1.5.2. Способы получения кислот

1) Получение кислородсодержащих кислот:

взаимодействие соответствующих SO₃+H₂O = H₂SO₄

ангидридов с водой N₂O₅+H₂O = 2HNO₃.

2) Получение некоторых кислородсодержащих кислот:

действие на неметаллы сильных 2P+5HNO₃+2H₂O = 3H₃PO₄+5NO

окислителей 3I₂+10HNO₃ = 6HIO₃+10NO+2H₂O.

3) Получение бескислородных кислот:

прямое взаимодействие элементов H₂+Cl₂=2HCl.

4)Общий способ:

реакция обмена между солью NaCl+H₂SO₄=HCl+NaHSO₄

1.5.3. Способы получения солей

1) Из металлов:

-металлы с неметаллами Mg+Cl₂ =MgCl₂,

-металлы с кислотами Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂,

-металлы с cолями Cu+HgCl₂=CuCl₂+Hg.

2) Из оксидов:

-основные оксиды с кислотами CaO+2HCl= CaCl₂+H₂O,

-кислотные оксиды с основаниями CO₂+Ca(OH)₂= CaCO₃+H₂O,

-кислотные оксиды с основными CaO+CO₂=CaCO₃.

3) Реакция нейтрализации:

-кислота с основанием H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O.

4) Из солей:

-соли с солями AgNO₃ +NaCl=AgCl+NaNO₃,

-соли c основаниями CuSO₄+2NaOH=Cu(OH)₂+Na₂SO₄,

-соли c кислотами Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂.

2. Электронная структура атомов и периодическая система элементов

2.1. Строение атома

рассматривая вопрос об электронном строении атомов, необходимо различать свободные атомы, под которыми понимают атомы настолько удаленные друг от друга, что не взаимодействуют между собой, и атомы в твердых телах, которые взаимодействуют между собой, образуя химические связи. Для того, чтобы понять характер их взаимодействия, необходимо первоначально остановиться на электронном строении свободных атомов.

1. Ядро и электронная оболочка атома

Каждый атом состоит из ядра и электронной оболочки (рис.1). Электронная оболочка атома – это совокупность элементарных частиц – электронов, каждому из которых присущ корпускулярно-волновой характер.

Электрон как частица обладает массой покоя. M_e=9,1095·10ˉ³¹ кг и несет отрицательный электрический заряд, равный 1,6022·10ˉ¹⁹ Кл. Абсолютное (без учета знака) значение этого заряда является наименьшим и называется элементарным зарядом.

Атом в целом не заряжен (электрически нейтрален). Это обусловлено тем, что сумма отрицательных зарядов электронов компенсирована положительным зарядом ядра атома: в каждом атоме число элементарных отрицательных зарядов в оболочке равно числу элементарных положительных зарядов в ядре.

Между положительно заряженным ядром атома и отрицательно заряженными электронами его оболочки действуют электростатические (кулоновские) силы притяжения. Геометрический размер атома, условно записываемый диаметром его электронной оболочки, имеет порядок 10ˉ¹⁰ м, а диаметр атомного ядра – порядок 10ˉ¹⁴ м, т.е. по размеру ядро в 10000 меньше, чем атом. Отсюда следует, что:

масса атома сосредоточена в его ядре.

В легчайшем атоме водорода (имеется в виду атом одного из изотопов водорода – протия, ядро которого состоит из одного протона) ядро обладает массой 1,6726·10ˉ²⁷ кг; электрон легче ядра в 1836 раз (фактически речь идет о сравнении масс электрона и протона).

2.1.2. Строение ядра атома

Ядра атомов имеют сложное строение и состоят из еще более мелких частиц – нуклонов. Существует два вида нуклонов: протон, который несет положительный электрический заряд 1,6022·10ˉ¹⁹ Кл (элементарный заряд) и обладает массой покоя, равной 1,6726 ·10ˉ²⁷ кг; нейтрон, который не имеет электрического заряда и обладает массой покоя, равной 1,6750 ·10ˉ²⁷ кг. Масса атомных ядер элементов определяется числом протонов и нейтронов, а их заряд – только числом протонов.

Поскольку положительный заряд протона и отрицательный заряд электрона совпадают по абсолютному значению и равны элементарному заряду, в нейтральном атоме число электронов в оболочке всегда равно числу протонов в ядре. Таким образом, известный заряд ядра определяет число электронов в оболочке нейтрального атома. Химические свойства элементов, в основном, зависят от числа электронов, содержащихся в наиболее удаленной от ядра оболочке, следовательно, общий заряд ядра атома является важнейшим признаком индивидуальности химических элементов.

Все атомы одного и того же элемента имеют одинаковый заряд ядра (число протонов в ядре), а атомы разных элементов имеют разный заряд их ядер. К настоящему времени известно 118 химических элементов, т.е. 118 различных по значению заряда атомных ядер. Все известные элементы могут быть расположены в один непрерывный ряд в порядке возрастания заряда ядра их атомов. Число, соответствующее заряду ядра, называется порядковым (атомным) номером элемента (обозначение Z).

При переходе от элемента к элементу (в последовательности возрастания их порядкового номера) число протонов, а, следовательно, и заряд ядра атома увеличивается на единицу, а число нейтронов и тем самым общее число нуклонов в ядрах атомов элементов растет неравномерно.

Число нуклонов в ядре атома элемента равно относительной атомной массе элемента, округленной до целого числа.

Примеры:

Водород Ar = 1,001; 1 нуклон

Углерод Ar = 12,011; 12 нуклонов.