Лекция 1. Основные понятия и законы Химия – естественная наука, изучающая состав, строение, свойства и превращения веществ, а также явления, сопровождающие эти превращения.

Закон сохранения массы (Ломоносов, Лавуазье, к. XVIII в.): масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, получающихся в результате реакции.

Закон эквивалентов (Рихтер и др., н. XIX в.): разные вещества, обладающие разной массой могут быть равносильны (т.е. эквивалентны) по химическому действию

56 г KOH

36 г HCl <

40 г NaOH

Все вещества реагируют в эквивалентных отношениях.

Закон постоянства состава (Пруст, н. XIX в.): чистое вещество имеет всегда один и тот же количественный состав независимо от способа его получения

H₂O

2 : 16

1 г + 8 г → 9 г H₂O

Закон кратных отношений (Дальтон, н. XIX в.): если два простых вещества, соединяясь, образуют несколько соединений, то массы одного из них, отнесенные к одной и той же массе другого, относятся между собой как небольшие целые числа

H₂O H₂O₂

2 : 16 2 : 32

1 : 8 1 : 16 O : O = 1 : 2

Атомистическая теория (Ломоносов, Дальтон, н. XIX в.): все вещества состоят из атомов.

принята в 1860 г. – Международный съезд химиков.

С 1897 г. – открытие физиками:

• электрона (Томсон)

• ядра атома (Резерфорд)

• нейтрона (Чедвик)

• теории строения атома водорода (Нильс Бор) и др.

• волнового характера электрона (Луи де Бройль)

• заряда ядер (Мозли)

Лекция 2. Строение атома

Атом - сложная электромагнитная микросистема, являющаяся носителем свойств химического элемента

АТОМ

Ядро электронная оболочка

электроны (е^-)

протоны (р, р⁺) - е^- - элементарная отрицательная частица,

нейтроны (n, n^o) носитель наименьшей массы и

другие микрочастицы (> 34) наименьшего электрического заряда

- в ядре сосредоточен весь + заряд и 99,98 % массы атома

- заряд ядра равен числу протонов в нем

Частица	Кто и когда открыл	Система СИ Заряд, Кл	Атомные ед. заряда	Система СИ масса, кг	Атомные ед. массы
е-	Дж. Томсон, 1897	1,6.10 -19	- 1	9,11.10-31	0,000548
р+	Э. Резерфорд 1911-1919	1,6.10 -19	+ 1	1,6.10-27	1,007
n0	Дж. Чедвик, 1932	0	0	1,6.10-27	1,008

Число р в ядре = числу е^- в электронной оболочке атома Þ Атом в целом нейтрален, не имеет заряда.

Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра называется химическим элементом.

Сумма числа протонов (Z) и нейтронов (N) называется массовым (нуклонным) числом (А),

Z + N = A

Разновидности атомов одного химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разные массовые числа называют изотопами. Относительные атомные массы элементов не являются целыми числами, т.к. элементы представляют собой смеси изотопов.

Пример: ^{массовое число} (хлор-35, (17 p⁺, 18 n, 17e^-))

(хлор-37, (17 p⁺, 20 n, 17e^-))

А_r(Cl) = 35 · 0,7543 + 37 · 0,2457 = 35,491 а.е.м.

В результате химических реакций ядро атома не претерпевает изменений, изменяются лишь е^- - оболочки атомов.

Состояние е^- в атоме описывается законами

квантовой механики.

! Квантование энергии (Е): Макс Планк (1900 г., Германия) –

Е распространяется и передается, испускается и поглощается не непрерывно, а дискретно, отдельными порциями - квантами.

Е кванта ~ частоте излучения ν:

E = h·ν,

h – постоянная Планка (6, 626 · 10 ^–34 Дж · с)

ν = с/λ, с – скорость света (3 · 10⁸ м/с), λ – длина волны.

Þ

Чем ↓ длина волны (чем ↑ частота излучения), тем ↑Е кванта

! Дуализм электрона: (Луи де Бройль, 1924 г., Франция) -

е^- характеризуется двойственной (корпускулярно-волновой) природой, т.е. обладает свойствами и частицы и волны.

е^- - частица: m, mv е^- -волна: λ, ν