1Основные положения атомно-молекулярного учения

 

1. Существуют вещества молекулярного и немолекулярного строения.

2. У веществ молекулярного строения в твердом состоянии в узлах кристаллических решеток находятся молекулы.

3. У веществ немолекулярного строения в узлах кристаллических решеток находятся ионы или атомы.

4. Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и его температуры. Наибольшие расстояния существуют между молекулами газов, поэтому газы легко сжимаются. В твердых веществах промежутки между частицами наименьшие, и соответственно эти вещества почти не подвержены сжатию.

5. Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость их движения зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения возрастает.

6. При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических - разрушаются.

7. Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении. Одной из форм движения атомов является химическая реакция.

8. Атомы одного элемента отличаются от атомов другого элемента размером, массой и свойствами.

9. Атомы при химических реакциях сохраняются.

10. Химическая реакция – это образование новых веществ из тех же атомов, из которых состояли исходные вещества.

2. Стехиометрические законы химии (постоянства состава, сохранения массы, эквивалентов, Авогадро).

Основные законы стехиометрии, включающие законы количественных соотношений между реагирующими веществами с помощью уравнений химических реакций, вывод формул химических соединений, составляют раздел химии, называемый стехиометрией. Стехиометрия включает в себя законы Авогадро, постоянства состава, кратных отношений, Гей-Люссака, эквивалентов и сохранения массы.

В основу составления химических уравнений положен метод материального баланса, основанный на законе сохранения массы (М. В. Ломоносов, 1748, А. Лавуазье, 1789).

Закон сохранения массы веществ:

Масса реагирующих веществ равна массе продуктов реакции.

В химической реакции число взаимодействующих атомов остается неизменным, происходит только их перегруппировка с разрушением исходных веществ. Взаимодействие водорода и кислорода с образованием воды может быть записано с помощью уравнения химической реакции 

Коэффициенты перед формулами химических соединений называются стехиометрическими.

Закон постоянства состава (Ж. Пруст):

Химическое соединение, имеющее молекулярное строение, независимо от метода получения характеризуется постоянным составом.

Такие соединения называют дальтонидами или стехиометрическими в отличие от бертолидов, состав которых зависит от способа получения. Такие соединения состоят не из молекул, а из атомов или ионов.

Закон кратных отношений (Д. Дальтон):

Если два элемента образуют между собой несколько молекулярных соединений, то масса одного элемента, приходящаяся на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа.

При взаимодействии азота с кислородом образуются пять оксидов. На 1 грамм азота в образующихся молекулах приходится 0,57, 1,14, 1,71, 2,28, 2,85 грамм кислорода, что соответствует отношением 2:1, 1:1, 2:3, 1:2, 2:5 в этих оксидах; их составы N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₅.

Закон эквивалентов (И. Рихтер):

В молекулярных соединениях массы составляющих их элементов относятся между собой как их эквиваленты.

Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, способная соединиться и заместить 1 моль атомов водорода в реакциях присоединения и замещения или принять (отдать) 1 моль электронов в окислительно-восстановительных реакциях.

Химический эквивалент 

Закон простых объемных отношений (Ж. Гей-Люссак):

При равных условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов, как небольшие целые числа.

Так, в реакции образования аммиака из простых веществ отношение объемов водорода, азота и аммиака составляет 3 : 1 : 2.

Закон Авогадро: В равных объемах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул.

Из закона Авогадро вытекают два следствия:

1. Одинаковое количество молекул любых газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объем.  

2. Относительная плотность одного газа по другому равна отношению их молярных масс.

Число Авогадро – число частиц в моле любого вещества; N_A = 6,02∙10²³ моль^–1.

Молярный объем – объем моля любого газа при нормальных условиях(температура 273 К, давление 101,3 кПа); равен 22,4 л∙моль^–1.

Молярная масса (M) – масса одного моля вещества, численно совпадающая с относительными массами атомов, ионов, молекул, радикалов и других частиц, выраженных в г∙моль^–1.

3  Основные положения атомно-молекулярной теории:

1.. Молекула – это наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

2. Молекулы находятся в постоянном  хаотическом  движении, называемом тепловым и  с повышением температуры скорость движения молекул увеличивается.

3. Молекулы различных веществ отличаются друг от друга массой, размерами, составом, строением и химическими свойствами.

4.Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов

( Fe, Si, H₂ , F_{2 ,} N₂), молекулы сложных веществ – из различных атомов(CO₂, C₆H₆, NaCI) .

 Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой.

 Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов (суммарный заряд которых равен нулю). 

  Массы атомов химических элементов чрезвычайно малы–от 1,674 ∙ 10^-27 до 4,27 ∙ 10^-25кг 

   m (H ) = 1,67 ∙ 10^{-27 кг}

   m (O)  = 2,66 ∙ 10^{-26 кг}

  Относительной  атомной массой химического элемента называется отношение массы его атома к 1/12 массы изотопа углерода – ¹²С.

  1/12 массы атома изотопа  принята за атомную единицу массы (а. е. м.).

   1а.е.м. = 1/12m_а(С) = 1,993 ∙ 10^-26/12 =1,667х10^-27кг

В соответствии с этим:

  Относительная атомная масса – величина безразмерная.

 Моль – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С.

Число атомов (N_А)в 0,012 кг углерода (т.е. в 1 моль) легко определить, зная массу атома углерода – 1,993х10^{-26 кг} 

  Эта величина называется постоянной Авогадро.

Масса 1 моль вещества называется молярной массой (М) и она равна отношению массы этого вещества m к его количеству n. 

  Численное значение молярной массы (в г/моль) совпадает с относительной молекулярной, атомной или формульной массой данного вещества. Например,   

 масса  относительная  молярная

  Н₂  —    2,0158  2,0158 г/моль

 ( NH₄)₂CO₃  —   96,086  96,086  г/моль

Молярная масса   – масса одного моля вещества, численно она равна отношению массы вещества к количеству.

Моля́рный объём — объём одного моль вещества, величина, получающаяся от деления молярной массы на плотность. Характеризует плотность упаковки молекул.

 

Эквивалент (Э) – это реальная ли условная частица вещества, которая может присоединять, замещать, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

При определении эквивалента вещества необходимо исходить из конкретной реакции.

Например: Из уравнения реакции  .