139102_09 (Теория), страница 2

В качестве модели состояния электрона в атоме принято представление об электронном облаке(электрон размазан по объёму атома, который называется орбиталью). Орбиталь-часть пространства вокруг ядра, содержащая 90% электронного облака, вероятность пребывания электрона в объёме орбитали составляет 0,9. Радиальное распределение вероятности пребывания электрона для основного энергетического состояния атома водорода 4 πr 2 Ψ 2 r=0,053 нм 0,1 r , нм Ψ Ψ Ψ2 + + r Ψ + − r + r 2 + r + + Электронное облако ориентировано вокруг оси х Сферическая симметрия Ψ и Ψ 2 В 1926г. Эрвин Шрёденберг предложил уравнение, связывающее волновую функцию "пси" с полной(Е) и потенциальной(U) энергиями электрона.

h2 Оператор-симвалическая запись действий, которые нужно ∇ 2 Ψ + ( U−E ) Ψ =0 произвести над произвольной функциейдля получения другой функции. 8π 2 m 2 2 2 Решение уравнения заключается в нахождении ∇− ital пабла ∇ 2 = ∂ 2 + ∂ 2 + ∂ 2 волновой функции.(найдено для Н) ∇ 2 −оператор Лапласа ∂x ∂ y ∂z n-главное квантовое число m-магнитное квантовое число Ψ =Ψ ( n, l , m ) l-орбитальное квантовое число x z z Решение представим в виде произведения 3-х сомножителей Ψ =Ψ ( n , l , m )=[ N ] [ R nl ( r ) ] Φ lm ; ; r r r N-нормированный множитель.

Вероятность нахождения электрона в пространстве должна быть равна 1. R-радиальная часть волновой функции определяет +∞ +∞ +∞ +∞ вероятность нахождения электрона на расстоянии r от ядра 2 |Ψ |dV=1 или |Ψ|dxdydz=1 Ф-определяет вероятность нахождения электрона в точке −∞ −∞ −∞ −∞ на сфере с радиусом r. Квантовые числа n-квантовое число(определяет энергетический уровень электрона в атоме) изменяется от 1 до бескон Совпадает с номером периода в таблице, l-орбитальное кв число-определяет форму эл облака Изменяется от 0 до n-1.

m-пространственная проекция орбитали. Изменяется от -l до +l, число значений m=2l+1. S-спиновое квантовое число(спин), принимает + или - 1/2, учитывает собственный импульс электрона. 0,2 [ ( ∫ )] ∫∫∫ ШПОРЫ ПО ХИМИИ ~ 139102 +09 10.Особенности металлических кристаллических решёток. Виды дефектов в реальных кристаллах и их влияние на св-ва кристаллов. Отлиаются от всех остальных кристаллов высокой пластичностью, электропроводимостью и теплопроводимостью. Это обусловлено особой связью-металлической.

Она возникает между атомами металлов в результате сближения за счет перекрытия внешних орбиталей. Металлическая связь представляет собой результат перекрытия делокализованных орбиталей атомов, сближающихся между собой в кристаллической решётке металлических кристаллов. ГПУ(гексагональная решётка плотной упаковки) k=12 d=a N=2+1+3=6 а r эф = 2 h=1 , 63 a Все дефекты кристаллической структуры можно разделить на 2 типа: точечные и линейные. Q − Точечные дефекты или вакансии возникаютза счёт смещения отдельных частиц в кристаллес RT их мест в кристаллической решётке с образованием вакансии и атома илииона в междоузлии n=ae Линейные дефекты или дислокации возникают при пластических деформациях кристалла и нарушении совпадения кристаллических плоскостей.

Могут возникать не только за счёт внешней силы, но и за счет внутренних напряжений. Могут свободно перемещаться по кристаллу и накапливаться. Винтовые дислокации также возникают при деформациях, но уже сдвига. Примесные атомы, входящие в кристаллическую решётку основного металла, также создают искажение кристаллической структуры. Мозаичная, или блочная, кристаллическая структурва получается в результате сращивания отдельных кристаллических зёрен под некоторым весьма малым углом. ШПОРЫ ПО ХИМИИ ~ 139102 +09 5.Основные виды химических связей и возможность их образования.

и связи. Метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей.Энергетическая диаграмма связей. Химическая связь-соокупность сил, дейсвующих между двумя атомами или группой атомов, приводящих к образованию устойчивой системы(молекулы, сложного иона, радикала).Типы химической связи различны, вследствии различной природы реагирующих частиц.

1 ковалентные полярная и неполярная 2 ионная 3 водородная 4 металлическая 5 донорно-акцепторная Ковалентная- образуется за счёт объединения неспаренных электронов разных атомов в общую электронную пару. Льюис 1918г. Недостатки: не объяснял существования молекулы с нечётным числом электронов Н + Н →Н 2 (ион водорода ), не объяснял причину объединения в электронную пару одноимённо заряженных частиц. Современная квантовая механическая теория предлагает 2 перехода к вопросу о химической связи: МВС(метод валентных связей) и ММО(метод молекулярных орбиталей) 1 МВС Основные положения:1)чимическая связь образуется в результате понижения энергии системы, понижения энергии ядер электронов.2)Изменение полной и потенциальной энергии системы должны иметь один знак.3)Химическая связь образуется, когда электроны оказываются одновременно в поле двух или нескольких ядер. Основные характеристики химической связи:1)длина связи-расстояния между центрами ядер 2)Энергия связи-результирующая при сумме всех видов энергии 3)направленность связи-в направлении максимального перекрывания электронных облаков атомов 4)Полярность связи-определяется электронным моментом μ l-длина диполя q-заряд электрона μ=lq Ковалентная неполярная связь образуется между атомами с равными или близкими значениями электроотрицательности.Ионная связь-предельная ковалентная связь.Донорно-акцепторная связьобразуется за счет переставления одних атомов(доноров) готовой электронной пары, а другим (акцепторам) вокантные орбитали.

Металлическая связь-при образовании кристаллов металла, происходит перекрывание атомных орбиталей внешних энергетических уровней. Валентные электроны, осуществляющие химическую связь, принадлежат не 2-ум или нескольким атомам, а всему кристаллу металла, при этом свободные электроны способны свободно перемещаться в объёме кристалла, совокупность электронов в металле электронный газ. Водородная связь-разновидность донорно-акцепторной, осуществляется между молекулами, в состав которых входит водород. 2 ММО Основные положения:1)из атомных орбиталей образуется такоеже кол-во молекул орбиталей 2)состояние электрона на молекулярной орбитали характеризуется 4 квантовыми числами. 3)вначале заполняются электронами молекулярные орбитали с меньшей энергией 4)электроны на молекулярных орбиталях принадлежат одновременно всем ядрам 5)волновая функция "пси" молекулярной орбитали является линейной комбинацией волновых функций атомных орбиталей Если орбиталь менее энергетически выгодна, то она- разрыхляющая, если наоборот-связывающая Порядок связи = полуразности энергии кол-ва электронов на связ и разр орбиталях σ S 1 2 px ( σ S )2 S 2 p1x σ (σ x ) (σ S ) 2 p1z 2 p1z ( ) Для элементов начала 2 периода по N2 2 ( ) 2 (σ ¿x ) ¿ ( π x) ¿ 2 2 2 2 2 ¿ 2 ¿ 2 ¿ 2 ( σ S )2 < ( σ ¿S ) < ( σ x ) 2 < ( π z ) 2 =( π y )2 < ( π ¿z ) =( π ¿y ) < ( σ ¿x ) Для элементов конца 2 периода 2 ¿ 2 2 2 2 ( π z ) ( σ S ) < ( σ S ) < ( π z ) =( π y ) < ( σ x ) < ( π z ) =( π y ) < ( σ x ) ШПОРЫ ПО ХИМИИ ~ 139102 +09 6.Направленность химических связей и строение молекул.

Ковавлентная полярная связь, электрический момент связи, полярность молекул. направленность связи-в направлении максимального перекрывания электронных облаков атомов Полярность молекулы-векторная сумма электрических моментов связей в молекуле и несвязывающих электронных пар. Результат сложения зависит от геометрической структуры молекулы. Полярность связи-определяется электронным моментом μ=lq l-длина диполя q-заряд электрона CO 2 O=C=O ЭО o >ЭО c μCO =0−молекула неполярная NF 3 N NH 3 N μCO ≠0 ЭО F >ЭО N >ЭО Н μ NH 3=0 , 49⋅10−29 Клм μ NF =0 , 07⋅10−29 Клм 2 3 H H H F F F ШПОРЫ ПО ХИМИИ ~ 139102 +09 7.Ионная связь, как предел ковалентной полярной связи.

Донорно-акцепторная связь и строение комплексных соединений. Водородная связь. + − Геометрическая структура иона NH + -тетраэдр NH 3 +H 2 O →NH 4 OH → ← NH 4 +OH + 4 + NH 3 + H → NH 4 H+ ШПОРЫ ПО ХИМИИ ~ 139102 +09 9.Внутреннее строение атомов кристаллов. Элементарные ячейки и их характеристики: координационное число, размеры,число частиц, необходимое для построения, радиусы атомов или ионов. Природа связей между частицами.

Кубические системы а-кратчайшее расстояние между частицами по ребру решётки. d-кратчайшее расстояние между частмцами в объёме решетки. r-эффективный радиус. r=d/2, если r1=r2, d=r1+r2, если r1<>r2 Эффективный радиус принимается из допущения, что частицы сопрягаются друг с другом. k-координационное число(чило частиц, находящееся на кратчайшем расстоянии от данной).

N -минимальное число частиц, необходимое для построения 1 эл ячейки Элементарная ячейка-минимальная часть кристаллической решётки, сохраняющая все особенности её геометрической структуры. Кристаллическая решётка образована параллельной трансляцией плоскостей эл ячейки по направлениям. 1)Простая, кубическая Частицы расположены в вершинах куба(в узлах кристаллической решётки) NaCl плотность упаковки 52% rэф=d/2 d=a k=6 N=8*1/8=1 2 2)ОЦК-объёмоцентрированная кубическая 3 d r эф =√ a= n=8⋅1/8+ 1=2 4 2 k =8 3 d= √ a 2 3)ГЦК-гране-центрированная плотность упаковки 74% кубическая Cu, Ni, Pt, Ag, Au r эф = √ 2 a n=8⋅1/ 8+6⋅1/2=4 4 k =12 d=a Определение параметра а V= a3 m 3m √2 2 A ( молярная масса ) V = a= m = m ρ ρ 1 эл .