39.Структура основных химических понятий, их формирование и развитие.

Химическое понятие-основная структурная единица химических знаний.Образование понятий-сложный процесс, требующий использования мыслительных операций.

Основными понятиями в химии являются:элемент,вещество и химическая реакция.

Классификация химических элементов в свете молекулярного учения:Met и НеMet.

Система понятий о элементе:

Относительность деления на Met и НеMet→Понятие о естественных семействах химических элементов→П.З и П.С. химических элементов→Теория строения вещества→Систематизация химических элементов по группам,периодам.

Понятие об атоме:

Сущность понятия «атом» Свойства атома

↓

Атомно-молекулярное учение

Атом-химически неделимая частица -Понятие о массе атома и о Ar элемента

-Валентность-свойство атома присоединять

к себе определенное число атомов другого

химического элемента

↓

П.З.Строение атома

Атом-сложная система,обладающая -Атомный радикал

структурой и свойствами.Понятие о -Электроотрицательность как свойство

ядре,электронных уровнях,орбиталях атома притягивать электроны

-Валентность-способность атома образовывать

химические связи

-Степень окисления

Теория электоролитической диссоциации

↓

Понятие об ионе Свойства веществ-это свойства ионов

↓

Теория строения органических соединений

Понятие о гибридизации орбиталей Взаимное влияние атомов

Система понятий о веществе:

Понятие о составе вещества ↔ Понятие о структуре вещества

↨ ↨

Понятие о получении веществ Понятие о методах исследования веществ

↨ ↨

Понятие о классификации веществ ↔ Понятие о свойствах веществ

↨

Понятие о применении веществ

Понятие о химических методах исследования веществ:

Методы исследования веществ,основанных Методы исследования свойств веществ

на изучении взаимосвязи свойств веществ на основе их классификации

со строением и составом ↓

↓ ↓

Качественные Качественный и Моделирование и использование

методы иссле- количественный химической символики

дования веществ анализ

Понятие о свойствах веществ:

Свойства определяются

↓ ↓

Составом вещества Строениеи вещества

↓ ↓ ↓ ↓

органолиптически расчетом приборами химические

↓ ↓ ↓ ↓

Неорг. поведение Орг. Поведение в

вещесвт в ОВР веществ реакциях ионного

обмена

Структура понятия о химической реакции:

Понятие о классификации химических реакций ↔ Понятие о признаках,сущности и

механизмах химической реакции

↨ ↨

Понятие о практическом использовании Понятие о количественных

химических реакций характеристиках хим реакций

↨ ↨

Понятие о закономерностях возникновения Понятие о методах исследования

и протекания химических реакций химических реакций

40. Связь местонахождения элемента в ПС с электронной структурой его атома. Периодичность изменения свойств элементов как отражение периодичности изменения электронных конфигураций атомов. Сходство и различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп (на примерах серы и хрома, хлора и марганца).

Современная формулировка ПЗ: Свойства хим. элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от положительных зарядов атомов.

Физический смысл ПЗ: Периодическая повторяемость свойств хим. элементов, а также свойств и форм их соединений связана с периодической повторяемостью их электронных конфигураций.

Период в ПС: Это горизонтальный ряд хим. эл., в котором идёт заполнение одного и того же внешнего энергетического уровня. Номер периода совпадает со значением главного квантового числа n, т.е. отражает число энергетических уровней в нормальном состоянии.

Группа в ПС: Вертикальный ряд хим. эл., номер группы отображает одинаковое число валентных электронов. Критерием деления эл. На подгруппы А и В является расположение валентных электронов (у s и р – элементов валентный электрон находится на внешнем энергетическом уровне, а у d – элементов – на предвнешнем и внешнем энергетическом уровне).

При переходе от одного элемента к другому в группах и в подгруппах наблюдается непростое повторение свойств, а более или менее выраженное закономерное изменение.

Хим. природа элемента, обусловлена способностью его атома терять или приобретать электрон, эта способность может быть количественна оценена: энергией ионизации, сродством к электрону.

Е_и (энергия ионизации) – количество энергии необходимое для отрыва электрона от невозбуждённого атома.

Изменение атомных R в ПС носит периодический характер.

Резкое уменьшение атомного R наблюдается у элементов малых периодов, а у эл. Больших периодов – более плавное уменьшение атомного R. В подгруппах эл. R атома в общем увеличивается.

Сродство атома к электрону – это энергетический эффект присоединения электрона к нейтральному атому с превращением его в отрицательно заряженный ион.

Электроотрицательность – позволяет оценить способность атома данного элемента оттягивать на себя электронную плотность по сравнению с атомами других эл. в соединениях.

В периоде:

З аряд ядра

Р азмер атома

Е _и

Е_сэ

Э О

В группе:

Заряд ядра Число эн. уровней Размер атома Е_и Е_сэ ЭО

Сравнение свойств атомов элементов главных и побочных подгрупп.

Сходства.

1. Принадлежность к группе определяется mах числом валентных электронов.

Cr … 3d⁵4s¹

S … 3s²3р⁴

2. Отсюда, исходные по составу соединения с mах степенью окисления: CrО₃, SО₃ – кислотные оксиды

Эти оксиды хорошо растворяются в воде. Это сходство объясняется тем, что атомы элементов главной и побочной подгруппы, в высшей степени окисления приобретают сходное электронное строение.

Различия.

1. Валентные электроны у атомов элементов главных подгрупп – на внешнем энергетическом уровне, а у атомов элементов побочных подгрупп – на внешнем и предвнешнем энергетических уровнях.

2. У атомов элементов главных подгрупп в периоде с увеличением заряда ядра, растёт число электронов на внешнем энергетическом уровне, а это приводит к быстрому переходу от типичных металлов к типичным неметаллам. У атомов элементов побочных подгрупп с увеличением заряда ядра число внешних электронов не увеличивается, поэтому свойства их изменяются менее резко.

3. У атомов элементов главных подгрупп устойчивость соединений, в которых элемент проявляет высшую степень окисления, с увеличением заряда ядра – уменьшается. У атомов элементов побочных подгрупп наоборот: с увеличением заряда ядра элемента в его высшую ст. ок. – повышается.

4. Радиусы атомов в главных подгруппах растут монотонно, с ростом числа энергетических уровней, а от этого зависит и энергия ионизации – уменьшается. В побочных подгруппах – радиус атомов сначала возрастает, Е_и – увеличивается.

5. Для атомов элементов побочных подгрупп характерно комплексообразование за счёт d – орбиталей. Для атомов элементов главных подгрупп менее характерно комплексообразование.

6. Деление элементов на металлы и неметаллы в главных подгруппах идёт по числу вал. Электронов, а также по размеру атомов.

7. Атомы элементов в главных подгруппах могут как присоединять (немет.), так и отдавать (мет.), т.е могут находиться и вположительной , и в отрицательной степени окисления. Атомы элементов побочных подгрупп могут только отдавать и находяться только в положительной степени окисления.