Ответы к экзамену по Химии:

1)Основные химические законы и понятия.

Ответ: Материя – это весь окружающий нас мир, который проявляется в формах вещества и поля. Поле – это форма существующей материи, которая характеризуется энергией, посредством поля осуществляющая взаимодействие между частицами вещества. Неотъемлемым свойством материи является – движение. Мерой движения материи служит – энергия. Мерой энергии материи является – масса. Энергия и масса важнейшие взаимосвязанные свойства материи. Закон сохранения массы энергии: Уравнение Энштейна: E=mc², где c – скорость света в вакууме (c=3*10⁸ м/с). В изолированной системе сумма масс и энергий постоянна (1905 г.). Тепловой эффект большинства веществ: от 10 до 1000 кДж/моль. Закон постоянства составов: Всякое чистое вещество не зависимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав (Ж. Пруста, К. Бертолле 1801-1808 г). 1912-1913г – Н.С. Курнаков – установил что существует огромное количество составов. Дальтониды – вещества постоянного состава (молекулярной структуры). Бертоллиды – вещества переменного состава (кристаллическая структура). Как вытекает из закона постоянства составов - было показано в работах И. Рихтера (1792г. – 1800г.) Элементы взаимодействуют между собой в строго определённых количественных соотношениях то есть можно говорить об эквивалентности при образовании химических соединений (закон Эквивалента).

2)Строение атомов. Модель атома по Резенфорду, по Бору.

Ответ: Атомы всех элементов – состоят из: положительно заряженного ядра, и электронной оболочки. Ядро – занимает ничтожную часть атома. Атом водорода (H): диаметр атома примерно 10^-8 см. (1 А^o (ангстрем); 0,1 нм), диаметр ядра 10^-13 см. Однако практически вся масса атома – сосредоточена в ядре т.е. ядра обладают – чрезвычайно высокой плотностью. 1 см³ ядер – весит 116.000.000 тонн. Электрон - это микрочастица обладающая элементарным отрицательным зарядом – т.е. таким количеством электричества – меньше которого в природе не существует. Заряд =1,6*10^-19 Кл; масса =9,11*10^-28 г. В химических реакциях – ядра атомов – остаются без изменений, а меняются лишь их – электронные оболочки.

По модели Резенфорда – в центре атома находятся положительно заряженное ядро, а вокруг него (ядра) – движутся электроны, число которых – равно заряду ядра. Fц – центробежная сила, Fк – сила Кулоновского притяжения, Условие устойчивого движения электронов – вокруг ядра: Fк=Fц, или , где m – масса электрона; - его скорость; r – радиус орбиты, e – заряд: электрона и ядра. Здесь: и r – в формуле неизвестны – это недостаток формулы. Недостатки модели Резенфорда: 1)не могла объяснить – устойчивость атома. Движущийся электрон, изучая энергию – замедляет скорость вращения, и должен упасть на ядро (т.к. r – тоже уменьшается), но этого не происходит; 2)не могла объяснить – наличие линейчатых спектров в раскалённых: газах, и парах, в то время как: раскалённые, жидкие, и твёрдые тела – дают сплошной спектр.

Немецкий физик М. Планк (1901г.) – установил что – лучистая энергия: испускается, и поглощается телами не непрерывно, а дискретно т.е. отдельными порциями – квантами, это положение справедливо и для атомов. Энергия кванта: , где h – постоянная Планка (h=6,63*10^-34 Дж*с), - частота, Гц (1 Гц=1 ). Постулаты Бора: 1 постулат: Электроны в атоме – могут вращаться лишь по строго определённым орбитам, дозволенным – квантовой теорией, такие орбиты называются – стационарными. а)радиусы стационарных орбит – относятся друг к другу – как квадраты целых чисел натурального ряда: r₁:r₂:r₃…=1²:2²:3²… б)скорость электрона на стационарных орбитах – выражается соотношением: n=1: r₁=0,53 А^o, =2200 км/с, n=2: r₂=2,12 А^o, =1100 км/с. С удалением электрона от ядра – его кинетическая энергия (Eк) убывает т.к. его скорость уменьшается, но зато растёт – потенциальная энергия (Eп) (в 2 раза быстрее – чем Eк), т.е. общая энергия (E=Ek+Eп) электрона с удалением от ядра – возрастает. 2 постулат: Вращаясь по стационарной орбите – электрон не излучает электромагнитную энергию. 3 постулат: Излучение энергии – происходит при “скачкообразном” переходе электрона с одной стационарной орбиты – на другую, при этом: излучается, или поглощается квант энергии – равный разности энергии электрона на: дальних, и на ближних орбитах. Существуют: “нормальное” и “возбуждённое” состояние атома. В “нормальном” состоянии – электрон находится на ближайшей к ядру орбите, и обладает наименьшей энергией – это самое устойчивое состояние. Поглотив квант энергии – электрон преодолевает электростатическое приближение к ядру, и перескакивает на более удалённую орбиту (это: “возбуждённое”, неустойчивое состояние) длится – миллиардную долисекунду, после чего – электрон вновь возвращается в прежнее состояние – испуская ранее поглощённый квант энергии. Эти перескоки электрона, и являются причиной – линейчатых спектров. Недостатки модели Бора: 1)не могла объяснить расщепление спектральных линий – у многоэлектронных атомов; 2)не ясно было, где находится электрон – в момент его перехода с одной стационарной орбиты – на другую.