Химия экзамен - копия

38.Коацервация

Коацервация - возникновение в растворе высокомолекулярного соединения капель, обогащенных растворённым веществом. Слияние (коалесценция) коацерватных капель, которому может предшествовать их объединение в рыхлые хлопьевидные агрегаты (флокуляция), при благоприятных условиях приводит к разделению системы на два жидких слоя с четкой поверхностью раздела между ними: слой равновесной жидкости с малым содержанием высокомолекулярного соединения и слой повышенной концентрации, или коацерватный слой. Обогащенная полимером фаза (в капельной форме или в виде слоя) называется коацерватом. Иногда этот термин применяют для обозначения коацерватной системы в целом, т. е. совокупности коацерватных капель и находящейся с ними в контакте равновесной жидкости. К. происходит при изменении температуры или состава системы, когда образующие ее вещества (компоненты) теряют способность полностью растворяться друг в друге и переходят в состояние взаимно ограниченной растворимости. Такой переход рассматривают как расслоение однофазной (гомогенной) системы на две новые фазы: раствор полимера в растворителе и раствор растворителя в полимере. В отличие от расслоения гомогенной смеси низкомолекулярных веществ (например, систем фенол — вода, анилин — вода и др.) вблизи критических температур смешения, К. не всегда обратима. В коацерватных каплях и слоях возможны сложные структурные превращения вследствие взаимодействия сконцентрированных в них макромолекул. К. может иметь место в двух- и многокомпонентных растворах органических и неорганических соединений.

Высаливание ВМС

- это выделение в осадок растворенного вещества, вызываемое добавкой к раствору больших количеств нейтральных солей. Если для коагуляции золей требуется ничтожно малое количество электролитов (миллимоль/л), то для высаливания ВМС расходуются очень большие количества солей (нередко концентрация достигает насыщения). Высаливание из растворов ВМС существенно отличается от коагуляции золей электролитами. В данном случае процесс не связан с понижением дзета-потенциала до критического, поскольку у растворов ВМС он почти не играет никакой роли.

Высаливание наступает вследствие нарушения сольватной связи между макромолекулами ВМС и растворителем, т. е. вследствие десольватации частиц. Это приводит к постепенному понижению растворимости ВМС и в конечном итоге к выпадению его в осадок.

Студни

- структурированные (твёрдообразные) системы, состоящие из высокомолекулярных веществ и низкомолекулярных жидкостей. Характерные свойства студней — отсутствие текучести, способность сохранять форму, прочность и эластичность (упругость). Эти свойства обусловлены наличием пронизывающей весь объём студня пространственной сетки макромолекул, соединённых в отдельных «узлах» силами межмолекулярного взаимодействия или химическими связями различной природы. Возможны два пути образования студней: застудневание легкоподвижных или вязкотекучих жидкостей и набухание твёрдых полимеров в подходящих жидких средах. Типичные студни — аморфные гомогенные системы (иногда они содержат в узлах структурной сетки мельчайшие кристаллические области — кристаллиты). Гомогенные студни или неструктурированные растворы полимеров могут расслаиваться на фазы с образованием конденсационных дисперсных структур, их часто называют гетерогенными студнями. Студнеобразование широко используется в технологии пластмасс, резин, химических волокон, пищевых продуктов; оно распространено и в органической природе

Синерезис

Синерезис - самопроизвольное уменьшение объёма студней или гелей, сопровождающееся отделением жидкости. С. происходит в результате уплотнения пространственной структурной сетки, образованной в студнях макромолекулами, а в гелях — частицами дисперсной фазы. Структурированная система при С. переходит в термодинамически более устойчивое состояние. С.

— одна из форм проявления старения или "созревания" различного рода дисперсных структур, полимерных и биологических систем. С. имеет важное практическое значение в производстве пищевых продуктов (например, сыра, творога), в технологии резины (например, при получении изделий из латексов, см. Латексные изделия), в процессах формования химических волокон из прядильных растворов и т.д.

Тиксотропия

Тиксотропия - способность некоторых структурированных дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать разрушенную механическим воздействием исходную структуру. Т. проявляется в разжижении при достаточно интенсивном встряхивании или перемешивании гелей, паст, суспензий и др. систем с коагуляционной дисперсной структурой и их загущении (отвердевании) после прекращения механического воздействия. Тиксотропное восстановление структуры — механически обратимый изотермический процесс, который может быть воспроизведён многократно. В более широком смысле Т. — временное понижение эффективной вязкости вязкотекучей или пластичной системы в результате её деформирования независимо от физической природы происходящих в ней изменений.

39.Квантово-механическая модель атома

Современная модель атома является развитием планетарной модели. Согласно этой модели, ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома).

Химические свойства атомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Положение атома в таблице Менделеева определяется электрическим зарядом его ядра (то есть количеством протонов), в то время как количество нейтронов принципиально не влияет на химические свойства; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см.: атомное ядро). Если атом находится в нейтральном состоянии, то количество электронов в нём равно количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, а массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра).

Массу атома принято измерять в атомных единицах массы, равных 1⁄12 от массы атома стабильного изотопа углерода 12C.

ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ

квантовой системы, состояние атома, молекулы и др. квант. систем с наименьшей возможной внутр. энергией. Является устойчивым. Электроны в атоме, находящемся в О. с., наиб. прочно связаны с ат. ядром. Из О. с. квант. система, поглотив квант энергии, может перейти в возбуждённое путём квантового перехода. Уровень энергии, соответствующий О. с., также наз. основным.

ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ атома - стационарноеквантовое состояние с наименьшей внутр. энергией.

Электроны атома в О. с. заполняют квантовыеуровни (электронные оболочки) согласно Паули принципу. Уровень энергии, <соответствующий О. с., также наз. основным. Для атома с одним электрономво внеш. оболочке он определяется квантовыми числами этого электрона; вато. <мах с неск. эквивалентными электронами О. с. определяется Хундаправилом. Энергия, к-рую необходимо сообщить атому в О. с. для отрываэлектрона из внеш. оболочки, наз. энергией ионизации аналогичная энергия для отрыва электрона из внутр. оболочки наз. энергиейсвязи этой оболочки. О. с. для атома Н обозначается для Не -и т. <д. Взаимодействие атома в О. с. с др. частицами или фотонами можетвызвать квантовый переход в стационарное состояние с большей внутр. энергией;такое состояние наз. возбуждённым.

ВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ, энергетич. состояния атомов и молекул и др. квантовых систем, характеризующиеся избыточной по сравнению с осн. состоянием энергией. Согласно принципам квантовой механики, атомы и молекулы устойчивы лишь в нек-рых стационарных

состояниях, к-рым отвечают определ. значения энергии. Состояние с наинизшей энергией наз. основным, остальные -возбужденными. Изменение энергии атома при переходе из одного стационарного состояния в другое связано с изменением строения его электронной оболочки (см. Атом).

В молекулах при таком переходе может меняться как электронное состояние, связанное с движением электронов относительно атомных ядер, так и характер колебат. и вращат. движений, в к-рых участвуют сами ядра (см. Молекула). В т. наз. приближении Борна - Оппенгеймера рассматривают каждый вид молекулярного движения в отдельности и находят волновые ф-ции и соответствующие значения энергии для электронного, колебат. и вращат. движений; полная волновая ф-ция молекулы представляется в виде произведения соответствующих волновых ф-ций (см. Адиабатическое приближение). Однако не всегда можно достаточно точно разделить электронное, колебат. и вращат. движения. Кроме энергии, состояния атомов и молекул могут различаться спином (электронным и ядерным); частицы в разл. спиновых состояниях имеют почти одинаковые энергии в отсутствие магн. поля, но при наложении поля напряженностью Я их энергии изменяются по-разному.

Возбужденные состояния атомов. Образуются из основного состояния при переходе одного или неск. электронов (напр., под действием излучения) с занятых орбиталей на свободные (или занятые лишь одним электроном). Наим. энергиями обладают возбужденные состояния, связанные с переходами во внешних или между внешними электронными оболочками. Более высокие возбужденные состояния возникают при переходе электронов с внутр. оболочек многоэлектронных атомов на внешние (напр., под действием рентгеновского излучения).

40.Периодический закон Д. И. Менделеева — фундаментальный закон,

устанавливающий периодическое изменение свойств химических элементов в зависимости от увеличения зарядов ядер их атомов. Открыт Д. И. Менделеевым в марте 1869 года при сопоставлении свойств всех известных в то время элементов и величин их атомных масс. Термин «периодический закон» Менделеев впервые употребил в ноябре 1870, а в октябре 1871 дал окончательную формулировку Периодического закона: «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса»

41.Электроотрицательность - это величина, характеризующая способность атома в молекуле притягивать электроны, участвующие в образовании химической связи. Известно несколько способов вычисления Э. Мерой Э. может служить сумма ионизационного потенциала атома и его сродства к электрону; Зная Э., можно приближённо оценить распределение электронной плотности в молекулах многих химических веществ, например определить полярность ковалентной связи.

Энергия ионизации — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал (I1) (для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента), представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность. Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от которой в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей. От энергии ионизации атома существенно зависят также восстановительные свойства соответствующего простого вещества.

ЭнеSргия сродстваSк электроSна - называют энергию выделяющуюся в процессе присоединения электрона к свободному атому Э в его основном состоянии с превращением его в отрицательный ион Э− (сродство атома к электрону численно равно, но противоположно по знаку энергии ионизации соответствующего изолированного однозарядного аниона).

Э + e− = Э− + ε

Сродство к электрону выражают в килоджоулях на моль (кДж/моль) или в электронвольтах на атом (эВ/атом).

В отличие от ионизационного потенциала атома, имеющего всегда эндоэнергетическое значение, сродство атома к электрону описывается как экзоэнергетическими, так и эндоэнергетическими значениями

АТОМНЫЕ РАДИУСЫ

–эффективные характеристики атомов, позволяющие приближенно оценивать межатомное (межъядерное) расстояние в молекулах и кристаллах. Согласно представлениям квантовой механики, атомы не имеют четких границ, однако вероятность найти электрон, связанный с данным ядром, на определенном расстоянии от этого ядра быстро убывает с увеличением расстояния. Поэтому атому приписывают нек-рый радиус, полагая, что в сфере этого радиуса заключена подавляющая часть электронной плотности (90-98%). Атомные радиусы - величины очень малые, порядка 0,1 нм, однако даже небольшие различия в их размерах могут сказываться на структуре построенных из них кристаллов, равновесной конфигурации молекул и т.п. Опытные данные показывают, что во мн. случаях кратчайшее расстояние между двумя атомами действительно примерно равно сумме соответствующих атомных радиусов (т. наз. принцип аддитивности атомных радиусов). В зависимости от типа связи между атомами различают металлич., ионные, ковалентные и ван-дер-ваальсовы атомные радиусы.

Ионные радиусы

условные характеристики ионов, используемые для приблизительной оценки межъядерных расстояний в ионных кристаллах. Значения И. р. закономерно связаны с положением элементов в периодической системе Менделеева. И. р. широко используются в кристаллохимии, позволяя выявить закономерности строения кристаллов разных соединений, в геохимии при изучении явления замещения ионов в геохимических процессах и др. В таблицах приводят И. р., отвечающие разным значениям окислительного числа. При значениях его, отличных от +1, окислительное число не соответствует реальной степени ионизации атомов, и И. р. приобретают ещё более условный смысл, так как связь может иметь в значительной мере ковалентный характер.