Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2013 в 19:36, реферат
Все вещества состоят из молекул, некоторые из кристаллов. Молекула - мельчайшая частица, обладающая свойствами вещества. Молекулы состоят из атомов. Атомы - мельчайшие частицы, сохраняющие свойства элемента. Вещества: а) простые - состоящие из одного и того же элемента(P,O2,N2); б) сложные – состоящие из атомов разных элементов(HNO3,KOH). Иногда простые вещества, состоящие из одного и того же элемента обладают различными свойствами: твердостью, плотностью и др.
Атомно-молекулярное учение
Все вещества состоят из молекул, некоторые из кристаллов. Молекула - мельчайшая частица, обладающая свойствами вещества. Молекулы состоят из атомов. Атомы - мельчайшие частицы, сохраняющие свойства элемента. Вещества: а) простые - состоящие из одного и того же элемента(P,O2,N2); б) сложные – состоящие из атомов разных элементов(HNO3,KOH). Иногда простые вещества, состоящие из одного и того же элемента обладают различными свойствами: твердостью, плотностью и др.
Аллотропия - существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм. Множество модификаций углерода, например: алмаз, графит, фуллерен, карбин и графен.
Закон постоянства состава:
Соотношения
между массами элементов,
Закон кратных отношений Дальтона:
Если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящихся в этих соединениях, на одну и ту же массу другого элемента относятся между собой как небольшие целые числа.
Встречаются соединения, нарушающие эту закономерность, например, сплавы.
Закон объемных отношений. Закон Авогадро:
При
взаимодействии газообразных
2Н2+О2=2Н2О
Авогадро показал, что в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и давлении содержится одно и тоже число молекул, а именно 6,02*1023
Атомные и молекулярные массы
В химии принято, что 1/12 часть массы атома изотопа углерода (С12) является атомной единицы массы. Атомные массы элемента – это отношение его массы к атомные единицы массы. Молекулярная масса простого или сложного вещества – это отношение массы его молекулы к атомной единице массе. Единицей количества вещества принято считать моль. Моль – это такое количество вещества, в котором содержится столько структурных единиц, сколько содержится в 12г изотопа углерода С12, то есть 6,02*1023 (число Авогадро). Отношение массы к его количеству называется мольной массой и выражается г/моль. Таким образом мольная масса вещества в г/моль имеет численное значение, то же, что и его относительная молекулярная масса. Показано, что 1 моль любого газа при нормального температуре и давлении занимает V=22,4 л/моль, Т=273К, р.=1 атм. По отношениям к газам выполняются законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля.
Закон Бойля-Мариотта. При постоянной массе газа и постоянной температуре давление газа обратно пропорционально занимаемому им объему.
Р*V= const при Т, m=const
Закон Гей-Люссака. При постоянных массе газа и давлении объем, занимаемый газом, прямо пропорционален его температуре.
V/T= const при P, m=const
Закон Шарля. При постоянных массе газа и его объеме давление газа прямо пропорционально температуре.
P/T=const при V, m=const
Иногда
этот закон, отнесенный к
P1V1/T1 = Р2V2/Т2, или РV/Т = const.
Парциальное давление газов
Давление
смеси газов химически не
Парциальное
давление индивидуального газа,
входящего в смесь, это
Эквиваленты. Законы эквивалентов
Эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атома H, или замещает такое же его количество в химических реакциях.
HCl=35,5/1 H2S=32/2 NH3=14/3 CH4=12/4
Эквивалентной массой элемента называется его атомная масса, отнесенная к эквиваленту.
Законы эквивалентов:
Все
вещества, взаимодействуют друг
с другом в количествах,
m1/m2=Э1/Э2
Очевидно, что реагирующие вещества связаны определенными коэффициентами. Эти коэффициенты называются стехиометрическими.
2Н2S + 3O2 =2SO2 + 2H2O
Стехиометрические
соотношения устанавливаются с
учетом валентности элементов.
Классы и номенклатура соединений
Классифицировать
химические соединения можно
по составу молекул или по
функциональным свойствам. По
составу молекул различают бина
Гидроксиды – вещества, в состав молекулы которых входит гидроксидная группа – OH, часто их называют основаниями, а растворимые щелочи. По количеству гидроксидных групп основания бывают одно или много кислотные. Главное свойство оснований - их способность взаимодействовать с кислотами.
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
Кислоты – соединения, в молекулы которых входит атом H(HCl,H2SО4,HNO3). Главным свойством кислот является их способность взаимодействовать с основаниями.
H2SO4 + KOH = K2SO4 + H2O
По количеству атомов водорода в молекуле кислород различают одно и многоосновные кислоты. Различают бескислородные кислоты: HCl, H2S. Кислородосодержащие:HNO3, H2SO4, HCLO4 название состоит из названия образующего элемента с окончанием - ая. В результате взаимодействия кислот и оснований образуется следующий класс соединений – соли.
Соли – Это такие вещества в молекулы, которых не входит атом H, и гидроксидная группа: Na2S04, NaNO3. Обычно название солей образуется от названия кислотообразующего элемента с окончанием – ат. Различают кислые, средние, основные соли. Кислые соли могут быть образованы многоосновными кислотами.
H2CO3 +NaOH = NaHNO3 + H2O
Многокислотные основания могут образовывать основные соли. Cu (OH)2 + H2CO3 = (CuOH)2CO3 + H2O Различают также кислые, основные, амфотерные оксиды.
Строение атома
Первую
научно – обоснованную модель
строения атома разработал
Бор усовершенствовав эту модель, предположил, что электроны могут вращаться только на разрешенных орбитах. Находясь на этих орбитах электрон, не теряет энергию. Выделяет энергию или поглощает ее электрон только при перескоке с нижнюю орбиту на верхнюю или наоборот. Дальше указал, что ядро может состоять из некоторого количества нейтронов Nн=0 незаряженных частиц Np=+ Z=Np и протонов
me= Np + NH mH =а.е.м mp = mH - me
Массовое число ядра выражается в а.е.м. Атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, но разные массовые числа называются изотопы. Атомы, имеющие одинаковый массовые числа, но разные заряды ядра называются изобарами.
Строение электронов
Первоначальное предположение, что электрон является частицей, вращающейся вокруг ядра не оправдалась. Гейзенберг выдвинул принципы неопределенность – нельзя одновременно точно определить местоположение электрона и момент движения. P=mv Шредингер на основе квантово-механических представлений утверждал, что электрон можно рассматривать одновременно как частицу, двигающуюся со скоростью v или как волну, длину, которую можно рассчитать по формуле Де-Бройля
которая справедлива для любой движущейся частицы. Но волновые качества макрочастиц проявляется чрезвычайно слабо. Исходя из этого можно говорить о вероятности нахождения электрона в той или др. точке пространства. Эта вероятность “размазана” более или менее равномерно в некотором объеме. Шарообразная область, в которой заключено 90% вероятностей, назв.электронным облаком. В этом облаке заключено 90% заряда и 90% массы. С точки зрения волнового характера электронов определяется длина его волны. С точки зрения корпускулярного характера электрона он характеризуется некоторыми квантовыми числами: определяющие энергию электрона.
Квантовые числа
В
основном уровень энергии
Магнитное квантовое число m определяется расположением электронного облака в пространстве.
1 |
-1,0,+1 |
-2,-1,0,+1,+2 |
-L |
O |
+L |
S |
P |
d |
1 |
3 |
5 |
Электронное облако S может быть расположено только одним способом. Энергетический уровень электрона, описываемое n,е,m называется орбиталь. Таким образом, если главное квантовое число 1(n) может иметьК-1 орбиталь, при энергетическом уровне L- 3 орбиталь, при энергетическом уровне m - 5 орбиталей. Завершает полную энергетическую характеристику электрона квантовые (спиновое) число S. Оно может принимать значения -1/2; +1/2. Спиновое число характеризует собственное вращение электрона. Принято считать, что в атоме не может быть двух одинаковых электронов, у которых бы все четыре квантовых числа были одинаковы. Таким образом, на каждой орбитали могут располагаться два разно-спиновых электрона. В результате сказанного можно утверждать, что на каждом энергетическом уровне может располагаться Z=2n2 электронов.
Многоэлектронные атомы
По мере
увеличения заряда ядра атома
увеличивается число
Правило Паули:
Электроны вначале заполняют нижние, а затем более высокие слои, то есть энергия устойчивого электрона должна быть минимальна. В противном случае конфигурация электронов в атоме будет неустойчива, то есть атом будет находиться в возбужденном состоянии.
Правило Хунда:
Суммарный спин электронов в атоме должен быть максимален в устойчивом состоянии. Для характеристики энергетического состояния атома принято использовать электронную формулу.
Элементы, у которых
внешними заполняемыми
На втором энергетическом уровне могут располагаться кроме S, еще и р - электроны
Таким образом, p – элементов может быть 6 групп, по количеству p- элементов. P – элементами называют те элементы, у которых внешними заполняемыми орбитами являются р- орбитали. Количество внешних электронов, в этом случае Z=S+P.После заполнения всех р – орбиталей, образующиеся элементы называются инертные –неактивные далее начинается заполнение S – орбиталей следующего подуровня. При этом очевидно, что свойства элементов повторяются на новом уровне. Таким образом, расположение элементов в Периодической системе соответствует электронному строению их атомов, и их свойства с увеличением заряда периодически повторяются. Заряд ядра численно равен номеру элемента.
Правила Клечковского:
1)При увеличении заряда ядра атома последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного n+1 к большому.
2)При одинаковых значениях суммы (n+1) заполнение происходит с увеличением главного квантового числа n. В соответствии с правилами Клечковского, Пауля и Хунда можно записать:
После заполнения 3р орбиталей начинает заполняться не 3d, а 4S(снова образуются s – элементы), после этого начинает заполняться 3d орбиталь, образуются d – элементы, сумма предвнешних d – электронов и внешних s – электронов равна номеру группы.
Свойства d – элементов в периоде с увеличением заряда ядра меняются незначительно, так как заполняются не внешние, а предвнешние орбитали . d – элементы называются переходными.