Шпаргалки по дисциплине "Концепции современного естествознания"

26 квантово-механическая  модель атома (Шредингер 1925)

Современная модель атома является развитием планетарной  модели резерфорда 1913. Согласно этой модели, ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. модель строится на принципах квант мех.: дополнителльности, неопределенности,кот вылтекают из кроп-волн дуализма. квант мех. использует для опис. движ е вероятностный подход (метод точек). часть пр-ва около ядра, где вероятность нахождения е сост. более90% наз-ся Эл. облаком, значит Эл. облако хар-ся опр. раз-ми н, формой л и ориентацией в пр-ве м.кот опис. 4мя квант. числами

Химические свойства атомов определяются конфигурацией  электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Положение атома в таблице Менделеева определяется электрическим зарядом его ядра (то есть количеством протонов), в то время как количество нейтронов принципиально не влияет на химические свойства; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см.: атомное ядро). Если атом находится в нейтральном состоянии, то количество электронов в нём равно количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, а массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра). 

27 понятие о химической связи атомов. хим. соединения

хим. связь-взаимод. атомов, приводящее к образованию  более устойчивых систем, молекул, монокрислаллов, атомов, ионов

Образование устойчивой электронной конфигурации может происходить несколькими способами и приводить к молекулам (и веществам) различного строения, поэтому различают несколько типов химической связи. Таковы ионная, ковалентная металлическая связи. Валентность элементов в соединениях. Современные представления о природе химической связи основаны на электронной (спиновой) теории валентности в соответствии с которой атомы, образуя связи, стремятся к достижению наиболее устойчивой (т. е. имеющей наименьшую энергию) электронной конфигурации. При этом электроны, принимающие участие в образовании химических связей, называются валентными. Согласно спиновой теории, валентность атома определяется числом его неспаренных электронов, способных участвовать в образовании химических связей с другими атомами, поэтому валентность всегда выражается небольшими целыми числами. Энергия связи — это работа, необходимая для разрыва химической связи во всех молекулах, составляющих один моль вещества. Чаще всего энергию связи измеряют в кДж/моль. Наиболее прочными являются ионные и ковалентные связи, энергии этих связей составляют величины от десятков до сотен кДж/моль. Ионная связь. Ионная связь — это электростатическое взаимодействие между ионами с зарядами противоположного знака. связь, осуществляемая за счет образования электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих обоим атомам, называется ковалентной Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе валентные электроны других атомов. Электроотрицательность (ЭО) не может быть измерена и выражена в единицах каких-либо физических величин, поэтому для количественного определения ЭО предложены несколько шкал, наибольшее признание и распространение из которых получила шкала относительных ЭО, разработанная Л. Полингом.. Металлическая связь. Большинство металлов обладает рядом свойств, имеющих общий характер и отличающихся от свойств других простых или сложных веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи — металлической связи. хим соединение- в-во обр.атомами 1ого или нескольких хим. Эл-тов с пом хим. связи 
 
 
 
 

28 физико-химичесие  системы

Система – совокупность тел, находящихся во взаимодействии между собой и отделенных от окружающей среды. Различают физическую и химическую системы. Если составные части системы не вступают друг с другом в химические реакции, то такая система называется физической. Если составные части системы реагируют друг с другом, то она называется химической.

пример хим. реакций(образование  озона, образование метана при гниении, реакция фотосинтеза, образование  ржавчины)

пример физ. процесса- фазовое преврашение, тероядерная  реакция в недрах звезд.

при хим пр. происходит образование новых ним соед. ядра при этом не изменются

физ пр. связ. с  изменением агрегатного состояния  веществ.либо с превращением ядер атомов хим элементов 

29 хим превращения  в природе. сущность хим процессов

Химическое превращение— реакция одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

классификация:

По типу превращений  реагирующих частиц

соединения: разложения: замещения: обмена (тип реакции-нейтрализация): обмена (тип реакции-обмена):

Химические реакции  всегда сопровождаются физическими  эффектами: поглощением и выделением энергии, например в виде теплопередачи, изменением агрегатного состояния  реагентов, изменением окраски реакционной  смеси и др. Именно по этим физическим эффектам часто судят о протекании химических реакций. По фазовому составу реагирующей системы

Гомогенные гомофазные реакции. В реакциях такого типа реакционная  смесь является гомогенной, а реагенты и продукты принадлежат одной  и той же фазе. Примером таких реакций могут служить реакции ионного обмена, например, нейтрализация кислоты и щелочи в растворе

Гетерогенные  гетерофазные реакции. В этом случае реагенты находятся в разном фазовом  состоянии, продукты реакции также  могут находиться в любом фазовом состоянии. Реакционный процесс протекает на границе раздела фаз. Примером может служить реакция солей угольной кислоты (карбонатов) с кислотами Бренстеда:

Гетерогенные  гомофазные реакции. Такие реакции  протекают в пределах одной фазы, однако реакционная смесь является гетерогенной. Например, реакция образования хлорида аммония из газообразных хлороводорода и аммиака. Гомогенные гетерофазные реакции. Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах одной фазы, однако реакция протекает на поверхности раздела фаз. В данном случае различают

Окислительно-восстановительные  реакции, в которых атомы одного элемента (окислителя) восстанавливаются, то есть понижают свою степень окисления, а атомы другого элемента (восстановителя) окисляются, то есть повышают свою степень окисления. Частным случаем окислительно-восстановительных реакций являются реакции диспропорционирования, в которых окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента, находящиеся в разных степенях окисления.

По тепловому эффекту реакции. Все реакции сопровождаются тепловыми эффектами. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая, в основном, идет на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить:

экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла, (положительный тепловой эффект) например, указанное выше горение  водорода

эндотермические реакции в ходе которых тепло поглощается (отрицательный тепловой эффект) из окружающей среды.

Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, ΔrH), часто  имеющий очень важное значение, можно  вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов  и продуктов. Когда сумма энтальпий продуктов меньше суммы энтальпий реагентов (ΔrH < 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (ΔrH > 0) — поглощение. 

30 реакционная  способность веществ. катализ

Ката́лиз (греч. κατάλυσις восходит к καταλύειν  — разрушение) — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий. +-катализатор - ингибитор Реакционная способность, характеристика химической активности веществ, учитывающая как разнообразие реакций, возможных для данного вещества, так и их скорость. Например, благородные металлы (Au, Pt) и инертные газы (Не, Ar, Kr, Xe) химически инертны, т. е. у них низкая Р. с.; щелочные металлы (Li, Na, К, Cs) и галогены (F, Cl, Вг, I) химически активны, т. е. обладают высокой Р. с.