- •Часть 1
- •1. Строение атома
- •Квантовые числа
- •Электронные формулы атомов
- •Распределение электронов по квантовым ячейкам
- •Электронно-графические формулы атомов
- •2. Периодическая система д.И. Менделеева
- •Классификация химических элементов по свойствам
- •Свойства элементов
- •Валентность и степени окисления элементов в соединениях
- •Классы и формулы химических соединений
- •Свойства соединений элементов (кислотно-основные и окислительно-восстановительные)
- •3. Химическая связь
- •Основные характеристики ковалентной связи
- •Метод вс
- •Гибридизация атомных орбиталей
- •Метод мо
- •4. Химическая термодинамика
- •5. Химическая кинетика
- •6. Химическое равновесие
- •Смещение химического равновесия
- •7. Растворы электролитов
- •Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе (концентрации)
- •Электролитическая диссоциация
- •Буферные растворы
- •Произведение растворимости
- •Гидролиз
- •8. Коллигативные свойства растворов
- •Давление насыщенного пара
- •Температуры кипения и замерзания
- •Осмотическое давление
- •9. Окислительно-восстановительные реакции
- •Прогнозирование окислительно-восстановительных свойств
- •10. Электрохимия
- •Электрохимический ряд напряжений метaллов
- •Гальванический элемент
- •Электролиз
- •Анод – окисление, катод – восстановление.
- •Катодные процессы при электролизе
- •Анодные процессы при электролизе водных растворов веществ
- •Закон Фарадея:
- •Коррозия
- •11. Коллоидные растворы
- •12. Методы анализа химических соединений
- •13. Перечень умений и навыков
- •Часть 2 Приложение
- •В водных растворах (при 298 к)
- •Список литературы
- •Содержание
Метод вс
Для решения задачи по характеристике молекулы методом ВС необходимо:
– составить электронные формулы атомов элементов;
– выбрать валентные электроны;
– распределить их по квантовым ячейкам;
– выбрать неспаренные электроны;
– нарисовать схему перекрывания орбиталей, соответствующих этим неспаренным электронам;
– определить геометрическую форму молекулы.
Гибридизация атомных орбиталей
Исходные орбитали |
Тип гибрида |
Геометрическая форма |
|||||
↑
↑
|
sp |
линейная |
|||||
↑
↑
↑
|
sp2 |
плоская треугольная |
|||||
↑
↑
↑
↑ |
sp3 |
тетраэдрическая |
Метод мо
Связывающие орбитали – повышенная электронная плотность между ядрами, разрыхляющие орбитали – минимальная электронная плотность в межъядерном пространстве.
Порядок связи в молекуле – разность между числом электронов, занимающих связывающие и разрыхляющие орбитали, делённая на 2.
Энергетическая диаграмма уровней: слева и справа – исходные атомные орбитали, в центре – образующиеся молекулярные орбитали, заполненные соответствующим числом электронов.
Обозначения молекулярных орбиталей: σ, π (связывающие) и σ*, π* (разрыхляющие).
Электронная формула молекулы: составляется по тем же правилам, что и электронная формула атома.
Например, для водорода (σ1s)2. Здесь: σ- тип молекулярной орбитали, 1s- тип атомных орбиталей, из которых она получена, верхний индекс (2) – число электронов, которую эту молекулярную орбиталь занимают.
4. Химическая термодинамика
Термодинамические функции состояния: Н (энтальпия), S (энтропия) и G (свободная энергия Гиббса или термодинамический потенциал).
Изменение термодинамических функций состояния в ходе химической реакции не зависит от пути этой реакции, а определяется только начальным и конечным состоянием системы.
Вычисление ΔН, ΔS, ΔG для реакции общего вида аА + bВ = сС + dD производят по формулам:
Δφ = (сφC + dφD) - (аφА + bφB),
где φ – любая из трех функций Н, S или G.
Для стандартных значений:
ΔН° = (сΔHf°C + dΔHf°D) - (aΔHf°A + bΔHf°B),
ΔS° = (cS°C + dS°D) - (aS°A + bS°B),
ΔG° = (cΔGf°C + dΔGf°D)- (aΔGf°A + bΔGf°B),
где ΔHf°C, ΔHf°D, ΔHf°A, ΔHf°B – стандартные энтальпии образования веществ С, D, А, В;
S°C, S°D, S°A, S°B – стандартные энтропии веществ С, D, А, В ;
ΔGf°C, ΔGf°D, ΔGf°A, ΔGf°B – стандартные свободные энергии образования веществ С, D, А, В.
Величину ΔG° рациональнее вычислять по формуле:
ΔG° = ΔH°– TΔS°,
(при этом для стандартных условий (°) Т = 298 К или 25°С, р = 1 атм = 101325 Па ≈ 105 Па и с = 1 моль/л).
Термодинамическая функция (обозначение) и ее размерность |
Обозначение изменения величины в ходе химической реакции |
Что характеризует |
Энтальпия (Н), кДж/моль |
ΔН |
величину теплового эффекта химической реакции |
Энтропия (S), Дж/моль·К |
ΔS |
изменение степени неупорядоченности состояния системы |
Свободная энергия Гиббса (G), кДж/моль |
ΔG |
принципиальную возможность самопроизвольного протекания реакции в данном направлении. |
Экзотермическая реакция: ΔН<0, выделение тепла.
Эндотермическая реакция: ΔН>0, поглощение тепла.
Возрастание неупорядоченности (уменьшение упорядоченности) состояния системы: ΔS°>0. Примеры: превращения твердых веществ в жидкие или газообразные; превращения жидких веществ в газообразные; газовые реакции, сопровождающиеся увеличением количеств газообразных веществ.
Уменьшение неупорядоченности (возрастание упорядоченности) состояния системы: ΔS°<0. Примеры: превращения газообразных или жидких веществ в твердые; газовые реакции, сопровождающиеся уменьшением количеств газообразных веществ.
Критерии самопроизвольного протекания процесса:
1. ΔG°<0, данная химическая реакция принципиально осуществима при стандартных условиях;
2. ΔG°>0, данная химическая реакция принципиально неосуществима при стандартных условиях (происходит обратная реакция);
3. ΔG°=0, состояние химического равновесия.