Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный открытый университет

Чебоксарский институт (филиал)

Кафедра

«Технология конструкционных материалов

и литейное производство»

КУЗЬМИНА О. В., КУЗЬМИН Д. Л.

КРАТКОЕ СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ

ПО ХИМИИ

(методическое пособие)

Чебоксары – 2007

УДК 54(07)

Краткое справочное пособие по химии. Кузьмина О.В., Кузьмин Д.Л., ЧИ(ф) МГОУ, Чебоксары, 2007 г. – 52 с.

Данное пособие разработано в помощь студентам нехимических специальностей, изучающих химию. В первой части представлены наиболее значимые понятия, определения, термины и закономерности по основным разделам химии. Пособие содержит много обобщающих таблиц, схем, которые помогают наилучшему усвоению и повторению учебного материала. В конце первой части приведен список умений и навыков, которыми должен обладать студент, освоивший курс химии, и представляет собой минимум требований к уровню знаний студентов. Во второй части собран и представлен справочный материал, необходимый при решении задач и выполнении лабораторных работ.

Научный редактор: Илларионов И. Е., заведующий кафедрой «Технология конструкционных материалов и литейное производство», доктор технических наук, профессор.

Рецензенты: Решетников А. В., кандидат химических наук, ЧИ(ф) МГОУ

Федоров А.Ф., кандидат технических наук, зав. кафедрой «Материаловедение и экология», ЧувГУ

Утверждено методическим cоветом ЧИ(ф) МГОУ.

Часть 1

1. Строение атома

Атом – это электронейтральная система, состоящая из положительно заряженного ядра и вращающихся в его поле отрицательно заряженных электронов. Положительный заряд ядра, равный числу протонов, полностью скомпенсирован суммарным отрицательным зарядом электронов.

Размеры атома: ≈ 10^–8 см

Размеры ядра: ≈ 10^–12 – 10^–13 см

Плотность ядерного вещества: ≈ 10¹⁴ г/см³

Субатомные частицы

Частица	Масса,		Заряд, услов. ед.	Автор открытия (дата)
	г	а.е.м.
Электрон Протон Нейтрон	9,11010–28 1,67310–24 1,67510–24	0 1 1	–1 +1 0	Томпсон (1897) Резерфорд (1914) Чедвик (1932)

Ядро

Обозначения нуклида:

верхний индекс - массовое число нуклида, соответствует сумме протонов и нейтронов.

нижний индекс - атомный номер соответствующего элемента, соответствует числу протонов и заряду ядра.

Пример: изотоп хлора .

Квантовые числа

№	Название	Обозначение	Принимаемые значения	Что характеризует
1	Главное	n	1, 2, 3, ... ~	энергетический уровень
2	Орбитальное	l	0, 1, 2, 3 ... n -1 s p d f	форма орбитали, энергетический подуровень
3	Магнитное	ml	-l, ..., -1, 0, +1, ..,+ l	пространственная ориентация орбитали
4	Спиновое	ms	+½, -½	собственный импульс электрона

Электронные формулы атомов

Чтобы составить электронную формулу атома, необходимо знать сле­дующее:

1. Систему обозначений: nl^х (n – номер энергетического уровня: 1, 2, 3, ...; l - буквенное обозначение подуровня: s, p, d, f; x - число электронов).

Примеры: 5s² – два электрона на s-подуровне пятого энергетического уровня (n = 5, l = 0), 4d⁸ - восемь электронов на d-подуровне четвертого энергетического уровня (n = 4, l = 2).

2. Последовательность заполнения энергетических подуровней (ряд Клечковского): 1s < 2s < 2р < 3s < 3р < 4s < 3d < 4р < 5s < 4d < 5р < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f... (каждый подуровень заполняется только после того, как полностью застроится предыдущий в этом ряду).

3. Максимальную емкость подуровней:

s – 2 электрона	d – 10 электронов
р – 6 электронов	f – 14 электронов

Пример: электронная формула атома хлора представляет собой распреде­ление семнадцати электронов данного атома по энергетическим подуровням и имеет вид: ₁₇Cl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

Распределение электронов по квантовым ячейкам

Квантовые ячейки
								s-подуровень
								p-подуровень
								d-подуровень
								f-подуровень

В соответствии с правилом Хунда и принципом Паули: первоначально каждому электрону предоставляется отдельная квантовая ячейка (неспаренные электроны с парал­лельными спинами), следующие электроны поступают в уже занятые ячейки, для них значения m_s имеют противоположный знак - спаренные электроны).

Обозначения: ↑ m_s = + ½, ↓ m_s = – ½

Примеры: 6 электронов занимают квантовые ячейки f-подуровня:

↑	↑	↑	↑	↑	↑
f-подуровень

для девяти электронов схема приобретает вид:

↑↓	↑↓	↑	↑	↑	↑	↑
f-подуровень