******************************************************

Химия- наука, изучающая вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Изучает материальный мир.

Материя = вещество+поле

Вещество-форма существования материи, состоящая из частиц.

Поле-форма существования материи, которая характеризуется и проявляется энергией, хотя обладает и массой. Посредством поля осуществляется связь и взаимодействие м/у частицами в-ва.

Свойства:

Дискретность- любое поле или тело составлено из элементарных частиц-микрополей, микрочастиц.

Взаимопревращение- всё многообразие макрообъектов возникает из многообразия сочетаний из ограниченного числа микрообъектов.

Движение- на разных стадиях организации материи, её видам присущи свои виды.

Хим. форма- форма движения материи, когда из одних веществ, могут быть получены новые вещества.

Основные законы: Закон сохранения материи Ломоносова- в изолированной системе сумма масс и энергии постоянна.

Хим. элемент- вид атомов с одинаковым зарядом ядер.

Атом- наименьшая частица элемента, сохраняющая его свойства.

Молекула- наименьшая частица индивидуального вещества, обладающая его основным хим. свойствами и состоящая из одинаковых или различных атомов.

Закон эквивалентов(Рихтер, Дальтон, Валиастон)- все в-ва реагируют в эквивалентных отношениях.

Хим эквивалент- это кол-во единиц атомов, равноценные, которые соединяются или совмещаются в хим. элементы. Э=M/n

Моль- кол-во в-ва системы, которая содержит столько определённых структур. Элементов, ско-ко атомов содержится в 0,012 кг С¹²₆

Закон постоянства состава- каждое химически чистое соединение всегда имеет один и тот же количественный состав независимо от способа его получения.

Закон эквивалентов- все в-ва реагируют в экв. отношениях.

Закон кратных отношений- если 2 элемента образуют м/у собой несколько различных соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся м/у собой, как простые целые числа.

******************************************************

СТРОЕНИЕ АТОМА

Модели атома:

1) В 1904г. Дж. Томсон предложил модель строения атома, согласно которой атом можно представить в виде положительно заряженной сферы с вкрапленными электрон.

2) В 1910г. Э. Резерфорд заключрил, что в центре атома существует положительно заряженное ядро малого размера, окружённое электронами- ядерная планетарная модель атома, состоящего из тяжелого ядра, вокруг которого двигаются по орбитам электроны.

Двойственная природа электрона:

1) В 1905г. А. Энштейн предсказал, что любое излучение представляет собой поток квантов энергии, наз. фотонами.

2) В 1924г. Луи де Бройль выдвинул предположение, что электрон характеризуется корпускулярно- волновым дуализмом. =h/(m)

Теория Бора- модель строения атома водорода- электроны двигаются вокруг ядра не по любым, а лишь по разрешённым орбитам, на которых электрон обладает определёнными энергиями. При переходе электрона с одной орбиты на другую атом поглощает или испускает энергию в виде квантов.

Главное квантовое число- номер орбиты n.

Уравнение Планка:   h  hc

Принцип неопределённости Гейзенберга- положение и импульс движения субатомной частицы принципиально невозможно определить в любой момент времени с абсолютной точностью. В каждый момент времени можно определить лишь одно из свойств.

Атомная орбиталь- область пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, характеризуется 3 квантовыми числами n,l,m_l.

Главное КЧ-n- определяет энергию и размеры электронных орбиталей. n=1,2,3,4,5… и характеризует оболочку и энергетический уровень. Чем больше n,тем выше энергия.

Орбитальное КЧ-l- определяет форму атомной орбитали. Электронные оболочки расщеплены на подоболочки, поэтому орбитальное кч также характеризует энергетические подуровни в электронной оболочке атома. l=0…(n-1)

l=0 s-электроны l=1 p-электроны l=2 d-электроны

l=3 f-электроны Es<Ep<Ed<Ef

Магнитное КЧ-m_l- характеризует ориентацию орбитали в пространстве. В отсутствии внешнего магнитного поля все орбитали одного уровня имеют одинаковое значение энергии. Под воздействием внешнего магнитного поля происходит расщепление энергии подоболочекM_l=-l…+l;p(l=1)ml=-1, 0, +1

Спиновое КЧ-m_s- каждый электрон также характеризуется собственным механическим моментом движения- спин. Проекция спина на ось координат будет равна Mz=m_sh/2п

Имеет 2 значения: +1/2 и –1/2.

Принцип Паули- В 1925г. П. Паули постулировал принцип запрета- в атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковым набором КЧ. На каждой орбитали может быть не более двух электронов, причём они должны иметь противоположные спины.

Правило Гунда- заполнение орбиталей одной подоболочки в основном состоянии атома начинается одиночными электронами с одинаковыми спинами. После заполнения одиночными электронами, начинается заполнение орбитали вторыми электронами с противоположными спинами.

Атомные спектры- спектры, получающиеся при излучении свободными или слабо связанными атомами.

Уравнение Бальмера: 1/=R(1/n²-1/m²)

ПЕРЕОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Периодический закон- св-во элементов, а также формы и св-ва их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.

I период: состоит из 2-х элементов(водорода и гелия) Атомом гелия заканчивается формирование К- оболочки атома. Формирующим называется электрон, который последним заполняет орбитали атома. Н и Не- s-элементы.

II период: у элементов формируется L- оболочка, заполняются s- и р- подоболочки.

III период: начинается с натрия(1s²2s²2p⁶3s¹) и заканчивается аргоном(1s²2s²2p⁶3s²3p⁶).

IV период: начинается с калия(1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹) и заканчивается криптоном(1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²2p⁶).

Явление, когда напр. У хрома на 4s-подоболочке остаётся один электрон, а на 3d-подоболочке вместо 4-х оказывается 5 d-электронов, называется провалом электрона с s- на d-подоболочку.

V период: аналогичен четвёртому периоду. Начинается с s-элемента рубидия(5s¹) и заканчивается p-элементом ксеноном(4d¹⁰5s²5p⁶).

VI период: Начинается с цезия(6s¹) и заканчивается радоном(5d¹⁰6s²6p⁶)

VII период: аналогичен 6-ому периоду. Начинается с франция(7s¹) и заканчивается (6d⁷7s²)

Структура ПС- состоит из периодов, групп и подгрупп.

Период- последовательный ряд элементов, размещенных в порядке возрастания заряда ядра атомов. Начинаются s-элементом и заканчиваются p-элементами.

В системе имеется 8 групп- максимальное число электронов во внешних оболочках. Делятся на главные и побочные подгруппы. К главным подгруппам относятся подгруппы элементов 2 периода. К побочным подгруппам принадлежат d- и f-элементы.

Энергия ионизации- энергия, необходимая для удаления одного моля электронов от одного моля атомов какого-либо элемента.

Сродство к электрону- энергетический эффект присоединения моля электронов к молю нейтральных атомов. Э+е=Э^- выражается в кДж/моль

Электроотрицательность- для характеристики способности атомов в соединениях притягивать к себе электроны. Согласно Р. Малликену ЭО равна полусумме энергии ионизации и энергии сродства к электрону. Л. Полинг предложил термохимический метод расчёта ЭО на основе определения разности энергий диссоциации соединения А-В и образующих его молекул А-А и В-В.

Атомные радиусы- атомы не имеют строго определённых границ из-за корпуск.-волнового хар-ра электронов. Абсолютное значение радиуса определить невозможно. Можно условно принять за радиус атома теоретически рассчитанное значение расстояния от ядра до наиболее удалённого от него максимума электронной плотности.

******************************************************

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Ковалентная связь- химическая связь, образованная путем обобществления пары электронов двумя атомами.

Модель Гейтлера-Лондона- они показали, что при сближении 2-х атомов водорода с антипараллельными спинами происходит уменьшении энергии системы, что обусловлено увеличением электронной плотности в пространстве м/у ядрами взаимодействующих атомов.

Метод ВС:

а) ХС м/у 2-мя атомами возникает как результат перекрывания АО с образованием электронных пар.

б) атомы, вступающие в химическую связь, обмениваются м/у собой электронами, которые образуют связывающие пары.

в) в соответствии с принципом Паули, хим. связь образуется лишь при взаимодействии электронов с антипараллельными спинами.

г) характеристика ХС(энергия, длина, полярность и т.п.) определяются типом перекрывания АО.

Валентность- способность атома присоединять или замещать определённое число других атомов с образованием химических связей.

Согласно обменному механизму метода ВС каждый атом отдаёт на образование общей электронной пары по одному неспаренному электрону.

Согласно донорно-акцепторному механизму образуется общая электронная пара за счёт неопределённой пары электронов одного атома(донора) и вакантной орбитали другого атома или иона(акцептора).

Гибридизация атомных орбиталей- Л. Полинг выдвинул идею о гибридизации АО. Согласно идее, если у атома, вступающего в хим. связь, имеются разные АО, то в процессе образования ХС происходит гибридизация(смещение) АО, т.е. из разных АО образуются одинаковые.

Насыщаемость- обусловлена хим. взаимодействием электронов внешнего энергетического уровня.

Направленность- наиболее прочные связи образуются в направлении макс. перекрывания атомов орбиталей. Количественно выражается в виде валентных углов м/у направлениями хим. связи в молекулах и твёрдых телах.

Полярность кс:

Ковалентная неполярная- образована одинаковыми атомами, обобществлённые электроны равномерно распределены м/у ними.

Ковалентная полярная- один из атомов сильнее притягивает электроны, то пара смещается в сторону этого атома.

Прочность характеризуется энергией связи(кол-во энергии, выделивш. при образовании ХС ) и длиной связи(межядерное расстояние м/у хим. связанными атомами)

Ионная химическая связь- электростатическое взаимодействие отрицательно и положительно заряженных ионов в химическом соединении. Возникает при большой ЭО атомов. Не существует в чистом виде.

Ненаправленная, не насыщена, прочная.

Комплексные соединения- сложные соедининия, у которых имеются ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

Комплексообразователь- центральный ион или атом, имеющий выкантные орбитали. Способность к КО возрастает с увеличением заряда иона и уменьшением его размера.

Лиганды- координируемые ионы или молекулы.

Координационное число- число монодентантных лигандов, координируемых комплексообразователем.

Анионные комплексы- отрицательно заряженные комплексы.

Катионные комплексы- положительно заряженные комплексы.

Нейтральные комплексы- нейтрально заряженные комплексы.

Межмолекулярные взаимодействия:

Ориентационные- при сближении полярных молекул они ориентируются таким образом, чтобы положительная стороны одного диполя, была ориентирована к отрицательной стороне другого диполя. Энергия взаимодействия пропорциональна электрическому моменту диполя в 4-ой степени и обратно пропорциональна расстоянию м/у центрами диполей в 6-ой степени и абсолютной температуре в 1-ой степени.

Индукционное- диполи воздействуют на неполярные молекулы, превращая их в индуцированные диполи. М/у постоянными и наведёнными диполями возникает притяжение, энергия которого пропорциональна электрическому моменту диполя во второй степени и обратно пропорциональна расстоянию м/у центрами молекул в 6-ой степени. Энергия инд. взаимодействия возрастает с увеличением поляризуемости молекул.

Дисперсионное притяжение- в любой молекуле возникают флуктуации электрической плотности, в результате чего появляются мгновенные диполи, которые в свою очередь индуцируют мгновенные диполи у соседних молекул. Движение мгновенных диполей становится согласованным, их появление и распад происходит синхронно. В результате взаимодействия мгновенных диполей энергия системы понижается. Энергия дисперсионного взаимодействия пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию м/у центрами частиц.

Водородная связь- химическая связь, образованная положительно поляризованным водородом молекулы А-Н и электроотрицательным атомом В другой или той же молекулы.

Межмолекулярная ВС- связь образуется м/у разными молекулами.

Внутримолекулярная ВС- связь образуется м/у двумя группами одной и той же молекулы.

Энергия ВС возрастает с увеличением ЭО и уменьшением размеров атомов.

Образование межмолекулярных ВС приводит к: повышению вязкости, диэлектрической постоянной, температур кипения и плавления, теплоты плавления и парообразования.

******************************************************