4. Закон идеального газового состояния (Менделеева–Клапейрона, 1834 - 1874).
В условиях, отличных от нормальных, объем (V) любого известного количества (п) или массы (m) газа может быть рассчитан из уравнения Менделеева–Клапейрона — выражения объединенного (универсального) закона идеального газового состояния Менделеева–Клапейрона:
,
отсюда V = m.R.T/ M . р = n.R.T/p,
где
V
– объем (л, дм3,
10-3м3).
р – давление (Па, атм., мм рт.ст.), Т —
абсолютная температура (К),
m
– масса (г),
М –
молярная масса (г/моль), п=
– количество (моль) газа;
R
– молярная
газовая постоянная, R = 8,314
(кПа . л/(моль .К) или Па . м3
/(моль . К));
0,082 атм . л/(моль
. К); 62,34 л . мм рт.ст./(моль . К).
Закон Менделеева–Клапейрона называют объединенным (универсальным), т.к. он устанавливает общие для идеальных и разреженных реальных газов и важнейшие зависимости: а) объема и давления газа от температуры,
б) количеств разных газов и числа частиц в них от их объемов,- связывая частные газовые законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля и Авогадро.
Лекция № 3 (4 часа)
Тема: Классы и взаимодействия неорганических веществ.
Вопросы:
1. Общая классификация химических веществ.
2. Основные классы неорганических соединений.
Взаимосвязь соединений разных классов.
3. Комплексные соединения: общая характеристика (теория Вернера), классификация, свойства. Супрамолекулярные вещества. Понятие комплементарности.
4. Современные химические номенклатуры простых и сложных
неорганических веществ, ионов.
Самостоятельная работа:
1. Металлы, их свойства. Отношение металлов к воде, кислотам, щелочам.
2. Неметаллы, их свойства.
3. Оксиды, гидроксиды, кислоты, соли: свойства.
2. Основные классы неорганических соединений
Главной особенностью атомов химических элементов является их способность образовывать химические соединения. Исключение составляют лишь некоторые инертные газы (гелий, неон, аргон), которые при всех условиях атомарны и не проявляют химической активности.
Химические соединения, состоящие из атомов двух химических элементов, называют бинарными. В их химических формулах справа обычно записывают более электроотрицательный элемент (с отрицательной степенью окисления), дающий название этой группе бинарных соединений (корень латинского названия этого элемента + суффикс «ид»).
Это, например, гидриды - соединения элементов с водородом (корень «гидр» от латинского названия водорода «гидрогениум» + «ид»):
LiH, CaH2, NH3. В соединениях с металлами водород имеет степень окисления –1, с неметаллами +1. Среди бинарных водородных соединений следует отметить обширные классы углеводородов с безграничным многообразием форм, относящихся к органическим соединениям, которые имеют другую, особую систему наименований (номенклатуру), принятую в органической химии. Таковы, например, соединения с общими формулами
Сn H2n+2, CnH2n , Cn H2n–2 (алканы, алкены, алкины и др.).
Кислород образует бинарные соединения – оксиды – со всеми другими элементами (кроме гелия, неона, аргона). В оксидах он имеет степень окисления (с.о.) – 2. Примеры оксидов: Na2O, MgO, Al2O3 и т.п.
В бинарных соединениях, называемых пероксидами (Н2O2,, Na2O2 , CaO2 и др.), с.о.(кислорода) = – 1, а в соединениях со фтором, более электроотрицательным, чем кислород, с.о.(кислорода) = + 2: например, в ОF2 .
Соединения с галогенами – галогениды (фториды, хлориды, бромиды, иодиды: NaF, NaCl, NaBr, NaI), соединения с азотом – нитриды (GaN, BN, AlN и др), соединения с углеродом – карбиды (CaC2, Al4C3 и др.), соединения с фосфором – фосфиды (Ca3P2, Ni5P2 и др.), соединения с кремнием – силициды (CrSi2, FeSi2, MnSi2 и др.) или силаны (соединения водорода с кремнием, SiН4 ), соединения с мышьяком – арсениды (GaAs, AlAs и др.) или арсины (соединения водорода с мышьяком, AsН3) соединения двух металлов – интерметаллические соединения (ИМС) – интерметаллиды: Сu3Au, MgCu2, CaZn10 и др.