- •Теоретические основы химии
- •Основные понятия и законы химии Атомно - молекулярное учение.
- •Закон сохранения массы веществ
- •Составление химических уравнений
- •Расчеты по химическим уравнениям
- •Закон постоянства состава
- •Закон кратных отношений
- •Закон объемных отношений
- •Закон Авогадро и молярный объем газа
- •Следствия.
- •Закон эквивалентов
- •Основные классы неорганических
- •2. Разложение некоторых кислородсодержащих веществ (оснований, кислот, солей) при нагревании:
- •Основания
- •Получение оснований
- •Химические свойства оснований
- •Кислоты
- •Классификация кислот
- •Химические свойства кислот
- •Получение кислот
- •Средние соли
- •Химические свойства солей
- •Кислые соли
- •Графическое изображение формул
- •Энергетика химических реакций
- •Химическое равновесие. Константа химического равновесия
- •Энтропия
- •Энергия Гиббса направленность химических процессов
- •Примеры термодинамических расчетов
- •Полученные значения h и s характеризуют процесс испарения SnBr2. Процесс эндотермический, испарение требует нагревания. При испарении энтропия увеличивается.
- •Химическая кинетика. Скорость химической реакции
- •Молекулярность элементарных реакций
- •Уравнение Аррениуса
- •Катализ
- •Смещение химического равновесия
- •3 Влияние температуры на положение равновесия
- •Фазовые равновесия
- •Основные характеристики растворов
- •Растворимость газов в газах
- •Растворимость газов в жидкостях
- •Взаимная растворимость жидкостей
- •Растворимость твердых веществ в жидкостях
- •Растворы неэлектролитов
- •1. Давление насыщенного пара разбавленных растворов
- •2. Давление пара идеальных и реальных растворов
- •3. Температура кристаллизации разбавленных растворов
- •4. Температура кипения разбавленных растворов
- •5. Осмотическое давление разбавленных растворов
- •6. Понятие активности растворенного вещества
- •Слабые электролиты. Константа диссоциации
- •Сильные электролиты
- •PН растворов
- •Произведение растворимости
- •Гидролиз солей
- •Количественные характеристики процесса гидролиза соли.
- •Комплексные соединения
- •Направленность реакций в растворах электролитов
- •Протонная теория Брёнстеда-Лоури
- •В случае взаимодействия нейтральных молекулпродукт реакции (например bf3∙nh3) часто называют аддуктом.
- •Теория сольвосистем
- •Металлы, как типичные восстановители, окисляются до соединений, содержащих атомы металлов в более высоких степенях окисления, в зависимости от природы металла и характера среды:
- •Электродные потенциалы
- •Гальванические элементы
- •Электролиз
- •Законы электролиза
- •Примеры электролиза Расплавы
- •Растворы
- •Хими́ческие исто́чники то́ка
- •Коррозия металлов и методы защиты металлов от коррозии
- •Электрохимическая коррозия
- •Защита металлов от коррозии
- •Строение атома
- •Волновое уравнение. Квантовомеханическое объяснение строения атома
- •Электронная структура атомов и периодическая система элементов
- •Структура периодической системы элементов д.И. Менделеева.
- •Периодичность свойств химических элементов и их соединений
- •Ковалентная связь. Метод валентных связей
- •Способы образования ковалентной связи
- •Гибридизация атомных орбиталей
- •Метод молекулярных орбиталей
- •Ионная связь
- •Водородная связь
- •Квантовомеханические теории строения комплексных соединений
- •1. Теория валентных связей
- •2. Гибридизация орбиталей и структура комплексов
- •3. Теория кристаллического поля.
- •4. Цветность комплексных соединений
Закон сохранения массы веществ
(М.В.Ломоносов, 1748 г.; А.Лавуазье, 1789 г.)
С точки зрения атомно-молекулярного учения закон сохранения массы объясняется так: в результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка. Так как число атомов до реакции и после остается неизменным, но их общая масса также не изменяется.
С точки зрения атомно-молекулярного учения закон кажется очевидным.
Однако в процессе химической реакции неизменными остаются только ядра атомов. А атом – не только ядро, но и окружающие его электроны. В процессе взаимодействия веществ реагентов происходит перестройка внешних электронных уровней, атом изменяется и совсем не очевидно, что его масса остается постоянной.
Может возникнуть возражение, число электронов так, как и ядер, сохраняется. Это правильно, но опять обратимся к уравнению Эйнштейна Е = mc2, выражающего связь между массой тела и энергией процесса.
Если происходит выделение энергии, масса продуктов уменьшается и наоборот. Изменение массы можно вычислить, зная тепловой эффект реакции.
Например
С + О2 = СО2; ∆Н= –393,5 кДж
∆m = 4,4 10–12 кг = 4,4 10–9 г
С выделившейся энергией рассеивается часть вещества. Масса моль СО2 меньше суммы масс С и О2 на 0,0000000044 г. Такое изменение массы находится вне пределов современных методов её определения. Точность определения молярных масс в таблице Менделеева ограничена четырьмя знаками после запятой. Поэтому следует считать, что в эттом месте теория с практикой расходятся. С практической точки зрения закон сохранения массы в химических процессах выполняется. Он выполняется строго, если не дать возможности выделяющейся энергии рассеиваться в окружающем пространстве или поступить из неё.
Значение закона сохранения массы для химии лишь историческое. Он утверждает материальность химических элементов и веществ. Широко используется в технологических расчетах при составлении баланса масс реагентов и продуктов промышленных производств.
Для характеристики природы веществ особенно важен заряд: нейтрон 0, электрон –, протон +. Электрон и протон обладают одинаковыми, но противоположными по знаку зарядами 1,6 10-19 Кл. заряд протона и электрона дальше неделим, поэтому называется элементарным. При образовании атомных ядер и при формировании вокруг них электронных оболочек заряды элементарных частиц алгебраически суммируются. Ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, имеет суммарный заряд +2, а электронная оболочка состоит из двух электронов, (–2) в целом атом электронейтрален. Закон сохранения заряда: алгебраическая сумма зарядов любой изолированной системы постоянна. Взаимодействие между атомами и ядрами и электронными оболочками осуществляется благодаря наличию у них зарядов и служит основой при возникновении химической связи и образовании химических соединений.
Составление химических уравнений
Включает три этапа:
1. Запись формул веществ, вступивших в реакцию (слева) и продуктов реакции (справа), соединив их по смыслу знаками "+" и "=" :
HgO = Hg + O2
2. Подбор коэффициентов для каждого вещества так, чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения было одинаково:
2HgO = 2Hg + O2
3. Проверка числа атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.