Запитання до семінару

1. Що вивчає наука хімія? У чому суть хімічних перетворень?

2. Що таке атом, молекула, хімічний елемент?

3. Що таке проста та складна речовини, алотропія?

4. Що таке кількість речовини, моль, молярна маса?

5. Як пояснити закон збереження масси з позицій атомно-молекулярного вчення? Яке значення має цей закон?

6. Чому закон Авогадро справедливий тільки для хазів? Як використовують цей закон у хімічних розрахунках?

7. Що таке відносні атомна і молекулярні маси? Як вони визначаються?

8. Назвіть характерні ознаки хімічних сполук, які відрізняють їх від механічних сумішей?

9. Що таке солі? Наведіть приклади.

10. Що таке основи? Наведіть приклади.

11. Що таке кислоти? Наведіть приклади.

12. Дайте характеристику закону еквівалентів.

13. Чим відрізняються поняття молярна і молекулярна маси? Покажіть на прикладі сірчаної кислоти.

14. У скількох грамах руди, що складається з 50% Fe₂O₃ і пустої породи, міститься 28 г чистого заліза?

15. Число атомів Оксигену в оксиді, молярна маса якого 92 г/моль, удвічі більше, ніж число атомів Нітрогену. Знайдіть істину формулу сполуки.

16. Дайте характеристику закону кратних відношень.

17. Скільки молекул міститься в газовій суміші: а) 3 л азоту і 1 л кисню; б) 3 л кисню і 1 л азоту?

18. Які з перелічених речовин слід віднести до простих, а які – до складних: кокс, кварц, рубін, алмаз, гіпс, радон, азон, водяна пара, сажа, олеум, повітря, мельхіор, купорос, чавун?

Семінар № 2

Тема: Періодичний закон і система елементів. Будова атому. Хімічний зв’язок.

Мета: Навчитися складати електронні та графічні схеми будови атомів елементів, характеризувати властивості хімічних елементів в залежності від їх знаходження в періодичній системі Д.І. Менделеєва. Вивчити будову періодичної системи, періодичний закон та його значення, вивчити основні способи утворення хімічних зв’язків

Література:

1. Петров М.М., Михилев Л.А., Кукушкин. «Неорганическая химия», Л.: Химия, 1983.

2. Хомченко І.Г. «Загальна хімія», К.: Вища школа, 1993.

3. Басов В.П., Родіонов В.М. «Хімія», К.: Каравела, 2004.

Методичні вказівки.

Слово “атом” походить від грецького “atomoa” – неподільний. Уявлення про атом як про неподільну частинку були поширенні навіть на початку ХХ ст., хоча вже багатовчених припустили, що атоми мають складну будову, а їх неподільність зумовлена лише недостатнім рівнем розвитку дослідницької техніки.

Простір поблизу ядра, в якому досить велика ймовірність перебування електрона (90%), називається орбіталлю. Цей простір обмежується поверхнею, тобто є обє’мною геометричною фігурою.

Квантові числа. Стан електрона в атомі можна описати за допомогою чотирьох квантових чисел.

Електрони в атомах мають неоднакову енергію і відповідно до своєї енергії розміщуються на різних відстанях від ядра, утворюючи енергетичні рівні, або електроні шари. Енергетичний рівень визначається головним квантовим числом n, яке може мати цілі значення: 1, 2, 3, …, . Найменше значення n (n = 1) відповідає енергетичному рівню з найнижчою енергією, із збільшенням n енергії рівня зростає.

Орбіталі в атомах мають певну форму, яка характеризується значенням орбітального квантового числа 1. Значення 1 залежить від головного квантового числа: 1 набуває цілих значень від 0 до n –1. Якщо n = 1, то 1 = 0; при n = 2 1 набуває двох значень: 0 і 1.

Формам орбіталей присвоєно буквені позначення: s, p, d, f,…. Значення 1 = 0 відповідає s-орбіталі сферичної форми. Якщо 1=1, то це p-орбіталі, що мають форму гантелі. Значенням 1 – 2 і 1 – 3 відповідає d- і f-орбіталі, що мають складну форму.

Отже, електрони, що відповідають першому енергетичному рівню, перебувають тільки на s-орбіталях, електрони другого рівня – на s і p-орбіталях, електрони третього рівня - на s-, p- і d-орбіталях тощо.

В межах одного шару електрони з однаковими значеннями 1 утворюють підрівні (або підшари). Так, s-орбіталі відповідає s-підрівень, p-орбіталям – p-підрівень, d-орбіталям – d-підрівень, f-орбіталям – f-підрівень.

Магнітне квантове число m визначає розміщення орбіталі в просторі. Його значення залежить від: m може набувати цілих значень від –1 до +1, включаючи 0. Якщо 1 = 0, то m = 0, отже, s -орбіталі мають тільки одне положення в просторі.

Принцип Паулі. Стан електронів у багатоелектронних атомах визначається принципом Паулі: в атомі не може бути двух електронів, всі чотири квантові числа яких були б однаковими. Звідси виходить, що на одній орбіталі може перебувати не більше двох електронів.

Принцип Паулі визначає число електронів на енергетичних рівнях і підрівнях. Число електронів на енергетичному рівні N дорівнює:

N = 2n²

де n-головне квантове число.

Звідси випливає, що на першому енергетичному рівні може перебувати 2 електрони, на другому – 8 (2 на s- і 6 p-підрівнях), на третьому –18 (2 на s- і 6 p- і 10 на d- підрівнях) і т.д.

Електронні формули атомів. Усі електрони атома утворюють його електронну оболонку.

Будова електронної оболонки зображується електронною формулою, яка показує розподіл електронів на енергетичних рівнях і підрівнях. Уцих формулах енергетичні рівні позначаються цифрами 1, 2, 3, 4, …, підрівні – буквами s, p, d, f. Число електронів на підрівні позначається цифрою, яка записується справа в горі від букви, що показує підрівень.

У 1932 р. радянським вченим Д. Д. Іваненком і Є. М. Гапоном була запропонована протонно-нейтронна теорія будови ядра. Згідно з цією теорією ядро атома складається з протонів і нейтронів. Протони, нейтрони, так само як і електрони, належать до елементарних частинок.

Протон р – це частинка з відносною масою 1,007276 (1) і відносним зарядом +1. Нейтрон n – електронейтральна частинка, його відносна маса дорівнює 1,008665 (1).

Число електронів у ядрі Z визначає позитивний заряд ядра. Цей заряд у відносних одиницях дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі Д.І. Менделеєєва. Відносна маса ядра складається із маси протонів, яка також дорівнює Z, і маси нейтронів, яка у відносних одиницях дорівнює числу нейтронів . Оскільки практично вся маса атома зосереджена в ядрі, можна вважати, що

A_r = Z + N,

Тобто відносна атомна маса дорівнює сумі мас протонів і нейтронів.

Ізотопи. Різновиди атомів з одинаковими зарядами ядра (тобто атоми одного й того самого елемента) з різними масами називаються ізотопами.