Основные понятия химии

)Основные понятия химии

Химия-это наука о веществах и законах их превращения. Объект изучения химии являются хим. элементы и их соединения. Хим. элементом назыв. вид атомов с одинаковым зарядом ядер. Атом - наименьшая частица хим. элемента, сохр. его хим. свойства. Молекулой назыв. наименьшую частицу индивидуального вещества, способную к самопроизвольному существованию, обладающую его основными хим. свойствами и состоящую из одинаковых или различных атомов. Количество вещества - это число структурных элементов в системе. N=m/M [моль] Моль- кол-во вещества системы, которое содержит столько опред. структурных элементов, сколько атомов содер. В 0,012 кг углерода С-12

 

Закон эквивалентов

Электродное облако. Квантовые числа.

Для характеристики поведения электрона в атоме введены квантовые числа: главное, орбитальное, магнитное, спиновое. Главное квантовое число n…

Квантово-механическая модель строения атома

Порядок заполнения орбиталей электронами.

Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех 4-х квантовых чисел.

Правило Гунда: суммарный спин электронов на подуровне должен быть максимален, т.е. электроны на подуровне стремятся занять максимальное число свободных квантовых состояний.

Правило Клечковского: Заполнение орбиталей происходит от n+l меньших к n+l большим. Если суммы n+l равны друг другу, то заполнение орбиталей происходит в порядке возрастания числа n.

 

И 7) Период. закон и пер. система Д.И. Менделеева

Периодический закон был открыт Д.И. Менделеевым в ходе работы над текстом учебника "Основы химии", когда он столкнулся с трудностями… Положив в основу своего закона сходство элементов и их соединений, Менделеев… Кроме того, Менделеев оставил пустые места для еще не открытых элементов, которые были заполнены в последующие…

Сродство к электрону, электроотрицательность.

Сродство к электрону - энергетический эффект присоединения моля электронов к молю нейтральных атомов. Электроотрицательность - способность атомов в соединениях притягивать к себе электроны.

Неорганические соединения.

Основания - это сложные хим. соед. состоящие из ионов Ме и гидроксогруппы. Подразделяются на растворимые и нерастворимые в воде, основные и… Соли - сложные хим. соед. состоящие из ионов Ме и кислотного остатка.… Оксид - это сложные хим. соед. состоящие из 2х элементов одним из которых является О. Подразд. на солеобразующие и…

Соли и их хим. свойства.

Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав. Соли взаимодействуют с кислотами и основаниями, если в результате реакции…

Ковалентная связь. Насыщаемость и направленность.

 

Механизм обр. ионной связи.

Ионная связь — прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Это притяжение ионов как разноименно заряженных тел. Примером может служить соединение CsF, в котором «степень ионности» составляет 97 %.

Ионная связь возникает лишь в случаи большой разности ЭО атомов. Примеры: NaCl, CsF, MgO, NaF, CaCl.

Пи и сигма связи

Сигма связь- связь обусловленная перекрыванием атомных орбиталей по линии, соед. ядра взаимодействующих атомов. Сигма связь может возникать при перекрывании: s-s, s-p, p-p, d-d, d-s, d-p, f-f орбиталей.

Пи связь- связь, образованная перекрыванием АО по обе стороны линии, соед. ядра атомов (боковые перекрывания): p-p, d-d, p-d, f-p, f-d, f-f.

При наложении П связи на сигму связь образуется двойная связь, а при наложении 2х пи связей образ. тройная связь.

Основные положения теории ВС. Гибридизация.

А) химическая связь между двумя атомами возникает как результат перекрывания АО с образ. электронных пар. Б) атомы, вступающие в хим. связь, обмениваются между собой электронами,… В) в соответствии с принципом Паули хим. связь образ. лишь при взаимодействии электронов с антипараллельными…

Водородная связь.

 

Механизм образования металлической связи.

Металлическая связь- притяжение между ионами и обобществленными электронами. Природа связи - электрическая. Вследствие низкой энергии ионизации электроны в Ме утрачивают связь с отдельными атомами, легко обобществляются, образуя электронный газ - совокупность «свободных» электронов. Электроны при этом в Ме подвижны, т.е. нелокализованы.

 

Донорно-акцепторная связь. Комплексные соединения.

Комплексные соединения - это соединения, характеризующиеся наличием хотя бы одной ковалентной связи, возникшей по донорно-акцепторному механизму.…  

Комплексные соединения. Хим. связь в компл. Соед.

  19. Координационная теория Вернера – основные положения. 1) В комплексных соединениях один из атомов-комплексообразователь (центральный атом); вокруг него определенным образом…

Диссоциация комплексных соединений. Константы устойчивости комплексных ионов.

Комплексные соединения, имеющие ионную внешнюю сферу, в растворе подвергаются диссоциации на комплексный ион и ионы внешней сферы. Они ведут себя в… [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ + SO42- K3[Fe(CN)6] = 3 K+ + [Fe(CN)6]3-

Первое начало термодинамики. Закон Гесса.

ΔU=Q – W Если система выделяет теплоту (Q<0) и одновременно совершает работу над… Энтальпия – функция состояния, изменение которой равно теплоте необратимого изобарно-изотермического процесса.

I и II законы термодинамики. Расчет тепловых эффектов химических реакций.

Формулировка II закона т/д: в изолированной системе самопроизвольно протекают те процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии. Общий закон термодинамики: в любой изолированной системе полная энергия… Тепловой эффект химической реакции – изменение энергии системы при протекании в ней химической реакции при условии,…

Закон Гесса и следствия из него.

В расчетах используют следствия закона Гесса: Тепловой эффект химической реакции в стандартных условиях равен разности сумм… Тепловой эффект химической реакции при нормальных условиях равен разности сумм теплот сгорания исходных веществ и…

Понятие о стандартном состоянии и стандартных теплотах образования. Вычисление тепловых эффектов химических реакций.

Под стандартной теплотой образования понимают тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ, его составляющих,… Расчет тепловых эффектов химических реакций: тепловой эффект химической… bB + dD = lL + mM ΔH=l ΔHL + m ΔHM - d ΔHD – bΔHB

Свободная энергия Гиббса. Направление химической реакции.

(ИЗ ЛЕКЦИОННОЙ ТЕТРАДИ): это функция состояния, отражающая стремление системы к минимуму Eп (что такое Eп не понял) [G]=кДж/моль Для расчета вводят понятие изменения ΔG:

Скорость химической реакции. Закон действующих масс.

Скорость химической реакции – количество благоприятных столкновений частиц в единицу времени. По характеру взаимодействия реагирующих веществ различают: А) Гомогенные реакции – реакции, протекающие по всему объёму системы, т.к. отсутствует граничная поверхность раздела…

Уравнение Аррениуса. Понятие об энергии активации.

Энергия активации – минимальная энергия, которой должны обладать частицы, чтобы вступить в химическое взаимодействие.    

Катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Процесс ускорения реакции в присутствии катализатора называют катализом, процесс замедления – ингибированием. Гомогенный катализ – реагирующие вещества и катализатор находятся в одном… Гетерогенный катализ – газообразные или жидкие исходные вещества взаимодействуют на поверхности твердого…

Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие.

Необратимые реакции – реакции, при которых взятые вещества нацело превращаются в продукты реакции, не реагирующие между собой при данных условиях,… Химическое равновесие – состояние химической системы, в котором обратимо…  

Коллигативные свойства растворов.

Четыре свойства разбавленных растворов нелетучего вещества в летучем растворителе традиционно объединяются под названием коллигативных свойств: Понижение давления пара растворителя. Повышение температуры кипения растворителя.

Законы Рауля. Температуры кипения и замерзания растворов.

1 закон Рауля: Давление пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество, прямо… p = p0 · χр-ль, где

Осмос и осмотическое давление.

Осмос – процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого… Осмотическое давление – давление, которое необходимо приложить к раствору,… πV=nRT π=nRT/V π=cRT

Растворение газов в жидкостях. Закон Генри.

Растворимость газов сопровождается: А) выделением теплоты (ΔH<0), т.к. происходит сольватация молекул. С… Б) уменьшением объёма системы => при увеличении давления растворимость увеличивается.

Степень и константа электролитической диссоциации. Закон разведения Оствальда.

Степень э.д. – величина, равная отношению числа распавшихся на ионы молекул к общему числу молекул электролита. α=(n/N)*100% cдис=α*cобщ По значению α электролиты классифицируются следующим образом:

Ионное произведение воды. Водородный показатель среды.

Kw=[H+][OH-]=10-14 Водородный показатель – мера активности (в очень разбавленных растворах она…

Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель среды

Н2О+Н2О Н3О++ОН- или проще Н2О Н++ОН-

Степень и константа гидролиза солей.

Является количественной характеристикой гидролиза. Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции. Так… Kг=K/Kд(слаб. электролита)

Активность и ионная сила растворов. Связь между коэффициентом активности и ионной силой раствора.

Ионная сила раствора — мера интенсивности электрического поля, создаваемого ионами в растворе. μ=∑Ci*Zi2 При μ≤0,01 f рассчитывают по уравнению Дебая-Хюккеля:… При высоких ионных силах f рассчитывается по формуле Дэвиса:

ОВР. Определение, классификация.

ОВР – реакция, сопровождающаяся перемещением электронов от одних частиц к другим.

Межмолекулярные овр – реакции, протекающие с изменением степени окисления элемента в разных молекулах.

Внутримолекулярные овр – реакции, протекающие с изменением степени окисления разных элементов в одной и той же молекуле. В основном сюда относят реакции термического разложения.

Реакции диспропорционирования (дисмутации) – реакции, протекающие с одновременным увеличением и уменьшением с.о одного и того же элемента.

Реакции конпропорционирования (усреднение с.о) – внутримолекулярная овр, в ходе которой происходит выравнивание с.о атома одного и тго же элемента.

 

Понятие об электродном потенциале.

Возникновение электродного потенциала обусловлено переносом заряженных частиц через границу раздела фаз, специфической адсорбцией ионов, а при… Равновесное значение скачка потенциалов на границе раздела электрод/раствор…  

Электродный потенциал. Уравнение Нернста.

Вывод уравнения Нернста , где E — электродный потенциал, E0 — стандартный электродный потенциал, измеряется в вольтах;

Газовые электроды. Уравнение Нернста для расчета потенциалов газовых электродов

Гальванический элемент. Расчет ЭДС гальванического элемента.

ЭДС гальванического элемента определяется как разность электродных потенциалов. По уравнению НЕРНСТА  

Концентрационная и электрохимическая поляризация.

Электрохимическая поляризация. Изменение потенциала, обусловленное…  

Электролиз. Законы Фарадея.

Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с… Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В… Электролиз находит применение в очистке сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции,…

Электролиз. Выход по току. Электролиз с нерастворимым и растворимым анодами.

Выходом по току в гальванотехнике называют выраженное в процентах отношение количества фактически пропущенного через электролит заряда (Qf) к… Иногда выход по току рассчитывается как отношение массы при фактическом массопереносе mf к теоретическому…

Основные виды коррозии. Методы защиты металлов от коррозии.

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ конструкционных материалов в агрессивных средах основана на: 1) повышении коррозионной стойкости самого материала; 2) снижении…  

Химическая коррозия. Скорость химической коррозии.

Скорость химической коррозии зависит от многих факторов и, в первую очередь, от характера про­дуктов коррозии. В процессе окисления на поверхности…   53. Электрохимическая коррозия. Её скорость.

Коррозия под действием блуждающих токов.

  55. Свойства d –элементов. Сплавы и химические соединения. 1)d- металлы 2 группы относятся к легкоплавким Ме, 2) d- металлы 4-8 групп относятся к тугоплавким. 3) d- металлы 3 и…

Основные понятия химии

Закон эквивалентов

Электродное облако. Квантовые числа.

Квантово-механическая модель строения атома

Порядок заполнения орбиталей электронами.

Открытие периодического закона, его формулировка. Структура периодической системы.

Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева

Сродство к электрону, электроотрицательность.

Неорганические соединения.

Соли и их хим. свойства.

Ковалентная связь. Насыщаемость и направленность.

Механизм обр. ионной связи.

Пи и сигма связи

Основные положения теории ВС. Гибридизация.

Водородная связь.

Механизм образования металлической связи.

Донорно-акцепторная связь. Комплексные соединения.

Комплексные соединения. Хим. связь в компл. Соед.

19. Координационная теория Вернера – основные положения.

Диссоциация комплексных соединений. Константы устойчивости комплексных ионов.

Первое начало термодинамики. Закон Гесса.

I и II законы термодинамики. Расчет тепловых эффектов химических реакций.

Закон Гесса и следствия из него.

Понятие о стандартном состоянии и стандартных теплотах образования. Вычисление тепловых эффектов химических реакций.

Свободная энергия Гиббса. Направление химической реакции.

Скорость химической реакции. Закон действующих масс.

27. Скорость химической реакции и факторы, влияющие на неё.

Уравнение Аррениуса. Понятие об энергии активации.

29. Уравнение Аррениуса. Энергия активации, её физический смысл.

Катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие.

32. Химическое равновесие. Принцип Ле–Шателье.

33. Принцип Ле–Шателье. Условия сдвига химического равновесия.

Коллигативные свойства растворов.

Законы Рауля. Температуры кипения и замерзания растворов.

Осмос и осмотическое давление.

Растворение газов в жидкостях. Закон Генри.

Степень и константа электролитической диссоциации. Закон разведения Оствальда.

Ионное произведение воды. Водородный показатель среды.

Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель среды

Степень и константа гидролиза солей.

Активность и ионная сила растворов. Связь между коэффициентом активности и ионной силой раствора.

ОВР. Определение, классификация.

Понятие об электродном потенциале.

Электродный потенциал. Уравнение Нернста.

Газовые электроды. Уравнение Нернста для расчета потенциалов газовых электродов

Гальванический элемент. Расчет ЭДС гальванического элемента.

Концентрационная и электрохимическая поляризация.

Электролиз. Законы Фарадея.

Электролиз. Выход по току. Электролиз с нерастворимым и растворимым анодами.

Основные виды коррозии. Методы защиты металлов от коррозии.

Химическая коррозия. Скорость химической коррозии.

53. Электрохимическая коррозия. Её скорость.

Коррозия под действием блуждающих токов.

55. Свойства d –элементов. Сплавы и химические соединения.

56. Интерметаллические соединения и твёрдые растворы Ме.

57. Свойства d –элементов. Сплавы и химические соединения. Физико-химические свойства металлов. Основные способы получения.