Программа для поступающих в вузы (ответы)

Относительной атомной массой химического Ar элемента называется

величина, равная отношению средней массы атомов данного элемента (с учетом

процентного содержания его изотопов в природе ) к 1\12 массы изотопов

углерода – 12. 1\12 массы атома изотопа углерода 12 принята за атомную

единицу массы (а. е. м.), международное обозначение - u.

Относительная атомная масса является величиной безразмерной.

Относительной молекулярной массой Mr вещества называется отношение

массы его молекулы к 1\12 массы атома изотопа углерода 12.

Поскольку большинство неорганических веществ при обычных условиях не

имеют молекулярного строения, в данном случае можно говорить о формульной

массе F, понимая под ней сумму атомных масс всех элементов, входящих в

соединение, с учетом числа атомов каждого элемента в формуле.

Единицей измерения количества вещества n (?) в Международной системе

единиц является моль.

Моль – количество вещества, содержащее столько структурных элементарных

единиц (атомов, ионов, молекул, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько

содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12.

Число атомов NA в 0,012 кг углерода (т.е. в 1моль) легко определить,

зная массу атома углерода. Точное значение этой величины – 6,02·10Іі . Эта

величина называется постоянной Авогадро и является одной из важнейших

универсальных постоянных. Она равна числу структурных единиц в 1 моль

любого вещества.

Масса 1 моль вещества Х называется молярной массой М(Х) и представляет

собой отношение массы m этого вещества к его количеству n.

Закон сохранения массы: «Масса веществ, вступивших в химическую реакцию,

равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции, с учетом массы,

соответствующей тепловому эффекту реакции». Он был сформулирован великим

русским ученым М.В.Ломоносовым в 1748г. и подтвержден экспериментально им

самим в 1756г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в

1789г.

Закон постоянства состава вещества: «Любое сложное вещество

молекулярного строения независимо от способа получения имеет постоянный

количественный состав».

Закон Авогадро: «В равных объемах различных газов при одинаковых

условиях содержится одно и то же количество молекул».

Следствия: 1. Если число молекул некоторых газов равно, то при н.у. они

занимают равные объемы. Если же число молекул равно 6,02·10Іі, то объем

газа равен 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом.

1. Абсолютная плотность газа равна отношению его молекулярной массы к

молярному объему

2. Относительная плотность газа (Х) по другому газу (Y) равна отношению

молярной массы газа (Х) к молярной массе газа (Y).

Уравнение Клаперона:

Уравнение Менделеева-Клаперона:

Уравнение Бойля-Мариотта:

Уравнение Шарля-Гей-Люсака:

Химический элемент. Простые и сложные вещества. Химические формулы.

Вид атомов с одинаковыми химическими свойствами называется элементом.

Атомы одного и того же элемента могут отличаться только массой. Химические

свойства у них одинаковы. Существуют разновидности атомов одного и того же

элемента, называемые изотопами.

Понятие «химический элемент» в равной мере относится к атомам данного

элемента как находящимся в свободном виде, так и входящим в состав

соединений.

Молекулы образуются из атомов. В зависимости от того, состоит ли

молекула из атомов и того же элемента или из атомов различных элементов,

все вещества делятся на простые и сложные.

Простыми веществами называются такие, молекулы которых состоят из атомов

одного элемента. Молекулы простых веществ могут состоять из одного, двух и

большего числа атомов одного элемента. В настоящее время является

неоспоримым факт существования одного и того же элемента в свободном

состоянии в виде ряда различных форм, т.е. в виде нескольких простых

веществ.

Существование элемента в виде нескольких простых веществ называется

аллотропией. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом,

называются аллотропическими видоизменениями этого элемента. Эти

видоизменения отличаются как числом, так и расположением одних и тех же

атомов в молекуле.

Сложными веществами или химическими соединениями называются такие,

молекулы которых состоят из атомов двух или более элементов. Атомы,

вступившие в химическое соединение, не остаются неизменными. Они оказывают

друг на друга взаимное влияние. В различных молекулах атомы находятся в

различных состояниях.

Химическая формула – это изображение состава вещества посредством

химических знаков. Химические формулы обозначают молекулу вещества, ее

качественный и количественный состав.

Валентность. Составление химических формул по валентности.

Важным понятием химии является валентность. Валентность – способность

атома соединяться с другими атомами определенным числом химических связей.

Числовое значение валентности определяется общим числом атомных орбиталей,

участвующих в образовании химической связи:

|^v|^ |^ | |

| |

|^ |^ |^v|^v|

СО: С?О С: 1s22s22p2 валентность:3

O: 1s22s22p4

Все сказанное относится к соединениям с ковалентной связью. Если элемент

образует ионные связи, то его валентность называется стехиометрической. Она

ничего не говорит о числе связей. Высшая валентность равна номеру группы, в

которой находится элемент, однако N, O и F имеют высшую валентность – 4.

Это объясняется тем, что атомы этих элементов не могут переходить в

возбужденное состояние из-за отсутствия вакантных орбиталей на ВЭУ.

Строение атома. Состав атомных ядер. Физический смысл порядкового номера

химического элемента. Изотопы. Явление радиоактивности. Электронное

строение атома. Понятие об электронном облаке. Атомная электронная

орбиталь. Энергетический уровень и подуровень. S-, p-, d-орбитали в атоме.

Строение электронных оболочек атомов на примере элементов 1-го, 2-го, 3-го

периодов периодической системы.

Атом любого элемента состоит из ядра и и электронной оболочки (QA = 0,

QЯ = 1, MЯ = 1). Ядро состоит из протонов (Q = 1) и нейтронов (Q = 0).

Количество протонов равно порядковому номеру элемента. Число нейтронов в

ядре равно разности между массовым числом изотопа и порядковым номером.

Массовое число – сумма количества нейтронов и протонов в ядре. Оно

получается округлением относительной атомной массы изотопа до целого числа.

Атомы одного элемента с разными числами нейтронов в ядре называются

изотопами (Протий – 1p0n, Дейтерий – 1p1n, Тритий – 1p2n, Квадрий – 1p3n).

Число электронов в электронной оболочке равно заряду ядра (или

порядковому номеру элемента). Электроны в атоме различаются энергией,

формой электронных облаков, размерами электронных облаков, расположением их

в пространстве.

Устойчивому состоянию ядер атомов соответствуют определенные соотношения

чисел нейтронов и протонов. При нарушении устойчивого протонно-нейтронного

соотношения ядро (а вместе с ним и атом) становится радиоактивным.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в

другие ядра, сопровождающееся испусканием различных частиц. Основными

типами радиоактивного распада являются ?-распад и ?-распад.

Чем больше расстояние от ядра до электрона, тем выше энергия последнего.

Все электроны с одинаковым запасом энергии образуют один энергетический

уровень. Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода.

В пределах одного уровня электроны могут иметь различную форму облаков.

Электронное облако – область околоядерного пространства, в которой

вероятность пребывания электрона равна 90-95%. Электроны одного уровня с

одинаковой формой облаков образуют один энергетический подуровень. Число

подуровней на данном уровне равно его номеру.

S P D

F

Электроны одного подуровня различаются расположением электронных облаков

в пространстве. Каждому варианту расположения соответствует одна орбиталь.

S – 1

P – 3

D – 5

F – 7

S: P:

y

y

z

z

D:

Атомы разных элементов с одинаковым числом нейтронов в ядре называются

изотонами (K и Ca). Атомы элементов с одинаковыми массами называются

изобарами.

Каждый электрон в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами: n –

главное, l – орбитальное (побочное), m – магнитное, ms – спиновое. Главное

квантовое число характеризует энергию электронов на данном уровне и размер

электронного облака: чем больше значение n, тем больше энергия электронов и

размер электронного облака. Число n изменяется от 1 до 7. Значение n

данного электрона равно номеру уровня, на котором он находится.

О ) ) ) )

1 2 3 4

Орбитальное квантовое число характеризует форму электронного облака и

принимает значения от 0 до n–1. Число значений l равно числу подуровней на

данном уровне:

L – 0 1 2 3 4

s p d f g

Магнитное квантовое число характеризует расположение облаков в

пространстве и принимает значения + l….0….- l. Число значений m равно числу

орбиталей в главном подуровне:

S l=0 m=

P l=1 m=

D l=2 m=

F l=3 m=

Спиновое квантовое число характеризует собственный момент количества

движения электрона и принимает значения +1/2 и –1/2. Спин – чисто квантовое

понятие, не имеющее аналогов в макромире. Это собственный момент импульса

электрона, не связанный с движением в пространстве.

Принцип минимальной энергии – атомные орбитали заполняются электронами

последовательно с увеличением суммы n+l:

1s—>2s—>2p—>3s—>3p—>3d—>4s—>4p—>4d—>….

1+0 2+0 2+1 3+0 3+1 3+2 4+0 4+1 4+2

1 2 3 3 4 5 4

5 6

Если сумма n+l для двух орбиталей одинакова, то в первую очередь

заполняется орбиталь с меньшим n.

где x – молярная доля растворенного вещества в насыщенном растворе; k –

коэффициент пропорциональности, называемый константой (коэффициентом)

Генри; р – парциальное давление.

Закон Генри справедлив для случая сравнительно разбавленных растворов,

невысоких давлений и отсутствия химического взаимодействия между молекулами

растворяемого газа и растворителя.

Присутствие посторонних веществ, как правило, уменьшает растворимость

данного вещества. Уменьшение растворимости веществ в присутствии солей

называется высаливанием. Растворимость малорастворимых электролитов

уменьшается при введении в насыщенный раствор одноименных ионов.

На практике состав растворов выражают с помощью следующих величин:

безразмерных – массовая и молярная доли и размерных – молярная концентрация

вещества, молярная концентрация вещества эквивалента, моляльность и

массовая концентрация вещества.

Массовая доля растворенного вещества w – отношение массы растворенного

вещества m1 к общей массе m:

[pic]

Массовая доля выражается в процентах и в долях единицы.

Молярная доля i-го компонента раствора xi – отношение количества

вещества данного компонента к общему количеству вещества раствора. Для

бинарного раствора:

[pic] [pic]

Молярная доля также выражается в процентах и в долях единицы.

Моляльность раствора b(X) – отношение количества растворенного вещества

Х к массе растворителя m:

[pic]

Моляльность выражается в моль/кг.

Молярная концентрация вещества в растворе частиц Х с(Х) – отношение

количества вещества к объему раствора:

[pic]

Молярная концентрация выражается в моль/л.

Молярная концентрация вещества эквивалента (1/z*)X в растворе c[(1/z*)X]

– отношение количества растворенного вещества эквивалента (1/z*)X к объему

раствора:

[pic]

Она выражается в моль/л.

Массовая концентрация вещества Х в растворе Т(Х) – отношение массы

растворенного вещества Х к объему раствора:

[pic]

Массовая концентрация выражается в г/л.

Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация. Сильные и

слабые электролиты. Химические свойства кислот, оснований и солей в свете

теории электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена и условия их

необратимости.

Взаимодействие с растворителем растворенного вещества может вызвать

распад последнего на ионы. Распад растворенного вещества на ионы под

действием молекул растворителя называется электролитической диссоциацией

или ионизацией веществ в растворах.

Возможность и степень распада растворенного вещества на ионы

определяется природой растворенного вещества и растворителя.

Электролитической диссоциации подвергаются ионные соединения и молекулярные

соединения с полярным типом связи в полярных растворителях. Вода относится

к наиболее сильноионизирующим растворителям.

Вещества, распадающиеся в растворах или расплавах на положительно

заряженные (катионы) и отрицательно заряженные (анионы) ионы, называются

электролитами. Электролитами являются кислоты, основания, соли.

Ионы в растворе сольватированы (гидратированы), т.е. окружены оболочкой

из молекул растворителя. Катионы К связаны с молекулами воды гидратной

оболочки донорно-акцепторной связью и являются акцепторами электронных

пар; доноры – атомы кислорода Н2О.

Анионы А – связаны с молекулами Н2О либо кулоновскими силами, либо

водородной связью, при образовании которой они – доноры электронных пар.

Схематически гидратную оболочку ионов можно изобразить следующим образом:

[pic][pic]

Обычно пользуются упрощенными уравнениями электролитической

диссоциации, в которых гидратная оболочка ионов не указывается.

По степени диссоциации ? в растворах электролиты подразделяют на

сильные и слабые:

[pic]

Степень диссоциации выражают в долях единицы или процентах. Электролиты,

у которых ? Na2[Zn(OH)4] + H2

По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и

несолеобразующие.

Солеобразующие оксиды – оксиды, которые в результате реакций образуют

соли.

CuO + 2HCl > CuCl2 + H2O;

CuO + SO3 > CuSO4

Несолеобразующие оксиды солей не образуют!

Элементы, обладающие постоянной СО, образуют оксиды одной из

перечисленных групп. Элементы, проявляющие переменную СО могут образовывать

различные оксиды. Как правило, в низшей степени окисления элемент образует

основный оксид, в переходной СО – амфотерный, в высшей – кислотный.

|Основные |Кислотные |

|Na2O + H2O > 2NaOH |SO3 + H2O > H2SO4 |

|Na2O + SO3 > Na2SO4 |CO2 + CaO > CaCO3 |

|CuO + H2SO4 > CuSO4 + H2O|CO2 + Ba(OH)2 > BaCO2 + |

| |H2O |

Основания. Щелочи и нерастворимые основания. Способы получения и

химические свойства.

Основаниями называются сложные вещества, молекулы которых состоят из

атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп.

Число гидроксильных групп в молекуле основания зависит от степени

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12