Вопрос 3. Направленность химической связи. Типы гибридизации атомных орбиталей. Структура простейших молекул.

Направленность химической связи.

Электронные облака атомов имеют определенную пространственную ориентацию. Соответственно и область перекрывания электронных облаков находится в определенном направлении по отношению к взаимодействующим атомам. Поэтому ковалентная связь обладает направленностью.

Типы гибридзации атомных орбиталей.

Гибридизация атомных орбиталей. Это понятие вводится для того, чтобы отразить изменения, происходящие с электронными орбиталями атомов при образовании ими химических связей в молекуле и одновременно, чтобы сохранить представление об атомных орбиталях в молекуле. Полагают, что атомные орбитали изменяются, перемешиваются между собой, т.е. гибридизируются, но все-таки в молекуле сохраняются как атомные орбитали. sp³- Гибридизация - одна s- орбиталь, обладающая шаровой симметрией, и три гантелеобразных р- орбитали смешиваются (гибридизируются), давая четыре равноценных sp³- орбитали, направленные к вершинам тетраэдра. Угол между орбиталями равен 109,5°. sp²- Гибридизация - одна s- орбиталь, обладающая шаровой симметрией, и две гантелеобразных р- орбитали смешиваются (гибридизируются), давая три равноценных sp²- орбитали, лежащие в одной плоскости. Угол между которыми равен 120°. sp- Гибридизация - s- орбиталь, обладающая шаровой симметрией. и гантелеобразная р- орбиталь преобразуются и смешиваются (гибридизируются), давая две равноценные sp- орбитали, направленные друг к другу под углом 180°.

Структура простейших молекул????

Билет №23

2) Температурная зависимость скорости реакции определяется уравнением Аррениуса: k-=k₀e^—E/RT,

где k₀ — множитель, который в ряде простейших случаев может быть предвычислен, исходя из молекулярно-кинетических представлений о механизме элементарного акта, е — основание натуральных логарифмов, Е — энергия активации реакции, R — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура.На графически показано убывание со временем концентрации исходных веществ в случае реакций, удовлетворяющих простым законам. Кривые, показывающие изменение концентраций реагирующих веществ со временем, называются кинетическими кривыми.

Правило Вант-Гоффа - при повышении температуры на каждые 10 С скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза. Это правило является приближенным и применимо лишь для ориентировочной оценки влияния температуры(близкой к комнатной) на скорость реакции.

V2=V1*γ^(T2-T1)/10

Где V2 и V1 – скорости реакции при температурах T2 и T1, γ -коэффициент, значение которого для эндотермической реакции выше, чем для экзотермической реакции. Для многих реакций γ лежит в пределе 2-4.

3) Химические источники тока: 1)г.э.

2)аккумуляторы

Напряжение элемента меньше ЭДС из-за поляризации электродов и омических потерь

Билет №24

1) Электрохимическая коррозия является наиболее распространенным типом коррозии металлов. По электрохимическому механизму корродируют металлы в контакте с растворами электролитов (морская вода, растворы кислот, щелочей, солей). В обычных атмосферных условиях и в земле металлы корродируют также по электрохимическому механизму, т. к. на их поверхности имеются капли влаги с растворенными компонентами воздуха и земли. Электрохимическая коррозия является гетерогенным и многостадийным процессом. Ее причиной является термодинамическая неустойчивость металлов в данной коррозионной среде. Учение о электрохимической коррозии ставит главный вопрос вопрос о скорости коррозии и тех факторов, которые влияют на нее. С электрохимической точки зрения коррозия металла это не просто процесс окисления металла, т. к. этот переход должен сопровождаться сопряженно идущим восстановительным процессом. В результате ионизации освобождаются электроны и роль второго восстановительного процесса состоит в их ассимиляции подходящим окислителем (Д), образующим устойчивое соединение. Ионизация и процесс ассимиляции электронов каким либо элементом среды (обычно Н ионы или О) представляет собой электрохимический процесс. В отличии химического, электрохимические процессы контролируются (зависят) не только от концентрации реагирующих веществ, но и, главным образом, зависят от потенциала поверхности металла. Потенциал. На границе раздела двух разнородных фаз происходит переход заряженных частиц - ионов или электронов из одной фазы в другую, следовательно, возникает разность электрических потенциалов, распределения упорядоченных электрических зарядов, т. е. образование двойного электрического слоя. Возникновение межфазового скачка потенциала можно об»яснить следующими основными причинами; но рассмотрим только те, которые приводят к коррозии металлов, а точнее: переход катионов металла из электролита на металл (электродный потенциал) адсорбция анионов электролита на металле (адсорбционный потенциал) возникновение ионно-адсорбционного потенциала за счет одновременной адсорбции поляризуемого атома кислорода и перехода катионов из металла в электролит. По известным причинам, абсолютное значение межфазовой разности потенциалов измерить нельзя, эту величину можно измерить относительно другой величины и за точку отсчета принимается стандартный водородный потенциал. Наличие на межфазовой границе металл-раствор электролита двойного электрического слоя оказывает существенное влияние на процесс, а, в частности, на скорость коррозии металлов. При изменении концентрации (плотности) положительных или отрицательных частиц в растворе или металле может измениться скорость процесса растворения металла. Именно их этих соображений электродный потенциал является одной из важнейших характеристик, определяющих скорость коррозии металла. Термодинамика электрохимической коррозии металлов. Стремлением металлов переходить из металлического состояния в ионное для различных металлов различно. Вероятность такого перехода зависит также от природы коррозионной среды. Такую вероятность можно выразить уменьшением свободной энергии при протекании реакции перехода в заданной среде при определенных условиях.

Коррозия-это разрушение металла в результате его физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

Коррозия с водородной и кислородной деполяризацией.

Коррозия металла с кислородной деполяризацией в большинстве практических случаев происходит в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление кислорода в которой Р=0,21 атм. Следовательно, при определении термодинамической возможности протекания коррозионного процесса с кислородной деполяризацией следует производить учитывая реальное парциальное давление кислорода в воздухе (см. табл.). Т.к. значения (V ) очень положительны, то условия соблюдаются в очень многих случаях. В следующей таблице приведены значения ЭДС и изменения изобарно-изотермических потенциалов коррозионных процессов с кислородной деполяризацией: Me + n/2HO + n/4O = Me(OH) Металлы Твердый продукт (E ) =V G ккал/г эквМе коррозии =V - V Mg Mg(OH) +3,104 -71,6 Mn MnO +2,488 -25,6 Zn Zn(OH) +1,636 -37,7 Fe Fe(OH) +1,268 -29,3 Fe Fe(OH) +1,164 -26,3 Cu CuO +0,648 -17,3 Cu Cu(OH) +0,615 -14,2 Ag AgO +0,047 -1,1 Сопоставляя эти данные с данными по водороду Р (атм) рН=0 рН=7 рН=14 5*10 +0,186 -0,288 -0,642 1 0,000 -0,414 -0,828 позволяет указать на, то что кислородная деполяризация более термодинамически возможна чем водородная деполяризация.

2) Принцип Ле Шатлье – Брауна (принцип смещения равновесия), устанавливает, что внешнее воздействие, выводящее систему из состояния термодинамического равновесия, вызывает в системе процессы, стремящиеся ослабить эффект воздействия. Так, при нагревании равновесной системы в ней происходят изменения (например, химические реакции), идущие с поглощением теплоты, а при охлаждении — изменения, протекающие с выделением теплоты. При увеличении давления смещение равновесия связано с уменьшением общего объёма системы, а уменьшению давления сопутствуют физические или химические процессы, приводящие к увеличению объема.

Химическое равновесие - состояние реагирующей системы, при котором в ней протекают только обратимые реакции. Параметры состояния системы при химическом равновесии не зависят от времени; состав такой системы называют равновесным.