СТРОЕНИЕ АТОМА И СИСТЕМАТИКА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ - раздел Химия, Конспект лекций по курсу ОБЩАЯ ХИМИЯ 1. Основные законы химии 1
К Середине Х1Х Века Было Открыто Свыше 60 Элементов, Определе...
К середине Х1Х века было открыто свыше 60 элементов, определены их атомные веса, накоплен обширный экспериментальный материал по изучению их физических и химических свойств. Важнейшей задачей стала систематика полученных данных, которой занимались многие ученые. Самая удачная попытка систематизации принадлежит Д.И.Менделееву.
В 1869 г. Менделеев сформулировал Периодический закон: «Свойства простых тел, а так же формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от атомных весов (сейчас масс) элементов». На основании открытого им закона природы он предсказал свойства неизвестных до тех пор 11 элементов, котрые вскоре были открыты (экаалюминий, экабор, экасилиций и др.). Размышляя о причинах периодического изменения свойств элементов, Менделеев высказал мысль о сложности строения атома: «Легко предположить, но ныне пока еще нет возможности доказать, что атомы простых тел суть сложные существа, образованные сложением некоторых еще меньших частей, что называемое нами неделимым (атом) – неделимо только обычными химическими силами….»
Перед учеными встала задача – раскрыть физический смысл периодического закона. В конце Х1Х века были получены доказательства сложого строения атомов. В 1897г. Томсоном был открыт электрон и установлено, что электрон может быть выделен из любого элемента. В 1896г. Беккерель открыл явление радиоактивности – способность атомов тяжелых элементов испускать b-частицы (электроны). В 1911г. Резерфорд предложил планетарную модель атома, согласно которой электроны в атоме вращаются вокруг положительного ядра, в котором сосредоточена вся масса атома. Из его опытов следовало, что заряд ядра, выраженный в относительных единицах, равен порядковому номеру элемента в Периодической системе. Он же определил приблизительно размеры атома и ядра (размер атома ~10-8 см, заряд ядра ~10-13 см). Затем были открыты ядерные частицы – протон и нейтрон.
Итак, в центре атома находится ядро, которое состоит из нуклонов (протонов и нейтронов), связанных силами обменного взаимодействия. Вокруг ядра “движутся” электроны, число которых равно числу протонов и равно порядковому номеру элемента в Периодической системе. Заряды ядра и электронов численно равны, поэтому атом электронейтрален. Самый простой атом – атом водорода: протон и электрон. Все остальные атомы – комбинации трех частиц. Комбинации атомов дают молекулы. Комбинации молекул – все вещества. Как просто?!
На самом деле все значительно сложнее. Атом неисчерпаем, как и ядро. Существуют разделы физики – ядерная и атомная – которые изучают ядро и атом.
Носитель индивидуальности атома – ядро, содержащее определенное число протонов Z. Таков же положительный заряд ядра, выраженный в относительных единицах, это и порядковый номер элемента в Периодической системе, это и число электронов в атоме. В ядре атома любого элемента (кроме водорода 11Н) определнное число нейтронов N. Сумма Z и N дает массовое число А. Любое ядро атома можно записать в виде схемы: AZ Э.
Возможны ядра с одинаковым числом протонов Z, но с разным числом нейтронов N, например:
3517 С1 3617С1 3717С1 - это изотопы.
Атомная масса элемента - это среднее значение массовых чисел его изотопов с учетом массовой доли их в земной коре. А (С1) = 35,45
Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом Z или, то же самое, с одинаковым числом протонов.
Заряд ядра при химических реакциях не меняется (в отличие от ядерных реакций), например, металлический натрий и газообразный хлор при взаимодействии дают соль: 2Na + Cl2 = 2NaCl. Видно, что в результате реакции существенно изменились как физические, так и химические свойства веществ и связано это с изменением электронной структуры атомов – строения их электронных оболочек.
Модель атома Бора и ее недостатки
В 1913г. Н.Бор попытался обосновать планетарную модель атома, предложенную Резерфордом, с учетом квантовой природы излучения. Он рассматривал электрон как частицу с определенной массой и определенным зарядом, которая движется вокруг ядра по определенным траекториям и взаимодействует с ядром по законам классической электродинамики.
Он выдвинул следующие бездоказательные положения – постулаты.
ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Любое химическое превращение веществ связано с перестройкой электронных структур атомов,
ионов и молекул, которая сопровождается различными энергетическими эффектами – выде
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ
О принципиальной осуществимости процесса судят по значению изменения энергии Гиббса системы. Однако, оно ничего не говорит о реальной возможности протекания реакции в данных конкрет
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТВОРОВ
Раствором называется гомогенная однородная дисперсная система, состоящая не менее чем из двух компонентов – растворителя и растворенного вещества.
Растворитель
Величина постоянная при данной температуре.
Чем меньше ПР, тем менее растворима соль. Значения ПР при стандартных условиях приводятся в справочниках.
ЗАДАЧА. Рассчитать растворимость (L) соли AgCl в в
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
Гидролиз – взаимодействие соли с водой, в результате которого изменяется рН раствора.
Гидролизу подвергаются соли, содержащие в своем составе:
1) анион слабой кислоты;
2)
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ
При взаимодействии атомов образуются молекулы, кристаллы, полимерные структуры и т.д. – все вешества.
Это взаимодействие сопровождается изменением электронной плотности, т.
ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК
В зависимости от типа химической связи различают четыре основных типа кристаллических решеток.
Атомная.В узлах атомы, связанные прочными ковалентными неполярными (простые
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1. Процессы превращения энергии химической реакции в электрическую – это процессы, протекающие в гальванических и топливных элементах.
2. Процессы превращения электрической энергии в химич
Наибольшим потенциалом.
ПРИМЕР. В водном растворе находятся катионы Сu2+ , K+, Zn2+, среда нейтральная.
Конкурир
Разложения воды с выделением кислорода.
ПРИМЕР. Рассмотрим анодные процессы, протекающие при электролизе раствора NaCl , если анод
а) из Pt, б) угольный, в) цинковый (среда нейтральная).
А) Конкурирующие
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления участвующих в реакции элементов, называются окислительно-восстановительными реакциями (ОВ-реакции). Как минимум, два элем
СВОЙСТВА р-ЭЛЕМЕНТОВ
Простые вещества.
______________________________________________________________________________________
Группа IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
s2p1
Соли соли
Нитриты нитраты
14444444444444424444444444444443 142443
ОВ – двойственность Только окислит.
Свойства
Азотная кислота.
Получени
МЕТАЛЛЫ
К металлам относятся s-элементы (кроме H, He), все d-элементы, все f-элементы и некоторые р-элементы: Al Ga In Tl Pb Sn Bi Po
Tпл., 0С 660 30 156 304 327 232 271 254
Химические свойства
Атомы большинства металлов имеют на внешнем слое всего 1 или 2 электрона (s1, s2), которые сравнительно легко «отдают» при химическом взаимодействии. Поэтому все металлы – тип
Легкие конструкционные металлы – Be, Mg, Al, Ti.
Для таких отраслей промышленности, как самолетостроение, судостроение, автомобилестроение, производство космической техники требуются материалы, обладающие малой плотностью, но высокой удельной про
КОМПЛЕСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Среди сложных веществ, образованных из трех или более различных атомов, особую группу составляют комплексные соединения. Они образуются из более простых валентнонасыщенных соединени
ЛАНТАНИДЫ И АКТИНИДЫ
Общая характеристика f – элементов
Эти элементы занимают особое положение в ПСЭ. Так, в 6 периоде за элементом La(№ 57), который находится в 3 группе побочн
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов