. Менделеев положил атомные массы (ранее - атомные веса) и химические свойства элементов. Расположив 63 известных в то время элемента в порядке возрастания их атомных масс, Д.И. Менделеев получил естественный (природный) ряд химических элементов, в котором он обнаружил периодическую повторяемость химических свойств.Например, свойства типичного металла литий Li повторялись у элементов натрий Na и калий K, свойства типичного неметалла фтор F - у элементов хлор Cl, бром Br, иод I.У некоторых элементов Д.И. Менделеев не обнаружил химических аналогов (например, у алюминия Al и кремния Si), поскольку такие аналоги в то время были еще неизвестны. Для них он оставил в естественном ряду пустые места и на основе периодической повторяемости предсказал их химические свойства.
После открытия соответствующих элементов (аналога алюминия - галлия Ga, аналога кремния - германия Ge и др.) предсказания Д.И. Менделеева полностью подтвердились.Периодический закон в формулировке Д.И. Менделеева:
| Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. |
На основе Периодического закона Д.И. Менделеев создал Периодическую систему химических элементов. Современная периодическая система содержит 110 открытых на сегодняшний день химических элементов, каждый из которых занимает определенное место, имеет свой порядковый номер и название. В таблице выделяют горизонтальные ряды – периоды (1–3 – малые, состоят из одного ряда; 4–6 – большие, состоят из двух рядов; 7-й период – незавершенный). Кроме периодов выделяют вертикальные ряды – группы, каждая из которых подразделяется на две подгруппы (главную – а и побочную – б). Побочные подгруппы содержат элементы только больших периодов, все они проявляют металлические свойства. Элементы одной подгруппы имеют одинаковое строение внешних электронных оболочек, что обусловливает их схожие химические свойства. Период – это последовательность элементов (от щелочного металла до инертного газа), атомы которых имеют одинаковое число энергетических уровней, равное номеру периода.Главная подгруппа – это вертикальный ряд элементов, атомы которых имеют одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне. Это число равно номеру группы (кроме водорода и гелия).Побочная подгруппа – это вертикальный ряд d-элементов, имеющих одинаковое суммарное число электронов на d-подуровне предвнешнего слоя и s-подуровне внешнего слоя. Это число обычно равно номеру группы.
Билет №5
Атом-сложная частица
Атом делим и состоит из элементарных частиц. Атом — электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электронов. Ученые пришли к заключению, что атомы обладают собственной структурой, имеют сложное строение. Планетарная модель атома Э. Резерфорда (1911 г.), согласно которой атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра по замкнутым орбитам подобно движению планет вокруг Солнца. Э. Резерфорд — основоположник современного учения об атоме — построил наглядную теоретическую модель атома, которой формально мы пользуемся и сейчас. Хотя слово атом в первоначальном значении обозначало частицу, которая не делится на меньшие части, согласно научным представлениям он состоит из более мелких частиц, называемых субатомными частицами. Атом состоит из электронов, протонов, все атомы, кроме водорода-1, содержат также нейтроны. Поскольку наибольший вклад в массу атома вносят протоны и нейтроны, суммарное число этих частиц называют массовым числом. Внешняя электронная оболочка атома, если она не полностью заполнена, называется валентной оболочкой, а электроны этой оболочки называются валентными электронами. Число валентных электронов определяет то, как атом связывается с другими атомами посредством химической связи. Путём образования химических связей атомы стремятся заполнить свои внешние валентные оболочки. Атом состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. В некоторых случаях под атомами понимают только электронейтральные системы, в которых заряд ядра равен суммарному заряду электронов, тем самым противопоставляя их электрически заряженным ионам. Ядро, несущее почти всю (более чем 99,9 %) массу атома, состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов, связанных между собой при помощи сильного взаимодействия. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: число протонов Z соответствует порядковому номеру атома в периодической системе Менделеева и определяет его принадлежность к некоторому химическому элементу, а число нейтронов N — определённому изотопу этого элемента. Единственный стабильный атом, не содержащий нейтронов в ядре — лёгкий водород (протий). Число Z также определяет суммарный положительный электрический заряд (Ze) атомного ядра и число электронов в нейтральном атоме, задающее его размер.Атомы различного вида в разных количествах, связанные межатомными связями, образуют молекулы.
Билет №6
Классификация химических реакций это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и (или) строению.При химических реакциях обязательно происходит изменение веществ, при котором рвутся старые и образуются новые связи между атомами.Химические реакции следует отличать от ядерных реакций. В результате химических реакций общее число атомов каждого химического элемента и его изотопный состав не меняются. Химические реакции по изменению числа исходных и конечных веществ подразделяют на:1. Реакции соединения - реакции, при которых из двух или нескольких веществ образуется одно новое вещество:
NH3 + HCl = NH4Cl
CaO + CO2 = CaCO3
2. Реакции разложения - реакции, в результате которых из одного вещества образуется несколько новых веществ:
C2H5Br = C2H4 + HBr
Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2 + O2
3. Реакции замещения - реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают в молекулах других веществ:
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
4. Реакции обмена - реакции, в результате которых два вещества обмениваются атомами или группировками атомов, образуя два новых вещества:
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
KCl + AgNO3 = AgClЇ + KNO3
По обратимости реакции делят на обратимые и необратимые. Реакции, протекающие в двух противоположных направлениях, называются обратимыми, а, соответственно, протекающие только в одном направлении - необратимыми. При необратимых реакций продукты реакции уходят из сферы реакции (выпадают в осадок, выделяются в виде газа), образуются малодиссоциирующее соединения или выделяется большое количество энергии.
Билет №7
Скорость химических реакций
Скорость химической реакции определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени.
Запишем формулу, по которой можно найти скорость реакции:
Количество вещества в единице объема называется его молярной концентрацией. Она измеряется в моль/л. Например, в химической промышленности от скорости химической реакции зависят размеры и производительность аппаратуры, количество вырабатываемого продукта и, в конечном итоге, зарплата работников и себестоимость продукции. При рассмотрении вопросa о скорости реакции необходимо помнить, что реакции в химии делятся на гомогенные и гетерогенные. Реакции, которые протекают в однородной среде (нет поверхности раздела реагирующих веществ), например в си газов или в растворах, называются гомогенными (от греч. голо — «равный, одинаковый»).Гетерогенными называются реакции, которые идут между веществами в неоднородной среде (есть поверхность раздела реагирующих веществ). Например. На поверхности соприкосновения твердого вещества и жидкости, газа и жидкости, твердого вещества и газа и т. д. (от греч. гетеро - «разный, другой»).
Билет №8
Химическое равновесие
Состояние химического обратимого процесса называется химическим равновесием, если при этом скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции Химическое равновесие является динамичным (подвижным), так как при его наступлении реакция не прекращается, неизменными остаются лишь концентрации компонентов, то есть ля единицу временя образуется такоеже количество продуктов реакции, какое превращается в исходные вещества. При постоянных температуре и давлении равновесие обратимое реакции может сохраняться неопределенно долгое время.. принцип Ле Шателье: Если изменить одно из условий — температуру, давление или концентрацию веществ. — при которых данная система находится в состоянии химического равновесия, то равновесие сместится в направлении, которое препятствует зтому изменению. Факторы, влияющие на химическое равновесие:1) температураПри увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении - в сторону экзотермической (выделение) реакции.2) давлениеПри увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении - в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твёрдые вещества, то они в расчёт не берутся.3) концентрация исходных веществ и продуктов реакцииПри увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при повышении концентрации продуктов реакции - в сторону исходных веществ.
Билет №9
Дисперсные системы
Билет №10
Электронные конфигурации атомов
Электронная конфигурация — формула расположения электронов по различным электронным оболочкам атома химического элемента или молекулы. Электронная конфигурация обычно записывается для атомов в их основном состоянии. Для определения электронной конфигурации элемента существуют следующие правила:
1. Принцип заполнения. Согласно принципу заполнения, электроны в основном состоянии атома заполняют орбитали в последовательности повышения орбитальных энергетических уровней. Низшие по энергии орбитали всегда заполняются первыми.
2. Принцип запрета Паули. Согласно этому принципу, на любой орбитали может находиться не более двух электронов и то лишь в том случае, если они имеют противоположные спины (неодинаковые спиновые числа).
3. Правило Хунда. Согласно этому правилу, заполнение орбиталей одной подоболочки начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заполнение орбиталей парами электронов с противоположными спинами.
4. Схематическое изображение орбиталей с учетом их энергии называется энергетическая диаграммой атома. Она отражает взаимное расположение уровней и подуровней энергии.
5. На схеме орбитали обозначают в виде ячеек: 
, а электроны - в виде стрелок: 
или 
6. Электрон может занять любую свободную орбиталь, но, согласно принципу минимума энергии, всегда предпочитает ту орбиталь, у которой энергия ниже. Принцип запрета Паули ограничивает число электронов на каждой орбитали. Поэтому в одной ячейке (на атомной орбитали) может быть только один или два электрона. На каждом s-подуровне (одна орбиталь) могут находиться два электрона, на каждом p-подуровне (три орбитали) - шесть электронов, на каждом d-подуровне (пять орбиталей) - десять электронов. Правило Гунда определяет порядок заселения орбиталей с одинаковой энергией.
7. Таким образом, можно получить последовательность заселения атомных орбиталей электронами
Билет №11
Распределение электронов по орбиталям
Важно отметить, что на одной, любой орбитали может одновременно находится 1 или 2 электрона, но не больше. Из этого следует еще один ценный вывод – на каждой электронной орбиталь могут находится не более двух электронов, а уж один, себя совсем вольготно чувствует. При этом вспомните, что чем дальше орбиталь электрона расположена от ядра (так сказать, "выше орбиталь”) тем выше энергия электрона. А электрон, как и любая материя, не хочет иметь лишнюю энергию и всячески стремится от нее избавиться. на некотором расстоянии от ядра расположена первая сферическая орбиталь, максимум с двумя электронами, назовем ее 1s2. Цифра один означает первый электронный слой, s – значит сферическая орбиталь, а цифра 2, так как на ней находятся 2 электрона. Как мы уже сказали, на изрядном (большом) расстоянии от первой орбитали можно расположить вторую электронную орбиталь, тоже сферическую. Но расстояние при этом должно быть таким, чтобы электронам на них казалось, что под ними находится точечный и однородный центр притяжения. Следовательно, разница в расстоянии между второй и первой орбиталями будет весьма ощутимой, а это означает большую разницу в энергии электронов на этих орбиталях. Эту разницу назовем "энергетический барьер межорбитального перехода электрона”, раз барьер, то и обозначим его вертикальной палочкой – "стенкой”. Тогда, расположение электронов запишется как: 1s2|2s2, где 2s2 – два электрона на сферической орбитали второго электронного слоя атома. Здесь необходимо помнить, что при переходе к следующему электронному слою, добавляется новый вид орбиталей, на третьем электронном слое добавляются d-электронные орбитали (их 5 и на каждой до 2-х электронов, всего до 10 d-электронов на одном электронном слое), но они не торопятся с заполнением по выше объясненным причинам. Поэтому, новые электроны пока не захотят теснится, и уйдут на 4s2-орбиталь, начнется новый электронный слой.
Билет №12
Электронная классификация атомов
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 19 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |