Файл: Закон сталості cкладу.docx

У ході докладнішого вивчення атомів було з’ясовано, що число протонів в атомах не є довільним, а дорівнює порядковому номеру хімічного елемента в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, адже й заряд ядра також дорівнює порядковому номеру.

Приміром, порядковий номер Гідрогену дорівнює 1, адже в ядрі атома Гідрогену міститься один протон і заряд його ядра дорівнює +1. Порядковий номер Оксигену 8, оскільки в ядрах атомів Оксигену міститься по 8 протонів і заряд таких ядер +8.

3.

Будова атома в світі електронних уявлень. Характеристика елемента по положенню и періодичній системі Менделєєва.
Склад атома

 

Атоми складаються з позитивно зарядженого ядра та електронів. Електрон — найлегший з відомих елементарних частинок. Його маса (9,1 ∙ 10^-31 кг) У 1837 разів менша від маси найлегшого з атомів — атома Гідрогену. Електричний заряд електрона називають елементарним — він найменший серед усіх зарядів. Усі відомі позитивні й негативні заряди кратні заряду електрона, тому його абсолютну величину приймають за одиницю виміру. Саме в цих одиницях зазвичай указують заряд усіх частинок: електронів, іонів тощо. Заряд самого електрона дорівнює -1.

Ядро атома складається із частинок двох видів — протонів і нейтронів. Протони — це позитивно заряджені частинки із зарядом +1, а нейтрони не мають заряду. Виходить, що весь позитивний заряд ядра створюється протонами. їхнє загальне число дорівнює заряду ядра. Маси протона й нейтрона приблизно дорівнюють 1 а. о. м. Будь-який атом електронейтральний, тобто число протонів із зарядом +1 завжди дорівнює числу електронів із зарядом -1.

Теорія будови атома

Атом — це електронейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів.

Будова атомних ядер

Ядра атомів складаються з елементарних частинок двох видів: протонів (p) і нейтронів (n). Сума протонів і нейтронів у ядрі одного атома називається нуклонним числом:
,
де А — нуклонне число,

---

 N — число нейтронів, Z — число протонів.
Протони мають позитивний заряд (+1), нейтрони заряду не мають (0), електрони мають негативний заряд (–1). Маси протона та нейтрона приблизно однакові, їх приймають рівними 1. Маса електрона набагато менша ніж маса протона, тому в хімії нею нехтують, вважаючи, що вся маса атома зосереджена в його ядрі.
Число позитивно заряджених протонів у ядрі дорівнює числу негативно заряджених електронів, тобто атом у ціломуелектронейтральний.
Атоми з однаковим зарядом ядра складають хімічний елемент.
Атоми різних елементів називаються нуклідами.
Ізотопи — атоми одного й того ж елемента, які мають різне нуклонне число внаслідок різної кількості нейтронів у ядрі.

Радіоактивний розпад

Ядра нуклідів можуть розпадатися з утворенням ядер інших елементів, а також  ,   або інших частинок.
Спонтанний розпад атомів деяких елементів називається радіоактивністю, а такі речовини — радіоактивними. Радіоактивність супроводжується випусканням елементарних частинок і електромагнітних хвиль —випромінюванням.

Будова електронних оболонок атомів елементів перших трьох періодів

Електрон має двоїсту природу: він може поводитися і як частинка, і як хвиля. Електрон у атомі не рухається за певними траєкторіями, а може перебувати в будь-якій частині навколо ядерного простору, проте ймовірність його перебування в різних частинах цього простору неоднакова. Простір навколо ядра, у якому найімовірніше перебування електрона, називається орбіталлю.
Кожний електрон у атомі перебуває на певній відстані від ядра відповідно до запасу його енергії. Електрони з більш-менш однаковою енергією формують енергетичні рівні, або електронні шари.
Число заповнених електронами енергетичних рівнів у атомі даного елемента дорівнює номеру періоду, в якому він розташований.

---

Число електронів на зовнішньому енергетичному рівні дорівнює номеру групи, вякій розміщений даний елемент.


4.

Термохімічні рівняння. Тепловий ефект реакції.
Тепловой эффект химической реакции.

Любая химическая реакция заключается в разрыве одних химических связей и образовании других.

Когда в результате химической реакции при образовании новых связей выделяется энергии БОЛЬШЕ, чем потребовалось для разрушения "старых" связей в исходных веществах, то избыток энергии высвобождается в виде тепла. Примером могут служить реакции горения. Например, природный газ (метан CH₄) сгорает в кислороде воздуха с выделением большого количества теплоты. Реакция даже может идти со взрывом - так много энергии заключено в этом превращении. Такие реакции называются ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ от латинского "экзо" - наружу (имея в виду выделяющуюся энергию).

В других случаях на разрушение связей в исходных веществах требуется энергии больше, чем может выделиться при образовании новых связей. Такие реакции происходят только при подводе энергии извне и называются ЭНДОТЕРМИЧЕСКИМИ (от латинского "эндо" - внутрь). Примером является образование оксида углерода (II) CO и водорода H₂ из угля и воды, которое происходит только при нагревании.

Таким образом, любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или поглощается в виде теплоты (реже - в виде световой или механической энергии). Эту теплоту можно измерить. Результат измерения выражают в килоджоулях (кДж) для одного МОЛЯ реагента или (реже) для моля продукта реакции. Такая величина называется ТЕПЛОВЫМ ЭФФЕКТОМ РЕАКЦИИ.

В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива рассчитывают выработку тепловой энергии.

Врачи-диетологи используют тепловые эффекты окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных рационов питания не только для больных, но и для здоровых людей - спортсменов, работников различных профессий. По традиции для расчетов здесь используют не джоули, а другие энергетические единицы - калории (1 кал = 4,1868 Дж). Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь массе пищевых продуктов: к 1 г, к 100 г или даже к стандартной упаковке продукта.

---

Уравнения химических реакций, в которых вместе с реагентами и продуктами записан и тепловой эффект реакции, называются ТЕРМОХИМИЧЕСКИМИ УРАВНЕНИЯМИ.

Особенность термохимических уравнений заключается в том, что при работе с ними можно переносить формулы веществ и величины тепловых эффектов из одной части уравнения в другую. С обычными уравнениями химических реакций так поступать, как правило, нельзя.

Допускается также почленное сложение и вычитание термохимических уравнений. Это бывает нужно для определения тепловых эффектов реакций, которые трудно или невозможно измерить в опыте.

5.

Хімічна кінетика: швидкість реакції та її залежність від температури, природи речовини,концентрації, каталізатора.
Хімічна кінетика — розділ хімії, що вивчає швидкість хімічних процесів. Ця наука включає в себе вивчення впливу різних експериментальних умов на швидкість хімічних реакцій та досліджує їх механізми, що включає в себе знаходження також і характеризацію перехідного стану.

---

Швидкість хімічної реакції

Інтенсивність проходження хімічних реакцій визначається швидкістю, тобто зміною концентрації реагуючої речовини або продукту реакції за одиницю часу:



де С – молярна концентрація реагуючої речовини, а t – час. Мінус перед правим членом обумовлений зниженням концентрації реагуючої речовини в ході реакції. У виразі швидкості реакції за зміною концентрації продукту реакції мінус не ставиться. Отже, швидкість рекції завжди позитивна.

Швидкість хімічної реакції також визначається законом діючих мас, що був висунутий Бекетовим, а потім формульований Гульдберґом і Вааґе у 1867 році.

За цім законом швидкість хімічної реакції при постійній температурі прямо пропорційна добуткові концентрацій реагуючих речовин у степеням, які дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у відповідному рівнянні реакції.

Залежність швидкості гомогенних реакцій від концентрації (закон діючих мас)
Вплив концентрації реагуючих речовин може бути пояснено з уявлень, згідно з якими хімічну взаємодію є результатом зіткнення частинок. Збільшення числа частинок в заданому обсязі призводить до частіших їх зіткнень, тобто до збільшення швидкості реакції.

Кількісно залежність між швидкістю реакції та молярний концентраціями реагуючих речовин описується основним законом хімічної кінетики - законом діючих мас.

Швидкість хімічної реакції при постійній температурі прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин.

Для мономолекулярної реакції визначається концентрацією молекул речовини А:швидкість реакції

v = k * [A]

де k - коефіцієнт пропорційності, який називається константою швидкості реакції; [А] - молярна концентрація речовини А.

У разі бімолекулярний реакції, її швидкість визначається концентрацією молекул не тільки речовини А, але і речовини В:

v = k * [A] * [B]

У разі трімолекулярной реакції, швидкість реакції виражається рівнянням:

v = k * [A] ² * [B]

У загальному випадку, якщо в реакцію вступають одночасно т молекул речовини А і n молекул речовини В, т. е.

---