- •Вопрос 1 «Предмет и задача химии. Значение химии»
- •Вопрос 2. Строение атома. Модели атома (Морозова, Резерфорда, Бора). Теория Бора. Уравнение Планка. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновая функция.
- •Строение атома по Бору:
- •Вопрос 3. Квантово-механическое представление о строении атома. Квантовые числа и их физический смысл.
- •Вопрос 4. Распределение электронов в многоэлектронном атоме. Принцип Паули. Правило Гунда. Порядок заполнения электронных подуровней.
- •Вопрос 6. Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи: прочность, полярность, насыщаемость, направленность, гибридизация, кратность.
- •Вопрос 7. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.
- •Вопрос 8. Σ-, π-, δ- связь.
- •Вопрос 9. Ионная связь и ее свойства.
- •Вопрос 10. Водородная связь и межмолекулярное взаимодействие.
- •Вопрос 11. Комплексные соединения: строение, характер связи, диссоциация.
- •Вопрос 12. Химичёская термодинамика, термодинамические параметры (т, р, V). Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.
- •Вопрос 13
- •Вопрос 13 Энтальпия образования вещества. Закон Гесса и его применение.
- •Вопрос 14. Свободная энергия Гиббса. Самопроизвольность протекания реакций. Свободная энергия Гиббса
- •Вопрос 16. Химическая кинетика. Закон действующих масс гомогенных и гетерогенных систем. Скорость прямой и обратной реакции. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность реакции.
- •Вопрос17. Влияние температуры на скорость реакции, правило Вант-Гоффа, энергия активации, уравнение Аррениуса
- •Вопрос 18. Гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы и ингибиторы.
- •Вопрос 19
- •Вопрос 19. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия при изменении условий протекания химических процессов. Принцип Ле-Шателье
- •Вопрос 20. Растворы Свойства растворов.
- •Вопрос 21. Способы выражения концентрации растворов(процентная, молярность, нормальность, моляльность, титр).
- •Вопрос 22. Закон Рауля. Осмос. Физический смысл эбуллиоскопической и криоскопической постоянной.
- •Вопрос 23. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Константа диссоциации.
- •Вопрос 24 Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН) растворов.
- •Вопрос 25. Гидролиз солей. Константа гидролиза.
- •Вопрос 26. Произведение растворимости.
- •Вопрос 27. Дисперсные системы. Коллоидные растворы, свойства.
- •Вопрос 28.Строение мицеллы коллоидов. Оптические и электрические свойства.
- •Вопрос 29. Окислительно-восстановительные реакции (овр). Ионно-электронный метод уравнивания овр. Термодинамическая вероятность протекания овр.
- •Вопрос 30. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Водородный потенциал. Уравнение Нернста.
- •Вопрос 31. Гальванический элемент: устройства, протекающие процессы на аноде и катоде.
- •Вопрос 32. Эдс и энергия Гиббса гальванического элемента.
- •Вопрос 33. Электролиз. Законы Фарадея. Электрохимический эквивалент. Выход по току.
- •Вопрос 34. Поляризация, ее причины. Перенапряжение.
- •Вопрос 35. Электролиз расплавов и растворов на растворимых и нерастворимых электродах. Последовательность разряда ионов при электролизе на аноде и катоде.
Первая модель М.П. Морозова была разработана в 1960 г. – атом некий кристалл в узлах находятся электроны, в середине сосредоточен «+» заряд.
Э. Резерфорд в опытах по рассеянию а-частиц было показано, что почти вся масса атома сосредоточена в очень малом объеме — положительно заряженном ядре. Согласно модели Резерфорда, вокруг ядра на относительно большом расстоянии непрерывно движутся электроны, причем их число таково, что в целом атом электрически нейтрален. Однако планетарная модель Резерфорда противоречила факту, устойчивого существования атомов. В результате ускоренного движения электрона расходуется энергия его электростатического взаимодействия с ядром и согласно расчетам через 108 с электрон должен упасть на ядро.
Строение атома по Бору:
Н. Бор исходил из планетарной модели атома. Вывод: энергия электронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т.е. дискретно.
Постулаты Бора:
℮ может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по конкретным круговым орбитам. Эти орбиты получили название стационарных.
двигаясь по стационарной орбите, ℮ не излучает электромагнитной энергии.
излучение происходит при скачкообразном переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна, разности энергии атома в конечном и исходном состояниях. Т.е. энергия электрона, вращающегося вокруг ядра, зависит от радиуса орбиты.
Уравнение Планка: E=hν
Принцип неопределенности Гейзенберга. Предположим что невозможно определить траекторию и скорость электрона, т.е. ∆р*∆х≥h/2π соотн. неопределенности Гейзенберга, где ∆р – неопределенная величина импульса, ∆х – неопределенное положение частицы в пространстве. Невозможно в любой момент времени определить и положение ℮ в пространстве и импульс, т.е. скорость движения ℮. Движение ℮ носит волновой характер, и наши знания о положении ℮ носит статистический характер.
Для описания свойств электрона используют волновую функцию, которую обозначают буквой ψ (пси). Квадрат ее модуля |ψ|2, вычисленный для определенного момента времени и определенной точки пространства, пропорционален вероятности обнаружить частицу в этой точке в указанное время. Величину |ψ|2 называют плотностью вероятности. Наглядное представление о распределении электронной плотности атома дает функция радиального распределения.
Вопрос 3. Квантово-механическое представление о строении атома. Квантовые числа и их физический смысл.
Распределение ℮ по энергии и в пространстве атома водорода определяется волновой функцией, зависящей от сферических координат ℮ и от трех параметров (n, e, me), принимающих целочисленные значения.
Главное квинтовое число – n, характеризует энергию орбитали и ее размер n=1,2,…∞, n=Nпериода.
Орбитальное гл. кв. число (побочное) – l, характеризует форму орбитали s,p,d,f. l=0, до n-1
Магнитное главное кв. число – m, характ. направленность орбитали в пространстве: m=-℮..,0,..+ ℮
Спиновое гл. кв. число – s, характ. вращение ℮ вокруг своей оси: s=+½ и s= ½.
Вопрос 4. Распределение электронов в многоэлектронном атоме. Принцип Паули. Правило Гунда. Порядок заполнения электронных подуровней.
Распределения электронов в многоэлектронных атомах основано на трех положениях: принципе минимума энергии, принципе В. Паули, и правиле В. Хунда
Принцип минимума энергии: электрон в первую очередь располагается в пределах электронной подоболочки с наинизшей энергией.
Правила Клечковского:
а) электрон обладает наинизшей энергией на той электронной подоболочке, где сумма квантовых чисел n и l минимальна.
б) электрон обладает наинизшей энергией на подоболочке с наименьшим значением главного квантового числа.
Принцип Паули: в атоме не может быть двух ℮, характ. одинаковым набором всех квант. чисел.
Правило Хунда: min энергия атома соответствует такое распределение ℮ по атомным орбиталям данного подуровня, при котором абсолютное значение суммарного спина атома max.
Состояния атома с меньшим, по сравнению с максимальным, значениями суммарного спина электронов будут энергетически менее выгодными и, в отличие от первого, называемого основным, будут относится к возбужденным состояниям.
Вопрос 5. Периодический закон и Периодическая система Д.И. Менделеева. s-, p-, d-, f-элементы. Периодичность изменения свойств элементов: относительная электроотрицательность, потенциал ионизации, сродство к электрону, радиус атома, восстановительная и окислительная способность элементов.
Периодический закон Д.И. Менделеева:
строение и свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра и определяются периодически повторяющимися однотипными электронным конфигурациями их атомов.
Периодическая система элементов состоит из периодов и групп
Период – это совокупность элементов с одинаковым значением энергии.
Группа – вертикальный ряд элементов имеющих одинаковое число электронов на внешнем эл. слое.
Заряд ядра равен порядковому номеру элемента в системе. Элементы образуют 7 периодов. В периодах свойства элементов закономерно изменяются при переходе от щелочных металлов к благородным газам. Вертикальные столбцы это группы элементов сходных по свойствам. Внутри групп свойства элементов также изменяются закономерно (например, возрастает химическая активность) Элементы с 58 по 71, а также 90 – 103 образуют 2 семейства – лантаноиды и актиноиды. Периодичность свойств элементов обусловлено периодическим повторением конфигурации внешних электронных оболочек атомов. С положением элементов в системе связаны его химические и многие физические свойства.
Первые три периода называются малыми или короткими все остальные большие или длинные. В зависимости от того, как представлены в периодической таблице длинные периоды, различаются короткопериодные и длиннопериодные варианты таблицы. В последнем варианте длинный период вытянут полностью слева направо и четвертая, пятая строки таблицы содержат последовательность из 18 элементов. Шестой период и теоретически седьмой содержат по 32 элемента.
Длина периода зависит от числа электронов на внешних электронных оболочках атомов элементов. В короткопериодном варианте периодической таблицы длинные периоды разделяют на две части и элементы размешают в те же группы что и элементы коротких периодов, причем так чтобы в каждой клетке было по 2 элемента. Группу элементов делят на главную и побочную при этом под каждым элементом находится по возможности элементы с похожими свойствами, например такие элементы как водород, литий, натрий, калий составляют главную подгруппу элементов, а входящие в медь, серебро, золото образуют побочную подгруппу.
Экспериментальное изучение электронных конфигураций атомов и положения атомов в периодической системе позволяет сделать ряд выводов, придающих физический смысл номеру периода, группы и типу подгруппы и существенно облегчающих запись электронных конфигураций атомов. Среди таких выводов:
1. Номер периода совпадает с
количеством заполняющихся электронных оболочек атома;
главным квантовым числом внешней, заполняющейся электронами, оболочки;
главным квантовым числом, заполняющейся s-подоболочки;
главным квантовым числом, заполняющейся р-подоболочки;
главным квантовым числом +1 заполняющейся d-подоболочки (в больших периодах);
главным квантовым числом +2 заполняющейся f-подоболочки (в 6-м и 7-м периодах).
Каждый период начинается двумя s-элементами и, кроме 1-го, заканчивается шестью р-элементами. В 7-м периоде р-элементов нет, так как период не достроен. В больших периодах между s- и р-элементами размещаются десять d-элементов. В 6-м и 7-м периодах за первыми d-элементами (La и Ас) находятся 14 f-элементов.
У атомов элементов главных подгрупп на внешней электронной оболочке находится число электронов, численно совпадающее с номером группы.
У большинства атомов элементов побочных подгрупп на внешней оболочке находится 2 электрона, у атомов Cr, Cu, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Pt, Au — по 1-му электрону, а атом Pd — не имеет электронов на внешней s-подоболочке.
Энергия ионизации атома – это кол-во энергии, которой необходимо для отрыва ℮ элемента э0 от атома для превращения его в катион (+): э0-℮→э+
Энергия необходимая для удаления 1 моля электронов от одного моля атомов какого-либо элемента наз. первой энергией ионизации. Характеризует восстановительную способность элементов. Первая энергия определяется электронным строением элементов, и ее изменение имеет периодический характер. Наименьшее значение имеют щелочные элементы, находящиеся в начале периода. Наибольшее – благородные газы, находящиеся в конце периода.
Сродство к ℮ - это энергия, которая выделяется при присоединении ℮ к нейтральному атому, т.е. при превращении атома в анион (-): э0+℮→э-+Еср.
Электроотрицательность (ЭО) – это способность атома притягивать к себе ℮.
При движении слева направо по периодам:
R атомов ↓;
металличность ↓;
энергия ионизации ↑;
не металличность ↑;
ЭО ↑.
При движении сверху вниз по группам:
R атомов ↑;
металличность ↑;
энергия ионизации ↓;
не металличность ↓;
ЭО ↓.
Сродство к ℮ ↑.
Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем