Методические указания и задания к контрольной работе но химии :

Строение вещества.

1. Методические указания.

Вещество представляет собой совокупность взаимодействующих частиц - атомов, ионов, молекул - по­стоянного и характерного состава. Поэтому в разделе "Строение вещества" рассматривают строение этих частиц и закономерности их взаимодействия.

1.Общие положения.

Атом - наименьшая частица вещества, способная самостоятельно участвовать в химических пре­вращениях. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, образую­щих электронную оболочку атома.

В целом атом - электронейтральная частица, так что положительный заряд ядра по абсолютной вели­чине равен отрицательному заряду электронной оболочки. Абсолютные величины зарядов атомных ядер и элек­- тронных оболочек невелики. Поэтому их принято выражать не в Кулонах, а в единицах элементарного электриче­- ского заряда (э.э.з.): 1э.э.з.=1,66-10"¹⁹Кл. Например, запись Z=+10 означает, что заряд ядра положителен по знаку и численно равен 10 единицам э.э.з.

Каждый электрон (е ) электронной оболочки имеет отрицательный заряд, равный 1э.эл.(записывают: -1). Поэтому количество электронов в электронной оболочке атома численно равно величине заряда ядра Z.

Электрон в атоме находится в состоянии непрерывного движения в поле положительно заряженного ядра. Для описания закономерностей этого движения используется квантово-механическая модель атома, согласно кото­рой электрон может посещать все точки атомного пространства, но вероятность его пребывания в различных мик­рообъёмах атома различна. Иначе говоря, в процессе своего движения электрон в атоме образует отрицательно заряженное электронное облако. Часть этого облака, ограниченная поверхностью, образованной совокупно­стью точек с наибольшей вероятностью пребывания электрона, называется атомной орбиталью (АО). Атомные орбитали различаются их геометрической формой. Например, сферическая атомная орбиталь - s, гантелеобразная - р, АО более сложной формы: d - АО, f - АО и т.д. в порядке следования букв латинского алфавита.

Химические свойства атома определяются числом его электронов, которое, в свою очередь, опреде­ляет строение электронной оболочки. По этой причине в химии строение атомных ядер не рассматривают, а огра­ничиваются исключительно изучением строения электронных оболочек атомов.

Совокупность атомов с одинаковым числом электронов (с одинаковым зарядом ядра) и, следова­тельно, имеющих одинаковые химические свойства, называется химическим элементом. Все известные хи­мические элементы представлены в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, где они расположены в порядке увеличения заряда ядра Z. В связи с этим, имеет место взаимосвязь между положением элемента в пе­риодической системе и химическими свойствами его атомов.

Атомарное состояние неустойчиво и потому не характерно для элементов. Атомы одного или различ­ных элементов (кроме инертных элементов) всегда соединяются друг с другом в определённых сочетаниях, обра­зуя устойчивые атомные ассоциаты - молекулы или кристаллы Устойчивость атомных ассоциатов обеспечивается уменьшением энергии в результате связывания атомов.Энергия, выделяющаяся при связывании атомов, на­зывается энергией химической связи.

Под химической связью подразумевают силы, удерживающие атомы в связанном состоянии. Для объяснения природы этих сил обычно используются 2 теории химической связи: теория (метод) валентных связей и теория (метод) молекулярных орбиталей.

Молекулы, так же как и составляющие их атомы, - электронейтральные частицы. Если атом или мо­лекула присоединяет или отдаёт электроны, образуется частица с избыточным электрическим зарядом - ион. На­пример, Fe - 2е = Fe²⁺, О₂ + е = О₂. Положительно заряженные ионы принято называть катионами, отрицательно заряженные - анионами.