Вопрос№5. Закон Авогадро. Молярный объем газа. Относительная плотность газа.

Изучение свойств газов позволило Авогадро высказать гипотезу, которая впоследствии была подтверждена опытными данными, а потому стала называться законом Авогадро:

в равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем. Этот объем можно вычислить, если известна масса 1 л газа. При нормальных условиях, т.е. температуре 273К (0 ⁰С) и давлении 101 325 Па, масса 1л водорода равна 0,09 г, молярная масса его равна 1,008*2=2,016 г/моль. Тогда объем, занимаемый 1 моль водорода, равен

2,016 г/моль / 0,09 г/л = 22,4 л/моль.

При тех же условиях масса 1л кислорода 1,429 г; молярная масса 32г/моль. Тогда 32/1,429=22,4.

Следовательно,

При нормальных условиях 1 моль различных газов занимает объем, равный 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом газа (V_m).

Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества.

V_m=V/n.

Относительная плотность газа.

Отношение массы определенного объема одного газа к массе другого газа, взятого при тех же условиях, называется плотностью первого газа по второму (D):

M1/M2=D, отсюда M1=M2D.

Обычно плотность газа определяется по отношению к самому легкому газу – водороду (D_H2).

M=2 D_H2

Вопрос№6. Корпускулярно-волновой дуализм электрона. Электронная орбиталь.

В основе современной теории строения атомов лежат следующие положения:

• Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу. Он может вести себя как частица и как волна. Как частица обладает определенной массой и зарядом, в тоже время движущийся поток электронов проявляет волновые свойства. Для электрона невозможно одновременно и точно измерить координату и скорость.

• Электрон в атоме не движется по определенной траектории, а может находиться в любой части околоядерного пространства.

Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью.

Орбитали атома имеют разные размеры. Очевидно, что электроны, движущиеся в орбиталях меньшего размера, сильнее притягиваются ядром, чем электроны, движущиеся в орбиталях большего размера. Электроны, которые движутся в орбиталях близкого размера, образуют электронные слои. Электронные слои называют также энергетическими уровнями. Энергетические уровни нумеруются, начиная от ядра: 1,2,3,4,5,6,7.

Вопрос№7. Квантовые числа. Правило заполнения электронами энергетических уровней и подуровней. Принц Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии.

Главное квантовое число n определяет общую энергию электрона на данной орбитали. Принимает значения целых чисел от 1 до +00. Совокупность орбиталей, которые имеют одинаковое значение главного квантового числа – это энергетический уровень. Главное квантовое число равно числу энергетических уровней.

Побочное квантовое число l, характеризует различное энергетическое состояние электронов на данном уровне, определяет форму орбиталей и принимает значение от 0 до n-1. Энергетические уровни состоят их энергетических подуровней, а подуровни – это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму.

Магнитное квантовое число m_l, характеризует ориентацию орбитали в пространстве. Принимает значение от –L через 0 до +L.

Спиновое квантовое число m_s, характеризует вращение электрона вокруг своей оси. Принимает значение +1/2, -1/2.

При составлении электронной конфигурации атомов, учитывают принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда.

Принцип наименьшей энергии.

В атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была наименьшей. Этот принцип справедлив только для основного состояния атомов. В возбужденном состоянии электроны могут находится на любых орбиталях атомов, если при этом не нарушается принцип Паули.

Принцип Паули.

В атоме не может быть 2-ух электронов у которых все 4-е квантовых числа были бы одинаковыми.

На каждой орбитали может быть не более 2-ух электронов. Причем они должны иметь противоположные спины.

Правило Хунда (Гунда).

Заполнение орбиталей в основном состоянии атома начинается одиночными электронами с одинаковыми спинами, после того, как одиночные электроны займут все орбитали, происходит заполнение вторыми электронами с противоположными спинами.