Ответы на 1 и 2 вопросы экзамена за 1 курс (1092298), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

18-1. КРАТНЫЕ СВЯЗИ, хим. связи двухцентрового типа, к-рые в отличие от простой связи образованы более чем одной парой электронов. По числу пар электронов, образующих К. с., различают двойные, тройные и четверные связи. Сигмаи пи-связи (sи p-связи), ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности. Как известно, ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов взаимодействующих атомов. Результирующее электронное облако s-связи симметрично относительно линии связи, т. е. линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов. Простые связи в химических соединениях обычно являются (т-связями (см. Простая связь). Электронное облако p-связи симметрично относительно плоскости, проходящей через линию связи (рис. 1, б), причём в этой плоскости (называемой узловой) электронная плотность равна нулю.

19-1. В настоящее время в ядре атома открыто большое число элементарных частиц. Важнейшими из них являются протоны (символ p) и нейтроны (символ n). Обе эти частицы рассматриваются как два различных состояния ядерной частицы нуклона. Элементарные частицы характеризуются определенной массой и зарядом. Протон обладает массой 1,0073 а. е. м. и зарядом +1. Масса нейтрона равна 1,0087 а. е. м., а его заряд — нулю (частица электрически нейтральна). Можно сказать, что массы протона и нейтрона почти одинаковы. Электрон - e_e = –1,602×10^–19 ; m_e = 9,109×10^–31 . Заряд ядра атома определяется числом протонов которые входят в состaв. Следовательно, число протонов в ядре атома также pавно порядковому номеру элемента в периодической системе Д, И, Менделеева. Массовое число А равно числу нуклонов в ядре, оно представляет собой выраженную в атомных единицах массы (а.) массу атома элемента, округленную до целого числа. Относительная атомная масса элемента это число, которое показывает, во сколько раз абсолютная масса атома данного элемента больше 1/12 части абсолютной массы атома углерода, т.е. атомной единицы массы. ИЗОТОПЫ (от изо... и греч. topos - место), нуклиды одного хим. элемента, т.е. разновидности атомов определенного элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Обладают ядрами с одинаковым числом протонов и разл. числом нейтронов, имеют одинаковое строение электронных оболочек и занимают одно и то же место в периодич. системе хим. элементов.

19-2. Закон разбавления (разве­де­ния) Ост­вальда устанавливает взаимо­связь между , K_дис и мо­лярной концентрацией раство­рен­ного вещества в раство­ре С_М K_дис. = C_M  ².По величине степени диссоциации  электролиты условно делят на слабые (  3 %), сильные (  30 %) и средней силы ( = 3-30 %). В растворах сильных электролитов (особенно при ма­лых концентрациях С_м  0,1 моль/л) можно принять, что все молекулы растворенного вещества полностью распа­даются на ионы, а недиссоциированные молекулы отсут­ст­вуют.

20-1. Влияние температуры на количество столкновений молекул может быть показано с помощью модели. В первом приближении влияние температуры на скорость реакций определяется правилом Вант-Гоффа (сформулировано Я. Х. Вант-Гоффом на основании экспериментального изучения множества реакций): В интервале температур от 0^оС до 100^оС при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза: Энергия активации. Аррениус ввел в обиход химиков очень важное понятие энергии активации (E_a) – это та минимальная энергия, которой должна обладать молекула (или пара реагирующих молекул), чтобы вступить в химическую реакцию. Энергию активации измеряют обычно в джоулях и относят не к одной молекуле (это очень маленькая величина), а к молю вещества и выражают в единицах Дж/моль или кДж/моль. Если энергия сталкивающихся молекул меньше энергии активации, то реакция не пойдет, а если равна или больше, то молекулы прореагируют. Количественная зависимость скорости реакции от температуры выражается эмпирическим правилом Вант-Гоффа (1884 г.): при повышении температуры на каждые 100С скорость большинства реакций возрастает в 2-4 раза, а при понижении температуры на 100С скорость реакции во столько же раз уменьшается.Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость данной реакции при повышении температуры на 100С, называется температурнымкоэффициентом скорости (γ).

20-2.Электролиз – это окислительно-восстановительная реакция, протекающая при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. При электролизе раствора соли на катоде восстанавливаются металлы стоящие после водорода в ряду напряжений, то есть это: Cu, Ag, Au, Hg, Pt. Все, что стоят до водорода - из раствора не восстанавливаются (Исключение Fe3+, в отличае от Fe2+ оно стоит после водорода). Короче, металлы разряжаются в такой последовательности, в какой они находятся в ряду напряжений, только в обратную сторону.

При электролизе масса превращенного вещества прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролитическую ячейку. При прохождении через электролит одного и того же количества электричества масса превращенного вещества зависит от массы и заряда ионов вещества.Два закона электролиза — это всего лишь небольшая часть вклада Майкла Фарадея в науку. Электролиз — это совокупность процессов, происходящих при пропускании электрического тока через электролит — плавленое ионное вещество (например, плавленая соль) или раствор, в котором присутствуют ионы. Электрический ток проходит через электролит от одного электрода к другому. Положительно заряженные ионы при этом движутся к отрицательному электроду, аноду, а отрицательно заряженные — к положительному электроду, катоду. Химические реакции происходят на электродах. Фарадей провел фундаментальные исследования электролитов и создал законы, в которых говорится, что химические превращения связаны с потоком электронов (то есть электрическим током): чем больше электронов, тем больше химических превращений.

21-1. Компоненты - индивидуальные вещества, которые, будучи взяты в наименьшем числе, достаточны для построения всей системы, причем предполагается, что система находится в равновесном состоянии. Фаза совокупность однородных систем, находящихся между собой в термодинамическом равновесии. Равновесная гетерогенная система состоит из нескольких (минимум двух) фаз. Рассмотрим пример гомогенной химической реакции:2NO(г) + O2 (г) ® 2NO2 (г) V = k[NO]2[O2], моль / л . сВ гетерогенной системе "газ – твердое вещество" взаимодействие веществ возможно лишь на поверхности раздела фаз. В этом случае концентрация твердого вещества остается постоянной в единице поверхности и входит в кон-станту скорости реакции, а скорость реакции зависит лишь от концентрации газообразного вещества. Например

С(т) + О2(г) = СО2(г) , V = k[O2] моль / см2 . с За скорость химической реакции принимают изменение молярной концентрации вещества за единицу времени в единице реакционного пространства . Закон действующих масс.Это соотношение носит название закон действующих масс, который формулируется следующим образом:при постоянной температуре отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции, взятых в степенях, равных их коэффициентам, к произведению равновесных концентраций исходных веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам, есть величина постоянная.

21-2. Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоя­щие из двух или более компонентов (составных частей), количества которых могут изменяться в широких пределах. Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя, т.е. среды, в которой растворенное веще­ство равномерно распределено в виде молекул или ионов. массовая доля () - отношение массы раство­рен­ного вещества (г, кг) к массе всего раство­ра в про­центах, т.е. показывает, сколько граммов раство­­­­ренного веще­ства содержится в 100 г раствора:  =  % = 100 % ; молярная концентрация (молярность, С_М) показы­вает количество молей растворенного вещества, содер­жа­щихся в 1 л раствора С_M = = ;нормальная концентрация (нормальность, С_H) пока­зывает количество моль-эквивалентов растворенно­го вещества (эквивалентов), содержащихся в 1 л раствораС_Н = = . титр раствора (Т) показывает количество граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствораТ = . При растворении твердого вещества в воде сначала образуется ненасыщенный раствор, в котором возможно растворение следующих порций до тех пор, пока вещество не перестанет переходить в раствор и часть его не останется в виде осадка на дне стакана.При этом образуется насыщенный раствор: между веществом в насыщенном растворе и тем же веществом в осадке устанавливается состояние гетерогенного Частицы растворённого вещества переходят из осадка в раствор и обратно; при этом состав насыщенного раствора остается постоянным при T=const.Иногда приготовление раствора в особых условиях (осторожное охлаждение горячего ненасыщенного раствора) ведет не к насыщенному раствору (с осадком), а к пересыщенному раствору. Такой раствор обычно неустойчив - при введении "затравки" (кристаллика вещества) избыточное количество растворяемого вещества выпадает в осадок, и раствор становится насыщенным. Перекристаллизация, 1) п. в твёрдом состоянии — изменение кристаллического строения вещества, происходящее при его нагреве или охлаждении (без изменения агрегатного состояния); обусловливается полиморфными (аллотропическими) превращениями компонентов, входящих в состав твёрдого тела . 2) П. из растворов — процесс, состоящий в растворении кристаллического вещества с последующим выделением его кристаллов из раствора; служит для очистки кристаллических веществ от примесей.

22-1. Энергией ионизации называется энергия, необходимая для удаления электрона из атома, иона, радикала или молекулы в газовой фазе при температуре ноль Кбез передачи освобождённому электрону кинетической энергии. По группе уменьшается, по периоду увеличивается. СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ частицы (молекулы, атома, иона), миним. энергия А, необходимая для удаления электрона из соответствующего отрицат. иона на бесконечность. По группе уменьшается, по периоду увеличивается.

22-2. Они рассчитали изменение потенциальной энергии взаимодействия атомов водорода от расстояния между ними. Согласно квантово-механическим представлениям, ядро свободного атома водорода окружает электронное облако шаровой симметрии, соответствующее s-электрону. При сближении атомов Ha и Hb между ними возникают электростатические силы двух типов: 1. Силы притяжения между ядром одного атома (Ha или Hb) и электроном другого (1sb или 1sа);2. Силы отталкивания между ядрами и электронами. Сначала силы притяжения преобладают. С увеличением сил притяжения Eпот уменьшается до тех пор, пока Fпр не станет равно Fотт. По расчетам Гайтлера и Лондона, это расстояние r0 = 0.869 ｰА. Затем силы отталкивания становятся выше сил притяжения и Eпот увеличивается.Минимум на энергетической кривой показывает выигрыш энергии Е при образовании молекул из свободных атомов и отвечает устойчивому межъядерному расстоянию в молекуле Н2: по Лондону и Гайтлеру, r0 = 0.869 ｰА. Такая зависимость изменения Eпот от расстояния между ядрами имеет место для атомов водорода с антипараллельными спинами. При сближении атомов водорода с параллельными спинами электронов наблюдается только отталкивание. Энергия связи – это энергия, которая выделяется при образовании молекулы из одиночных атомов. Для водорода 430.95 Длина связи – это расстояние между ядрами взаимодействующих атомов. Ориентировочно оценить длину связи можно, исходя из атомных или ионных радиусов или из результатов определения размеров молекул с помощью числа Авогадро. В молекуле Н2 межъядерное расстояние равно 0.74 A.

23-1. Реакцию называют обратимой, если её направление зависит от концентраций веществ — участников реакции - N₂ + 3H₂ = 2NH_3. По завершении обратимой реакции, т. е. при достижении равновесия химического, система содержит как исходные вещества, так и продукты реакции. Реакцию называют необратимой, если она может происходить только в одном направлении и завершается полным превращением исходных веществ в продукты; пример — разложение взрывчатых веществ. Одна и та же реакция в зависимости от условий (от температуры, давления) может быть существенно обратима или практически необратима. ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ КОНСТАНТА величина, выражающая соотношение между концентрациями (парциальными давлениями, летучестями, активностями) компонентов системы в состоянии химического равновесия. Численные значения химического равновесия константы позволяют рассчитывать выход продуктов реакции в данных условиях по начальным концентрациям реагирующих веществ. Правило Ле Шателье. Если изменить хотя бы одно из условий, при которых система находится в состоянии химического равновесия (концентрацию веществ, давление, температуру), то равновесие смещается в направлении, способствующем ослаблению этого воздействия. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом;при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом. При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции;при повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)