1. Основные понятия и законы химии.

См. в тетраде.

2. Строение атома. Атомное ядро. Радиоактивное превращения, деление ядер и ядерный синтез. Изотопы. Строение атома в модели Резерфорда.

Субатомные частицы — электроны, протоны, нейтроны.

Модель Резерворда

Атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного отрицательно заряженными электронами.

Ядро атома. В состав ядра входят протоны и нейтроны. Заряд ядра определяется числом протонов в ядре.

Атомный номер равен числу Z протонов в атомном ядре.

Массовое число А равно суммарному числу протонов (Z) и нейтронов (N) в атомном ядре.

Химический элемент — определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра и, следовательно, с одинаковым атомным номером.

Нуклид — разновидность атомных ядер с определенным числом протонов Z и нейтронов N.

Изотопы имеют одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.

Изотопы имеют одинаковое число нейтронов, но разные атомные номера, например

Изобары имеют одинаковые массовые числа,но разные атомные номера, например

Ядерный синтез разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые ядра. Под термином «Термоядерный синтез» принято считать «Ядерный синтез» с выделением энергии (тепла).

«Ядерный синтез» включает:

1. Разделение ядра исходного, более тяжелого элемента обычно на два легких ядра, с образованием новых химических элементов.

2. Соединение двух меньших ядер в одно большее, с образованием нового химического элемента.

62. Связь химических свойств органических веществ со структурой молекул, гибридизацией.

Особенности химических свойств органических веществ:

1.  Углерод способен соединяться с большинством других элементов. Это свойство углерода, связанное с его положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, обусловлено его почти электронейтральным характером и способностью образовывать ковалентные связи.

2. Атомы углерода способны также соединяться друг с другом, образуя углеродные цепи различного вида (прямые, разветвленные, замкнутые в цикл). Таким же свойством обладают некоторые другие элементы, однако все они образуют цепи лишь с небольшим числом звеньев. Так, для кислорода известны цепи максимально из трех атомов, для азота — из четырех, для кремния — из шести атомов. Для углерода, в отличие от всех остальных элементов, способность атомов соединяться друг с другом, по-видимому, совершенно не ограничена.

3. Важной особенностью органических соединений является и то, что среди них широко распространено явление изомерии;  вследствие этого одному и тому же составу соответствует не одно, а несколько веществ, отличающихся друг от друга только химическим строением.

4. важной особенностью органических соединений является и то, что среди них широко распространено явление изомерии;

5. имеется множество соединений углерода, которые обладают одинаковым качественным и количественным составом и одинаковой молекулярной массой, но совершенно различными физическими и даже химическими свойствами;

6. многие органические соединения являются непосредственными носителями, участниками или продуктами процессов, которые протекают в живых организмах,– ферменты, гормоны, витамины.

Особенности атома углерода объясняются его строением:

1) он имеет четыре валентных электрона;

2) атомы углерода образуют с другими атомами, а также друг с другом общие электронные пары. При этом на внешнем уровне каждого атома углерода будет восемь электронов (октет), четыре из которых одновременно принадлежат другим атомам.

Гибридизация – выравнивание (смешивание) атомных орбиталей (s и р) с образованием новых атомных орбиталей, называемых гибридными орбиталями.

Гибридные орбитали имеют асимметричную форму, вытянутую в сторону присоединяемого атома. Электронные облака взаимно отталкиваются и располагаются в пространстве максимально далеко друг от друга. При этом оси четырех sр3-гибридных орбиталей оказываются направленными к вершинам тетраэдра (правильной треугольной пирамиды).

Всего для атома углерода возможны три валентных состояния с различным типом гибридизации. Кроме sр3-гибридизации существует sр2- и sр-гибридизация. sр2-Гибридизация – смешивание одной s- и двух р-орбиталей. В результате образуются три гибридные sр2-орбитали. Эти sр2-орбитали расположены в одной плоскости (с осями х, у) и направлены к вершинам треугольника с углом между орбиталями 120°. Негибридизованная р-орбиталь перпендикулярна к плоскости трех гибридных sр2-орбиталей (ориентирована вдоль оси z). Верхняя половина р-орбитали находится над плоскостью, нижняя половина – под плоскостью. Тип sр2-гибридизации углерода бывает у соединений с двойной связью: С=С, С=О, С=N. Причем только одна из связей между двумя атомами (например, С=С) может быть  -связью. (Другие связывающие орбитали атома направлены в противоположные стороны.) Вторая связь образуется в результате перекрывания негибридных р-орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов.

Ковалентная связь, образующаяся путем бокового перекрывания р-орбиталей соседних углеродных атомов, называется пи( )-связью.

Из-за меньшего перекрывании орбиталей  -связь менее прочная, чем  -связь. sр-Гибридизация – это смешивание (выравнивание по форме и энергии) одной s- и одной р-орбиталей с образованием двух гибридных sр-орбиталей. sр-Орбитали расположены на одной линии (под углом 180°) и направлены в противоположные стороны от ядра атома углерода. Две р-орбитали остаются негибридизованными. Они размещены взаимно перпендикулярно направлениям  -связей. На рисунке sр-орбитали показаны вдоль оси y, а негибридизованные две р-орбитали– вдоль осей х и z. Образование -связей

Атомные орбитали (две sp и две р) углерода в состоянии sp-гибридизации

Тройная углерод-углеродная связь С С состоит из  -связи, возникающей при перекрывании sp-гибридных орбиталей, и двух  -связей. Взаимосвязь таких параметров атома углерода, как число присоединенных групп, тип гибридизации и типы образуемых химических связей, показана в таблице 4.