Атомно - молекулярное учение

Атомно - молекулярное учение

1.Все вещества состоят из молекул.

2.Молекулы состоят из атомов.

3.Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый М. В. Ломоносов. Основные положения этого учения изложены в работе "Элементы математической химии" (1741) и ряде других.

Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям:
1. Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы).
2. Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).
3. Частицы - молекулы и атомы - находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.
4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ - из различных атомов.

Типы химических реакции

По числу веществ и образующихся веществ	По изменению степени окисления атомов
Без изменения степени окисления	С изменением степени окисления
СОЕДИНЕНИЯ A + B = AB Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное	CaO+H2O=Ca(OH)2 PbO+SiO2=PbSiO3	H2+Cl2=2HCl 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
РАЗЛОЖЕНИЯ AB = A + B Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ	Cu(OH)2=CuO+H2O CaCO3=CaO+CO2 NH4Cl=NH3+HCl	4HNO3=2H2O+4NO2+O2 4KClO3=3KClO4+KCl
ЗАМЕЩЕНИЯ A + BC =AC + B Атом простого вещества замещает один из атомов сложного		CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 2KBr+Cl2=2KCl+Br2
ОБМЕНА AB + CD = AD + CB Сложные вещества обмениваются своими составными частями	AgNO3+KBr=AgBr NaOH+HCl=NaCl+H2O

Экзотермические реакции (теплота выделяется)	Эндотермические реакции (теплота поглощается)
4Al+3O2=2Al2O3+Q	N2+O2 2NO-Q

3.Термохимия и термодинамика. Тепловой эффект и направление химической реакции. Энтальпия и энтропия химических реакций. Законы термодинамики (закон Гесса).

Всякое изменение, происходящее в системе, и связанное с ним изменение хотя бы одного из свойств системы, будет называться термодинамическим процессом.

Теплота является формой передачи энергии, реализуемой путем изменения кинетической энергии теплового (хаотического) движения частиц (атомов, молекул и др.). Если процесс сопровождается переходом энергии из окружающей среды к системе, он называется эндотермическим, в обратном направлении – экзотермическим.

Первый закон термодинамики утверждает, что энергия изолированной системы постоянна.

В неизолированной системе энергия может изменяться за счет:

а) совершения работы над окружающей средой;

б) теплообмена с окружающей средой.

D U = U₂ – U₁ = Q – A

Термохимия. Все химические реакции протекают с выделением или поглощением тепла; изучением тепловых эффектов реакций занимается одним из разделов физической химии – термохимия.

Основой термохимии является закон Гесса: тепловой эффект химической реакции определяется только природой, составом и агрегатным состоянием исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от возможных промежуточных химических стадий, т.е. от способа перехода от исходного состояния к конечному (при Р = const или V = const).

Второй закон термодинамики.

Применительно к химическим реакциям (при Р =const, Т =const) этот закон можно выразить математически:

S,DH – TDG = DS или DG + TDH = D

В термодинамике для удобства сумма U + PV обозначена буквой Н и названа энтальпией.

Q_P = H₂ – H₁ = DH

Энтропи́я

Катализ. Виды катализа.

Катализ – возбуждение химических реакций или изменение их скорости под влиянием веществ - катализаторов, многократно вступающих в химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливающихся после каждого цикла взаимодействия свой химический состав.

Виды катализа:

Гомогенный катализ – реагирующие вещества и катализатор образуют одну фазу.

Гетерогенный катализ – вещества и катализатор находятся в разных фазах.

Микрогетерогенный (ферментативным) катализ занимает промежуточное место между гомогенным и гетерогенным катализами. Катализатор – большие полимерные молекулы. Для взаимодействующих на них небольших молекул они подобны гетерогенным частицам, но образуют с реагентами одну фазу. В эту группу входят ферментативные реакции, в которых катализатор (фермент) – крупные белковые молекулы сложного состава и строения.

Периодическая система Д.И.Менделеева, ее структура. Периодическая система Менделеева. Ряды, периоды, группы, подгруппы. Лантанонды, актиноиды. Порядковый номер элемента. Определение свойств элементов по их положению в периодической системе.

Структура периодической системы. Периодическая система элементов состоит из периодов, групп и подгрупп.

Периодом называется последовательный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания заряда ядра атомов, электронная конфигурация которых изменяется от ns¹ до ns²np⁶ . Периоды начинаются с s-элемента и заканчиваются p- элементом. Малые периоды содержат 2 и 8 элементов, большие периоды – 18 и 32 элемента, седьмой период остается незавершенным.

В системе имеется восемь групп, что соответствует максимальному числу электронов во внешних подоболочках.

Группы делятся на главные (основные) и побочные подгруппы. Подгруппы включают в себя элементы с аналогичными электронными структурами

Первый период состоит из двух элементов: водорода и гелия.

У элементов второго периода формируется L-оболочка, заполняются s- и p-подоболочки.

Третий период начинается с Na, электронная конфигурация которого 1s²2s²2p⁶3s¹ и заканчивается Ar (аргоном) c электронной конфигурацией 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Четвертый период завершается формированием подоболочки 4p у криптона [Ar]3d¹⁰4s²4p⁶ или [Kr].

Пятый период аналогичен четвертому периоду.

В шестом периоде, как и в пятом, после заполнения s-подоболочки начинается формирование d-подоболочки предвнешнего уровня у лантана.

Седьмой период начинается и продолжается аналогично шестому периоду, однако формирование его не завершено.

Лантаноиды и актиноиды располагаются в третьей побочной группе Периодической системы. Эти элементы следуют в таблице сразу после лантана и актиния и поэтому их называют соответственно лантаноиды и актиноиды. В короткой форме Периодической системы Д.И. Менделеева они вынесены в два последних ряда. Они относятся к f-элементам.

16.Химическая связь, ее виды. Механизм образования химической связи.

Химической связью называют взаимодействие между атомами, приводящее к образованию молекул или ионов и прочному удерживанию атомов друг около друга.

Виды химических связей:

Ионная связь.

Ковалентная связь.

Механизмы образования химической связи

В методе валентных связей различают обменный и донорно-акцепторный механизмы образования химической связи.

Обменный механизм. К обменному механизму образования химической связи относятся случаи, когда в образовании электронной пары от каждого атома участвует по одному электрону.

Особенностью образования соединений по обменному механизму является насыщаемость, которая показывает, что атом образует не любое, а ограниченное количество связей. Их число, в частности, зависит от количества неспаренных валентных электронов.

17. Донорно-акцепторная связь и механизм ее образования.

При донорно – акцепторном механизме образования ковалентной связи связь также образуется с помощью электронных пар. Однако в этом случае однин атом предоставляет свою электронную пару, а другой атом участвует в образовании связи своей свободной орбиталью.

18.Виды ковалентной связи и механизм ее образования.

Ковалентная связь – возникает между атомами в результате образования общих электронных пар.

Виды ковалентной связи:

Если ковалентная связь образуется одинаковыми атомами, то электронная пара располагается на одинаковом расстоянии между ядрами этих атомов. Такая ковалентная связь называется неполярной.

В случае полярной ковалентной связи общая электронная пара смещена к атому с большей электроотрицательностью.

Строение атома. Модель Томсона. Планетарная модель атома Резерфорда.

Атом – электронейтральная система, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Модели Томсона и Резерфорда

ядерная модель атома, согласно которой большая часть массы атома сосредоточена в центре (ядре), а внешние части атома, то есть подавляющая часть пространства атома, заняты электронами. Ядерная модель атома Э. Резерфорда называется еще планетарной моделью, так как напоминает нашу солнечную систему, где планеты вращаются вокруг Солнца. Атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов.

Атомно - молекулярное учение

1.Все вещества состоят из молекул.

2.Молекулы состоят из атомов.

3.Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый М. В. Ломоносов. Основные положения этого учения изложены в работе "Элементы математической химии" (1741) и ряде других.

Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям:
1. Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы).
2. Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).
3. Частицы - молекулы и атомы - находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.
4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ - из различных атомов.

Типы химических реакции

По числу веществ и образующихся веществ	По изменению степени окисления атомов
Без изменения степени окисления	С изменением степени окисления
СОЕДИНЕНИЯ A + B = AB Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное	CaO+H2O=Ca(OH)2 PbO+SiO2=PbSiO3	H2+Cl2=2HCl 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
РАЗЛОЖЕНИЯ AB = A + B Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ	Cu(OH)2=CuO+H2O CaCO3=CaO+CO2 NH4Cl=NH3+HCl	4HNO3=2H2O+4NO2+O2 4KClO3=3KClO4+KCl
ЗАМЕЩЕНИЯ A + BC =AC + B Атом простого вещества замещает один из атомов сложного		CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 2KBr+Cl2=2KCl+Br2
ОБМЕНА AB + CD = AD + CB Сложные вещества обмениваются своими составными частями	AgNO3+KBr=AgBr NaOH+HCl=NaCl+H2O

Экзотермические реакции (теплота выделяется)	Эндотермические реакции (теплота поглощается)
4Al+3O2=2Al2O3+Q	N2+O2 2NO-Q

3.Термохимия и термодинамика. Тепловой эффект и направление химической реакции. Энтальпия и энтропия химических реакций. Законы термодинамики (закон Гесса).

Всякое изменение, происходящее в системе, и связанное с ним изменение хотя бы одного из свойств системы, будет называться термодинамическим процессом.

Теплота является формой передачи энергии, реализуемой путем изменения кинетической энергии теплового (хаотического) движения частиц (атомов, молекул и др.). Если процесс сопровождается переходом энергии из окружающей среды к системе, он называется эндотермическим, в обратном направлении – экзотермическим.

Первый закон термодинамики утверждает, что энергия изолированной системы постоянна.

В неизолированной системе энергия может изменяться за счет:

а) совершения работы над окружающей средой;

б) теплообмена с окружающей средой.

D U = U₂ – U₁ = Q – A

Термохимия. Все химические реакции протекают с выделением или поглощением тепла; изучением тепловых эффектов реакций занимается одним из разделов физической химии – термохимия.

Основой термохимии является закон Гесса: тепловой эффект химической реакции определяется только природой, составом и агрегатным состоянием исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от возможных промежуточных химических стадий, т.е. от способа перехода от исходного состояния к конечному (при Р = const или V = const).

Второй закон термодинамики.

Применительно к химическим реакциям (при Р =const, Т =const) этот закон можно выразить математически:

S,DH – TDG = DS или DG + TDH = D

В термодинамике для удобства сумма U + PV обозначена буквой Н и названа энтальпией.

Q_P = H₂ – H₁ = DH

Энтропи́я