- •Лекции по общей химии Введение.
- •Основные законы химии.
- •Стехиометрические законы.
- •Газовые законы.
- •3. Уравнение состояния идеального газа (Клапейрона-Менделеева).
- •Строение атома
- •Квантово-механическая модель строения атома
- •Лекция 3. Периодический закон и электронные конфигурации атомов.
- •Радиусы атомов. Потенциал ионизации. Сродство к электрону. Электроотрицательность.
- •Лекции 2, 3 Химическая связь. Метод молекулярных орбиталей (ммо).
- •Рассмотрим молекулы нf и ВеН2, в которых имеет место образование несвязывающих мо. Сравнение методов мвс и ммо.
- •О валентности.
- •Металлическая связь.
- •Ионная связь.
- •Водородная связь.
- •Межмолекулярные взаимодействия.
- •Взаимосвязь между типом хс и свойствами веществ.
- •Стеклообразное состояние вещества.
- •Применение процессов возбуждения электронов для практических целей.
- •Основы химической термоднамики. Функции состояния.
- •Внутренняя энергия
- •Энтальпия.
- •Энтропия.
- •2 Закон (Начало)т/д: в изолированной системе самопроизвольно протекают только такие процессы, которые ведут к росту энтропии.
- •Энергия Гиббса.
- •Энергия Гельмгольца.
- •Кинетика химических реакций.
- •Зависимость скорости реакции от температуры.
- •Катализ.
- •Цепные реакции.
- •Химическое равновесие.
- •Растворы.
- •Свойства разбавленных растворов неэлектролитов (коллигативные свойства – независящие от природы вещества).
- •Осмос и осмотическое давление.
- •Диссоциация кислот, оснований, солей.
- •Протонная теория кислот и оснований Бренстеда и Лоури.
- •Произведение растворимости.
- •Особенности растворов сильных электролитов.
- •Ионные реакции в растворах электролитов.
- •Комплексные соединения.
- •Количественные характеристики процесса гидролиза.
- •Буферные растворы.
- •Окислительно-восстановительные реакции.
- •Окислительно-восстановительная двойственность.
- •Составление уравнений овр.
- •Окислительно-восстановительный (электродный) потенциал.
- •Окислительно-восстановительная способность двух форм электрохимической системы.
- •Эдс как количественная характеристика возможности протекания окислительно-восстановительного процесса.
- •Окислительно-восстановительная способность двух форм электрохимической системы.
- •Уравнение Нернста.
- •1.Взаимодействие металлов с водой.
- •2.Взаимодействие металлов с растворами щелочей.
- •3.Взаимодействие металлов с кислотами, в которых окислитель – катион водорода.
- •4.Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой.
- •Взаимодействие концентрированной серной с неметаллами-восстановителями.
- •5.Взаимодействие металлов с азотной кислотой (разб. И конц.).
- •Взаимодействие азотной кислоты с неметаллами
- •Взаимодействие металлов с растворами солей.
- •Окислительно-восстановительные свойства воды.
- •Коррозия металлов
- •Газовая коррозия
- •Образование оксидной пленки на металлах
- •Атмосферная коррозия
- •Электрохимическая коррозия
- •Методы защиты от коррозии.
- •1. Модификация самого металла:
- •2.Отделение (предохранение) металла от окружающей среды с помощью защитных покрытий (неметаллических):
- •3.Металлические защитные покрытия.
- •4.Электорохимические методы защиты (суть – заставить разрушаться болванкам).
- •5.Специальная обработка электролита или среды, в которой находится металл (удаление или уменьшение концентрации веществ, вызывающих коррозию).
- •6.Химическая обработка для повышения коррозионной стойкости (пассивация поверхности металла) - то, что не использовалось в выше приведенных методах, часто в расплавах или при повышенных температурах.
- •Измерение э.Д.С. Химических источников тока.
- •Химические источники электрической энергии (хиээ)
- •Аккумуляторы.
- •Типы аккумуляторов
- •Свинцово-кислотные аккумуляторы.
- •Принцип действия
- •Устройство
- •Литий-ионные аккумуляторы.
- •Литиевые элементы различных электрохимических систем
- •Электролиз.
- •Законы электролиза м. Фарадея.
- •Практическое применение электролиза.
- •Электрофорез и электродиализ.
- •Металлы и сплавы.
- •Классификация металлов.
- •Основные методы получения металлов.
- •Получение металлов высокой чистоты.
- •Металлы и сплавы
Квантово-механическая модель строения атома
Квантовая механика (КМ)– это раздел физики, который изучает состояние и движение объектов микромира, к которому нельзя применить классическую механику Ньютона.
Электрон
Лекция 3. Периодический закон и электронные конфигурации атомов.
Д.И.Менделеев: Свойства элементов, а потому свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости т их атомного веса. Д.И.Менделеев предсказал существование трех элементов и дал характеристику их свойств исходя из периодической зависимости свойств известных к тому времени элементов на основе составленной им ПТ. Это элементы галлий (аналог известного к тому времени алюминия), германий (аналог кремния) и скандий (эка-бор).
Современная формулировка. Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов.
Физический смысл ПЗ заключается в периодической зависимости изменения свойств элементов, т.к. периодически повторяются электронные конфигурации валентных электронов в атоме при последовательном возрастании значений главного квантового числа.
Периодическая система элементов – система классификации химических элементов, созданная Д.И.Менделеевым. ПС позволяет выявить связи между химическими элементами, отражающие их сходство и различие. Она основана на периодической зависимости физических и химических свойств элементов от зарядов их ядер. Периодическая таблица – это графическое представление периодического закона. Структура ПТ с ее группами, подгруппами, периодами может рассматриваться как проявление определенной последовательности заполнения электронами энергетических уровней.
Период – совокупность химических элементов, горизонтально и последовательно расположенных в ПТ в порядке возрастания зарядов ядра их атомов.
Группы – совокупность элементов, образующих вертикальные столбцы и обладающих сходными свойствами, потому что они имеют одинаково заполненные внешние электронные слои.
Различают короткую и длинную форму ПТ. Короткая – это форма, при которой большие периоды записываются в две строки. При записи образуются главные (А) и побочные (В) подгруппы (элементы главной подгруппы смещены обычно влево, а побочной – вправо). Первый, второй и третий называют малыми (короткими) периодами, а четвертый- седьмой – большими (длинными) периодами. Декада (вставная декада) – совокупность десяти элементов одного периода, характеризующихся последовательным заполнением в их атомах d- подуровня.
Номер периода численно равен максимальному значению главного квантового числа внешних электронов элементов рассматриваемого периода.
Номер группы численно равен максимальной положительной степени окисления элемента или стехиометрической валентности. Аналоги ( электронные аналоги)– элементы, близкие по свойствам, входящие в состав одной подгруппы ПС.
Большинство химических элементов – это металлы (их более 90). Характерным свойством металлов является способность их атомов отдавать внешние электроны и превращаться в положительно заряженные ионы: Ме = Меn+ + nе.
Характерным свойством неметаллов является способность их атомов присоединять электроны и образовывать отрицательно заряженные ионы. В том и другом случаях атомы стремятся образовать устойчивую электронную конфигурацию, характерную для инертных (благородных) газов, расположенных в VIII группе.
Рассмотрим электронные конфигурации всех элементов ПС в основном состоянии (состояние с наименьшей энергией электронов данного атома). Электроны, находящиеся на орбиталях внешнего электронного уровня, называются валентными и играют основную роль в образовании химической связи. Элементы, у которых заполняется s,p,d,f подуровни называют соответственно s,p,d,f –элементами.
Внутренняя горизонтальная периодичность элементов обусловлена двухэтапным заполнением электронами p,d,f орбиталей. Первый этап заполнения заключается заполнением электронами с одинаковым спином, а второй – с противоположным.
Электронная конфигурация
s–элементы ns1-2 IA,IIA (щелочные и щелочно-земельные металлы)
p –элементы ns2np1-6 IIIA-VIIIA (металлы-неметаллы-благородные газы)
d – элементы ns2 (n-1)d1-10 IB- VIIIB (металлы)
f - элементы ns2 (n-1)d1 (n-2)f1-14 IIIB (лантаноиды и актиноиды).
Изменение свойств в периодах и группах:
Усиление немет. свойств (увеличение П.И., ЭО, умен. радиуса атомов)
__________________________________ (в периодах)
Усиление мет. свойств
(умен.П.И.,ЭО, увел. радиуса атома)
(в группах)
Названия вновь открытых элементов: 110- дармштадтиум Ds/ 111 – ренгениум Rg/ 112 – копернициум Сn/