теоретичка. Теория для административной. Теория для административной

• Название: Теория для административной
• Анкор: теоретичка
• Дата: 06.12.2022
• Размер: 108.69 Kb.
• Имя файла: Теория для административной.docx
• Тип: Документы; #831070

Теория для административной:

1) Общее число электронов в атоме равно порядковому номеру химического элемента в Периодической таблице.

Каждый электрон находится на своей орбитали. Чем больше энергия электрона, тем больше по размеру его орбиталь, и тем дальше он находится от ядра.

Электроны с близкими значениями энергии образуют энергетический уровень (электронный слой).

Энергетический уровень (электронный слой) — совокупность электронов с близкими значениями энергии.

Энергетические уровни нумеруют, начиная с самого близкого к ядру.

Установлено, что максимальное число электронов на энергетическом уровне равно 2n², где n— его номер. Значит, на первом уровне может находиться не более 2 электронов, на втором — не более 8, на третьем — не более 18 и т. д.

В атоме водорода — один электрон, и он располагается на первом энергетическом уровне: H1)1.

В атоме гелия — два электрона. Первый энергетический уровень у гелия завершён, так как он не может содержать более двух электронов: He2)2.

В атоме лития — три электрона. Два из них находятся на первом уровне. Третий электрон имеет большую энергию и движется дальше от ядра. В атоме лития появляется второй энергетический уровень: Li3)2)1.

У следующих элементов второго периода электроны добавляются на второй уровень: 

Be4)2)2;     B5)2)3;     C6)2)4;     N7)2)5;     O8)2)6;     F9)2)7;     Ne10)2)8.

У неона второй электронный слой завершён, так как содержит 8 электронов — максимально возможное число.

Заполнение третьего энергетического уровня начинается у атома натрия и завершается у атома аргона: Na11)2)8)1;  Mg12)2)8)2;  Al13)2)8)3;  Si14)2)8)4;  P15)2)8)5;  S16)2)8)6;  Cl17)2)8)7;  Ar18)2)8)8.

 Максимальное количество электронов на третьем слое равно 18, но у элементов третьего периода его заполнение не происходит, потому что внешний электронный слой не может содержать более 8 электронов. 

 Обрати внимание!

На внешнем электронном слое не может быть более 8 электронов.

У элементов четвёртого периода начинается заполнение четвёртого энергетического уровня: K19 )2)8)8)1;    Ca20 )2)8)8)2.

Полностью четвёртый электронный слой заполняется, как и в малых периодах, у инертного газа криптона.

2) Различают три случая образования химической связи.

  1. Между атомами металлов.

 

ЭО металлов низкая, они слабо удерживают свои валентные электроны и стремятся от них избавиться. В результате атомы теряют электроны и превращаются в положительные ионы. Электроны становятся свободными. Образуется металлическая связь.

 Такая связь образуется в простых веществах металлах и их сплавах: Fe,Al,Cu,Zn.

 

2.Между атомами неметаллов и металлов.

ЭО неметаллов высокая. Их атомы стремятся присоединить недостающие до завершения внешнего слоя электроны и забирают их от атомов металлов. Атомы металлов превращаются в положительные ионы, а атомы неметаллов — в отрицательные. Возникает ионная связь.

 Ионная связь образуется в сложных веществах, состоящих из атомов металлов и неметаллов: NaCl,KI,CaO,BaBr2.

 

3.Между атомами неметаллов.

 Взаимодействуют атомы, каждый из которых с одинаковой силой стремится присоединить к себе электроны от другого атома. В результате электроны объединяются в общие электронные пары, то есть образуется ковалентная связь.

Такой вид связи существует в простых веществах неметаллах и их соединениях:

H2,O2,HCl,H2O.

Пример:

1. определим тип химической связи в метане CH4.

Метан — сложное  вещество, состоит  из двух  неметаллов. Значит, связь в нём ковалентная.

2. Определим тип химической связи в оксиде натрия Na2O.

Это сложное вещество, состоящее из металла и неметалла. Значит, связь в нём ионная.

3. Определим тип химической связи в алмазе C.

Алмаз — простое вещество, образованное атомами неметалла. Значит, связь ковалентная.

Ионная связь связь, которая возникает между атомами, сильно различающимися по значениям электроотрицательности.

Ионная связь возникает, например, между атомами типичных металлов и типичных неметаллов ( ЭО >  — величина условная).

Примерами веществ с ионной связью являются  и др.

Металлическая связь связь между положительными ионами металлов и общими электронами, которые свободно движутся по всему объёму. Металлическая связь существует в простых веществах металлах (в твёрдом или расплавленном состоянии), сплавах металлов. Металлическая связь может существовать только в веществах, но не между отдельными атомами.
Водородная связь связь между электроотрицательным атомом и атомом водорода , связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. Водородная связь возникает тогда, когда атом водорода связан с электроотрицательным атомом, смещающим на себя электронную плотность и создающим при этом положительный заряд на атоме водорода. В качестве электроотрицательных атомов могут выступать фтор , кислород  или азот . 
Ковалентная связь — это процесс взаимодействия между атомами с одинаковыми или близкими радиусами, при котором возникает общая электронная пара. Если эта пара принадлежит в равной мере обоим взаимодействующим атомам — это неполярная связь, а если она смещается к одному из них — это полярная связь.

Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах простых веществ, неметаллов с одинаковой ЭО: Cl₂, O₂, N₂, F₂ и других.

Ковалентная полярная связь характерна для неметаллов с разным уровнем ЭО: HCl, NH₃,HBr, H₂O, H₂S и других

3) Соединение. Два или несколько реагентов образуют один продукт. В реакцию могут вступать как простые вещества, так и сложные. Например, простые вещества водород и кислород взаимодействуют и образуют сложное — воду:

Сложное вещество негашёная известь соединяется с водой, и образуется новое сложное вещество — гашёная известь:

Разложение. Обратный процесс: одно вещество распадается на несколько более простых. Например, если нагреть известняк, получаются негашёная известь и углекислый газ: Стрелка вверх означает, что образовался газ. Он улетучивается и больше не участвует в реакции. 

Замещение. В реакции участвуют два вещества — простое и сложное. Если атомы химического элемента в простом веществе более активны, они замещают атомы одного из менее активных химических элементов в составе сложного вещества.

В примере атомы цинка замещают атомы водорода в составе хлороводорода, и образуется хлорид цинка:

Обмен. Два сложных вещества обмениваются составными частями, в результате получаются два новых сложных вещества. В такой реакции обязательно образуется вода, газ или осадок. Стрелка вниз означает, что вещество выпало в осадок, поскольку оно нерастворимо.

Коэффициенты в уравнениях химических реакций Чтобы составить уравнение химической реакции, важно правильно подобрать коэффициенты перед формулами веществ.

Коэффициент в химических уравнениях означает число молекул (формульных единиц) вещества, необходимое для реакции. Он обозначается числом перед формулой (например, 2NaCl в последнем примере).

Коэффициент не следует путать с индексом (числом под символом химического элемента, например, О₂). Индекс обозначает количество атомов этого элемента в молекуле (формульной единице).

Чтобы узнать общее число атомов элемента в формуле, нужно умножить его индекс на коэффициент вещества. В примере на картинке (2H₂O) — четыре атома водорода и два кислорода. 

Подобрать коэффициент — значит определить, сколько молекул данного вещества должно участвовать в реакции, чтобы она произошла. Далее мы расскажем, как это сделать. 

Алгоритм составления уравнений химических реакций Для начала составим схему химической реакции. Например, образование оксида магния (MgO) в процессе горения магния (Mg) в кислороде (O₂). Обозначим реагенты и продукт реакции:

Чтобы схема стала уравнением, нужно расставить коэффициенты. В левой части схемы два атома кислорода, а в правой — один. Уравняем их, увеличив число молекул продукта:



Теперь число атомов кислорода до и после реакции одинаковое, а число атомов магния — нет. Чтобы уравнять их, добавим ещё одну молекулу магния. Когда количество атомов каждого из химических элементов в составе веществ уравнено, вместо стрелки можно ставить равно:

Уравнение химической реакции составлено. 

Рассмотрим реакцию разложения. Нитрат калия (KNO₃) разлагается на нитрит калия (KNO₂) и кислород (О₂):
В обеих частях схемы по одному атому калия и азота, а атомов кислорода до реакции 3, а после — 4. Необходимо их уравнять. 

Для начала удвоим коэффициент перед реагентом:



Теперь в левой части схемы шесть атомов кислорода, два атома калия и два атома азота. В левой по-прежнему по одному атому калия и азота и четыре атома кислорода. Чтобы уравнять их, в правой части схемы нужно удвоить коэффициент перед нитритом калия. 

Снова посчитаем число атомов каждого химического элемента в составе веществ до и после реакции: два атома калия, два атома азота и шесть атомов кислорода. Равенство достигнуто.

Химические уравнения не только позволяют предсказать, что произойдёт при взаимодействии тех или иных веществ, но и помогают рассчитать их количественное соотношение, необходимое для реакции.

5) Реакции ионного обмена – это реакции между сложными веществами в растворах, в результате которых реагирующие вещества обмениваются своими составными частями. Так как в этих реакциях происходит обмен ионами – они называются ионными. AgNО₃ + КВr = АgВr↓ + КNО₃
Правила составления уравнений реакций ионного обмена

 1. Записываем молекулярное уравнение реакции, не забывая расставить коэффициенты:    

3KOH +FeCl₃ = Fe(OH)₃ + 3KCl

2. С помощью таблицы растворимости определяем растворимость каждого вещества. Подчеркнем вещества, которые мы не будем представлять в виде ионов.

                                                                              р           р             н                р

3KOH + FeCl₃ = Fe(OH)₃ +  3KCl

3. Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты записываем в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые вещества и газообразные вещества записываем в виде молекул.

3K⁺ + 3OH^— + Fe³⁺ + 3Cl^— =   Fe(OH)₃ + 3K⁺ + 3Cl^—

4. Находим одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и правой частях уравнения реакции) и сокращаем их слева и справа.

3K⁺ + 3OH^— + Fe³⁺ + 3Cl^— =  Fe(OH)₃ + 3K⁺ + 3Cl^—

5. Составляем итоговое сокращенное ионное уравнение (выписываем формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).

Fe³⁺ +  3OH^— = Fe(OH)₃

На ионы мы не разбиваем:

• 
  Оксиды; осадки; газы; воду; слабые электролиты (кислоты и основания)
  
• 
  Анионы кислотных остатков кислых солей слабых кислот (НСО₃^—, Н₂РО₄^— и т.п.) и катионы основных солей слабых оснований Al(OH)²⁺
  
• 
  Комплексные катионы и анионы: [Al(OH)₄]^—
  

6) Вычисление массы растворенного вещества, содержащегося в определенной массе раствора с известной массовой долей»

Алгоритмы решения задач:

Пример 1. Вычисление массовой доли растворенного вещества

Определите массовую долю нитрата калия в растворе, полученном растворением 50 г нитрата калия в 200 г воды.

Дано:                                                             m(KNO3 ) = 50 г,                              m(Н2О) = 200 г.	Решение ω(в-ва) = m(в-ва) / m(р-ра)*100 (%). m(р-ра) = m(в-ва) + m(Н2 О) = = 50 (г) + 200 (г) = 250 г. ω(KNO3 ) = = 50 (г) / 250 (г) * 100 (%) = 20 %. Ответ. ω(KNO3) = 20 %.
ω(KNO3 ) – ?

                                                            

Пример 2. Вычисление массы растворенного вещества

Вычислите массу гидроксида калия в растворе объемом 600 мл и плотностью 1,082 г/мл, если массовая доля гидроксида калия составляет 10 %.

Дано:                                                             V(р-ра) = 600 мл, ρ = 1,082 г/мл, ω(KОН) = 10 %, или 0,1.	Решение m(в-ва) = ω(в-ва)*m(р-ра). m(р-ра) = ρ*V(р-ра) = = 1,082 (г/мл)*600 (мл) = 649,2 г. m(KОН) = 649,2 (г)*0,1 = 64,92 г. Ответ. m(KОН) = 64,92 г.
m(KОН) – ?

Пример 3. Смешивание растворов с разными концентрациями одного вещества Смешали 300 г раствора с массовой долей хлорида натрия 20 % и 500 г раствора того же вещества с массовой долей 40 %. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

Дано:                                                             m1 = 300 г, ω1 = 20 %, или 0,2, m2 = 500 г, ω2 = 40 %, или 0,4.	Решение m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 , где m1 , m2 , m3 – массы растворов. 300 (г)*0,2 + 500 (г)*0,4 = = 800 (г)*ω3 , 60 (г) + 200 (г) = 800 (г)*ω3 , 260 (г) = 800 (г)*ω3 , ω3 = 260 (г) / 800 (г) = 0,325, или 32,5 %. Ответ. ω3 (NaCl) = 32,5 %.
ω3 – ?

Пример 4. Разбавление водой

ω2 = 0, т.к. в воде не содержится вещество, находящееся в первом растворе.

Какую массу воды надо добавить к раствору гидроксида натрия массой 150 г с массовой долей 10 %, чтобы получить раствор с массовой долей 2 %?

Дано: m1 = 150 г, ω1 = 10 %, или 0,1, ω2 = 0, ω3 = 2 %, или 0,02.	Решение m1 *ω1 + m2 *ω2 = m3 *ω3 . 150 (г)*0,1 + m2 *0 = = (150 (г) + m2 )*0,02, 15 (г) + 0 = 3 (г) + 0,02m2 , 0,02m2 = 12 г, m2 = 12 (г) / 0,02 = 600 г. Ответ. m(Н2О) = 600 г.
m2 – ?

Степень окисления — это условный заряд, который предположительно обретет атом после перемещения электронов. Он вычисляется из предположения, что все свободные электроны полностью перемещаются от одного атома к другому и все образованные связи — ионные.

Почему в определении степени окисления мы говорим об условном заряде? Потому что в реальности он может быть другим, а химические связи атома в соединении не обязательно будут ионными. Но мы предполагаем, что все именно так, чтобы немного упростить расчеты. Это помогает в составлении формул и классификаций.
Запомните:

1. 
   Численно степень окисления равна количеству электронов, которые перешли от одного атома к другому.
   
2. 
   У атома с меньшей ЭО, который отдает электроны, — положительная степень окисления.
   
3. 
   У атома с большей ЭО, который притягивает электроны, — отрицательная степень окисления.
   
4. 
   Простые вещества, такие как Cl₂, O₂ и т. д., имеют степень окисления, равную 0, поскольку смещения электронов в данном случае не происходит.
   
5. 
   Как рассчитать степень окисления
   

Как мы уже выяснили выше, определить степень окисления элемента (иначе говоря, окислительное число) помогает электроотрицательность. Значения ЭО легко узнать, пользуясь таблицей Менделеева или шкалой относительной электроотрицательности. Сравните, у какого химического элемента в соединении ЭО выше — этот элемент будет притягивать электроны и приобретет отрицательный заряд.
Шкала относительной электроотрицательности

Важно!

В нейтральной молекуле все окислительные числа в сумме образуют ноль. В ионе их сумма равна заряду иона.

Это правило поможет составить уравнение и посчитать степень окисления любого химического элемента в соединении, если известны данные по остальным элементам. Еще больше облегчат расчеты следующие закономерности:

• 
  у водорода в гидридах окислительное число −1, а во всех остальных веществах оно равно +1;
  
• 
  у кислорода степень окисления в оксидах равна −2, в пероксидах −1, в соединениях с фтором +2;
  
• 
  у неметаллов в соединениях с водородом и металлами окислительное число всегда отрицательное;
  
• 
  у металлов степень окисления всегда положительная.
  

Также есть элементы, которые во всех соединениях отдают или принимают одинаковое количество электронов, поэтому их окислительное число — постоянная величина.

Алгоритм действий

Итак, мы знаем основные закономерности. Давайте разберемся, как находить степени окисления на примерах. Предлагаем следующий алгоритм действий.

1. 
   Посмотрите, является ли вещество элементарным. Если да — значит, оно находится в химически несвязанном состоянии и окислительное число равно 0. Это правило подходит как для веществ, образованных из отдельных атомов, так и для тех, что включают многоатомные молекулы одного и того же элемента.
   
2. 
   Пример
   

Степень окисления Cl₂, S₈ равна 0.

3. 
   Если это соединение, определите, состоит ли оно из ионов. В многоатомном ионе сумма всех степеней окисления равна его заряду. Узнайте эту сумму из таблицы растворимости и составьте уравнение с известными окислительными числами.
   

Пример

Допустим, нужно определить заряд азота в ионе аммония.

Согласно таблице растворимости заряд иона аммония NH₄⁺ равен +1. Это значит, что сумма степеней окисления в этом соединении тоже будет равна +1.

Также известно, что водород всюду, кроме гидридов, имеет заряд +1. В данном случае есть 4 атома водорода, т. е. +1 × 4.

Составим формулу: х + (+1) × 4 = +1. Значит х = −3.

Окислительное число азота в ионе аммония равно −3, т. е. N^-3H₄⁺¹.

4. 
   Если соединение — нейтральная молекула, составьте уравнение, учитывая, что все окислительные числа в сумме равны 0.
   

Пример

Допустим, нужно определить степень окисления серы в соединении Na₂SO₄.

Мы знаем, что у щелочного металла Na постоянное окислительное число +1. Кислород, согласно вышеизложенным правилам, в оксидах имеет заряд −2.

Составим уравнение: (+1) × 2 + х + (−2) × 4 = 0. Значит х = −6.

Степень окисления серы равна −6, т. е. Na₂⁺¹S^-6O₄^-2.