Химический элемент
 Скачать 144 Kb.
|
|
2. Атомно-молекулярное учение химии. Основные положения сформулированы Ломоносовым в виде капсулярной теории строения вещества-все вещества состоят из мельчайших частиц капсул (молекул) имеющих тот же состав, что и все вещество,и находящиеся в непрерывном движении. Химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом электронейтральная микросистема, подчиняющаяся законам квантовой физики и состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Молекула – наименьшая частица вещества, определяющая его свойства и способная к самостоятельному существованию. Атомы объединяются в молекулу с помощью химических связей, в образовании которых принимают участие в основном внешние (валентные) электроны. В 1911 году Резерфорд выполняет эксперименты по уточнению строения атома.В 1913 году появляется простейшая планетарная модель "атома водорода" Бора-Резерфорда. Эта модель и является в настоящее время общепринятой "официальной" моделью атома. достоинство - это простота.Согласно этой модели атом должен был состоять из компактного положительного ядра и электрона, вращающегося вокруг него по "стационарным круговым орбитам".Эти недостатки просто бросаются в глаза: 1) электрон вокруг атома, согласно решению задачи движения тела в центральном поле, не может двигаться по круговым траекториям. Траектории должны бать эллиптическими.Но эллиптические траектории в такой модели невозможны Н.БорАтом может находиться только в особенных стационарных, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн. Излучение и поглощение энергии атомом происходит при скачкообразном переходе из одного стационарного состояния в другое.Достоинства: Объяснила дискретность энергетических состояний водородоподобных атомов. Теория Бора подошла к объяснению внутриатомных процессов с принципиально новых позиций, стала первой полуквантовой теорией атома.Недостатки Не смогла объяснить интенсивность спектральных линий. Справедлива только для водородоподобных атомов и не работает для атомов, следующих за ним в таблице Менделеева. 3.В 1924 г. французский физик Луи де Бройль высказал идею о том, что материя обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Согласно уравнению де Бройля (одному из основных уравнений квантовой механики), т. е. частице с массой m, движущейся со скоростью v соответствует волна длиной λ; h — постоянная Планка. Для любой частицы с массой т и известной скоростью v длину волны де Бройля можно рассчитать. Идея де Бройля была экспериментально подтверждена в 1927 г., когда были обнаружены у электронов как волновые, так и корпускулярные свойства. В 1927 г. немецким ученым В. Гейзенбергом был предложен принцип неопределенности, согласно которому для микрочастиц невозможно одновременно точно определить и координату частицы X, и составляющую рх импульса вдоль оси х.Атом с более чем одним электроном представляет собой сложную систему взаимодействующих друг с другом электронов, движущихся в поле ядра.Тем не менее оказывается, что в атоме можно, с хорошей точностью, ввести понятие о состояниях каждого электрона в отдельности как о стационарных состояниях движения электрона в некотором эффективном центрально-симметричном поле, созданном ядром вместе со всеми остальными электронами. Для различных электронов в атоме эти поля, вообще говоря, различны, причем определяться они должны одновременно все, поскольку каждое из них зависит от состояний всех остальных электронов. Такое поле называется самосогласованным.Поскольку самосогласованное поле центрально-симметрично, то каждое состояние электрона характеризуется определенным значением его орбитального момента /.Состояния отдельного электрона при заданном / нумеруются (в порядке возрастания их энергии) с помощью главного квантового числа п, пробегающего значения п=/+1, /+2, ...; такой выбор порядка нумерации устанавливают в соответствии с тем, который принят для атома водорода. Но последовательность возрастания уровней энергии с различными / в сложных атомах, вообще говоря, отличается от имеющей место у атома водорода. 4. Принципы заполнения орбиталей. 1. Принцип Паули. В атоме не может быть двух электронов, у которых значения всех квантовых чисел (n, l, m, s) были бы одинаковы, т.е. на каждой орбитали может находиться не более двух электронов (c противоположными спинами). Хар-ка ков. св. Энергия св., длина св., насыщенность, направленность. 12.Метод ВС. Подразум. Образов. Элект. Плотности посредством обобществления электронов находящимся на внеш. Электрон. Уровне. Недостатки -не мог ооъяснить паромагнитные св-ва некоторых соед. (О при t-220 становится житкостью , которая притяг. Магнитом) -существ. Мол. Ионов ( He2+,H2+,O2-) Положения -образ. х/с результат перехода электронов с атомных орбиталей на новые уровни обладающие энергией опред. Всеми атом. Молекул -после образ. Мол. Орбит.- атомн. Орб. Теряют свою индивид. -каждой мол. Орб. Соотв. Опред энергия. -электроны в молекуле нелокализ. В межядерные пространства 2-х атомов, а наход. В зоне действ ядер Гибридизация – самопроизв. Процесс выравнивания по формк и энергии. 13. Метод МО Усовершенствованный вариант метода валентных связей. Базируется на принципах. 1. Химическая связь между атомами осуществляется за счет одной или нескольких электронных пар. 2. При образовании общей электронной пары электронные облака перекрываются. Чем сильнее перекрывание тем прочнее химическая связь. 3. При образовании общей электронной пары спины электронов должны быть антипараллельны. 4. В образовании общих электронных пар могут участвовать только не спаренные электроны атомов. Спаренные электроны для образования связей должны разъединяться. 5. При образовании ковалентной связи из определенного числа электронных облаков двух атомов образуется такое же число электронных облаков молекулы, принадлежащих обоим атомам. 6. При объединении электронных облаков возможно их взаимное перекрывание с образованием связывающих облаков молекулы и взаимное отталкивание с образованием разрыхляющих облаков молекулы. 7. Заполнение орбиталей молекулы электронами происходит в соответствии с принципами минимальной энергии и Паули (В атоме не может быть 2 электронов, имеющих одинаковые значения всех 4 квантовых чисел. На одной орбитали может расположиться не более 2 электронов). 8. связь образуется, когда количество электронов на связывающих орбиталях больше чем на разрыхляющих. Свойства ковалентной связи. Она является прочной. Обладает свойством насыщаемости. Имеет направленность в пространстве. 14.хим. термодинамика изучает энерг. Изменения.рассматр. процессы в сост. Равновесия р-я либо не началась или закончилась и потоки во внеш. Среде отсутствуют. Термодин. Сист- макроскопическое тело выделенное из окруж среды мыслен. или физ. оболочки. По кол-ву фаз: Гомогенные( все компоненты сист. В одной фазе) Гетерогенные( хим. р-и протекают в разных разделах фаз) По хар-ру взаимод с окруж. Средой: Открытые( обмен вещ-м и энергией), Закрытые(обмен энергией), Изолирован.(нет обмена) Все ТС хар-ся параметрами: давл, темп, оббьем, масса. Термодин. Изучает переход сист. Из одного сост. В другой – процесс: Равновесные любая хим. р-я в сост. Равновесия, Стационарная. Изобарический( пост. Давл), Изохорический( пост. Оббьем), Изотермический( пост. Темпер) Энергия ТС: E=K+П+дельтаU(внутр.) Хим. термодин. Базируется на 2-х законах -закон. Сохр. Энергии – изменение вн. Энерг. Сист. Опред. Кол-ом выделяемой теплоты и совершенной работой -стандартная энтальпия- энтальпия той р-и в которой 1 моль в-ва образуется из простых в-в устойчив. При станд. Условиях. 15.Первый закон термодинамики Энтальпия – функция состояния равная внутренней энергии системы + работа расширения.  . При постоянном давлении  1 закон-тепловой эффект р-и = теплов. Эф. Обратной р-и , но противоположен по знаку.(чем больше тепл. Эф образования сложн. В-ва, тем оно устойчивее.) 16.закон Гесса.- тепл. Эф. Хим. р-и не зависит от пути по которому она протекает , но зависит от начального и конечного сост. сист. Следствие -измен. Энтальпии хим. р-и не зависит от числа промеж. стадий -высокая изберательность -способность к регуляции каталитических св-в. |