 |
Основные положения атомно-молекулярного учения. Атом. Молекула. Относительный атомная и молекулярная массы. Моль. Молярная масса.
|
|
|
|
Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый М.В. Ломоносов. Основные положения этого учения:
1. Все вещества состоят из молекул
2. Молекулы состоят из атомов
3. Частицы – молекулы и атомы – находятся в непрерывном движении
4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ – из различных атомов.
Молекула – это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами.
Атом – наименьшая частица химического элемента, входящая в состав простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям:
Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Относительная атомная масса.
Относительной атомной массой Ar химического элемента называется величина, равная отношению средней массы атома естественного изотопического состава элемента к 1/12 массы атома углерода 12С.
Относительная атомная масса – одна из основных характеристик химического элемента.
Относительная молекулярная масса.
Относительной молекулярной массой Mr вещества называется величина, равная отношению средней массы молекулы естественного изотопического состава вещества к 1/12 массы атома углерода 12С.
Относительная молекулярная масса численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы вещества. Например,
Mr(H2O)=Ar(H)*2+Ar(O).
Mr(H2O)=1*2+16=18.
Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома 12С. Так, молекулярная масса воды равна 18. Это означает, что масса молекулы воды в 18 раз больше, чем 1/12 атома 12С. Относительная молекулярная масса – одна их основных характеристик вещества.
|
|
|
Моль.
Моль – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов и других), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода 12С.
Молярная масса.
Молярная масса – величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества.
Вопрос№5.
Закон Авогадро. Молярный объем газа. Относительная плотность газа.
Изучение свойств газов позволило Авогадро высказать гипотезу, которая впоследствии была подтверждена опытными данными, а потому стала называться законом Авогадро:
В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.
Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем. Этот объем можно вычислить, если известна масса 1 л газа. При нормальных условиях, т.е. температуре 273К (0 0С) и давлении 101 325 Па, масса 1л водорода равна 0,09 г, молярная масса его равна 1,008*2=2,016 г/моль. Тогда объем, занимаемый 1 моль водорода, равен
2,016 г/моль / 0,09 г/л = 22,4 л/моль.
При тех же условиях масса 1л кислорода 1,429 г; молярная масса 32г/моль. Тогда 32/1,429=22,4.
Следовательно,
При нормальных условиях 1 моль различных газов занимает объем, равный 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом газа (Vm).
Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества.
Vm=V/n.
Относительная плотность газа.
Отношение массы определенного объема одного газа к массе другого газа, взятого при тех же условиях, называется плотностью первого газа по второму (D):
M1/M2=D, отсюда M1=M2D.
Обычно плотность газа определяется по отношению к самому легкому газу – водороду (DH2).
|
|
|
M=2 DH2
Вопрос№6.
Корпускулярно-волновой дуализм электрона. Электронная орбиталь.
В основе современной теории строения атомов лежат следующие положения:
· Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу. Он может вести себя как частица и как волна. Как частица обладает определенной массой и зарядом, в тоже время движущийся поток электронов проявляет волновые свойства. Для электрона невозможно одновременно и точно измерить координату и скорость.
· Электрон в атоме не движется по определенной траектории, а может находиться в любой части околоядерного пространства.
Пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона, называется орбиталью.
Орбитали атома имеют разные размеры. Очевидно, что электроны, движущиеся в орбиталях меньшего размера, сильнее притягиваются ядром, чем электроны, движущиеся в орбиталях большего размера. Электроны, которые движутся в орбиталях близкого размера, образуют электронные слои. Электронные слои называют также энергетическими уровнями. Энергетические уровни нумеруются, начиная от ядра: 1,2,3,4,5,6,7.
Вопрос№7.
Квантовые числа. Правило заполнения электронами энергетических уровней и подуровней. Принц Паули, правило Хунда, принцип наименьшей энергии.
Главное квантовое число n определяет общую энергию электрона на данной орбитали. Принимает значения целых чисел от 1 до +00. Совокупность орбиталей, которые имеют одинаковое значение главного квантового числа – это энергетический уровень. Главное квантовое число равно числу энергетических уровней.
Побочное квантовое число l, характеризует различное энергетическое состояние электронов на данном уровне, определяет форму орбиталей и принимает значение от 0 до n-1. Энергетические уровни состоят их энергетических подуровней, а подуровни – это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму.
Магнитное квантовое число ml, характеризует ориентацию орбитали в пространстве. Принимает значение от –L через 0 до +L.
Спиновое квантовое число ms, характеризует вращение электрона вокруг своей оси. Принимает значение +1/2, -1/2.
|
|
|
При составлении электронной конфигурации атомов, учитывают принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда.
Принцип наименьшей энергии.
В атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была наименьшей. Этот принцип справедлив только для основного состояния атомов. В возбужденном состоянии электроны могут находится на любых орбиталях атомов, если при этом не нарушается принцип Паули.
Принцип Паули.
В атоме не может быть 2-ух электронов у которых все 4-е квантовых числа были бы одинаковыми.
На каждой орбитали может быть не более 2-ух электронов. Причем они должны иметь противоположные спины.
Правило Хунда (Гунда).
Заполнение орбиталей в основном состоянии атома начинается одиночными электронами с одинаковыми спинами, после того, как одиночные электроны займут все орбитали, происходит заполнение вторыми электронами с противоположными спинами.
Вопрос№8.
|
|
|
