9059
.pdf
1.Что такое молекула?
2.Ковалентная химическая связь – это …
3.Какие вы знаете типы ковалентной химической связи? Дайте определения и приведите примеры.
4.Опишите обменный механизм образования ковалентной химической связи.
5.Опишите донорно-акцепторный механизм образования ковалентной химической связи.
6.Что такое донор?
7.Дайте определение акцептору.
1. Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании иона Н3О+?
2.Определите тип связи в молекулах H-Br, Br2.
3.В сторону какого элемента смещаются общие электронные пары в молекулах NH3, H2O, P2O3?
2.3. Свойства ковалентной химической связи
|
Новые слова |
|
Выделяться |
detach |
détacher |
Длина связи |
length of bond |
longueur de liaison |
Кратность связи |
multiplicity |
multiplicite |
|
of bond |
de liaison |
Направленность |
direction of bond |
direction de |
связи |
|
liaison |
Перестройка |
transformation |
transformation |
Полярность связи |
polarity of bond |
polaritéde |
|
|
liaison |
Прочность связи |
stability of bond |
stabilitédeliaison |
Прочный |
stable |
stable |
Смещение |
displacement |
déplacement |
Энергия связи |
energy of bond |
énergie de liaison |
Частичный заряд |
partial charge |
charge рartielle |
Энергия химической связи |
– это количество |
|
энергии, которое выделяется при образовании химической
20
связи, [кДж/моль]. Чем ббооллььшшее ээннееррггиияя ссввяяззии,, ттеемм ппррооччннееее
связь.
Длина ковалентнноойй ссввяяззии –– ээттоо рраассссттоояяннииее ммеежжддуу ядрами ковалентно связзаанннныыхх ааттооммоовв ммооллееккууллыы ((рриисс..77))..
llссвв
Рис.7.. ММооддеелльь ммооллееккууллыы НН22
Прочность ковааллееннттнноойй ссввяяззии ззааввииссиитт оотт ээннееррггииии
связи. Чем больше перрееккррыыввааннииее ээллееккттрроонннныыхх ооррббииттааллеейй связанных атомов, тем большебольше энергияэнергия ихих связисвязи ии темтем прочнее молекула. По ссппооссооббуу ппееррееккррыывваанниияя ээллееккттрроонннныыхх орбиталей ковалентная ссввяяззьь ддееллииттссяя ннаа σσ--ссввяяззьь ии ππ--ссввяяззьь
(табл.10).
ТТ аа бб лл ии цц аа 1100
Перекрывание орбиталеейй ппррии ооббррааззооввааннииии ккооввааллееннттнноойй ссввяяззии
Ковалентная σ-связь |
ККооввааллееннттннааяя ππ--ссввяяззьь |
|
Результат |
перекрывваанниияя |
РРееззууллььттаатт ддввооййннооггоо ппееррееккррыывваанниияя |
орбиталей вдоль линии, коттооррааяя |
рр--ооррббииттааллеейй ппоо ооббее ссттоорроонныы оотт |
|
проходит через ядра атомов |
ллииннииии σσ--ссввяяззии |
|
|
|
|
Одна область перекрывания |
ДДввее ооббллаассттии ппееррееккррыывваанниияя |
|
Перекрывание эффективное |
ППееррееккррыыввааннииее ммееннееее ээффффееккттииввннооее |
|
Связь прочная |
|
ССввяяззьь ммееннееее ппррооччннааяя |
Прочность молеккууллыы ууввееллииччииввааееттссяя сс ууввееллииччееннииеемм кратности связи между ааттооммааммии ((ттаабблл..1111))..
2211
|
|
Т а б л и ц а 11 |
|
Кратность связи |
|
|
|
|
Одинарная |
Двойная |
Тройная |
σ |
σ + π |
σ + π +π |
Н– Н |
О=О |
N≡N |
431 кДж/моль |
493 кДж/моль |
943 кДж/моль |
При образовании химических связей происходит
перестройка атомных орбиталей в молекуле по сравнению
со свободным атомом (гибридизация). В табл.12 представлены различные типы гибридизации.
|
|
Т а б л и ц а 12 |
|
Типы гибридизации |
|
|
|
|
|
Тип гибридизации |
Относительное положение |
|
|
гибридных орбиталей |
sp – |
гибридизация |
Орбитали расположены на |
|
|
одной линии под углом 180º |
|
|
|
sp2 – |
гибридизация |
Орбитали расположены в |
|
|
плоскости под углом 120º |
|
|
|
sp3 – |
гибридизация |
Тетраэдрическое расположение |
|
|
орбиталей под углом 109º28″ |
|
|
|
22
Валентный угоолл –– ууггоолл ммеежжддуу ххииммииччеессккииммии связями в молекуле. Вееллииччииннаа ввааллееннттннооггоо ууггллаа ззааввииссиитт оотт природы атомов и хараккттеерраа ссввяяззии..
Полярность свяяззии –– ссммеещщееннииее ээллееккттрроонннныыхх ппаарр кк атому более электроотрииццааттееллььннооггоо ээллееммееннттаа.. ВВ ррееззууллььттааттее образуются частичные ((ииззббыыттооччнныыее)) ппооллоожжииттееллььнныыйй ии
отрицательный заряды,, ккооттооррыыее ооббооззннааччааююттссяя 
++ ии 
--,, например: Нδ+→Нδ-. Пррииммееррыы ппоолляяррнныыхх ии ннееппоолляяррнныыхх
молекул представлены вв ттаабблл..1133..
ТТ аа бб лл ии цц аа 1133
Зависимость поляяррннооссттии ммооллееккууллыы оотт ссооссттаавваа ии пространственного рраассппооллоожжеенниияя ааттооммоовв вв ммооллееккууллее
Неполярная молекула |
ППоолляяррннааяя ммооллееккууллаа |
1.Двухатомные молееккууллыы 11.. ДДввууххааттооммнныыее ммооллееккууллыы
простых веществ |
ссллоожжнныыхх ввеещщеессттвв |
||
Например: Н2, Н − Н |
ННааппррииммеерр::HHBBrr,, НН |
|
BBrr |
|
|||
2.Многоатомные молееккууллыы 22.. ММннооггооааттооммнныыее ммооллееккууллыы
сложных веществ |
ссллоожжнныыхх ввеещщеессттвв |
|
||
Например СО |
Например: Н О, |
O |
||
: |
2 , O=C=O |
Например: Н22О, |
O |
|
|
СН4, H |
HH |
HH |
|
|
|
|
||
|
H− C – H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
1.Что такое энергия ххииммииччеессккоойй ссввяяззии?? ВВ ккааккиихх ееддииннииццаахх ееее
выражают?
2.Длина ковалентной ссввяяззии –– ээттоо ……
3.От чего зависит проччннооссттьь ккооввааллееннттнноойй ссввяяззии??
4.Дайте определение σσ--ссввяяззии..
5.Дайте определение ππ--ссввяяззии..
6.Как влияет кратносттьь ссввяяззии ннаа ппррооччннооссттьь ссввяяззии??
7.Гибридизация – это……
8.Что такое sp – гибрииддииззаацциияя??
9.Что такое sp2 – гибрииддииззаацциияя??
10.Что такое sp3 – гибрииддииззаацциияя??
11.Дайте определение ввааллееннттннооммуу ууггллуу..
12.Что такое полярносттьь ссввяяззии??
13.Отчего зависит поляяррннооссттьь ммооллееккууллыы??
2233
1. Расположите в порядке увеличения полярности связи Э-Н следующие вещества: Н2О, НF, H2S, NH3.
2.Определите, как изменяется прочность соединений в ряду: HF, HCl, HBr, HI.
3.Сера образует химические связи с калием, водородом, бромом и углеродом. Какие из связей наиболее и наименее полярны? Укажите в сторону какого атома происходит смещение электронного облака связи.
4.Напишите электронные формулы строения и укажите тип
связи в молекулах Cl2, H2Se. Покажите тип перекрывания орбиталей.
5.В каком гибридном состоянии находится атом азота в молекуле аммиака?
6.Определите число σ-связей в молекулах СН3СООН, С2Н4.
2.4. Ионная химическая связь в кристаллах и ее
|
характеристики |
|
|
Новые слова |
|
Ион |
ion |
ion |
Ионный |
ionic |
ionique |
Расстояние |
distance |
distance |
Удерживать |
retain |
retenir |
Ионная связь − это взаимодействие
противоположно заряженных ионов, которые удерживает
их на расстоянии длины химической связи (рис.8).
lсв
Рис.8. Модель молекулы LiF
24
Длина ионной сввяяззии –– рраассссттоояяннииее ммеежжддуу ццееннттррааммии ионов. Механизм обрааззоовваанниияя ииоонннноойй ссввяяззии ппооккааззаанн ннаа
рис. 9.
+
Рис.9. Механиззмм ооббррааззоовваанниияя ииоонннноойй ссввяяззии
1.Дайте определение ииоонннноойй ххииммииччеессккоойй ссввяяззии..
2.Длина ионной связи –– ээттоо……
3.Какие частицы образзууюютт ккррииссттаалллл ххллооррииддаа ннааттрриияя NNaaCCll??
1. Вещество с ионной ссввяяззььюю ииммеееетт ффооррммууллуу::
а |
в) SO ; |
) HCl; |
в) SO22; |
б) CF4; |
гг)) KKBBrr |
2.В каком веществе еессттьь ооддннооввррееммеенннноо ииоонннныыее ии ккооввааллееннттнныыее
химические связи:
а |
в) Na SO ; |
) NaCl; |
в) Na22SO44; |
б |
г) H PO |
) HCl; |
г) H33PO44 |
3. Какая из связей харааккттееррииззууееттссяя ббооллььшшеейй ссттееппееннььюю ииооннннооссттии::
а) Na− F; |
вв)) FFee−− FF;; |
б) Mg− F; |
гг)) GGee−− FF |
2.5. Сттееппеенньь ооккииссллеенниияя
|
ННооввыыее ссллоовваа |
|
Делить |
diviiddee |
ddiivviisseerr |
Степень окисления |
deggrreeee ooff ooxxiiddaattiioonn |
ddeeggrreeee dd''ooxxiiddaattiioonn |
Смещаться |
disppllaaccee |
ddééppllaacceerr |
Степень окислеенниияя ааттооммаа –– ззаарряядд,, ккооттооррыыйй ииммеелл бы атом в молекуле (в ккррииссттааллллее)),, еессллии ббыы ввссее ээллееккттрроонннныыее пары полярных коваленнттнныыхх ссввяяззеейй ппооллннооссттььюю ссммеессттииллииссьь к более электроотрицатееллььннооммуу ааттооммуу..
2255
Степень окисления обозначают цифрами со знаками
(+) или (-), которые ставят перед цифрой.
+1 −1 −3 +1
H Cl, N H3
N:было 5 ē
стало 5 ē
СО (N) = 0
C: было 4ē |
Cl: было 7ē |
стало 0ē |
стало 8ē |
СО (C) =+4 |
СО (Cl) = - 1 |
Высшая степень окисления атома элемента равна
номеру группы, в которой находятся данный элемент в системе элементов. Это следует из того, что атом может
отдать (полностью или частично) только свои валентные
электроны, а их число у него как раз и равно номеру группы. Так, высшая СО (К) = +1, CO(Al) = +3, CO (C) = +4, CO (Cl) = +7 и так далее.
Низшая степень окисления атома элемента равна
номеру группы минус 8 и не может быть по абсолютной
величине больше четырех. Это связано с тем, что атом
может принимать электроны (полностью или частично) только на валентные подуровни, стремясь дополнить свою электронную конфигурацию до конфигурации благородного газа. Так, низшая CO (N) = - 3, CO (O) = - 2, CO (Cl) = - 1 и так далее.
26
Правила определениияя ссттееппееннеейй ооккииссллеенниияя ааттооммоовв
1. Степень окисления ааттооммоовв вв ппррооссттоомм ввеещщеессттввее ррааввннаа 00
0
( О2 ).
2.В бинарных соеддииннеенниияяхх ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя уу элементов с бооллььшшеейй ооттннооссииттееллььнноойй ээллееккттрроо-- отрицательностью ооттррииццааттееллььннааяя,, аа сс ммееннььшшеейй ––
положительная.
3.Все металлы ииммееюютт ппооллоожжииттееллььннууюю ссттееппеенньь
окисления.
4.Степень окисления ммееттааллллоовв 11 ггррууппппыы ввссееггддаа ррааввннаа ++11,,
++
например, Na,Li
5. Степень окисления ммееттааллллоовв 22 ггррууппппыы ввссееггддаа ррааввннаа ++22,,
+2 +2
например, Ca,Ba
6.Водород имеет в ссооееддииннеенниияяхх ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя ++11.. Исключение: гидррииддыы ((ссооееддииннеенниияя ввооддооррооддаа сс металлами первой-ввттоорроойй ггрруупппп,, ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя --11,,
+−
например, Na H ).
7. Кислород имеет сттееппеенньь ооккииссллеенниияя --22.. ИИссккллююччееннииее::
+2 −
соединения кислорооддаа сс ффттоорроомм O F2 ии вв ппееррооккссииддаахх
+1 −1
( H2 O2 -степень окиссллеенниияя ккииссллооррооддаа ((--11))..
+−
8.Фтор имеет степеньь ооккииссллеенниияя --11,, ннааппррииммеерр,, НF ..
9.В молекулах алгеббррааииччеессккааяя ссууммммаа ссттееппееннеейй ооккиисс-- ления элементов с ууччёёттоомм ччииссллаа иихх ааттооммоовв ррааввннаа 00..
10.В ионных соединенниияяхх ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя ээллееммееннттоовв
равна заряду их ионнаа..
Количественная харрааккттееррииссттииккаа ссттееппееннии ооккииссллеенниияя ии
валентности представлееннаа вв ттаабблл..1144 ии 1155..
2277
Т а б л и ц а 14
Алгоритм определения степени окисления центральных атомов в соединении, состоящем из трех атомов
|
|
|
Действие |
|
|
|
|
|
|
Пример |
|
||
1. Сравнить |
значения |
относительной |
|
электро- |
|
|
|
|
|||||
отрицательности элементов, выделить элемен- |
|
H 2SO4 |
|
||||||||||
ты с наибольшим и наименьшим значениями |
|
|
|
|
|||||||||
относительной электроотрицательности |
|
|
|
|
|
||||||||
2. Записать |
значения |
известных |
степеней |
|
+1 |
−2 |
|
||||||
окисления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 SO4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. Вычислить |
степень окисления |
|
третьего |
|
+1 |
x −2 |
|
||||||
элемента в соответствии с правилом 7 |
|
|
|
|
H2 SO4 |
|
|||||||
|
|
|
2·(+1) + х + 4·(-2) =0 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+2 + х – 8 = 0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х = +6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 15 |
|||
|
|
|
Валентность ≠ Степень окисления |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Валентность |
|
|
|
|
Степень окисления |
|
||||||
1. Валентность — способность |
1. Степень |
окисления |
— |
условный |
|||||||||
атомов химических элементов |
заряд |
атома |
в |
соединении, |
|||||||||
образовывать |
определенное |
вычисленный |
исходя |
из |
|||||||||
число ковалентных химических |
предположения о том, что все |
||||||||||||
связей |
|
|
|
|
|
электроны |
сместились |
к |
более |
||||
|
|
|
|
|
|
электроотрицательному атому |
|
||||||
2. Валентность не может быть |
2. Степень окисления может быть и |
||||||||||||
равна 0 |
|
|
|
|
|
отрицательной, и положительной, и |
|||||||
|
|
|
|
|
|
равной 0. Диапазон значений: от -4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
до +7 (очень редко +8) |
|
|
|
||||
3. Валентность |
определяется |
3. Величина |
степени |
окисления |
|||||||||
числом |
электронов, |
которое |
определяется |
числом |
условно |
||||||||
данный |
атом |
затрачивает |
на |
принятых или отданных электронов |
|||||||||
образование |
|
химических |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
связей с другими атомами. Для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ионных |
соединений |
понятие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
валентности |
|
формально. |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ковалентных |
|
соединениях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
валентность |
|
равна |
числу |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
общих |
электронных |
пар |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
другими атомами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
28
Общим для понняяттиийй ««ввааллееннттннооссттьь»» ии ««ссттееппеенньь окисления» является ттоо,, ччттоо ооннии ппррееддссттааввлляяюютт ссооббоойй количественную хараккттееррииссттииккуу ссппооссооббннооссттии ааттооммоовв одного химического элееммееннттаа ссооееддиинняяттььссяя сс ооппррееддееллеенннныымм числом атомов другого ххииммииччеессккооггоо ээллееммееннттаа..
Различия этих поонняяттиийй вв ттоомм,, ччттоо ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя
— это формальная ххааррааккттееррииссттииккаа,, ввааллееннттннооссттьь ——
реальная.
1.Дайте определение ссттееппееннии ооккииссллеенниияя..
2.Какие Вы знаете элееммееннттыы сс ппооссттоояянннноойй ссттееппееннььюю ооккииссллеенниияя??
3.У каких элементов ппееррееммееннннааяя ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя??
4.Чему равна высшая ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя ххииммииччеессккооггоо ээллееммееннттаа??
5.Как можно найти нииззшшууюю ссттееппеенньь ооккииссллеенниияя ээллееммееннттаа??
6.Какие Вы знаете исккллююччеенниияя иизз ппррааввиилл ооппррееддееллеенниияя ссттееппееннии
окисления?
1. Укажите вещество, вв ккооттоорроомм ааттоомм ааззооттаа ииммеееетт ннииззшшууюю
степень окисления: |
|
а |
в) N O ; |
) NaNO2; |
в) N22O55; |
б |
г) Na N |
) N2O3; |
г) Na33N |
2.Степень окисления ааттооммаа ууггллееррооддаа ррааввннаа ееггоо ввааллееннттннооссттии вв
молекуле:
а |
в) CH ; |
) CO; |
в) CH44; |
б |
г) C H |
) CO2; |
г) C22H66 |
3.Определите степень ооккииссллеенниияя ээллееммееннттоовв ппоо ффооррммууллаамм иихх
соединений:
а |
в) H PO ; |
) K2CrO4; |
в) H33PO44; |
б |
г) Na SO |
) HVO3; |
г) Na22SO33 |
2.6. Меттааллллииччеессккааяя ссввяяззьь
Новые слоовваа ии ссллооввооссооччееттаанниияя
Кристаллическая |
latttiiccee ccrryyccttaall |
ggrriillllee ccrriissttaalllliinnee |
решетка |
|
|
Подвижный |
mobbiillee |
mmoobbiillee |
Узел |
noddee |
nnooeeuudd |
|
2299 |
|
Металлическая связь – электромагнитное
взаимодействие, которое удерживает положительно заряженные ионы в узлах кристаллической решетки подвижными электронами («электронным газом») (рис.10).
Рис.10. Модель металлической кристаллической решетки (черными точками обозначены электроны)
Длина металлической связи это расстояние между узлами кристаллической решетки, в которых расположены
положительно заряженные ионы.
1.Дайте определение металлической связи.
2.Что такое длина металлической связи?
3.Какие частицы образуют кристалл железа?
3.МИР МАКРОСИСТЕМ
3.1.Твердые, жидкие и газообразные вещества
|
Новые слова |
|
Блеск |
glitter |
éclat |
Газ |
gas |
gaz |
Диполь |
dipole |
dipô le |
Жидкость |
liquid |
liquide |
Идеальный газ |
ideal gas |
gaz idéal |
Кристалл |
crystal |
cristal |
Оксид |
oxide |
oxyde |
Пластичный |
plastic |
plastique |
Сжижаться |
liquefies |
liquéfie |
Соль |
salt |
sel |
|
30 |
|
Текучесть |
fluiiddiittyy |
Теплопроводность |
heaatt ccoonndduuccttiivviittyy |
Твердый |
soliidd |
Упорядоченный |
reguullaattee |
Хрупкий |
friaabbllee |
Щелочь |
alkaallii |
Электропровод- |
eleccttrroo ccoonndduuccttiivviittyy |
ность |
|
fflluuiiddiittéé ccoonndduuccttiibbiilliittééddee llaa
cchhaalleeuurr ssoolliiddee rréégguulliieerr ffrriiaabbllee aallkkaallii
ccoonndduuccttiibbiilliittééddee llaa éélleeccttrroo
Макросистема –– ттввееррддооее,, жжииддккооее ииллии ггааззооооббррааззннооее тело, которое состоит изз ввззааииммооссввяяззаанннныыхх ааттооммоовв,, ммооллееккуулл или ионов.В кристалличчеессккоомм ввеещщеессттввее ааттооммыы,, ммооллееккууллыы или ионы располагаюттссяя вв ссттррооггоомм ппоорряяддккее вв ууззллаахх кристаллической решетккии.. ППоо ттииппуу ххииммииччеессккиихх ссввяяззеейй ииллии межмолекулярных взаииммооддееййссттввиийй ттввееррддыыее ттееллаа ддеелляяттссяя на ковалентные, ионныыее,, ммооллееккуулляяррнныыее ии ммееттааллллииччеессккииее
кристаллические вещесттвваа ((ттаабблл..1166))..
Кристаллическиее рреешшееттккии,, ппрроояяввлляяюющщииее ттввееррддооссттьь и хрупкость, представвллеенныы ннаа рриисс..1111,, аа ттввееррддооссттьь ии
пластичность на рис.12..
а) |
бб)) |
вв))
Рис.11. Твердость и ххррууппккооссттьь ккррииссттааллллаа сс ккооввааллееннттнноойй кристаллической решеткой ((аа)),, ммооллееккуулляяррннооггоо ккррииссттааллллаа ((бб)),, ииооннннооггоо ккррииссттааллллаа ((вв))
3311
Т а б л и ц а 16
Типы кристаллических решеток и свойства соединений
|
Металлическая |
положительноузлахВ |
заряженные(+) ионы, удерживаютсякоторые кристаллическойв |
подвижнымирешётке электронами(простые –веществаметаллы) |
|
toкаяВыс |
Твердость |
пластичностьи (рис.12) |
Электроныв момент успеваютудараперемесудержатьититьсяионы положенииновомв |
Теплопроводностьи |
электропроводность. Металлическийблеск |
|
|
|
|
|
|
|
|
пл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
решетка |
Ионная |
узлахВ чередуются |
положительнозаряженныеи отрицательнозаряженные |
ионы(соли, щелочи, основныеоксиды) |
|
oВыская t |
Твёрдостьи хрупкость |
.11(рисв) |
Низкаятеплопроводностьи электропроводность |
|||
|
|
|
|
|
|
|
пл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свойства |
|
|
|
|
|
|
|
Кристаллическая |
Молекулярная |
узлахВ – молекулы-диполи Диполь– совокупность |
равныхдвух по величиразноименныхне зарядов |
),(которыеδ находятся расстояниина (l) друг другаот |
Низкаяt |
Твёрдостьи хрупкость |
.11(рисб) |
|
проводятНе электрический |
ток |
||
|
|
|
|
|
|
|
пл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Атомная |
узлахВ – атомы , ковалентносвязанные |
сдругдругом (углерод, кремний). |
|
|
oкаяВысt |
Твёрдостьи хруп |
-кость(рис.11 а) |
Низкаятеплопроводность |
электропроводностьи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32
Рис.12. Твердость ии ппллаассттииччннооссттьь ((ккооввккооссттьь)) ммееттааллллаа
Сопоставление ссввооййссттвв ттввееррддыыхх ттеелл,, жжииддккооссттеейй ии
газов представлено в табблл.. 1177 ии 1188..
|
ТТ аа бб лл ии цц аа 1177 |
Общая характеристика ааммооррффнныыхх ии ккррииссттааллллииччеессккиихх ввеещщеессттвв |
|
|
|
Аморфное состояние |
ККррииссттааллллииччеессккооее ссооссттоояяннииее |
Не имеют строго упорядоччеенннноойй |
ИИммееюютт ссттррооггоо ууппоорряяддооччееннннууюю |
кристаллической структуры |
ккррииссттааллллииччеессккууюю ссттррууккттуурруу |
Ближний порядок расположжеенниияя |
ДДааллььнниийй ппоорряяддоокк рраассппооллоожжеенниияя |
частиц |
ччаассттиицц |
а) бб))
Строение оксида кремния: а) аммооррффннооггоо;; бб)) ккррииссттааллллииччеессккооггоо.. ЧЧееррнныыее ккрруужжккии
– атомы кремния, белые – атооммыы ккииссллооррооддаа.. ППууннккттиирроомм ввыыддееллеенн ббллиижжнниийй порядок в бессппоорряяддккее ааммооррффннооггоо ввеещщеессттвваа
Термодинамическая |
ТТееррммооддииннааммииччеессккааяя ууссттооййччииввооссттьь |
|||
нестабильность (большой ззааппаасс |
((ммааллыыйй ззааппаасс ввннууттррееннннеейй ээннееррггииии)) |
|||
внутренней энергии) |
|
|
|
|
Текучесть |
|
ООббллааддааюютт ээллееммееннттааммии ссииммммееттррииии |
||
Примеры: |
органиччеессккииее |
ППррииммееррыы:: |
ууггллеерроодд |
((ааллммаазз,, |
полимеры – |
стекло, янтарь и тт..дд.. |
ггррааффиитт)),, ттввееррддыыее ссооллии,, ммееттааллллыы,, |
||
|
|
ссппллааввыы |
|
|
3333
Т а б л и ц а 18
Свойства жидкости и газа
|
Жидкость |
|
|
|
Газ |
|
|
||
1. В |
жидкостях |
происходит |
1. В |
газах |
происходит |
бес- |
|||
беспорядочное движение атомов |
порядочное движение атомов или |
||||||||
(жидкий аргон), молекул (вода), |
молекул |
|
|
|
|||||
ионов (расплав NaCl) |
|
|
|
|
|
|
|||
2. Жидкости |
текут, |
заполняют |
2. Газы занимают весь предостав- |
||||||
сосуд, принимаю форму сосуда |
ленный объем |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Идеальный |
газ – |
предельное |
||
|
|
|
|
|
состояние реального |
газа |
при |
||
|
|
|
|
|
бесконечно малом давлении |
|
|||
|
|
|
|
|
Уравнение состояния идеального |
||||
|
|
|
|
|
|
|
газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
PV = nRT |
|
|
|
|
|
|
|
|
P – давление [Па] |
|
|
||
|
|
|
|
|
V – объем [м3] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n – количество вещества [моль] |
|
|||
|
|
|
|
|
T – температура [К] |
|
|
||
|
|
|
|
|
R – газовая постоянная |
|
|
||
|
|
|
|
|
R = 8,314 [Дж/моль·К] |
|
|
||
3. В |
жидкостях |
силы |
электро- |
3. В |
газах |
силы |
электро- |
||
магнитного |
взаимодействия |
магнитного |
взаимодействия |
||||||
(притяжения или отталкивания) |
(притяжения или отталкивания) |
||||||||
удерживают |
микрочастицы на |
отсутствуют |
|
|
|
||||
близких расстояниях, |
поэтому |
|
|
|
|
|
|||
жидкости |
имеют |
высокую |
|
|
|
|
|
||
плотность и малую сжижаемость |
|
|
|
|
|
||||
1.Что такое микросистема?
2.Чем отличаются кристаллические вещества от аморфных?
3.Какие частицы находятся в узлах атомной кристаллической решетки? И какие свойства имеют соединения с таким типом кристаллической решетки?
4.Какие частицы находятся в узлах молекулярной кристаллической решетки? И какие свойства имеют соединения с таким типом кристаллической решетки?
5.Какие частицы находятся в узлах ионной кристаллической решетки? И какие свойства имеют соединения с таким типом кристаллической решетки?
34
6.Какие частицы ннааххооддяяттссяя вв ууззллаахх ммееттааллллииччеессккоойй кристаллической рреешшееттккии?? ИИ ккааккииее ссввооййссттвваа ииммееюютт соединения с таким ттииппоомм ккррииссттааллллииччеессккоойй рреешшееттккии??
7.Перечислите свойствваа жжииддккооссттии..
8.Назовите свойства ггааззаа..
1. Образец газа массойй 11,,223366 гг ппррии ттееммппееррааттууррее 2200ººСС ии ддааввллееннииии
1 атм занимает оббъъеемм 551122 ссмм33.. ВВыыччииссллииттее ооттннооссииттееллььннууюю
молекулярную массуу ггааззаа..
2.Плотность некоторрооггоо ууггллееввооддооррооддаа ррааввннаа 22,,3344 гг//лл ппррии давлении 1,3 атм и ттееммппееррааттууррее 2255 ººСС.. УУссттааннооввииттее ффооррммууллуу
углеводорода.
3.2. Химмииччеессккииее ррееааккццииии
Новые слоовваа ии ссллооввооссооччееттаанниияя
Восстановитель |
reduucciinngg aaggeenntt |
rréédduucctteeuurr |
Восстанови- |
reduucciinngg |
rréédduuccttiioonn |
тельный |
|
|
Восстановленный |
reduucceedd |
rréédduuccttiioonn |
Гетерогенный |
hetteerrooggeenneeoouuss |
hhééttéérrooggéénnee |
Гомогенный |
hommooggeenneeoouuss |
hhoommooggéénnee |
Замещение |
subssttiittuuttiioonn |
ssuubbssttiittuuttiioonn |
Замещать |
subssttiittuuttee |
ssuubbssttiittuueerr |
Исходное |
reaccttaanntt |
rrééaaccttiiff mm.. |
вещество |
|
ccoorrppss |
Направление |
direeccttiioonn |
ddiirreeccttiioonn |
Обмен |
inteerrcchhaannggee |
iinntteerrcchhaannggee |
Обмениваться |
excchhaannggee |
éécchhnnggeerr |
Обратимый |
reveerrssiibbllee |
rréévveerrssiibbllee |
Окисленный |
oxiiddiizzeedd |
ooxxyyddéé |
Окислитель |
oxiiddiizziinngg aaggeenntt |
ooxxyyddaanntt |
Окислительный |
oxiiddaattiivvee |
ooxxiiddaattiivvee |
Продукт |
prodduucctt |
pprroodduuiitt |
Разложение |
deccoommppoossiittiioonn |
ddééccoommppoossiittiioonn |
Разлагаться |
deccoommppoossee |
((ssee)) ddééccoommppoossee |
|
3355 |
|
Соединение |
connection |
jonction |
Соединяться |
connect |
(se) joindre |
Тепловой эффект |
thermal effect |
effect thermique |
Фазовый |
phase |
de phase |
Экзотермический |
exothermic |
exothérmique |
Эндотермический |
endothermic |
endothérmique |
Химическая реакция – это процесс, в результате которого из одних веществ образуются другие, имеющие
другой состав и строение.
|
|
|
|
|
|
|
Химические реакции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По числу |
|
|
|
|
По |
|
|
|
|
По |
|
|
|
|
|
По |
|
|
|
По |
||||
|
исходных |
|
|
изменению |
|
|
|
тепловому |
|
|
направле- |
|
|
фазовому |
|||||||||||
|
веществ и |
|
|
|
|
степени |
|
|
|
|
эффекту |
|
|
|
|
нию |
|
|
состоянию |
||||||
|
продуктов |
|
|
|
окисления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
реакции |
|
|
|
|
атомов |
|
|
|
|
|
Экзо- |
|
|
|
Обра- |
|
|
|
|
Гомоге- |
||||
|
|
|
|
|
элементов |
|
|
|
|
термические |
|
|
|
тимые |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нные |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соединения |
|
|
|
|
|
Без |
|
|
|
|
|
Эндо- |
|
|
|
Необра- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
изменения |
|
|
|
|
термические |
|
|
|
тимые |
|
|
Гетеро- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Разложения |
|
|
|
|
степени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
генные |
|
|
|
|
|
|
окисления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
атомов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замещения |
|
|
|
|
элементов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Обмена |
|
|
|
|
|
Окислительно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
восстановительные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Схема 1. Классификация химических реакций |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
36
1. По числу исходныхх ввеещщеессттвв ии ппррооддууккттоовв ррееааккццииии
Реакции соединеенниияя –– ээттоо ррееааккццииии,, вв ккооттооррыыхх иизз двух или более вещщеессттвв ооббррааззууееттссяя оодднноо ссллоожжннооее
вещество:
АА ++ ВВ == ААВВ.. Например, получение оккссииддаа ссееррыы ((IIVV))::
SS ++ OO22 == SSOO22..
Реакции разложеенниияя –– ээттоо ррееааккццииии,, вв ккооттооррыыхх иизз одного сложного вещеессттвваа ооббррааззууееттссяя ннеессккооллььккоо ннооввыыхх
веществ:
ААВВ == АА ++ ВВ.. Например, разложение ннииттррааттаа ккааллиияя::
2KNOO33 == 22KKNNOO22 ++ OO22
..
Реакции замещеенниияя –– ээттоо ррееааккццииии,, вв ррееззууллььттааттее которых атомы проссттооггоо ввеещщеессттвваа ззааммеещщааюютт ччаассттьь
сложного вещества:
АВВ ++ СС == CCВВ ++ АА..
Например, взаимодейссттввииее ммееттааллллоовв сс ккииссллооттааммии вв
растворе:
Zn + HHCCll == ZZnnCCll22 ++ HH22↑↑..
Реакции обменаа –– ээттоо ррееааккццииии,, вв ккооттооррыыхх ддвваа сложных вещества обмееннииввааююттссяя ссввооииммии ччаассттяяммии::
АВ ++ ССDD == AADD ++ CCBB..
Например, реакция нейттррааллииззааццииии::
NaOH + HHNNOO33 == NNaaNNOO33 ++ HH22OO..
2. По изменению степееннии ооккииссллеенниияя ааттооммоовв ээллееммееннттоовв
Реакции, идущщииее ббеезз ииззммееннеенниияя ссттееппееннии
окисления.
Например, реакция разллоожжеенниияя ггииддррооккссииддаа жжееллееззаа ((IIIIII))::
2Fe(OHH))33 == FFee22OO33 ++ 33HH22OO..
Реакции, идущщииее сс ииззммееннееннииеемм ссттееппееннии
окисления (окислительнноо--ввооссссттааннооввииттееллььнныыее ррееааккццииии))..
3377
Характеристики окислителей и восстановителей
представлены в табл.19 и 20.
|
Т а б л и ц а 19 |
Характеристика окислителя и восстановителя |
|
|
|
Окислитель |
Восстановитель |
принимает электроны |
отдает электроны |
восстанавливается |
окисляется |
степень окисления атома- |
степень окисления атома- |
окислителя понижается |
восстановителя повышается |
Окисление – процесс отдачи электронов. Восстановление – процесс присоединения
электронов.
Окисление (-n
, отдача электронов)
-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Восстановление (+n
, присоединение электронов)
|
|
Т а б л и ц а 20 |
Примеры окислителей и восстановителей |
||
|
|
|
Окислители |
Окислители и |
Восстановители |
|
восстановители |
|
FeCl3 |
S и другие неметаллы |
Al, Ca и другие |
H2SO4 |
SO2 |
металлы |
HNO3 |
KNO2 |
H2S и сульфиды (S2-) |
K2Cr2O7 |
HCl |
K2SO3 |
KClO3 |
H2O2 |
KI |
KMnO4 |
|
NH3 |
O2, F2 |
|
|
|
|
Н+ |
|
Н2О |
|
|
|
ОН- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
+2 |
|
|
+2 |
+ |
|
4 |
|
+6 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||
Mn O− |
Mn |
Mn O |
2 |
Mn O2− |
||||||
4 |
|
|
|
|
|
4 |
||||
Схема 2. Окисленные и восстановленные формы перманганат-иона
38
Например:
5Na2SO3 + 2KMnO4 + 33HH22SSOO44** == 55NNaa22SSOO44 ++ 22MMnnSSOO44 ++
K2SO4 + 3H2O.
2Na2SO3 + 2KMnO4 + H22OO** == 22NNaa22SSOO44 ++ 22MMnnOO22 ++ 22KKOOHH.. Na2SO3 + 2KMnO4 + 22NNaaOOHH** == NNaa22SSOO44 ++ KK22MMnnOO44 ++
Na2MnO4 + H2O.
*Жирным шрифтом выделеенныы ссооееддииннеенниияя,, ккооттооррыыее ддееллааюютт ввооддннууюю
среду кислой (H2SO4), нейтрааллььнноойй ((HH22OO)),, щщееллооччнноойй ((NNaaOOHH))..
Алгоритм соссттааввллеенниияя ууррааввннеенниийй ррееааккцциийй
представлен в табл.21 и 2222..
ТТ аа бб лл ии цц аа 2211
Алгоритм составллеенниияя ууррааввннеенниияя ооккииссллииттееллььнноо-- восстановительной реааккццииии ммееттооддоомм ээллееккттррооннннооггоо ббааллааннссаа
1. |
Записать формулы |
ииссххоодднныыхх |
+1 |
−2 |
|
+4 −2 |
+1 |
−2 |
|
веществ и продуктов реакцииии,, ннааййттии |
0 |
||||||||
элементы, которые изменяютт ссттееппеенньь |
H 2 S |
+ O2 |
→ S O 2 + H 2 O |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
окисления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Составить уравнения поллууррееааккцциийй |
−2 |
|
+4 |
|
|
|||
восстановления |
и |
ооккииссллеенниияя,, |
S –– |
66ēē→ S |
|
|
|||
0 |
|
|
-2 |
|
|
||||
соблюдая законы сохраненниияя ччииссллаа |
++ 44ēē→ |
|
|
||||||
O 2 |
2O |
|
|
||||||
атомов и заряда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Найти наименьшее общееее ккррааттннооее |
−2 |
|
+4 |
|
|
|||
числа переданных электтрроонноовв ии |
|
|
|
||||||
подобрать |
дополннииттееллььнныыее |
S –– 66ēē → S |
44 |
22 |
|||||
|
|
|
|
0 |
|
|
-2 |
|
|
множители |
для |
ууррааввннеенниийй |
O 2 |
++ 44ēē → 2O |
66 |
33 |
|||
полуреакций так, чтобыы ссууммммаа |
|
|
|
|
|
|
|||
присоединенных |
и |
ооттддаанннныыхх |
|
|
|
|
|
|
|
электронов была равна нулю |
|
|
|
|
|
|
|||
4. |
Поставить |
|
полученные |
2H S + 3O = 2SO + 2H O |
|||||
|
|
олученные |
2H22S + 3O22 |
= 2SO22 |
+ 2H22O |
||||
коэффициенты в схему реакццииии |
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
Уравнять числа других атомов |
2H S + 3O = 2SO + 2H O |
|||||||
|
|
томов |
2H22S + 3O22 |
= 2SO22 |
+ 2H22O |
||||
3. По тееппллооввооммуу ээффффееккттуу
Экзотермическииее ррееааккццииии –– ррееааккццииии,, ккооттооррыыее протекают с выделеннииеемм ээннееррггииии вв ффооррммее ттееппллооттыы
(энтальпия процесса).
3399