- •Химия как раздел естествознания.
- •Значение химии для народного хозяйства. Понятие о материи и веществе.
- •Основное содержание атомно-молекулярного учения. Простое вещество и химический элемент.
- •Атом. Молекула. Ион.
- •Атомные и молекулярные массы. Моль. Эквивалент.
- •Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
- •Ядерная модель строения атома. Квантово-механические представления о строении атома.
- •Квантовые числа.
- •Формы электронных облаков. Атомная электронная орбиталь.
- •Порядок заполнения электронами энергетических уровней в атоме.
- •Принцип минимума энергии.
- •Принцип Паули.
- •Правило Хунда.
- •Правила Клечковского.
- •Строение атомных ядер. Изотопы.
- •Энергия связи. Дефект массы.
- •Периодический закон. Порядковый номер элемента.
- •Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации.
- •Сродство к электрону. Электроотрицательность.
- •Теория химического строения.
- •Типы химической связи.
- •Метод валентных связей.
- •Способы образования ковалентной связи.
- •Направленность ковалентной связи.
- •Гибридизация атомных электронных орбиталей.
- •Основные понятия термодинамики.
- •Первый закон термодинамики.
- •Второй закон термодинамики.
- •Энтропия. Статический и термодинамический смысл.
- •Третий закон термодинамики и его следствия.
- •Превращения энергии при химических реакциях.
- •Основные понятия термохимии.
- •Первый закон термохимии. Термохимические уравнения.
- •Второй закон термохимии и его следствие.
- •Термодинамические функции: внутренняя энергия, энтальпия.
- •Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
- •Скорость химических реакций в гетерогенных и гомогенных системах.
- •Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
- •Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ и температуры.
- •Энергия активации. Активированный комплекс.
- •Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ.
- •Стадии протекания гетерогенных реакций.
- •Необратимые и обратимые реакции.
- •Химическое равновесие. Константа химического равновесия.
- •Факторы, определяющие направление протекания химических реакций.
- •Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •Правило фаз Гиббса.
- •Растворы. Процесс растворения.
- •Способы выражения состава растворов.
- •Растворимость. Закон Генри.
- •Закон распределения. Экстракция.
- •Осмос. Закон Вант-Гоффа.
- •Давление пара растворов. Закон Рауля.
- •Водные растворы электролитов. Теория электролитической диссоциации.
- •Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации.
- •Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
- •Состояние сильных электролитов в растворе. Активность. Ионная сила.
- •Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •Ионно-молекулярные уравнения. Гидролиз солей.
- •Произведение растворимости. Диссоциация воды. Водородный показатель.
- •Окисленность элементов. Окислительно-востановительные реакции.
- •Составление уравнений окислительно-востановительных реакций.
- •Электрохимические процессы. Гальванический элемент Якоби-Даниэля.
- •Электронные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартный электродный потенциал.
- •Водородный электрод. Измерение электродных потенциалов.
- •Электролиз. Реакции на катоде и аноде при электролизе.
- •Электролиз растворов и расплавов солей.
- •Законы Фарадея. Применение электролиза.
- •Определение и классификация коррозионных процессов.
Энергия связи. Дефект массы.
Нуклоны в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Для того чтобы удалить нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т. е. сообщить ядру значительную энергию.
Энергия связи атомного ядра Есв характеризует интенсивность взаимодействия нуклонов в ядре и равна той максимальной энергии, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на отдельные невзаимодействующие нуклоны. У каждого ядра своя энергия связи. Чем больше эта энергия, тем более устойчиво атомное ядро. Точные измерения масс ядра показывают, что масса покоя ядра mя всегда меньше суммы масс покоя, составляющих его протонов и нейтронов. Эту разность масс называют дефектом массы. Именно эта часть массы Дт теряется при выделении энергии связи. Применяя закон взаимосвязи массы и энергии, получим:
где mн- масса атома водорода.
Периодический закон. Порядковый номер элемента.
Открытие периодического закона и разработка периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым явились вершиной развития химии в XIX в. Менделеев считал, что основной характеристикой элементов являются их атомные веса, и в 1869 г. впервые сформулировал периодический закон:
Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.
Порядковый номер — количество протонов в атомном ядре. Равен заряду ядра в единицах элементарного заряда и одновременно равно порядковому номеру соответствующего ядру химического элемента в таблице Менделеева.
На базе современных представлений периодический закон можно сформулировать так:
Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома (порядкового номера).
Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации.
Атомы не имеют отчётливо выраженной внешней границы, поэтому их размеры определяются по расстоянию между ядрами соседних атомов, которые образовали химическую связь или по расстоянию до самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома.
В периодической системе элементов размер атома увеличивается при движении сверху вниз по столбцу и уменьшается при движении по строке слева направо. Соответственно, самый маленький атом — это атом гелия, имеющий радиус 32 пм, а самый большой — атом цезия (225 пм). (10^15 м петаметр Пм ). Эти размеры в тысячи раз меньше длины волны видимого света (400—700 нм), поэтому атомы нельзя увидеть в оптический микроскоп. Однако отдельные атомы можно наблюдать с помощью сканирующего туннельного микроскопа.
Размеры иона зависят от многих факторов. При постоянном заряде иона с ростом порядкового номера (а, следовательно, заряда ядра) ионный радиус уменьшается. В группах элементов ионные радиусы в целом увеличиваются с ростом порядкового номера. В периоде происходит заметно уменьшение ионного радиуса, связанное с усилением притяжения электронов к ядру при одновременном росте заряда ядра и заряда самого иона.
Энергия ионизации — количество энергии, необходимое для отрыва электрона от невозбужденного атома. Энергия ионизации атома выражается в килоджоулях на моль (кДж/моль); допускается внесистемная единица электрон-вольт на моль (эВ/моль).