Галогенангидриды

Это продукты замещения ОН-групп в кислотах на галоген – такое определение важно для написания формул. Реально методы получения их строго специфичны для каждого представителя.

Существуют неполные и смешанные галогенангидриды.

Названия галогенангидридов кислот определяются названиями галогенов и кислот, производными которых они являются:

C l O

S - хлорангидрид серной кислоты;

Cl O

C l O

S - неполный хлорангидрид серной кислоты;

H-O O

C l O

S - смешанный хлор, бром-ангидрид серной кислоты.

Br O

Общее важное свойство галогенангидридов – реакция взаимодействия с водой, в результате которой необратимо образуются две кислоты: галогеноводородная и кислота, производной которой является данный галогенангидрид.

BI₃ + 3H₂O = H₃BO₃ + 3HI;

SO₂Cl₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HCl;

HSO₃Cl + H₂O = H₂SO₄ + HCl;

SO₂ClBr + 2H₂O = HCl + HBr + H₂SO₄.

2. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов менделеева

К концу 19 века был накоплен экспериментальный материал и открыт периодический закон Д. И. Менделеевым, которые указывали на то, что атом – это сложная система, а не «конечная» неделимая частица материи, как считали раньше.

На сложность строения атома указывали:

- открытие фосфорисценции – свечения веществ после предварительного их освещения;

- явление фотоэффекта;

- открытие явления радиоактивности;

- открытие периодического закона, который показал, что между химическими элементами, состоящими из атомов, имеется взаимосвязь, а это значит, что у атомов имеется что-то общее – а это означает, что они должны иметь сложное строение.

Первыми были обнаружены в атоме электроны. Было известно, что при накаливании металлов, а так же при освещении их УФ-лучами поверхность металла испускает электричество. Природа этого электричества была выявлена опытами с так называемыми катодными лучами, которые получаются при электрическом разряде в разряженном пространстве. Выяснилось, что кАтодные лучи являются потоком отрицательно заряженных частиц с очень малой массой. Дальнейшие исследования подтвердили, что частички, испускаемые металлами при их нагревании или освещении, равно как и частички катодных лучей и β-лучи, представляют собой одно и то же. Эти частички назвали электронами. Т. к. электроны могут быть получены независимо от вещества, из которого состоят электроды, то это доказывает, что электроны входят в состав атомов любого элемента. До работ с катодными лучами считалось, что количество электричества может меняться непрерывно. Но уже в конце 19 века приблизительно правильно измерили величину наименьшего количества электричества, равного заряду электрона. Проведенные опыты показали, что наиболее легко удаляемыми частями атомной структуры являются именно электроны.

Электроны заряжены отрицательно, а атом в целом электронейтрален, следовательно, внутри самого атома отрицательный заряд должен компенсироваться положительным.

Исследования радиоактивности, т.е. самопроизвольного распада радия и других радиоактивных элементов, показало, что излучение это является сложным. Если эго поместить в электрическое (или магнитное) поле, то оно распадается на три составные части: α-,β- и γ-лучи. α-лучи отклоняются в электрическом поле к отрицательному полюсу и представляют собой поток частиц сравнительно большой массы (заряд ядра Не), заряженных положительно. β-лучи – это поток электронов; γ-лучи представляют собой волны, подобные световым, но гораздо более короткие (это поток фотонов – квантов энергии; при их испускании ядро не меняет ни заряда, ни массы – это следствие перехода ядра из возбужденного в устойчивое положение).

Томпсоном (1904 г.) была предложена атомная модель на основе представления о положительном заряде, равномерно распределенном во всем объеме атома и нейтрализуемом электронами, вкрапленными в это «море положительного электричества». Но эта модель была сразу опровергнута работами Резерфорда с α-частицами.

α-частицы имеют массу, равную 4 а.е.м. (масса электрона равна 1/1820 а.е.м.); заряд положительный, равный удвоенному заряду электрона. Опыты Резерфорда состояли в следующем Поток α-частиц, вылетающих с большой начальной скоростью, направлялся на тонкий металлический листок. Оказалось, что большинство α-частиц проходят сквозь листок без отклонения, часть отклоняется на различные углы, а примерно 1/10000 часть отскакивает почти в обратном направлении.

На основе опытов был сделан вывод: величина положительной части атома, его «ядра» занимает мизерную часть объема атома. Размеры ядра были оценены путем подсчета относительного числа обратного отскока α-частиц.

Кроме того, на основе опытов с α-частицами приблизительно были оценены величины положительного заряда ядер различных атомов.

На основе опытов Резерфорд предложил планетарную модель атома, уподоблявшей атом солнечной системе: практически вся масса и положительный заряд атома сконцентрированы в малой части объема – ядре; положительный заряд компенсируется электронами, вращающимися вокруг ядра.

Опыты Резерфорда и Г.Мозли и рассчитанные ими заряды ядер элементов, которые оказались равными порядковым номерам в таблице Менделеева позволили получить более ясный смысл периодического закона Менделеева:

Свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элемента.

Т.е. номер элемента в периодической системе – это величина положительного заряда ядра и количество электронов в атоме – в этом физический смысл порядкового номера.

Таким образом, каждое атомное ядро имеет следующие основные характеристики: заряд (Z) и массу (А). Структурными единицами всех атомных ядер (нуклонами) являются две простые частицы с почти одинаковой массой (равной 1 а.е.м.): протон (р⁺) – несет положительный заряд, и нейтрон (n⁰) - электронейтральная частица.

Структура любого атомного ядра: Z∙р + (А – Z)∙n.

У большинства элементов могут быть изотопы – атомы элемента, характеризующиеся различными массовыми числами, т.е. ядра отдельных атомов при постоянном Z (числе протонов) могут различаться числом нейтронов (А – Z).

Протонно-нейтронную теория ядра разработали в 1932 г. Немец Гейзенберг и Д.Д. Иваненко.

Атомы различных элементов, ядра которых содержат одинаковое число нуклонов, называются изобарами.