2.3.3. Основные положения метода валентных связей

1.          Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами, принадлежащими двум атомам.

2.          Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

3.          Характеристики химической связи определяются типом перекрывания АО.

4.          Ковалентная связь направлена в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов.

Если электроотрицательности атомов равны, то такая связь называется неполярной. Если различны – полярной.

При образовании полярной ковалентной связи атомы приобретают дополнительный заряд – отрицательный у атома с большей электроотрицательностью и положительный – у атома с меньшей электроотрицательностью:

H+Cl = HCl (H^{δ +} –Cl ^{δ −})

14. Растворы. Физическая и химическая теории растворов. Тепловые эффекты при растворении.

Растворы- твердая или жидкая гомогенная система состоящая из двух или более компонентов, относительное количество которых могут изменяться в широких пределах.

Все растворы имеют ряд общих свойств:

1) химическая природа каждого компонента сохраняет свою индивидуальность.

2) между молекулами растворенного вещества и растворителя химические силы не проявляются, а действуют лишь межмолекулярные силы, образуя промежуточные комплексы различной плотности.

3) любой раствор состоит из растворенных веществ и растворителя т.е. среды в которой вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов. Обычно растворителем считается тот компонент, который в чистом виде находиться в таком же агригатном состоянии что и полученный раствор

Все растворы подразделяются:

1) по агригатному состоянию: газы(воздух), твердые сплавы, жидкости.

2) по степени дисперстности:

а) молеклярнодиссперстные(вещество в растворе находиться в молекулярном состоянии, органические вещества)

б) ионнодисссперстные (вещество попадая в растворитель распадается на ионы и находится в растворе электролиты-соли, растворы)

По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов). 

Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы

Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.

Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.

Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.

Весь процесс растворения складывается из двух этапов

1 Взаимодействие растворителя с растворенным веществом посредством слабых межмолекулярных связей в результате чего образуются комплексы

Если растворитель H2O = гидраты

Если органический растворитель = сольваты

Образование комплексов сопровождается образованием(выделением) определенного количества энергии

2 Образованные комплексы разрушают кристаллическую решетку в результате чего происходит ПОГЛАЩЕНИЕ энергии = тепловой эффект химической реакции равен разности между поглащенным и выделенным количеством энергии.

delQ=Q₂-Q₁

Q₁>Q₂ экзотермич

Q₁<Q₂ эндотермич

Физическая теория растворов Вант-Гофф

Растворы представляют собой однородные смеси молекул где растворенное вещество подобно состоянию газа т.е. оно равномерно распределено и растворитель играет роль индеферентной среды

Химическая теория растворов Менделеева и Бекетова, Каблуков

Процесс растворения это не просто диффузия это полухимический процесс на которые указывают следующие факторы

А) не одинаковая растворимость в единицу объема отдельных веществ, на что указывает химическая природа растворителя и растворенного вещества

Б) уменьшение объема раствора

Растворение как физико-химический процес 

Растворы образуются при взаимодействии растворителя и растворённого вещества. Процесс взаимодействия растворителя и растворённого вещества называется сольватацией (если растворителем является вода - гидратацией).

Растворение протекает с образованием различных по форме и прочности продуктов - гидратов. При этом участвуют силы как физической, так и химической природы. Процесс растворения вследствие такого рода взаимодействий компонентов сопровождается различными тепловыми явлениями.

Энергетической характеристикой растворения является теплота образования раствора, рассматриваемая как алгебраическая сумма тепловых эффектов всех эндо- и экзотермических стадий процесса. Наиболее значительными среди них являются: – поглощающие тепло процессы - разрушение кристаллической решётки, разрывы химических связей в молекулах; – выделяющие тепло процессы - образование продуктов взаимодействия растворённого вещества с растворителем (гидраты) и др.

Если энергия разрушения кристаллической решетки меньше энергии гидратации растворённого вещества, то растворение идёт с выделением теплоты (наблюдается разогревание). Так, растворение NaOH – экзотермический процесс: на разрушение кристаллической решётки тратится 884 кДж/моль, а при образовании гидратированных ионов Na⁺ и OH^-выделяется соответственно 422 и 510 кДж/моль.

Если энергия кристаллической решётки больше энергии гидратации, то растворение протекает с поглощением теплоты (при приготовлении водного раствора NH₄NO₃ наблюдается понижение температуры).