Вплив тиску. В разі підвищення тиску хімічна рівновага зміщується в бік зменшення об’ємів ( N2 + 3H2 2NH3 ), а в разі зменшення тиску – в бік зростання об’ємів ( 2NH3 N2 + 3H2 ).
Якщо реакція відбувається без зміни об’ємів реагуючих газів, наприклад,
N2 + О2 2NО , то тиск не впливає на стан рівноваги.
ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН ТА ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ Д.І. МЕНДЕЛЄЄВА.
БУДОВА АТОМА
Періодичний закон. Властивості хімічних елементів та утворюваних ними простих і складних речовин перебувають у періодичній залежності від величини заряду ядра атомів цих елементів.
Основні закономірності періодичної системи.
-
У періодах зі збільшенням порядкового номера спостерігається поступове посилення неметалічних властивостей та послаблення металічних.
-
У головних підгрупах зі збільшенням порядкового номера посилюються металічні властивості елементів та послаблюються неметалічні.
-
Вища валентність елементів у сполуках з Оксигеном відповідає номеру групи.
-
Порядковий номер хімічного елемента збігається із зарядом ядра його атома.
-
Максимальна кількість електронів на енергетичному рівні обчислюється за формулою: N = 2n2, де n – головне квантове число (номер рівня).
-
Заряд атомного ядра (порядковий номер елемента) визначає хімічні властивості елемента.
-
Заповнення електронами атомних орбіталей відбувається в зв’язку з збільшенням енергії приблизно в такому порядку (за правилом В.М.Клгоечковсько):
1S 2S 2P 3S 3P 4S 3d 4P 5S 4d 5P 6S 4f 5d 6P 7S 5f 6d 7P
-
На кожній орбіталі може перебувати не більше двох електронів (принцип Паулі).
-
Спочатку заповнюється половина кожної орбіталі; коли вичерпано всі вільні орбіталі, вони заповнюються повністю (правило Гунда).
БУДОВА ЕЛЕКТРОННИХ ОБОЛОНОК
АТОМІВ ЕЛЕМЕНТІВ ПЕРШИХ ТРЬОХ ПЕРІОДІВ
ЕНЕРГЕТИЧНИЙ РІВЕНЬ
|
ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ПІДРІВЕНЬ
|
КІЛЬКІСТЬ ОРБІТАЛЕЙ
НА ПІДРІВНІ НА РІВНІ
|
МАКСИМАЛЬНА КІЛЬКІСТЬ ЕЛЕКТРОНІВ
НА ПІДРІВНІ НА РІВНІ
|
1(K)
|
S
|
1
|
1
|
2
|
2
|
2(L)
|
S
|
1
|
4
|
2
|
8
|
|
P
|
3
|
|
6
|
|
3(M)
|
S
|
1
|
9
|
2
|
18
|
|
P
|
3
|
|
6
|
|
|
d
|
5
|
|
10
|
|
4(N)
|
S
|
1
|
16
|
2
|
32
|
|
P
|
3
|
|
6
|
|
|
d
|
5
|
|
10
|
|
|
f
|
7
|
|
14
|
|
S – орбіталі мають сферичну форму;
P – орбіталі мають форму гантелі;
d, f… − орбіта лі мають форму пелюстків квітки.
Електрони розміщуються на різних відстанях від ядра, формуючи електронні шари, або рівні. Рівні розщеплюються на підрівні, що мають орбіта лі різної форми.
Початок періоду: атоми металів легко віддають електрони, утворюючи позитивно заряджені йони (катіони) – проявляють металічні властивості.
Кінець періоду: атоми неметалів легко приймають електрони, утворюючи негативно заряджені йони – проявляють неметалічні властивості.
Періодична зміна властивостей пояснюється певною повторюваністю в заповненні зовнішніх електронних шарів.
В групах зверху донизу:
Li ― збільшується число електронних рівнів;
Na ― збільшуються радіуси атомів;
K ― послаблюється притягання електронів до ядра;
Rb ― послаблюється здатність приєднувати електрони;
Cs ― посилюються металічні властивості.
Металічні властивості зростають зверху донизу і справа наліво.
-
Неметалічні властивості зростають зліва направо і знизу доверху.
-
Ізотопи – різновиди атомів одного й того самого елемента, що мають однаковий заряд ядра, але різне масове число.
Електрон − це елементарна частинка з найменшим негативним електричним зарядом, який тільки може існувати (1,602 ∙ 10−19 Кл); маса електрона дорівнює 9,11 ∙ 10−31 кг.
ПАМ’ЯТКА – ПЛАН
ДЛЯ СКЛАДАННЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕМЕНТІВ
ЗА ПОЛОЖЕННЯМ У ПЕРІОДИЧНІЙ СИСТЕМІ ТА БУДОВОЮ АТОМІВ
-
Назва елемента, його символ, відносна атомна маса Аr.
-
Положення у періодичній системі:
-
порядковий номер;
-
номер періоду;
-
номер групи, підгрупа.
ІІІ. Будова атома:
-
заряд ядра;
-
кількість протонів, електронів, нейтронів;
-
електронна формула, коміркова структура зовнішнього шару;
-
кількість електронних рівнів;
-
кількість електронів на зовнішньому рівні, кількість електронів, що не вистачає до завершення.
ІV. Метал чи неметал:
властивості простої речовини:
-
для металів
|
для неметалів
| -
з киснем;
б) з неметалами;
в) з кислотою.
| -
з киснем;
-
з металами;
-
з воднем.
|
V. Вищий оксид:
-
формула, місце у класифікації (характер);
-
властивості:
-
для основних оксидів
|
для амфотерних оксидів
|
для кислотних оксидів
| -
з водою;
-
з кислотними оксидами;
-
з кислотами.
|
а) з кислотами;
б) з лугами.
|
а) з водою;
б) з основними
оксидами;
в) з лугами.
|
VІ. Вищий гідроксид:
-
формула, місце у класифікації (характер);
-
властивості:
-
для основ
|
для амфотерних гідроксидів
|
для кислот
| -
з кислотами;
-
з кислотними оксидами;
-
з солями.
|
а) з кислотами;
б) з лугами;
в) розклад за
температури
|
а) з основами;
б) з основними
оксидами;
в) з солями;
г) з металами.
|
VІІ. Воднева сполука.
Для металів:
-
метали головних підгруп утворюють гідриди, нелеткі сполуки;
-
метали побічних підгруп не утворюють водневі сполуки.
Для неметалів:
-
неметали ІІІ, ІV груп утворюють леткі сполуки;
-
неметали V групи утворюють леткі сполуки;
-
неметали VІ, VІІ груп утворюють леткі сполуки – кислоти.
РОЗЧИНИ
Розчини – гомогенні термодинамічно стійкі системи змінного складу, що складаються з двох і більше компонентів.
Розчинник – речовина, кількість якої переважає і агрегатний стан якої не змінюється під час утворення розчину.
Стійкість визначається розміром розприділених частинок:
10―9м → молекулярні, істинні розчини; розчини електролітів;
10―7м → колоїдні розчини;
10―4м - 10―5м → суспензії (тверді в рідині); емульсії (рідкі в рідкому)
Процес утворення розчину є проміжним між хімічним і фізичним процесами. Д.І. Менделєєв розробив гідратну теорію, згідно з якою під час утворення розчинів відбуваються не тільки фізичні, а й хімічні процеси.
У процесі розчинення частинки речовини, що розчиняється, утворюють з молекулами розчинника відносно нестійкі сполуки, які часто мають змінний склад і називаються сольватами (якщо розчинником є вода – гідратами).
Під час розчинення речовини відбуваються такі процеси: зв'язок між частинками (молекулами, атомами, йонами) у речовині, яка розчиняється, та розчиннику руйнується, що супроводжується поглинанням теплоти; одночасно утворюються сольвати, внаслідок чого виділяється теплота; далі відбувається розподіл сольватованих частинок речовини, яка розчиняється, в розчиннику, що супроводжується поглинанням теплоти. Загальний тепловий ефект процесу розчинення буде позитивним або негативним залежно від того, що переважатиме: тепловий ефект сольватації частинок, чи сума теплових ефектів дифузії та руйнування зв’язків між частинками речовини, яка розчиняється.
Розчинення, розчинність подібне розчиняється в подібному
розчинення
Надлишок тверда речовина тверде в розчині над твердою
кристалізація речовиною
Насиченими називаються розчини, що перебувають в стані рівноваги з надлишком речовини, яка розчиняється.
Ненасиченими називаються розчини, в яких розчинювала речовина, що добавляється, може ще розчинятися.
Перенасиченим називають розчин, в якому розчиненої речовини міститься більша кількість, ніж її може розчинятися за даних умов.
Концентрація розчиненої речовини – це відношення кількості або маси розчиненої речовини до об’єму розчину.
Молярна концентрація (М) – це відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину (моль/л).
Молярна концентрація еквівалента (Сек., н) – це відношення еквівалентної кількості розчиненої речовини до об’єму розчину (моль/л).
Склад розчину можна виразити як концентрацією, так і часткою розчиненої речовини.
Масова частка (W) – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину. Масову частку виражають у частках одиниці або у відсотках.
ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИСОЦІАЦІЇ
( С. Арреніус, 1887р.)
Основні положення сучасної теорії електролітичної дисоціації.
-
У результаті розчинення у воді (або в іншому полярному розчиннику), а також у процесі розплавлення електроліти розпадаються на позитивно та негативно заряджені йони. Процес розпаду електролітів на йони називають електролітичною дисоціацією.
-
У розчинах йони утворюються з полярних молекул та йонних кристалів речовин, а в розплавах – лише з речовин з йонним типом зв’язку.
-
У водних розчинах йони оточені гідратною оболонкою – гідратовані йони.
-
Йони у водному розчині або розплаві рухаються хаотично. Якщо в розчин або розплав електроліту занурити електроди й додати електричної напруги, то рух йонів стає спрямованим: позитивно заряджені йони рухаються до катода (негативно зарядженого електрода) й називаються катіонами, а негативно заряджені йони – в напрямку анода ( позитивно зарядженого електрода) та називаються аніонами.
-
Дисоціація – оборотній процес.
-
Електрична провідність розчинів і розплавів електролітів зумовлена наявністю позитивно й негативно заряджених йонів, що вивільнюються внаслідок електролітичної дисоціації, тобто електролітів – це провідники з йонною провідністю.
ПАМ’ЯТКА ДЛЯ НАПИСАННЯ РЕАКЦІЙ ОБМІНУ МІЖ РОЗЧИНАМИ ЕЛЕКТРОЛІТІВ
Реакції йонного обміну – хімічні реакції, що відбуваються в розчинах електролітів за участі йонів без зміни ступенів окислення елементів.
Умови протікання реакцій йонного обміну “ до завершення”
(правило Бертоллє)
-
Коли утворюються речовини, що практично не дисоціюють та залишають сферу реакції
|
Реакція не протікає
|
1.Осад
_____________
2.Летка
речовина
_____________
3.Слабкі
електроліти
|
Нерозчинні або малорозчинні сполуки
__________________________
Леткі кислоти: HCl, HF, HBr, HI, H2S, HNO3.
Нестійкі кислоти:
↗ Н2О
Н2СО3
↘ СО2
↗ Н2О
Н2SО3
↘ SО2
__________________________
Н2О, СН3СООН, NH3
|
Суміш йонів,
реакція не протікає
Na2SO4 + KCl
Йони : Na+ , SO42−,
K+ , Cl− .
|
Умовна класифікація електролітів залежно від ступеня дисоціації
-
Сильні електроліти – під час розчинення у воді цілком дисоціюють на йони: α > 30%
|
Слабкі електроліти – під час розчинення у воді погано дисоціюють на йони: α < 30%
|
Усі розчинні солі, багато мінеральних кислот (HCl, HBr, HI, HNO3, Н2SО4, НMnO4, HClO4), луги (KOH, NaOH)
|
Деякі мінеральні кислоти (Н2СО3, H2S, Н2SіО3, HNO2), майже всі органічні кислоти, багато бінарних сполук, гідроксиди металів
|
Алгоритм складання йонного рівняння реакцій
-
Запишіть молекулярне рівняння реакції, звертаючи особливу увагу на правильність складання формул речовин, що утворюються. Перевірте за валентністю. Розставте коефіцієнти.
3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 + 3NaCl
-
За допомогою таблиці розчинності визначте розчинність кожної речовини.
р р н р
3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 + 3NaCl
-
Складіть повне йонне рівняння. Для цього прості речовини, оксиди, нерозчинні солі та слабкі електроліти запишіть у молекулярному вигляді (Н2, СаО, АgCl, H2O), а розчинні солі, луги, сильні кислоти – в йонному.
3Na+ + 3OH− + Fe3+ + 3Cl− → Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl−
-
Складіть скорочене йонне рівняння. Для цього потрібно відкинути (закреслити) йони, що не беруть у реакції безпосередньої участі (однакові у правій та лівій частинах повного йонного рівняння).
3Na+ + 3OH− + Fe3+ + 3Cl− → Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl−
3OH− + Fe3+ → Fe(OH)3↓
Примітка.
-
Малорозчинні солі, основи та інші сполуки з йонним типом зв’язку є сильними електролітами, тобто дисоціації піддаються.
-
Сума електричних зарядів йонів у лівій частині рівняння має дорівнювати сумі електричних зарядів йонів у правій частині.
-
Умови протікання до завершення реакцій обміну в розчинах електролітів:
― утворення осаду;
― виділення газу;
― утворення води або іншого слабкого електроліту.
Властивості кислот, основ і солей
у світлі теорії електролітичної дисоціації
-
Електроліти
|
Характерні спільні йони
|
Характерні властивості
|
кислоти
|
Н+
|
Діють на індикатори (лакмус – червоний).
Реагують з йонами ОН− з утворенням води Н+ + ОН− → H2O
|
основи (луги)
|
ОН−
|
Діють на індикатори (лакмус – синій, фенолфталеїн – малиновий).
Реагують з йонами Н+ з утворенням води ОН− + Н+ → H2O
|
солі
|
спільних йонів нема
|
Спільні хімічні властивості відсутні.
|
Достарыңызбен бөлісу: |