Экзаменационный билет № 8

1. Межмолекулярные взаимодействия, их влияние на свойства веществ. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства веществ.

Характерны для веществ с молекулярной структурой. Зависят от полярности и поляризуемости связи. Силы МВ (Ван-дер-Ваальсовы) слабее ковалентных, но проявляются на больших расстояниях. Основа – электростатическое взаимодействие диполей, но в различных веществах механизм взаимодействия различен.

Выделяют три типа МВ:

5. Ориентационное (Н₂О, HCl) – полярные молекулы ориентируются по отношению друг к другу противоположно заряженными полюсами. В силу чего возникает взаимное притяжение. Чем выше полярность, тем выше ориентационный эффект. С увеличением температуры ориентац. эф. ослабевает.

6. Индуцированное взаимодействие – влияние электрического поля атома на соседние атомы и на молекулу в целом. Следствием явл. возникновение индуцированных диполей.Молекулы поляризуют соединение. Хар-но для неполярных соединений (СО₂) и для полярных (но! Выражено слабее, чем ориентационное взаимодействие) Почти всегда малы.

7. Дисперсное взаимодействие – притяжение противоположного знака участков соседних молекул. Хар-но для всех веществ, находящихся в конденсированном состоянии (переход благородных газов в жидкое состояние). В ряду однотипных веществ увеличивается с увеличением радиуса атомов составляющих молекулы веществ.

Водородная связь. Внутримолекулярные и межмолекулярные водородные связи, как фактор, влияющий на агрегатное состояние, химические и биохимические свойства веществ.Водородная связь – способность атома водорода, соединенного с элементом сильно электроотрицательного элемента, к образованию еще одной химической связи с другим подобным атомом. Водород обладает ничтожно малыми размерами и в отличие от других катионов, не имея внутренних электронных слоев, которые отталкиваются отрицательно заряженными атомами, ион водорода способен проникать в электронные оболочки других атомов. (связь между молекулами HF). Обязательное условие образования связи: высокая э.о. атома, связанного в молекуле с атомом водорода. Характерна для соединений самых э.о. атомов элементов (самая сильная у фтора, кислорода, слабее у азота, хлора, серы) Энергия 40 кДж у связи со фтором, что зн. меньше, чем у ков. связи. Но этой энергии достаточно для объед. молекул в димеры и полимеры, которые существуют в жидком состоянии, либо переходят в пар, твердом. Это явл. причиной высоких температур плавления и кипения этих веществ (пример –вода, о биохим. свойствах. Лед: между молекулами воды обр. 2 водородные связи  молекулы образуют слои, причем каждая из них связана с тремя молекулами, принадлежащими к тому же слою, и с одной из соседнего слоя).Разрыв водородной связи требует значительных затрат энергии.

Экзаменационный билет № 9

1. Ионная связь, ее свойства. Ионные кристаллические решетки и свойства веществ с ионной кристаллической решеткой.

ИOННАЯ СВЯЗЬ, тип химической связи, для к-рой характерно существ. перераспределение электронной плотности атомов в молекуле по сравнению со своб. атомами. Электронная плотность смещается от одного из атомов к другому атому (с высоким сродством к электрону), как если бы произошел перенос электрона от одного атома к другому. Хим. соединения с И. с. можно качественно описывать как образованные не атомами, а ионами, напр. Na+Cl-, Cs+F-, Li+(AlF4)-. В кристаллич. решетке в-ва с И. с. каждый ион окружен противоположно заряженными ионами. Напр., в кристалле CsCl ион Cs+ окружен 8 эквивалентными ионами Сl-. Эксперим. и расчетные данные по распределению электронной плотности, энергии образования кристаллич. решетки и т. п. подтверждают существование в кристаллах с И. с. положительных и отрицат. ионов. При растворении в полярных р-рителях в-ва с И. с. обычно диссоциируют с образованием сольватир. ионов, ионных пар или кластеров. Идеальной И. с. практически не существует; принято говорить о ионном характере хим. связи либо о ее полярности, имея в виду степень переноса заряда между атомами или эффективный заряд атома в молекуле. Св-ва вещ-в. Ионные кристаллы отличаются высокими температурами плавления. В расплавленном состоянии вещества, образующие ионные кристаллы, электропроводны. При растворении в воде эти вещества диссоциируют на катионы и анионы, и образующиеся растворы проводят электрический ток.

Кристаллическая решетка – каркас из упорядоченных частиц вещества, находящегося в кристаллическом состоянии.

Химическая связь	Кристаллическая решетка	Схема кристаллической решетки	Cвойства	Примеры
ионная	Ионная	Na+ • Cl− •	Твердые, нелетучие, высокие Тпл и Ткип; хорошо растворимы в полярных растворителях. Хрупкие.	Соли, основания и другие соединения металлов

Свойства соединений с ионной связью (Ткип. И плав., раст-ть, сила электролита) зависит от степени ионности связей, которая находится в обратной зависимости от: поляризующей способности катиона (способность его деформировать окружающие анионы) или поляризуемости аниона (способности аниона к деформации) – это все зависит от заряда и размера иона. Чем больше заряд катиона и меньше его размер, тем больше его поляризующая способность. Чем больше заряд аниона и больше его размер, тем больше его пяляризуемость. Чем выше ионность связи, тем в-во легче дисоциирует на ионы, тем больше его растворимость, тем выше его Ткип. и плав.

Металлическая связь, общие физические и химические свойства металлов.

Металлическая связь ─ связь между положительно заряженными ионами и нейтральными атомами, свободными электронами в металлической кристаллической решетке.

Сходство с ковалентной: есть общие электроны между двумя атомами, а в металлической связи ─ общие электроны для атома всего куска металла. Сходство с ионной связью: есть положительно заряженные ионы; отличие ─ нет отрицательно заряженных ионов, их выполняют электроны. Отметим, что металлическая связь не исключает и некоторой доли ковалентности. В наиболее чистом виде металлическая связь характерна только для щелочных и щелочноземельных металлов, для атомов которых число валентных электронов невелико (1—2), а энергии ионизации наиболее низки. Для кристаллической решетки каждого металла характерно свое, специфическое, повторяющееся во всех направлениях в кристалле расположение ионов в пространстве — элементарная ячейка. Различных вариантов такого расположения — различных типов элементарных ячеек — известно много.

Металлическая химическая связь определяет специфику физических свойств металлов.

Физические свойства металлов

К ним относятся:

8. высокая (по сравнению с неметаллами) электро- и теплопроводность;

9. ковкость и пластичность;

10. способность образовывать при смешивании друг с другом однородные смеси (сплавы);

11. металлический блеск.

Несмотря на то что в целом у металлов есть много общего, физические свойства конкретных металлов могут различаться очень сильно. Причина этого в различной прочности связи ионов металлов с кристаллической решеткой, что обусловлено различным их размером, эффективным зарядом и расположением в пространстве.

Теплопроводность определяется тем, что колебание узлов кристаллической решетки через свободные электроны передается всему куску металла.

Если температура плавления металла ниже 1000 °С, его принято называть легкоплавким, а если выше — тугоплавким. Самым легкоплавким металлом является ртуть, температура плавления которой составляет —39 °С, а самым тугоплавким—вольфрам, он плавится при температуре более 3400 °С.

При нагревании электропроводность металла снижается.Чемпионом по электропроводности среди металлов является серебро. Наиболее низкая электропроводность среди металлов у марганца. По твердости металлы различаются очень сильно. Самыми твердыми среди металлов являются молибден и хром. Твердость щелочных металлов крайне низка и не превышает твердости пластилина — их можно легко резать тупым столовым ножом. Пластичность определяется свободными электронами, которые удерживают пласты металла.

Металлический блеск обусловлен отражением лучей спектра света.

Химические свойства.

Все металлы более или менее легко по сравнению с металлами в химических реакциях отдают валентные электроны. Таким образом, простые вещества металлы выступают как восстановители, сами же они при этом окисляются:

Ме – ne → Meⁿ⁺

С чем взаимодействует	Реакции
О химической активности металла можно примерно судить по его расположению в ряду активности. 1. С простыми веществами	1. Комнатная температура Металлы средней активности реагируют с кислородом при нагревании: При нагревании металлов с порошком серы образуются соответствующие сульфиды: Реагируют с галогенами. Условия зависят от активности металла и галогена (комнатная температура для активных металлов, сильное нагревание для малоактивных металлов:
2. Со сложными веществами: вода	2. вода: активные металлы + вода при комнатной температуре: Если убрать пленку у металлов (магний , алюминий): При повышенной температуре → менее активные металлы: кислоты: металлы, стоящие в ряду активности до водорода, реагируют с кислотами: Малоактивные металлы могут практически не растворяться в кислотах. Это обусловлено образованием на их поверхности пленки нерастворимой соли. В азотной кислоте растворяются все металлы: Концентрированная серная кислота также может вступать в реакции с металлами, расположенные после водорода в ряду активности (Алюминий, хром, железо при комнатной температуре не вступают в реакцию с концентрированной серной и азотной кислотами из-за образования на поверхности плотной пленки оксида металла ( пассивация поверхности)): Алюминий, хром, бериллий, цинк растворяются не только в кислотах, но и в водных растворах щелочей с образованием комплексных соединений:

Экзаменационный билет № 10