Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Ответы по химии
6. Итак, ковалентная связь образуется в результате перекрывания электронных облаков атомов, сопровождающегося выделением энергии. Если у сблизившихся до касания атомов водорода расстояние между ядрами составляет 0,106 нм, то после перекрывания электронных облаков (образования молекулы H2) это расстояние составляет 0,074 нм (рис. 6). Обычно наибольшее перекрывание электронных облаков осуществляется вдоль линии, соединяющей ядра двух атомов. Химическая связь тем прочнее, чем больше перекрывание электронных орбиталей. В результате возникновения химической связи между двумя атомами водорода каждый из них достигает электронной конфигурации атома благородного газа. Если между атомами возникла одна ковалентная связь (одна общая электронная пара), то она называется одинарной; если больше, то кратной (две общие электронные пары), тройной (три общие электронные пары). Возможен и другой механизм образования ковалентной связи — донорно-акцепторный. В этом случае химическая связь возникает за счет двухэлектронного облака одного атома и свободной орбитали другого атома. Металлическую связь образуют элементы, атомы которых на внешнем уровне имеют мало валентных электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. Химическая связь в металлических кристаллах сильно делокализована, т.е. электроны, осуществляющие связь, обобществлены («электронный газ») и перемещаются по всему куску металла, в целом электронейтрального. Металлическая связь характерна для металлов в твердом и жидком состоянии. Это свойство агрегатов атомов, расположенных в непосредственной близости друг к другу. Металлическая связь имеет некоторое сходство с ковалентной, поскольку и в ее основе лежит обобществление валентных электронов. Однако электроны, которые осуществляют ковалентную связь, находятся вблизи соединенных атомов и прочно с ними связаны. Электроны же, осуществляющие металлическую связь, свободно перемещаются по всему кристаллу и принадлежат всем его атомам. Именно поэтому кристаллы с ковалентной связью хрупки, а с металлической — пластичны. Водородная связь — это своеобразная химическая связь. Она может быть межмолекулярной и внутримолекулярной. Межмолекулярная водородная связь возникает между молекулами, в состав которых входят водород и сильно электроотрицательный элемент — фтор, кислород, азот, реже хлор, сера. Поскольку в такой молекуле общая электронная пара сильно смещена от водорода к атому электроотрицательного элемента, аположительный заряд водорода сконцентрирован в малом объеме, то протон взаимодействует с неподеленной электронной парой другого атома или иона, обобществляя ее. В результате образуется вторая, более слабая связь, получившая название водородной. Чисто ионной связью называется химически связанное состояние атомов, при котором устойчивое электронное окружение достигается путём полного перехода общей электронной плотности к атому более электроотрицательного элемента. + _
На практике полный переход электрона от одного атома к другому атому-паренеру по связи не реализуется, поскольку каждый элемент имеет большую или меньшую, но не нулевую, электроотрицательность, илюбая связь будет в некоторой степени ковалентной. Ионная связь возможна только между атомами электроположительных и электроотрицательных элементов, находящихся в состоянии разноименно заряженных ионов.
7. Теория строения атомов объясняет периодическое изменение свойств элементов. Возрастание положительных зарядов атомных ядер от 1 до 107 обусловливает периодическое повторение строения внешнего энергетического уровня. А поскольку свойства элементов в основном зависят от числа электронов на внешнем уровне, то и они периодически повторяются. В этом — физический смысл периодического закона. В зависимости от того, какой подуровень последним заполняется электронами, все элементы делят на четыре типа (семейства).
1. s-Элементы: заполняется электронами s-подуровень внешнего уровня. К ним относятся первые два элемента каждого периода.
2. р-Элементы: заполняется электронами р-подуровень внешнего уровня. Это последние 6 элементов каждого периода (кроме первого и седьмого).
3. d-Элементы: заполняется электронами d-подуровень второго снаружи уровня, а на внешнем уровне остается один или два эле трона (у Pd — нуль). К ним относятся элементы вставных декад больших периодов, расположенных между s- и р-элементами (их также называют переходными элементами).
4. f-Элементы: заполняется электронами f-подуровень третьего снаружи уровня, а на внешнем уровне остается два электрона. Это лантаноиды и актиноиды.
В периодической системе s-элементов 14, р-элементов 30, d-элементов 35, f-элементов 28. Элементы одного типа имеют ряд общих химических свойств.
15. Буквально гетерогенные системы значит разнородные, а гомогенные — однородные системы. Кристаллическое состояние характеризуется тем, что свойства материи ориентированы в пространстве, т. е. меняются вокруг каждой точки в зависимости от избранного направления... на первом месте тут должна быть поставлена способность влиять на скорость света..., затем, теплопроводность... и, наконец, внешняя геометрическая форма"; к этой характеристике можно бы прибавить и различную скорость растворения кристаллов по различным плоскостям (ср. Lehmann, "Molekularphysik", I, 491—501). "Аморфное состояние, — продолжает Ле-Шателье, — это не кристаллическое состояние; в аморфной материи все свойства, каковы бы они ни были, тождественны вокруг всякой точки и по всем направлениям. Таковыми являются все жидкие, газообразные и так называемые стеклообразные тела", являющиеся примерами гомогенных систем. На основании приведенной цитаты следовало бы все кристаллические тела считать Г. системами, но принято, однако, называть и их гомогенными, если в них не наблюдается каких-нибудь видимых плоскостей раздела, указывающих на сосуществование по крайней мере двух фаз (пар твердого тела, как невидимый, при этом игнорируют); можно считать этот обычай до некоторой степени оправдываемым тем, что в массе кристаллического тела, особенно, если оно образовано сплетением мелких кристаллов, ориентировка свойств не подчинена никакому закону, она вполне беспорядочна и в силу этого является вероятность "средней однородности" ("средней аморфности"?) данного тела. Затем, когда мы говорим о Г. системах, то мы подразумеваем гетерогенность равновесных систем, где сосуществующие фазы разделены видимыми поверхностями раздела, поверхностями, на которых наблюдаются резкие разрывы сплошности физических свойств и химической концентрации, но которые могут с изменением условий (факторов равновесия) перемещаться в том или другом направлении; а потому жидкость, запаянная в стеклянном сосуде, при отсутствии пара и отвечающего ей твердого тела, считается, напр., нами гомогенной, а не Г. системой (стекло не рассматривается как естественная часть системы); вода и ее пар, вода и лед, раствор над избытком твердого ("кристаллического") растворенного тела (насыщенный раствор) — примеры Г. систем.
22. Энтальпия образования химических соединений (Н) – изменение энтальпии в процессе получения этого соединения из простых веществ, устойчивых при данной температуре.Стандартной энтальпией (теплотой) образования химического соединения (ΔН°298) называется изменение энтальпии в процессе образования одного моля этого соединения, находящегося в стандартном состоянии
(^ Т = 298 К и давление р = 1,01∙10–5 Па), из простых веществ, также находящихся в стандартных состояниях и термодинамически устойчивых фазах и модификациях. Стандартные энтальпии образования простых веществ принимают равными нулю, если их агрегатные состояния и модификации устойчивы при стандартных условиях. Стандартная энтальпия образования соединения – мера его термодинамической устойчивости, прочности.
Если ^ Н > 0, реакцию называют эндотермической, если же теплота выделяется в окружающую среду Н < 0, реакцию называют экзотермической. Поскольку значение Н определяется по уравнению (1) и не зависит от пути и способа проведения процесса, энтальпию относят к термодинамическим функциям состояния системы.
23. Энтальпия реакции - это разность между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования реагентов с учетом стехиометрических количеств веществ.
|
ΔH = ∑(nΔH)продукты - ∑(nΔH)реагенты |
Для некоторой реакции
|
nAA + nBB = nCC + nDD |
стандартная энтальпия реакции равна:
|
ΔH°298 = (nCΔH°298(С) + nDΔH°298(D)) - (nAΔH°298(A) + nBΔH°298(B)) |
Пример. Стандартная энтальпия следующей реакции:
|
4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6H2O(г) ΔH°298 = (nNO·ΔH°298(NO) + nH2O·ΔH°298(H2O)) - (nNH3·ΔH°298(NH3) + nO2·ΔH°298(O2)) = |
12. Основные законы стехиометрии, включающие законы количественных соотношений между реагирующими веществами с помощью уравнений химических реакций, вывод формул химических соединений, составляют раздел химии, называемый стехиометрией. Стехиометрия включает в себя законы Авогадро, постоянства состава, кратных отношений, Гей-Люссака, эквивалентов и сохранения массы.В основу составления химических уравнений положен метод материального баланса, основанный на законе сохранения массы (М. В. Ломоносов, 1748, А. Лавуазье, 1789). Закон сохранения массы веществ:
Масса реагирующих веществ равна массе продуктов реакции.
Закон постоянства состава (Ж. Пруст): Химическое соединение, имеющее молекулярное строение, независимо от метода получения характеризуется постоянным составом.
Закон кратных отношений (Д. Дальтон): Если два элемента образуют между собой несколько молекулярных соединений, то масса одного элемента, приходящаяся на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа. Закон эквивалентов (И. Рихтер):
В молекулярных соединениях массы составляющих их элементов относятся между собой как их эквиваленты. Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, способная соединиться и заместить 1 моль атомов водорода в реакциях присоединения и замещения или принять (отдать) 1 моль электронов в окислительно-восстановительных реакциях. Закон простых объемных отношений (Ж. Гей-Люссак):При равных условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов, как небольшие целые числа.
Так, в реакции образования аммиака из простых веществ отношение объемов водорода, азота и аммиака составляет 3 : 1 : 2.
Закон Авогадро: В равных объемах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул.
Из закона Авогадро вытекают два следствия:
Закон сохранения энергии: При любых взаимодействиях, имеющих место в изолированной системе, энергия этой системы остается постоянной и возможны лишь переходы из одного вида энергии в другой.
41. Принцип Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия. Конста́нта равнове́сия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями или фугитивностями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции.
66. На границе раздела фаз электрод – раствор происходит перераспределение зарядов, в результате которого у поверхности электрода накапливается избыток ионов какого-либо одного знака, в результате на поверхности возникает избыток зарядов противоположного знака. Такое пространство разделения избыточных зарядов позволяет ввести понятие ДЭС. Условно можно представить две воображаемые плоскости, которые проходят через центры тяжести избыточных зарядов в поверхностном слое на электроде и раствора у поверхности электрода.Расстояние между плоскостями равно диаметру сольватированного комплекса (d). Таким образом, ДЭС можно рассматривать как плоский конденсатор:
D – диэлектрическая проницаемость, для Н2О = 80, d = 10–8 – расстояние между обкладками. Перераспределяемый заряд на границе раздела фаз имеет динамическое преобладание.
81. Коллоидными растворами называются гетерогенные дисперсные системы, в которых частицы «растворенного» вещества обладают ультрамикроскопической (коллоидной) степенью дробления. Поперечник частиц дисперсной фазы в этих системах лежит в пределах 1 -100 нм. Суспензиями называются гетерогенные системы, в которых дисперсная (взвешенная) фаза твердая, а дисперсионная среда жидкая. Другими словами, лекарственные суспензии представляют собой взвеси порошков лекарственных веществ в жидкостях - водных или маслянистых. Для образования суспензии необходимо, чтобы порошкообразное вещество было нерастворимо в водной или масляной дисперсной среде. Золь иначе лиозоль; коллоидный раствор (англ. sol от лат. solutio — раствор) — высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе от 1 до 100 нм (10−9—10−7м) Лиофильность и лиофобность (от др.-греч. λύω — растворяю, φιλέω — люблю и φόβος — страх) — характеристики способности веществ или образуемых ими тел кмежмолекулярному взаимодействию с жидкостями. Интенсивное взаимодействие, т. е. достаточно сильное взаимное притяжение молекул вещества (тела) и контактирующей с ним жидкости, характеризует лиофильность; слабое взаимодействие — лиофобность. В наиболее практически важном случае взаимодействия вещества с водой лиофильность и лиофобность называется гидрофильностью и гидрофобностью, а в случае масел и жиров — олеофильностью (липофильностью) и олеофобностью. Понятия «лиофильный» и «лиофобный» относят к высокомолекулярным соединениям или к поверхностям различных тел, в том числе находящихся в коллоидно-дисперсном состоянии.
100. Полиме́ры (греч. πολύ- — много; μέρος — часть) — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества, состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы химическими или координационными связями. Полимер — это высокомолекулярное соединение: количество мономерных звеньев в полимере (степень полимеризации) должно быть достаточно велико. По химическому составу все полимеры подразделяются на органические, элементоорганические, неорганические.
По форме макромолекул полимеры делят на линейные, разветвлённые (частный случай — звездообразные), ленточные, плоские, гребнеобразные, полимерные сетки и так далее. Анализ полимерных материалов имеет специфические особенности и существенно отличается от анализа других органических веществ. Это обусловлено тем, что полимеры, находящиеся обычно в твердом состоянии, растворяются в небольшом числе растворителей, образуя даже при очень низких концентрациях высоковязкие растворы. Анализ полимерных материалов как объектов сушки показывает, что многие из них являются непористыми и содержат адсорбционно-связанную влагу. Скорость сушки таких материалов практически не зависит от гидродинамической обстановки в сушилке и может быть увеличена за счет повышения температуры. Однако при жестких режимах сушки роль гидродинамической обстановки в аппарате резко возрастает. Практически любая схема анализа полимерного материала включает в себя на первой стадии операцию по отделению полимера от других веществ. Особенно это необходимо для наполненных пластмасс, представляющих собой композиции, состоящие из полимера ( связующего), наполнителей, пластификаторов и др. ингредиентов полимерной композиции. В зависимости от природы этих веществ и конкретных задач анализа дальнейшему исследованию наряду с полимерной частью подвергаются и другие составляющие полимерного материала.
.