10

Атомно-молекулярная теория. Атом, молекула. Химический элемент. Простое и сложное вещество. Аллотропия. Основные современные положения атомно-молекулярной теории:

1. Все вещества состоят из атомов.

2. Атомы каждого вида (элемента) одинаковы между собой, но отличаются от атомов любого другого вида (элемента).

3. При взаимодействии атомов образуются молекулы: гомоядерные (при взаимодействии атомов одного элемента) или гетероядерные (при взаимодействии атомов разных элементов).

4. При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических - разрушаются; при химических реакциях атомы в отличие от молекул сохраняются.

5. Химические реакции заключаются в образовании новых веществ из тех же самых атомов, из которых состоят первоначальные вещества.

Атомами называются мельчайшие, химически неделимые частицы, из которых состоят молекулы. Атом - это наименьшая частица элемента, сохраняющая его химические свойства. Атомы различаются зарядами ядер, массой и размерами.

При химических реакциях атомы не возникают и не исчезают, а образуют молекулы новых веществ.

Молекула - это наименьшая частица вещества, сохраняющая его состав и химические свойства. Молекула не может дробиться дальше без изменения химических свойств вещества. Между молекулами вещества существует взаимное притяжение, различное у разных веществ. Молекулы любого вещества находятся в непрерывном движении.

Химический элемент - это общее понятие об атомах с одинаковым зарядом ядра и химическими свойствами. Физических свойств, характерных для простого вещества, химическому элементу приписать нельзя.

Простые вещества - это вещества, состоящие из атомов одного и того же химического элемента. Один и тот же элемент может образовывать несколько простых веществ.

Аллотропия - свойство некоторых химических элементов, позволяющее им существовать в двух или более различных физических формах. Каждая форма (называемая аллотропом) может иметь различные химические свойства, но способна превратиться и в другой аллотроп, если будут созданы соответствующие условия. Примеры: молекулярный кислород и озон, белый и желтый фосфор, графит и алмаз (уголь).

Относительная атомная и молекулярная масса. Моль как единица количества вещества. Химический эквивалент. Относительной атомной массой химического элемента называется величина, показывающая во сколько раз масса данного атома больше 1/12 массы атома углерода. Она обозначается буквой Аr.

Относительной молекулярной массой вещества называется величина, показывающая во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Она обозначается Мr

Моль — это количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равняется его молекулярной массе.

M = m/n

Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.

Эквивалент - это реальная или условная частица вещества, которая эквивалентна: а) одному иону Н⁺ или ОН^- в данной кислотно-основной реакции; б) одному электрону в данной ОВР (окислительно-восстановительной реакции); в) одной единице заряда в данной реакции обмена, г) количеству монодентатных лигандов, участвующих в реакции образования комплекса. Молярной массой эквивалента (M_экв.) вещества называется выраженная в граммах масса одного моля эквивалента этого вещества, т.е. это масса количества вещества эквивалентов равного числу Авогадро (6,02 ^. 10²³).

Молярный объем эквивалента газа – объем одного моля эквивалентов газа при нормальных условиях (н.у.)

Химическое количество эквивалентов вещества – количество молярных масс эквивалентов вещества (n_экв.) равно массе вещества (m) деленной на молярную массу эквивалентов этого вещества (M_экв) или объему газа (V) деленному на молярный объем эквивалентов газа (V_экв.): n_экв. = m/M_экв. = V/V_экв. (моль.экв.).

Фактор эквивалентности fэкв. — это число, которое обозначает, какая доля реальной частицы эквивалентна одному иону Н⁺ в данной кислотно-основной реакции, одному электрону в данной ОВР или одной единице заряда в данной реакции обмена. Фактор эквивалентности – это число, на которое необходимо умножить молярную массу вещества, чтобы получить молярную массу эквивалента этого вещества: М_экв. = М ^. fэкв.

Число эквивалентности – величина обратная фактору эквивалентности: z = 1/fэкв. На практике число эквивалентности – это число на которое необходимо разделить молярную массу вещества чтобы получить его молярную массу эквивалента: М_экв. = (г/моль.экв.) или число на которое необходимо разделить молярный объем газа чтобы получить молярный объем эквивалентов газа: V_экв. = V_M/Z (л/моль.экв.) или при нормальных условиях: V_экв.= 22,4/Z

Основные типы структур неорганических соединений. Вещества с молекулярной и немолекулярной структурой. Атомные, молекулярные, ионные и металлические кристаллические решетки .

Неорганические вещества классифицируются по составу и по химическим свойствам. По составу неорганические вещества делятся на бинарные – состоящие только из двух элементов, и многоэлементные – состоящие из нескольких элементов.

Оксидами называются бинарные соединения, содержащие кислород в степени окисления -2 . По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие . Солеобразующие, в свою очередь, делятся на основные , кислотные и амфотерные .

Соли можно рассматривать как продукт взаимодействия основания и кислоты. При этом может происходить как полное, так и неполное замещение ионов водорода в кислоте катионами металла (или аммония) или гидроксильных групп в основании кислотными остатками.

Гидроксидами металлов называются вещества, содержащие ион металла и одну или несколько гидроксильных групп.

Гидроксиды делятся на основные (основания) и амфотерные. Основные гидроксиды, в свою очередь, делятся на сильные основания – щелочи, и слабые основания.

С молекулярной: большинство простых веществ неметаллов: O2, S8, P4, H2, N2, Cl2; соединения неметаллов друг с другом (бинарные и многоэлементные): NH3, CO2, H2SO4.

С немолекулярной: простые вещества металлы и их сплавы: Na, Cu, Fe, ...; соединения металлов с неметаллами: NaH, Na2SO4, CuCl2, Fe2O3; неметаллы: бор, кремний, углерод (алмаз), фосфор (чёрный)

Атомная: В узлах атомной кристаллической решетки находятся атомы, связанные прочными ковалентными связями в протяженную пространственную сеть. В этом случае структура отличается таким внутренним единством, что можно сказать, что весь кристалл представляет одну молекулу.

Молекулярная: У веществ с молекулярным строением в узлах кристаллической решетки находятся молекулы с прочными ковалентными связями между атомами. В то же время отдельные молекулы взаимосвязаны гораздо слабее, что делает молекулярный кристалл довольно непрочным.

Ионная: У веществ с ионной решеткой в узлах расположены разноименно заряженные ионы, удерживаемые силами электростатического притяжения.

Металлическая: Этим типом кристаллической решетки обладают металлы с металлической химической связью.

Химические газовые законы .Закон Авогадро .Молярный объем.

1. Закон Авогадро. В одинаковом объеме любого газа при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое количество молекул, т.е. m/M=const при P,V,T=const для любого газа.

2. Закон Бойля-Мариотта. При постоянной массе газа и постоянной температуре давление газа обратно пропорционально занимаемому им объему, т.е. Р•V= const при Т, m=const

3. Закон Гей-Люссака. При постоянных массе газа и давлении объем, занимаемый газом, прямо пропорционален его температуре, то есть v — = const при P, m=const

4. Закон Шарля. При постоянных массе газа и его объеме давление газа прямо пропорционально температуре, то есть

P/T=const при V, m=const ;NA=6,022...×1023

МОЛЯРНЫЙ ОБЪЕМ , объем, занимаемый одним МОЛЕМ вещества. Он примерно одинаков для всех газов и при СТАНДАРТНОМ ДАВЛЕНИИ и ТЕМПЕРАТУРЕ составляет 22,414 литра.

Основные стехиометрические законы. Закон эквивалентов. Закон постоянства состава Нестехиометрические соединения.

Зак.ЭКВИВАЛЕНТОВ Во всех химических реакциях взаимодействие различных веществ друг с другом происходит в соответствии с их эквивалентами, независимо от того, являются ли эти вещества простыми или сложными.

Зак.Пост.Состава: Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав. Cостав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, - является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

Нестехиометрические соединения, химически индивидуальные вещества переменного состава. Относятся полевые шпаты, цеолиты, шпинели и др. Н. с. обозначают тильдой перед стехиометрической формулой или чертой над ф-лой. Многочисленные случаи образования бертоллидов открыты в металлических системах, а также среди оксидов, сульфидов, карбидов, гидридов и др.