Контрольні запитання:

1. Постулати Бора. Недоліки теорії Бора.

2. Запишіть квантові числа для останнього електрона атома Карбону.

3. Сформулюйте правила Клечковського.

4. Яка орбіталь буде заповнюватися першою 5s або 4f? Відповідь обґрунтуйте розрахунками.

5. Складіть електронні та графічні формули атомів алюмінію, кадмію, вольфраму.

Література:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1979. - Гл. ІІІ, §§ 20-32 с. 57-99.

2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. І, Гл. 2, §§ 9-12, 14, с. 16-23.

Тема 1.3. Будова речовин

План

1. Основні положення атомно-молекулярного вчення.

2. Прості і складні речовини. Відмінність між простою речовиною і хімічним елементом. *

3. Агрегатний стан речовин

1. Основи АМВ вперше виклав М. В. Ломоносов. У 1741р. в праці «Елементи математичної хімії» Ломоносов сформулював найважливіші положення створеної ним так званої корпускулярної теорії будови речовини.

В основі АМВ лежить принцип дискретності (переливності будови) речовини: всяка речовина не є чимось суцільним, а складається з окремих, дуже малих частинок. Відмінність між речовинами зумовлена відмінністю між їхніми частинками; частинки однієї речовини однакові, частинки різних речовин різні.

Основні положення АМВ:

1. Речовини складаються з атомів або молекул.

Атом – це найменша частинка хімічного елемента, яка є носієм його властивостей.

Молекула – це найменша частинка речовини, яка має її властивості і складається із сполучених між собою атомів. До складу молекули можуть входити атоми одного або кількох хімічних елементів. Число атомів у молекулі може становити від 2 до кількох мільйонів.

2. Всі молекули, атоми, що входять до складу речовини, перебувають у безперервному русі, який зумовлений запасом теплової енергії, яку має кожна речовина. Під час перебігу хімічних реакцій атоми переходять від одних речовин до інших (перегруповуються), внаслідок чого утворюються нові сполуки.

3. Всі речовини поділяються на прості і складні.

2. Кожний окремий вид матерії, що має за певних умов сталі фізичні властивості називається речовиною.

Прості речовини складаються з атомів одного хімічного елемента. (Приклад: N₂, O₂, Fe)

Складні речовини складаються з атомів різних хімічних елементів. (Приклад: H₂O, NaCl, NaOH)

Відмінність між простою речовиною і хімічним елементом стає особливо зрозумілою, коли маємо кілька простих речовин, які складаються з того самого елемента (явище алотропії). Наприклад, шматок фосфору. Це – біла, напівпрозора речовина, що плавиться при 44,2С, дуже отруйна; на повітрі в темряві фосфор світиться і може самозайматися. Якщо фосфор нагрівати без доступу повітря, то через деякий час його властивості різко зміняться: фосфор набуває червоно-фіолетового кольору, перестає світитися в темряві, стає неотруйним і не самозаймається більше на повітрі, причому ці нові властивості не зникають після припинення нагрівання. Отже, відбувається безперечне перетворення однієї речовини в іншу, перетворення особливе: взята нами речовина не розкладається і до неї нічого не приєднується. Це змушує визнати обидві речовини – взяту на початку і добуту після нагрівання – лише різними формами існування одного елемента фосфору у вільному стані; перша з них називається білим, а друга – червоним фосфором. Доказом того, що білий і червоний фосфор справді є різними формами одного елемента і складаються з однакових атомів, може бути відношення їх до кисню: утворюється фосфор(V) оксид. Просто їхні кристали мають різну будову. Так, білий фосфор складається з молекул Р₄, а кристали червоного мають зовсім іншу, полімерну структуру.

3. Залежно від фізичних умов (температури і тиску) речовини можуть перебувати у кількох агрегатних станах: газоподібному, рідкому, твердому (кристалічному або аморфному), плазмовому.

У газах відстані між частинками – молекулами й атомами – великі. Внаслідок цього газоподібний стан характеризується слабкою взаємодією частинок і невпорядкованим їх розміщенням.

У рідинах частинки розміщені значно ближче одна до одної. Тому взаємодія між ними сильніша, ніж у газах. На відміну від газів рідини зберігають певний об’єм. Структура рідини характеризується певним порядком у розміщенні частинок, однак він постійно змінюється внаслідок теплового руху частинок.

Найбільш упорядкованим є кристалічний стан – найважливіший стан твердих тіл. Структуру кристалічних речовин можна подати за допомогою кристалічної ґратки – певного просторового розміщення частинок. Більшість твердих речовин мають кристалічні ґратки, утворені атомами або йонами; виділити окремі молекули у таких структурах неможливо. Такі речовини називають речовинами з не молекулярною структурою.

Менше поширений для твердих речовин аморфний стан. На відміну від кристалічних тіл речовини в аморфному стані не мають чітко регулярної впорядкованої будови і певної температури плавлення (при нагріванні вони розм’якшуються і поступово переходять у рідкий стан).