Неорганическая химия, ответы. 1. Строение атома. Атом
 Скачать 436.56 Kb.
|
|
7. Влияние давления на растворимость веществ. Закон Генри. Растворимость большинства газов растет с ростом давления и уменьшается с ростом температуры. Для твердых и жидких веществ влияние давления на растворимость менее значимо, чем для газов. Зако́н Ге́нри — закон, по которому при постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости прямо пропорциональна давлению этого газа над раствором. Закон пригоден лишь для идеальных растворов и невысоких давлений. Закон описан английским химиком У. Генри в 1803 г. Закон Генри записывается обычно следующим образом: {\displaystyle C=kp}где: {\displaystyle p} — парциальное давление газа над раствором, Па {\displaystyle c} — молярная концентрация газа в растворе, моль/л {\displaystyle k} — коэффициент (константа) Генри, моль/(Па*л). Коэффициент зависит от природы газа и растворителя, а также от температуры. 8. Катионные координационные соединения. Примеры. Номенклатура. 1) Катионные комплексы образованы в результате координации вокруг положительного иона нейтральных молекул (H2O, NH3 и др.). [Zn(NH3)4]Cl2 — хлорид тетраамминцинка(II) [Co(NH3)6]Cl2 — хлорид гексаамминкобальта(II) 1) В названии комплексного соединения первым указывают отрицательно заряженную часть — анион, затем положительную часть — катион. 2) Название комплексной части начинают с указания состава внутренней сферы. Во внутренней сфере прежде всего называют лиганды — анионы, прибавляя к их латинскому названию окончание «о». Например: Cl− — хлоро, CN− — циано, SCN− — тиоцианато, NO3− — нитрато, SO32− — сульфито, OH− — гидроксо и т. д. При этом пользуются терминами: для координированного аммиака — аммин, для воды — аква, для оксида углерода(II) — карбонил. 3) Число монодентатных лигандов указывают греческими числительными: 1 — моно (часто не приводится), 2 — ди, 3 — три, 4 — тетра, 5 — пента, 6 — гекса. Для полидентатных лигандов (например, этилендиамин, оксалат) используют бис-, трис-, тетракис- и т. д. 4) Затем называют комплексообразователь, используя корень его латинского названия и окончание -ат, после чего римскими цифрами указывают (в скобках) степень окисления комплексообразователя. 5) После обозначения состава внутренней сферы называют внешнюю сферу. 6) В названии нейтральных комплексных частиц комплексообразователь указывается в именительном падеже, а степень его не указывается, так как она однозначно определяется, исходя из электронейтральности комплекса. 9,96. Реакции диспропорционирования. Примеры. Диспропорциони́рование (дисмутация) — химическая реакция, в которой один и тот же элемент выступает и в качестве окислителя, и в качестве восстановителя, причём в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления. Примером может служить реакция взаимодействия оксида азота(IV) с водой: 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2, или реакция разложения хлората калия : 4KClO3 = 3KClO4 + KCl (400 °C); 10. Какие квантовые числа характеризуют пространственное распределение электронного облака? Квантовые числа Состояние электрона в атоме характеризуется набором квантовых чисел. 1. Главное квантовое число (n) – характеризует главный уровень энергии, определяет размер орбитали. n принимает значения целых чисел от 1 до ∞. Слои: 1-K, 2-L, 3 – M, 4 – N, 5-O, 6-P С ростом n повышается энергия электрона (при n= ∞ , Е→ 0). Чем меньше значение n, тем меньше энергия электрона, тем в более связанном состоянии он находится. Электроны атома, имеющие одно и то же значение n, относятся к общей электронной оболочке или энергетическому уровню. Максимальное количество электронов на оболочке равно 2n2 2. Орбитальное (побочное) квантовое число (l) – характеризует подуровень энергии, определяет форму орбитали. Орбиталь – совокупность положений электрона в атоме с одинаковом значением l. l принимает значения целых чисел от 0 до (n-1).
Каждой комбинации главного и орбитального квантовых чисел отвечает некоторая электронная подоболочка или энергетический подуровень. Максимальное количество электронов на подоболочке равно 2(2l+1). 3. Магнитное квантовое число (m) – определяет положение орбитали в пространстве по отношению к др. орбиталям m принимает значения целых чисел от -l до +l. S-орбиталь : l=0 m=0 р-орбиталь : l=1 m=-1; 0; +1 d-орбиталь : l=2 m=-2;-1; 0; +1;+2 f-орбиталь : l=3 m=-3;-2;-1; 0; +1;+2;+3 Каждая волновая функция однозначно определяется набором из трех квантовых чисел: n, l, m. Однако для полного описания поведения электрона необходимо использовать четвертое – спиновое квантовое число s. 4. Спиновое квантовое число (s) – характеризует собственный магнитный момент электрона s принимает 2 значения + ½ (↑) и - ½ (↓). 11. Закон объемных отношений. Объемных отноше́ний зако́н, один из Гей-Люссака законов, которому подчиняются идеальные газы. Установлен Ж. Л. Гей-Люссаком в 1808 г. При одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа. 12. Получение оксидов.
13. Изменение степени окисления атома в побочных подгруппах ПС Менделеева. У элементов побочных подгрупп IV-VII групп (смотри таблицу Менделеева) нет определенной связи между номером группы и устойчивыми значениями степени окисления элемента. Атомы этих элементов могут проявлять высшую степень окисления элемента, равную номеру группы, и не имеют отрицательных степеней окисления элемента, поскольку все они являются металлами. 14.Параметры химической связи. Силы, объединяющие атомы в молекулы. Химическая связь — это взаимодействие атомов, обусловливающее устойчивость молекулы или кристалла как целого. Химическая связь определяется взаимодействием между заряженными частицами (ядрами и электронами). Современное описание химической связи проводится на основе квантовой механики [1]. Основные характеристики химической связи — прочность, длина, полярность. Длина связи —это равновесное расстояние между ядрами атомов, соединённых связью. Её можно из мерить экспериментально. Обычно длина ковалентной связи составляет 0,1—0,2 нм. Самая короткая связь — 0,074136 нм — в молекуле дейтероводородаHD. Прочность химической связи опре деляется энергией связи, т. е. энергией, которая необходима для того, чтобы разорвать связь и развести атомы на бесконечное расстояние. Энергия свя зи изменяется в очень широких пре делах. Наиболее прочная связь — в мо лекулах N2(945,3 кДж/моль) и СО (1070,3 кДж/моль). Самая сливая ковалентная химическая связь также образуется между атомами азота — в окси де N2O3(40,6 кДж/моль), а самая слабаявандерваальсова связь — меж ду атомами гелия (8•10-6кДж/моль). Наиболее прочными связями являют ся ковалентные и ионные (энергия связи порядка сотен килоджоулей на моль), затем идут водородные (десят ки килоджоулей на моль), самые же слабые — вандерваальсовы. Полярность связипоказывает, насколько электронная плотность смещена к одному из атомов. Способ ность атома смещать к себе электрон ную плотность химической связи называютэлектроотрицателъностью.Самые электроотрицательные элемен ты — активные неметаллы:F,О,N, Cl;самые электроположительные — ще лочные металлы. Чем больше раз ность электроотрицательностей ато мов, участвующих в химической связи, тем более полярна эта связь. Пре дельный случай полярной связи — ионная связь. Порядок(или, иначе,кратность) связив различных теориях химиче ской связи определяют по-разному. В теории электронных пар Льюиса порядок связи — это число электрон ных пар, осуществляющих химиче скую связь. Порядок может быть целым или дробным. В теории МО по рядок связи для двухатомных молекул определяют как половину разности между числом электронов на связыва ющих и на разрыхляющих орбиталях. Так, порядок связи в молекуле О2ра вен (6-2)/2 = 2, в молекулярном ионеO-2порядок равен 2,5, а в ионе О+2— 1,5. Дробный порядок характерен так же для многоцентровых связей.Чем выше порядок, тем большее число электронов обеспечивает связь, и тем труднее её разорвать. Так, энергия тройной связи НСºСН (962 кДж/моль) намного больше энергии двойной связи Н2С=СН2(712 кДж/моль) и значительно пре вышает энергию одинарной связи Н3С-СН3(369 кДж/моль). 15. Основное и возбужденное состояние атома. Состояние атома, в котором все электроны находятся на стационарных орбитах с наименьшей возможной энергией, называется основным.Возбужденные состояния атомов. Образуются из основного состояния при переходе одного или неск. электронов (напр., под действием излучения) с занятых орбиталей на свободные (или занятые лишь одним электроном). Наим. энергиями обладают возбужденные состояния, связанные с переходами во внешних или между внешними электронными оболочками. Более высокие возбужденные состояния возникают при переходе электронов с внутр. оболочек многоэлектронных атомов на внешние (напр., под действием рентгеновского излучения). 16. Термодинамические параметры, характеризующие систему. Термодинамическими величинами называют физические величины, используемые для описания состояний и процессов в термодинамических системах. Под состоянием термодинамической системы понимают совокупность её свойств[9]. Все физические и физико-химические переменные, используемые для описания макроскопических свойств термодинамической системы, не зависящие от предыстории системы (от того, каким путём система пришла в текущее состояние), т. е. полностью определяемые состоянием системы в данный момент времени, называют термодинамическими переменными состояния[10][11] (параметрами состояния[12][13], функциями состояния[14][15]). Состояние системы называют стационарным, если параметры системы с течением времени не изменяются. Состояние термодинамического равновесия представляет собой частный случай стационарного состояния. Всякое изменение состояния системы называют термодинамическим процессом[16][17][18]. В любом процессе обязательно изменяется хотя бы одна переменная состояния. Непрерывную последовательность состояний, сменяющих друг друга при переходе системы из исходного состояния в конечное, называют путём процесса[19][20]. Поскольку одна и та же переменная состояния в разных задачах может выступать и как независимая переменная, и как функция других независимых переменных, термины «функция состояния», «параметр состояния» и «переменная состояния» иногда рассматривают как синонимы и называют функцией состояния любую переменную состояния, не проводя требуемого математикой разграничения между функцией, её аргументами и входящими в дефиницию функции числовыми коэффициентами. Переменные состояния связаны между собой уравнениями состояния (термическим и калорическим) и другими соотношениями (например, уравнением Гиббса — Дюгема), поэтому для однозначной характеристики состояния системы оказывается достаточным знания только немногих величин, называемых независимыми переменными состояния. Остальные переменные состояния представляют собой функции независимых переменных — функции состояния — и определены однозначно, если заданы значения их аргументов[9]. При этом для многих задач не имеет значения, известны ли конкретные уравнения состояния изучаемой системы; важно только, что соответствующие зависимости всегда реально существуют. Число независимых переменных состояния зависит от природы конкретной системы, а выбор их достаточно произволен и связан с соображениями целесообразности[21][22]. После того, как выбор сделан, используемый набор переменных уже нельзя произвольно менять по ходу задачи. Значительная часть математического аппарата классической термодинамики (в том числе применение якобианов и преобразования Лежандра[23]) как раз посвящена решению проблемы замены переменных и перехода от одного набора независимых переменных к другому[9]. К переменным состояния относятся, например, температура, давление, концентрации составляющих систему веществ, объём, массы составляющих систему веществ, химические потенциалы составляющих веществ, внутренняя энергия, энтропия, термодинамические потенциалы, характеристические функции. Термодинамическая система – совокупность тел, мысленно выделенных из пространства. При изучении химических процессов термодинамика использует допущение – рассмотрение только начального и конечного состояния вещества без учета пути протекания процесса и развития его во времени. Виды систем: •Открытая – есть обмен массой и энергией с окружающей средой •Закрытая – отсутствует массообмен, есть обмен энергией с окружающей средой •Изолированная – отсутствуют массо- и теплообмен с окружающей средой. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
