- •(Для студентов заочной формы обучения)
- •Часть 1
- •Введение
- •Основные законы химии Краткие теоретические сведения
- •Определение z* и расчет мэ простых и сложных веществ
- •Математически закон эквивалентов для условной реакции вида
- •Примеры решения задач
- •По закону эквивалентов [из формулы (13)]
- •В любом оксиде с.О. Кислорода равна –2, тогда по формуле (9)
- •Следовательно,
- •Строение атомов и свойства химических элементов Краткие теоретические сведения
- •Основная масса атома сосредоточена в ядре и характеризуется массовым числом а, которое равно сумме числа протонов z и числа нейтронов n:
- •Основные характеристики подуровней
- •Зависимость некоторых свойств элементов и их соединений от z
- •Относительная электроотрицательность некоторых элементов
- •Примеры решения задач
- •Химическая связь и строение молекул Краткие теоретические сведения
- •Разрыв связи в молекуле может быть осуществлен:
- •Виды гибридизаций ао и геометрические параметры частиц
- •Строение и ожидаемая полярность молекул
- •Примеры решения задач
- •Согласно табл. 4, эо атомов хлора и йода соответственно равны 2,83 и 2,21. Находим разность эо атомов:
- •По рис. 1 определяем си связи. Си 5 %. Тогда
- •Список литературы
По закону эквивалентов [из формулы (13)]
.
Молярную эквивалентную массу оксида можно представить так:
МЭ(оксида) = МЭ(Ме) + МЭ(О).
В любом оксиде с.О. Кислорода равна –2, тогда по формуле (9)
.
Следовательно,
.
Откуда находим, что МЭ(Ме) = 9 г/моль. Относительную атомную массу металла рассчитываем по формуле
Аr(Ме) = МЭ(Ме) В = 9 3 = 27.
Ответ: МЭ(Ме) = 9 г/моль; Аr(Ме) = 27; металл – алюминий.
Пример 12. Мышьяк образует оксид, содержащий 75,75 % мас. мышьяка. Вычислите МЭ(As) и установите простейшую формулу оксида.
Р е ш е н и е
Оксид мышьяка состоит из элементов As и О. Тогда закон эквивалентов можно записать так:
.
Отношение масс элементов в оксиде равно отношению массовых долей (% мас.) этих элементов, а МЭ(О) = 8 г/моль в любом оксиде. Тогда
или
.
Для того чтобы записать химическую формулу оксида, вычисляем валентность мышьяка в оксиде по формуле
.
Ответ: ; химическая формула оксида As2O3 .
Пример 13. На восстановление 3,6 г оксида металла израсходовали 1,7 дм3 водорода (н.у.). Чему равна молярная эквивалентная масса металла?
Р е ш е н и е
По закону эквивалентов [из формулы (13б)]
где МЭ(оксида) - это сумма МЭ(Ме) и МЭ(О), тогда МЭ(Ме) =
= МЭ(оксида) - МЭ(О) = 23,7 – 8 = 15,7 г/моль.
Ответ: МЭ(Ме) = 15,7 г/моль.
Пример 14. Из 3,31 г нитрата металла получили 2,78 г хлорида металла. Чему равна молярная эквивалентная масса оксида металла?
Р е ш е н и е
Закон эквивалентов в данном случае примет вид
.
МЭ хлорида и нитрата металла можно представить таким образом:
МЭ(нитрата) = МЭ(Ме) + МЭ(NO ) ,
МЭ(хлорида) = МЭ(Ме) + МЭ(Cl–) .
Молярные эквивалентные массы ионов определяем по формуле (12):
;
.
Тогда по закону эквивалентов
.
Отсюда МЭ(Ме) = 104 г/моль, а МЭ(оксида) равна
МЭ(оксида) = МЭ(Ме) + МЭ(О) = 104 + 8 = 112 г/моль.
Ответ: МЭ(оксида) = 112 г/моль.
Строение атомов и свойства химических элементов Краткие теоретические сведения
Атом – электронейтральная микрочастица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Ядро атома содержит два типа частиц (нуклонов) – протоны и нейтроны. Число протонов в ядре определяет его заряд Z, который совпадает с порядковым номером элемента в Периодической системе (ПС) Д.И. Менделеева.
Основная масса атома сосредоточена в ядре и характеризуется массовым числом а, которое равно сумме числа протонов z и числа нейтронов n:
А = Z + N . (14)
Атомы с одинаковыми значениями Z, но различными значениями А и N называются изотопами (например, изотопы водорода: – протий, – дейтерий, – тритий). Атомы, обладающие одинаковыми N, но различными Z и А, являются изотонами (например: , , ). Если же атомы имеют одинаковые значения А, но различаются числами Z и N, то их называют изобарами (например: , , ).
Аr элемента, указываемая в ПС, является средней величиной массовых чисел его природных изотопов с учетом их распространенности в природе. Например, природный хлор состоит в основном из двух изотопов (75,43 % атом.) и (24,57 % атом.), поэтому его атомная масса будет равна
Ar(Cl) =
Электрон в атоме существует в виде электронного облака – определенной области пространства, которая охватывает примерно 90 % заряда и массы электрона. Эту область пространства называют орбиталью. Состояние электрона в атоме принято описывать при помощи значений четырех квантовых чисел:
1. Главное квантовое число n характеризует основной запас
энергии электрона и размер электронного облака. Оно может принимать только целочисленные значения от 1 до +. Чем больше значение n, тем больше размер электронного облака и выше его энергия. Электроны, имеющие одинаковые значения n, образуют электронные слои (иначе - энергетические уровни), которые обозначают буквами
Значение n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Уровень |
K |
L |
M |
N |
O |
Р |
Q |
2. Орбитальное (иначе побочное) квантовое число l определяет момент количества движения электрона и характеризует форму электронного облака. l изменяется в пределах от 0 до (n – 1). Каждому значению l соответствует своя форма электронного облака: при l = 0 – сферическая; l = 1 – гантелевидная; l = 2 – две пересекающиеся под прямым углом гантели; l = 3 – три пересекающиеся под прямым углом гантели (см. табл. 2).
Электроны одного энергетического уровня, имеющие одинаковые значения l, образуют энергетические подуровни, которые имеют буквенные обозначения (см. табл. 2).
Состояние электрона с определенными значениями n и l записывают в виде сочетания цифрового значения n и буквенного l. Например, при n = 3 и l = 1 записывают 3p, а при n = 4 и l = 3 записывают 4f.
3. Магнитное квантовое число ml характеризует положение электронного облака в пространстве. ml изменяется в пределах от – l до + l, т.е. всего в каждом подуровне оно может принимать (2l + 1) значений, количество которых показывает число возможных положений электронного облака данного типа в пространстве. Все орбитали одного подуровня обладают одинаковой энергией и называются вырожденными.
С остояние электрона в атоме, охарактеризованное значениями квантовых чисел n, l и ml, называется атомной орбиталью (АО) и графически изображается в виде квадрата или в виде
ч ерты , которые называют энергетической ячейкой.
4 . Спиновое квантовое число ms характеризует собственный механический момент электрона, связанный с вращением его вокруг своей оси. ms может принимать только два значения ms = +½ ( ) и ms = – ½ ( ).
Таблица 2