ОТВЕТЫ ЭКЗАМЕН. Понятие атом

• Название: Понятие атом
• Анкор: ОТВЕТЫ ЭКЗАМЕН.docx
• Дата: 29.12.2017
• Размер: 334.36 Kb.
• Имя файла: ОТВЕТЫ ЭКЗАМЕН.docx
• Тип: Документы; #13442
• страница: 7 из 8

Основные термины 

Комплексное соединение — химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы. В настоящее время строгого определения понятия «комплексная частица» нет. Обычно используется следующее определение.

Комплексная частица — сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. Иногда комплексными частицами называют сложные химические частицы, все или часть связей в которых образованы подонорно-акцепторному механизму.

Комплексообразователь — центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь — атом элемента, образующего металл, но это может быть и атомкислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен и в таком случае именуется в современной научной литературе металлоцентром; заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

Лиганды (Адденты) — атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H₂O, CO, NH₃ и др.), анионы (OH⁻, Cl⁻, PO₄³⁻ и др.), а также катион водорода H⁺.

Внутренняя сфера комплексного соединения — центральный атом со связанными с ним лигандами, то есть, собственно, комплексная частица.

Внешняя сфера комплексного соединения — остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные.

Дентатность лиганда определяется числом координационных мест, занимаемых лигандом в координационной сфере комплексообразователя. Различают монодентатные (унидентатные) лиганды, связанные с центральным атомом через один из своих атомов, то есть одной ковалентной связью, бидентатные (связанные с центральным атомом через два своих атома, то есть, двумя связями), три- , тетрадентатные и т. д.

Координационный полиэдр — воображаемый молекулярный многогранник, в центре которого расположен атом-комплексообразователь, а в вершинах — частицы лигандов, непосредственно связанные с центральным атомом.

Координационное число (КЧ) — число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Для комплексных соединений с монодентантными лигандами КЧ равно числу лигандов, а в случае полидентантных лигандов — числу таких лигандов, умноженному на дентатность.

56. Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород, находящийся в степени окисления –2

По свойствам делятся на :

- кислотные (неметалл с кислородом), СO₂, SO₃, N₂O₅, P₂O₃ или (с металлом в высшей степени окисления) V₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇, WO₃.

- основные (металл с кислородом); основные оксиды образуют щелочные и щелочно-земельные элементы, а так же металлы в степени окисления +1 и +2, (Na₂O, СаО, МnO);

- амфотерные (содержащие амфотерные элементы) ZnO, BeO, Al₂O₃, GeO₂, SnO₂ .

-безразличные (содержащие неметаллы в низшей степени окисления) N₂O, NO, CO, SiO.

Первые три группы относятся к солеобразующим оксидам, при взаимодействии друг с другом образуют соли.

CO₂+Na₂O=Na₂CO₃; ZnO+SO₃=ZnSO₄; ZnO+Na₂O=Na₂ZnO₂

(карбонат натрия) (сульфат цинка) (цинкат натрия)

По современной номенклатуре названия этого класса строятся следующим образом: к слову «оксид» добавляется название элемента с указанием его степени окисления, если она не постоянна.

Например: СаО – оксид кальция, Fe₂O₃ – оксид железа (III), Р₂О₅ – оксид фосфора (V).

Если элемент образует несколько оксидов, то с ростом степени его окисления, свойства оксидов меняются от основных, через амфотерные к кислотным. Например:

+2 +3 +:6

СrО — основной, Сr₂О₃ — амфотерный, а СrО₃ — кислотный оксид

Получение оксидов.

1. Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом:

2Mg + О₂ = 2MgO; 4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅; 2СО + О₂ = 2СО₂.

2. Разложение оснований, кислот и солей при нагревании:

Сu(ОН)₂ = СuО + Н₂О; Н₂СО₃ = СО₂ + Н₂О; СаСО₃ = СаО + СО₂

Химические свойства оксидов

1 Реакции с водой.

а) Основной оксид + вода = основание: СаО + Н₂О = Са(ОН)₂;

б) кислотный оксид + вода = кислота: SO₂ + H₂O = H₂SO₃; СгО₃ + Н₂О = Н₂СгО₄.

2. Реакции с другими оксидами.

Основной (амфотерный) оксид + кислотный (амфотерный) оксид = соль + вода:

СаО + СО₂ = СаСО₃; Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃; 3Na₂O +Al₂O₃=2Na₃AlO₃.

3. Реакции с кислотами и основаниями.

а) Основной (амфотерный ) оксид + кислота = соль + вода: СuО + 2НС1 = СuС1₂+ Н₂О;

б) кислотный (амфотерный) оксид + основание = соль + вода: N₂O₅ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Н₂О;

Сг₂О₃ + 2NaOH = 2NaCrO₂ + Н₂О.

Гидрокси́ды (гидроо́киси) — соединения оксидов химических элементов с водой. Известны гидроксиды почти всех химических элементов; некоторые из них встречаются в природе в виде минералов. Гидроксиды щелочных металлов называются щелочами.

Кислотные гидроксиды (кислородсодержащие кислоты) всегда содержат атомы водорода, способные замещаться на атомы металла. Большинство типично кислотных гидроксидов находятся в мета-форме.

При записи формулы кислотного гидроксида атомы водорода ставят на первое место, учитывая его электролитическую диссоциацию в воде: CO(OH)₂ → H₂CO₃ NO₂(OH) → HNO₃ PO(OH)₃ → H₃PO₄ SO₂(OH)₂ → H₂SO₄

Оснóвные гидроксиды содержат гидроксогруппы ОН⁻, способные замещаться на кислотные остатки. Примеры:

NaOH-гидроксид натрия, LiOH - гидроксид лития, Ba(OH)₂ - гидроксид бария, 
Cu(OH)₂ - гидроксид меди(II), La(OH)₃ - гидроксид лантана(III).

Реакция нейтрализации

Важнейшим химическим свойством основных и кислотных гидроксидов является их взаимодействие их между собой с образованием солей (реакция нейтрализации, или солеобразования), например:
Ca(OH)₂ +H₂SO₄ =CaSO₄ +2H₂O
Ca(OH)₂ +2H₂SO₄ =Ca(HSO₄)₂ +2H₂O
2Ca(OH)₂ + H₂SO₄ = Ca₂SO₄(OH)₂ + 2H₂O

57. Кислоты (кислотные гидроксиды) – электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода Н⁺ (точнее, ионы гидроксония Н₃О⁺):

НСl = Н⁺ + Сl^–.

Кислоты можно разделить на бескислородные (НСl, НВr, HCN, H₂S) и кислородсодержащие (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄).

Кроме того кислоты различаются основностью.

Основность кислоты определяется числом катионов водорода, которые образуются при диссоциации. Многоосновные слабые кислоты диссоциируют ступенчато. Например: H₂CO₃  H⁺ + HCO^–₃, HCO^–₃  Н⁺ + СО^2–₃.

Названия кислородсодержащих кислот, в которых центральный атом находится в высшей степени окисления, образуются от названия этого элемента с добавлением суффикса -н (-ов или -ев) и окончания -ая. Например, HNO₃ азот-н-ая кислота, H₃AsO₄ мышьяк-ов-ая кислота, Н₂SiO₃ — кремни-ев-ая кислота. При меньшей степени окисления центрального атома названия кислот образуются с суффиксом -ист. Например, HNO₂ — азот-ист-ая кислота, H₂SO₃ — серн-ист-ая кислота.

В названиях бескислородных кислот к наименованию элемента добавляют слово «водородная». Например: HCl – хлороводородная, H₂S – сероводородная

Получение кислот.

1. Кислотный оксид + вода = кислота

Р₂О₅ + ЗН₂О = 2Н₃РО₄,

2. Обменные реакции соли с кислотой

Са₃(РО₄)₂ + 3H₂SO₄ = 3CaSO₄ + 2Н₃РО₄.

Химические свойства кислот.

В растворах кислот индикаторы меняют свою окраску, лакмус становится красным, метиловый оранжевый — розовым. Им присущи следующие свойства.

1. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими левее водорода в ряду стандартных электродных потенциалов. Водород не выделяется при взаимодействии металлов с азотной и концентрированной серной кислотами.

Металл + кислота = соль + водород 2А1 + 3H₂SO₄ (разбавл.) = A1₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

2. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами: H₂SO₄ + Mg(OH)₂ = MgSO₄ + 2Н₂О, 2HNO₃ + CaO = Ca(NO₃)₂ + Н₂О.

3. При взаимодействии кислот с солями могут образовываться новые соль и кислота: H₂SO₄ + ВаС1₂ = BaSO₄ ↓ +2НС1.

Сильные кислоты вытесняют слабые из их солей: 2НС1 + СаСО₃= СаС1₂ + CO₂ +H₂O

Соли – сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металлов (или ион аммония) и анионы кислотных остатков. Соли делят на средние, кислые и основные.

Средние соли при диссоциации дают только катионы металла (или NН₄⁺) и анионы кислотного остатка: Na₂SO₄  2Na⁺ + SO₄^2–

Их можно рассматривать как продукт реакции нейтрализации между основаниями и кислотами, взятыми в эквивалентных количествах.

Средние соли могут быть получены многими способами. Например:

- при взаимодействии амфотерного или основного оксида с кислотой: CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + Н₂О,

- при взаимодействии основного и кислотного оксидов: СаО + СО₂ = СаСО₃,

- при взаимодействии кислотного оксида с щёлочью: Р₂О₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + ЗН₂О,

-непосредственно при взаимодействии простых веществ: 2Na + Cl₂ =2NaCl

- при взаимодействии двух растворимых в воде солей образуются две новые соли, одна из которых должна выпадать в осадок:

Ba(NO₃)₂ + K₂SO₄ = 2KNO₃ + BaSO₄↓

- при реакции активного металла с солью менее активного металла. Исходная соль должна быть растворимой в воде, а металл находиться в ряду стандартных электродных потенциалов левее вытесняемого из соли металла: Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Сu.

- при взаимодействии основания с кислотой, а так же амфотерного гидроксида как с основанием так и с кислотой:

Zn(OH)₂+2HCl = ZnCl₂+2H₂O H₂ZnO₂+2NaOH = Na₂ZnO₂+2H₂O (сплавление)

- при растворении металлов в кислотах (окислительно-восстановительные реакции): Mg+ H₂SO₄ (разб.)MgSO₄ +H₂↑

4Mg+ 5H₂SO₄ (конц.) 4MgSO₄ +H₂S+4H₂O

- при взаимодействии кислых и основных солей соответственно с щелочами и кислотами NaHSO₃ + NaOH = Na₂SO₃ + H₂O,

Ca(H₂PO₄)₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 4H₂O, (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄ = 2CuSO₄ + 2Н₂О.

Кислые соли при диссоциации дают только катионы металла (или NН₄⁺) и анионы кислотного остатка, в состав которого входит водород:

NaНСO₃  Na⁺ + НСO₃^–

Кислые соли продукт неполного замещения атомов водорода многоосновной кислоты на атомы металла. Их образуют только многоосновные кислоты.

Названия кислых солей образуются добавлением к названию аниона приставки гидро-, указывающей на наличие атомов водорода в кислотном остатке, а при необходимости с соответствующими числительными:

NaHSO₃  Na⁺ + HSO₃^–; К₂НРО₄  2К⁺ + НРО₄^2–; Ва(Н₂РO₄)₂ Ва²⁺ + Н₂РО₄^–.

Получение кислых солей. 1. Кислота + основание (недостаток) = кислая соль: 2H₂CO₃ + Ca(OH)₂ = 2H₂O + Ca(HCO₃)₂

2. Средняя соль + кислота = кислая соль: Са₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Са(H₂PO₄)₂.

Основные соли – продукт неполного замещения гидроксильных групп многокислотного основания на кислотные остатки. Основные соли при диссоциации образуют анионы кислотного остатка и катионы, в состав которых кроме катионов металла входят гидроксо-группы: (CrOH)Cl₂  (CrOH)⁺ + 2Cl^–.

Наличие гидроксид-ионов в составе основной соли обозначается приставкой гидроксо- перед названием катиона:

(СuОН)₂СО₃  2(СuОН)^– + СО₃^2–; А1(ОН)₂С1 2А1(ОН)₂⁺ + С1–.

Получение основных солей. 1. Oснование (избыток) + кислота = основная соль:

Fe(OH)₃ + HCl(недостаток) = Fe(OH)₂Cl + H₂O; Fe(OH)₂Cl  Fe(OH)₂⁺ Cl^–.

2Al(OH)₃+H₂SO₄ = 2H₂O + [Al(OH)₂]₂SO₄; [Al(OH)₂]₂SO₄  2[Al(OH)₂] ⁺ + SO₄^2–.

2. Средняя соль + щелочь (недостаток) = основная соль:

CuSO₄+2NaOH (недостаток)=(CuOH)₂SO₄ +Na₂SO₄; (CuOH)₂SO₄  2(CuOH)⁺ + SO₄^2–.

58. Качество воды определяется наличием в ней химических элементов. К загрязнителям относятся: медь, железо, марганец, сульфиды, фториды, соли кальция и магния, органические соединения. Если концентрация этих элементов превышает норму, то у человека может развиться хроническая интоксикация. Токсическое воздействие проявляется не только при употреблении внутрь, но и при проведении гигиенических процедур, так как вещества способны всасываться через кожу.

Кстати так же воздействует и хлор, который применяют для уничтожения микроорганизмов в водопроводной сети. Его парами можно отравиться, поэтому не рекомендуются длительные горячие ванны.

Вода была бы полезней, если ее не хлорировать, а озонировать или обрабатывать бактерицидными лампами.

Химический анализ воды делится на качественный и количественный.

Задача качественного анализа — установление состава примесей. Количественный анализ дает возможность оценить количественное содержание примесей в воде.

Его выполняют при помощи добавления в исследуемую пробу воды реактива, который вступает в реакцию с определяемой примесью воды с характерным изменением системы (появление или изменение окраски, помутнение). В ряде случаев проведения качественного анализа бывает достаточным.

Качественный химический анализ воды также дает возможность правильно выбрать метод количественного анализа. Большинство методов определения количественного содержания примесей приводят к ошибочным результатам в присутствии элементов, имеющих определенное влияние.

Наиболее распространенными методами количественного анализа воды является гравиметрический, объемный (титриметрический) и физико-химический.

Количественный анализ – определение содержания (концентрации, массы и т.п.) компонентов в анализируемом веществе.

Все методы анализа можно разделить на химические, физико-химические, физические и биологические, в которых измеряют соответственно химические, физико-химические, физические и биологические параметры анализируемого вещества, которые зависят от его состава. При химических методах открываемый элемент переводят в какое-либо новое соединение, обладающее характерным свойством (аналитический сигнал). Происходящее при этом химическое превращение называется аналитической реакцией.

Химические методы количественного анализа делят на гравиметрический и объемный (титриметрический). Так, определить содержание Ca2+ в анализируемом веществе можно воздействием на него щавелевой кислоты.

Ca2+ + H2C2O4 > CaC2O4 + 2H+

По массе образующегося осадка определяют содержание Ca2+ в анализируемом веществе (гравиметрический метод).

Сущность титриметрического метода заключается в измерении объема рабочего раствора с точно известной концентрацией того или иного реагента, израсходованного на реакцию с анализируемым компонентом. Методы объемного химического анализа подразделяются по типу реакции, лежащей в основе анализа: метод кислотно-основного титрования (нейтрализации), методы осаждения и комплексообразования, метод окисления – восстановления.

Метод нейтрализации основан на реакции H+ + OH- > H2O. При комплексонометрическом титровании происходит связывание исследуемого иона в комплекс. В основе окислительно-восстановительного титрования лежит реакция Ox + ne Redn-. При осадительном титровании используются реакции, связанные с осаждением определяемого иона.

Физико-химические методы анализа основаны на изучении физических свойств веществ, меняющихся в ходе химической реакции. При потенциометрическом методе измеряется потенциал электрода в исследуемом растворе, при кондуктометрическом – электрическая проводимость и т. д. Физические методы анализа основаны на использовании зависимости между физическим свойством и составом вещества. К ним относят спектральные, люминесцентный метод и т. д. Биологические методы основаны на изучении зависимости отклика микроорганизмов на то или иное вещество.

59.Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом,кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).