Билет1.
Принцип минимума энергии: Все ПРИНЦИПЫ взаимосвязаны, дополняют друг друга и образуют нечто целое. Трудно выделить среди них главные. Если все же это сделать, то, скорее всего, главным является ПРИНЦИП МИНИМУМА ЭНЕРГИИ. Все процессы в Природе происходят с выполнением Принципа минимизации энергии, так как это повышает устойчивость системы. Каждая структура имеет минимально возможную для нее энергию, обеспечивающую устойчивость этой структуры. Принцип минимума энергии является своеобразным механизмом преобразования различных форм материи: избыточная энергия «консервируется» в виде вещества, связей новообразованных структур и энергетического поля (энергетической среды, в которой или с помощью которой происходит энергетический обмен в системах и поддержание стабильности). Если бы не было этой энергетической среды, то пришлось бы признать атом «вечным» двигателем. Энергия является носителем универсальной информации. Главным же носителем энергии и информации можно считать сегодня нейтрино – эти всепроникающие частицы, которые обеспечивают энергоинформационный обмен в любых условиях. В живой Природе вы можете наглядно наблюдать этот принцип на примере животных: практически все животные минимизируют свои затраты энергии (кошки, например, порядка 20 часов спят или неподвижны). В живой Природе процессы окисления протекают медленно с минимальным выбросом энергии (плотность энергетического потока низкая). При этом выделившаяся энергия практически сразу используется следующим звеном системы. Микроорганизмы конечное и начальное звено. Они получают энергию как из живой Природы, так и неживой Природы. Биохимические окислительно-восстановительные процессы идут с минимальным выделением энергии. Только человек не желает выполнять Принцип минимизации энергии. Все процессы в Техногенной Природе человека происходят с выбросами энергии с высокими плотностями потоков.
Принцип Паули: Принцип Паули, который часто называют еще принципом запрета, ограничивает число электронов, которые могут находиться на одной орбитали. Согласно принципу Паули, на любой орбитали может находиться не более двух электронов и то лишь в том случае, если они имеют противоположные спины (неодинаковые спиновые числа). Поэтому в атоме не должно быть двух электронов с одинаковыми четырьмя квантовыми числами (n, l, ml, ms).
Атом лития имеет три электрона. Орбиталь с самой низкой энергией - 1s-орбиталь - может быть заселена лишь двумя электронами, причем у этих электронов должны быть разные спины.
Правило Хунда: определяет порядок заселения электронами орбиталей, имеющих одинаковую энергию. Оно было выведено немецким физиком-теоретиком Ф. Гундом (Хундом) в 1927 г. на основе анализа атомных спектров.
Согласно правилу Гунда, заселение орбиталей, относящихся к одному и тому же энергетическому подуровню, начинается одиночными электронами с параллельными (одинаковыми по знаку) спинами, и лишь после того, как одиночные электроны займут все орбитали, может происходить окончательное заселение орбиталей парами электронов с противоположными спинами. В результате суммарный спин (и сумма спиновых квантовых чисел) всех электронов в атоме будет максимальным.
Например, атом азота имеет три электрона, находящиеся на 2р-подуровне. Согласно правилу Гунда, они должны располагаться поодиночке на каждой из трех 2р-орбиталей. При этом все три электрона должны иметь параллельные спины
Расположение электронных облаков: Состояние электрона в атоме зависит от энергии, который обладает данный электрон. Электроны, обладающие примерно одинаковой энергией, образуют один энергетический уровень. Электрону, находящийся в s-состоянии, соответствует только одна сферическая s-орбиталь. В связи с этим электроны этого уровня могут различаться только значением спиновых характеристик. На первом уровне может находиться не более 2х эл-ов.
Заполнение второго от ядра уровня начинается так же как с s-электронов. Теоретические расчеты показывают, что на 2 уровне могут еще быть p-электроны, которым соответствуют р-орбитали. Эти эл-ы обладают несколько более высокой энергией, чем s-эл. Максимальное число эл-ов составит 6. Сл-но макс.чис.на 2уровне 2+6=8. На 3 энергет.уровне кроме s и р эл-ов могут находится d-эл-ы, которым соответствует 5 d-ор-ей. Учитывая различное значение спиновых харк-к,максим.число d-эл-ов =10. 3 уровень состоит из s,p,d а макс.число 2+6+10=18.
Билет2
Периодический закон Д.И.Менделеева. Открытие ПЗ и создание на его основе ПС химических элементов-заслуга Д. И. Менделеева.
За основу классификации химических элементов Д. И. Менделеев взял 2 основных признака :величину атомной массы и свойства элементов и их соединений. Расположив все известные эл-ты(63) по возрастанию атомных масс, он обнаружил, что свойства элементов изменяются в пределах определенных групп линейно, а затем повторяются периодически. На основе этих наблюдений Менделеев сформировал закономерность, которую назвал периодическим законом. Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от их относительных атомных масс. Датой открытия закона считается 1 марта 1869г. Создавая периодическую систему, Менделеев в 3-х случаях нарушил выявленную им закономерность, расположив элементы не по увеличению их атомных масс, т. к. учитывал и их свойства .Объяснение этого факта было найдено в 1913г.в связи с открытием Г. Мозли : порядковый № элемента численно равен заряду ядра его атома. Т.е. элементы расположены в соответствии с увеличением их ядер, а не атомных масс. Современная формулировка периодического закона : свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер.
Полные эл.аналоги. Полными электронными аналогами называют элементы, в атомах которых содержится одинаковое число электронов на внешнем и предпоследнем квантовых уровнях. Так вторая группа делится на следующие три подгруппы 1. Подгруппа типических элементов - Be, Mg. 2. Подгруппа полных электронных аналогов кальция подгруппа кальция - Ca, Sr, Ba, Ra. 3. Подгруппа полных электронных аналогов цинка подгруппа цинка - Zn, Cd, Hg. Особняком стоит восьмая группа. Неполные эл.аналоги-не одинаковое число электронов на внешнем и предпоследнем квантовых уровнях.