ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Технологии металлов»
ХИМИЯ
Методические указания к практическим занятиям
и для самостоятельной подготовки студентов
всех специальностей дневной и заочной форм обучения
Строение вещества и химическая связь
Могилев 2011
УДК 54
ББК 24
Х 46
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»
Одобрено кафедрой «Технологии металлов» «14» сентября 2011 г., протокол № 11
Составители: канд.хим.наук. , доцент И.М. Лужанская И.М.
канд. биол. наук, ст. преподаватель И. А. Лисовая
Рецензентст канд, хим. Наук И.В. Гарист
В методических указаниях рассмотрены основные понятия и законы химии, сопровождающиеся примерами, формулами, расчетами. Представлены примеры решеия типовых задач. Приведены контрольные вопросы и задачи. Отвечающие требованиям, предъявляемым к уровню освоения материала, изложенного в методических указаниях.
Учебное издание
ХИМИЯ
Ответственный за выпуск Д. И. Якубович
Технический редактор А. А. Подошевко
Компьютерная верстка Н. П. Полевничая
Подписано в печать . Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитур Таймс. Печать трафаретная. Усл-печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 180 экз. Заказ №
Издатель и полиграфическое исполнение
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Белорусско-Российский университет»
ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.
212000, Г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУ ВПО «Белорусско-Российский
университет», 2011
1 Строение атома
1.1 Современные представления о строении атома
Атом— химически неделимая частица химического элемента. Он представляет собой электронейтральную систему, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Ядра атомов состоят из двух типов частиц (нуклонов) — протонов (р) и нейтронов (n). Заряд протона равен по величине и противоположен по знаку заряду электрона; масса его равна приблизительно одной а. е. м. Нейтрон – незаряженная частица с массой, приблизительно равной массе протона.
Линейные размеры атома — ~10-8 см, ядра — ~10-12–10-13 см.
Основная масса атома сосредоточена в ядре и определяется массовым числом А (относительная атомная масса), равным сумме числа протонов (заряда ядра) Z и числа нейтронов N: A = Z + N.
Главной характеристикой атома является заряд ядра (Z). Он определяет число электронов, находящихся вокруг ядра, т. е. принадлежность атома к данному виду химических элементов, и соответствует атомному номеру (в периодической системе элементов – порядковому номеру) элемента.
В обозначении атома элемента отражаются массовое число и количество протонов — AZЭ, например, кислород — 168O.
Большинство элементов в природе встречаются в виде атомов, характеризующихся разными атомными массами. Такие атомы называются изотопы.
Изотопы — разновидности атомов определенного химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Обладают ядрами с одинаковым числом протонов и различным числом нейтронов, имеют одинаковое строение электронных оболочек и занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов.
Относительные атомные массы элементов, приводимые в периодической системе, – это средние массовые числа природных смесей изотопов, поэтому они и отличаются от целочисленных значений.
Например, химический элемент таллий (Tl) встречается в виде двух изотопов: таллий – 203 ( 81203Tl ) и таллий –205 (81205Tl) в количестве 29,5 и 70,5 % соответственно. Количество нейтронов в ядрах атомов изотопов таллия составляет соответственно 122 и 124.
Средняя атомная масса таллия Aср равна:
Aср = (0,295 · 203 + 0,705 · 205) / 2 = 204,383.
Атомы с одинаковым массовым числом, но разным числом протонов и нейтронов называются изобарами.
Ядра-изобары образуются в результате бета (ß) – распада радиоактивных ядер. Бета –распад – радиоактивный распад атомного ядра, сопровождающийся вылетом из ядра электрона или позитрона. Этот процесс обусловлен самопроизвольным превращением одного из нуклонов ядра в нуклон другого рода, а именно превращением либо нейтрона в протон, либо протона в нейтрон. В первом случае из ядра вылетает электрон— происходит так называемый ß-–распад. Во втором случае из ядра вылетает позитрон –происходит ß+– распад. Вылетающие при бета – распаде электроны и позитроны носят общее название бета-частиц. Пример:
ß+ ß+ ß+