Контрольные билеты (химия)
Билет10
Соединениясложного состава,у которых можновыделить центральныйатом (комплексообразователь)и непосредственносвязанные сним молекулыили ионы (лиганды),называютсякомплекснымисоединениями.По координационнойтеории Вернерав каждом комплексномсоединенииразличаютвнутреннююи внешнюю сферы.Внутреннююсферу называюткомплексом.При написаниихимическихформул комплексныхсоединенийвнутреннююсферу заключаютв квадратныескобки. Например,в комплексномсоединенииK2[Cd(CN)4]внутренняясфера представленаионом [Cd(CN)4],внешняя сфера- двумя положительнозаряженнымиионами К . Центральныйатом внутреннейсферы комплексногосоединения,вокруг которогогруппируютсяионы или молекулы,называетсякомплексообразователем(Cd).Частицы, непосредственносвязанные скомплексообразователем,называютсялигандами(CN).Число лигандовв комплексеназываетсякоординатнымчислом комплексообразователя.Координатноечисло показываетчисло мест вовнутреннейсфере комплексногосоединенияиличисло мествокруг комплексообразователя,на которыхмогут разместитьсялиганды. Корд.числа имеютзначения от2 до 12.
Различаюткатионные,анионные инейтральныекомплексы.Комплекс сположительнымзарядом называюткатионным, сотрицательным– анионным, снулевым –нейтральным.Лиганды, которыезанимают 1координационноеместо у центр.атома – монодентатные,2 и более – полидентатные.
Одна изсамых современныхсистем классификациикомп. соединенийделит их на 4класса: 1 – комплексныесоединения,содержащиемолекулярныемонодентатныелиганды; 2 –комплексныесоединениясодержащиеионные лиганды;3 – циклическиекомплексныесоединения;4 – многоядерныекомплексныесоединения.
2. Во многихреакциях происходитперемещениеэлектроновот одних частицк другим. Такиереакции называютокислительно– восстановительными.Для характеристикисостоянияэлементов всоединенияхвведено понятиестепени окисления.Числоэлектронов,смещенных отатома данногоэлемента илик атому данногоэлемента всоединении,называют степеньюокисления.положительнаястепень обозначаетчисло электронов,которые смещаютсяот данного ,аотрицательная– число электроновкоторые смещаютсяк данному атому.Из этого определенияследует, чтов соединенияхс неполярнымисвязями степеньокисленияэлементов равнанулю. При определениистепени окисленияэлементов всоединенияхс полярнымисвязями сравниваютзначения ихэлектроотрицательностей.Любая окислительно- восстановительнаяреакция состоитиз процессовокисления ивосстановления.Окисление –это отдачаэлектроноввеществом, т.е.повышениестепени окисленияэлемента.Восстановление– это смещениеэлектроновк веществу илипонижениестепени окислениеэлемента. Вещество,принимающееэлектроны,называетсяокислителем.В ходе окислительно-восстановительнойреакции степеньокисленияэлемента понижается,восстановительотдает своиэлектроныокислителю.Реакции, в которыхокислителии восстановителипредставляютсобой различныевещества, называютмежмолекулярными.В некоторыхреакциях окислителямии восстановителямимогут бытьатомы однойи той же молекулы.Такие реакцииназываютвнутримолекулярными.Разновидностьюокислительно-восстановительныхреакций являетсядиспропорционирование(самоокисление– самовосстановление),при которомпроисходитокисление ивосстановлениеатомов и ионоводного и тогоже элемента.В окислительно-восстановительныхреакциях могутучаствоватьионы и молекулысреды.
Билет11
Взависимостиот условийокружающейсреды и в первуюочередь оттемпературыи давленияхимическиевещества могутнаходитьсяв различныхагрегатныхсостояниях.
Аморфноесостояние:Методом изобарическогоохлаждения(при постоянномдавлении),изотермическогосжатия жидкостейили переохлаждениемрасплавов можнополучить некоторыевещества ваморфном состоянии.Вещество втаком состояниине имеет дальнегопорядка, оноизотропно (т.е.его свойстване зависят отнаправления),плавится непри определеннойтемпературе,а в некоторомтемпературноминтервале.Твердое аморфноесостояниевещества можетрассматриватьсякак переохлажденнаяжидкость. Типичнымпримерамиаморфных телмогут служитьстекла, поэтомуаморфное состояниеназывают такжестеклообразным.
Кристаллическоесостояние:Большинствотвердых телв окружающемнас мире являютсякристаллическими,т.е. образующиеих частицырасположенырегулярно втрехмерномпространстве.В монокристаллахэта регулярностьраспространяетсяна весь объемтвердого тела,в поликристаллическихобразцах имеютсярегулярныеобласти – зерна,размеры которыхзначительнопревышаютрасстояниямежду микрочастицами.Регулярноерасположениеобразующихкристалл микрочастицможет бытьизображенов виде кристаллическойрешетки.
Различаютмолекулярные,ковалентные,ионные, металлическиекристаллы икристаллы сосмешаннымисвязями.
Дефектыкристаллов– это структурныенарушениякристаллов.Можно указатьдве основныепричины возникновениядефектов вкристаллах.Первая обусловленатепловым движениемчастиц, формирующихкристалл. Другойвид дефектовсвязан с наличиемпримесей. Дефектыв кристаллахмогут возникатьи как следствиевоздействияна них внешнихмеханическихнагрузок.
Точечныедефекты возникаюттогда, когдаотдельные,изолированныеатомы, молекулыили ионы покидаютсвои места вузлах кристаллическойрешетки и переходятили в междоузлие,или на поверхностьрешетки , оставляянезаполненныйузел, называемыйвакансией.Более сложнымвидом нарушенийструктурыкристаллаявляются линейныедефекты илидислокации.Их возникновениеобусловленонарушениемместоположенияцелой группычастиц, размещенныхвдоль какой–либо воображаемойлинии в кристалле.
2.Внекоторыхреакциях окислителямии восстановителямимогут бытьатомы однойи той же молекулы.Такие реакцииназываютвнутримолекулярными.Обычно этореакции разложениявеществ, например
Вданной реакциистепень окисленияувеличивается(окисления) , астепень окисленияводорода уменьшается(восстановление).
Билет 12
1.
2.Электрическаяработа равнапроизведениюразности потенциаловна количествоэлектричества.Максимальнаяразность потенциаловэлектродов,которая можетбыть полученапри работегальваническогоэлемента, называетсяэлектродвижущейсилой (ЭДС) элемента. Она равна разностиравновесныхпотенциаловкатода и анодаэлемента.
ЭДСэлемента равнаразности потенциаловравновесныхэлектродов:
Еслипотенциалодного из электродовпринять равнымнулю, то относительныйпотенциалвторого элементабудет равенЭДС элемента.Таким образом,можно определитьотносительныйпотенциалэлектрода. Зануль принятпотенциалстандартноговодородногоэлектрода.Такой электродсостоит изплатинированнойплатины, контактирующейс газообразнымводородом,находящимсяпод давлением101кПа (р=1), и раствором,в котором активностьионов Н равнаединице. Дляопределенияпотенциаловэлектродовпо водороднойшкале собираютгальваническийэлемент, однимиз электродовкоторого являетсяизмеряемый,а вторым –стандартныйводородныйэлектрод. Схемутакого элементазаписываютследующимобразом: слева– водородныйэлектрод, справа– измеряемыйэлектрод.
Потенциалыметаллическихэлектродов.Потенциал,устанавливающийсяна электродепри равновесии,называетсяравновеснымпотенциаломметалла.
Потенциалыгазовых электродов.Газовые электродысостоят изметаллическогопроводника,контактирующегоодновременнос газом и раствором,содержащимионы этогогаза. Металлическийпроводникслужит дляподвода и отводаэлектронови, кроме того,являетсякатализаторомэлектроднойреакции (ускоряетустановлениеравновесияна электроде).Металлическийпроводник недолжен посылатьв раствор собственныеионы. Лучшевсего удовлетворяютэтому условиюплатина и платиновыеметаллы, поэтомуони чаще всегоиспользуютсяпри созданиигазовых электродов.Так как в равновесныхреакциях газовыхэлектродовучаствуютгазообразныекомпоненты,то электродныепотенциалыэтих электродовзависят отпарциальныхдавлений газов.
Билет13
1.Кислотой являетсяэлектролит,который диссоциируетс образованиемионов Н . Сильныекислоты диссоциируютпрактическиполностью, услабых кислотдиссоциированалишь частьмолекул. О силекислот можносудить по константедиссоциации.Электролитдиссоциирующийс образованиемионов ОН называютоснованием.Кислота являетсяакцептором,а основание– донором электронов.При взаимодействиикислот с металламистоящими в рядуактивностидо водородаобразуетсясоль и выделяетсяН2, а при взаимодействииНNO3с металламиН никогда невыделяется,а образуетсянитрат этогометалла, Н2О итретий продукт,зависящий отконцентрациикислоты и отсамого металла.
2.Электролизомназывают процессы,происходящиена электродахпод действиемэл. тока, подаваемогоот внешнегоисточника. Приэлектролизепроисходитпревращениеэлектрическойэнергии в химическую.Электрод, накотором идетреакция восстановления(катод), у электролизераподключен котрицательномуполюсу источникатока. Электрод,на которомпротекаетреакция окисления(анод), подключенк положительномуполюсу источникатока. Восстановлениеионов металлаявляется катоднымпроцессом ипроисходитна отрицательномэлектроде, т.е.электроде,накоторый поступаютэлектроны отвнешнего источникатока. Окислениеионов являетсяанодным процессоми происходитна положительномэлектроде, скоторого электроныидут во внешнююцепь. При прохождениитока изменяютсяпотенциалыэлектродовэлектролизера,т.е. возникаетэлектроднаяполяризация.Вследствиекатодной поляризациипотенциалкатода становитсяболее отрицательным,а из-за аноднойполяризациипотенциал анодастановитсяболее положительным.
Билет 14
Многиехимическиепроцессы, имеющиебольшое значениев технике, относятсяк числу гетерогенныхреакций: горениетвердого ижидкого топлива,химическаяи электрохимическаякоррозия металлови сплавов. Реакцияв гетерогеннойсистеме осуществляетсяна поверхностираздела фаз.
Двухэлектроднаясистема, в которойсамопроизвольнопротекаетокислительно-восстановительныйпроцесс, называетсягальваническимэлементом. Припротеканииэлектрохимическогопроцесса вгальваническомэлементе передачаэлектроновот восстановителяк окислителюосуществляетсячерез внешнийучасток цепи,в котором создаетсянаправленныйпоток электронов– электрическийток. Гальваническийэлемент состоитиз двух электродов,каждый из которыхпредставляетсобой металлическуюпластинку,помещеннуюв раствор солисоответствующегометалла. Электрическаяцепь гальваническогоэлемента состоитиз внешнегои внутреннегоучастков. Внешнийучасток цеписоединяетметаллическиепластинкиэлектродовчерез потребителяэлектрическойэнергии илиэлектроизмерительныйприбор. Внутреннийучасток цеписоединяетрастворы солейчерез «солевоймостик» - трубку,заполненнуюрастворомсильного электролита.Характер электродныхпроцессовопределяетсязначениямиэлектродныхпотенциалов.Окислениепротекает наэлектроде,включающемболее сильныйвосстановитель,т.е. анодом(отрицательнымполюсом гальваническогоэлемента) являетсяэлектрод сменьшим значениемэлектродногопотенциала.Электрод сбольшим значениемэлектродногопотенциалаявляется катодомгальваническогоэлемента(положительнымполюсом).
2. Хроматографическимметодом называютметод разделения,при которомкомпонентысмеси распределяютсямежду неподвижнымслоем твердогопоглотителяи потоком газаили раствора.В качестветвердых поглотителейприменяют оксидалюминия,активированныйуголь и иониты,как природные,так и синтетические.Хроматографияшироко применяетсядля анализасложных смесейкомпонентов,выделения иразделенияразнообразныхвеществ, получениявеществ высокойстепени чистоты.Например, очисткаполупроводниковыхматериалов,удаление примесейиз газов.
Билет15
1.Скорость реакции определяетсячислом молейвещества,превращенногоза единицувремени в единицеобъема. Скоростьреакций зависитот следующихосновных факторов:природы реагентов,концентрацииреагирующихвеществ, температурыи присутствиякатализаторов.Скорость хим.реакции прямопропорциональнапроизведениюконцентрацийреагирующихвеществ в степениих стехиометрическихкоэффициентов,если уравнениереакции соответствуетмеханизмупроходящейреакции. Константаскорости реакцииравна скоростиреакции приконцентрациивсех реагентов,равных единице.С повышениемтемпературыскорости химическихреакций сильновозрастают.
2.Полимеры –высокомолекулярныесоединения,которые характеризуютсямолекулярноймассой от несколькихтысяч до многихмиллионов.Молекулы полимеров,называемыетакже макромолекулами,состоят избольшого числазвеньев. Различаютнеорганические,органическиеи элементоорганическиеполимеры.Органическиеподразделяютсяна природныеи оптические.
Полимерыполучают методамиполимеризациии поликонденсации.Полимеризация– это реакцияобразованияполимеров путемпоследовательногоприсоединениямолекул низкомолекулярноговещества (мономера).Поликонденсация– реакция синтезаполимера изсоединений,имеющих двеили болеефункциональныегруппы, сопровождающаясяобразованиемнизкомолекулярныхпродуктов.
Билет4
1.Состояниехимическогоравновесиядостигаетсяпри равенствескоростейпрямой и обратнойреакций(кинетическоеусловие равновесия), при этом составсистемы остаетсяпостоянным, а значениеэнергии Гиббсадостигаетминимальногозначения и современем неизменяется(∆G=0– термодинамическоеусловие равновесия).
Основнымзаконом химическогоравновесияявляется закондействия масс (ЗДМ), которыйв случае гомогеннойреакции можносформулироватьследующимобразом:
отношениепроизведенияравновесныхконцентраций(парциальных давлений – длягазовых реакций) продуктовреакции в степениих стехиометрическихкоэффициентовк аналогичномупроизведениюдля исходныхвеществ приданной температуреесть величинапостоянная.
,где Кс и Кр –константыравновесияреакции, выраженныесоотв. черезравновесныеконцентрациии парциальныедавления веществ.Величина конст.равновесияуказывает настепень протеканияреакции (слеванаправо): еслиКс(Кр)>1, то вравновеснойсмеси преобладаютпродукты реакции,если выполн.обратное соотношениеКс(Кр)гетерогенныхреакций с участиемгазообразныхвеществконцентрации(парциальныедавления) веществ,находящихсяв конденсированнойфазе(жидкой илитвёрдой ) считаютсявеличинамипостояннымии ввыражениеконстантыравновесияне входят.Константаравновесиясвязана стермодинамическимипараметрамисистемы уравнениемизотермы химическойреакции:
Приизмененииусловий протеканияреакции (составасмеси, давления,темп.) состояниеравновес. смещ.в сторону протеканияпрямой (слеванаправо) илиобратной (справана лево) реакции.Направлениесмещения равновесияв качественнойформе подчиняетсяпринципу Ле-Шателье:изменениеусловий в равновеснойсистеме приводитк смещениюравновесияв направлениипротеканияпроцесса,ослабляющегопроизведенноевоздействие.
а).Влияние составареакционнойсмеси.
Приувеличенииконцентраций(парц.давлений) исходныхвеществ илипри уменьшенииконц. продуктовреакции равновесиесмещ. в сторонупротеканияпрямой реакции(вправо);
приувелич. конц.продуктовреакции илиуменьшенииконц. исходныхвеществ равновесиесмещается всторону протеканияобратной реакции(влево).
б).Влияние температуры.
Приувеличении температурыравн. смещаетсяв сторону протеканияэндотермическойреакции(∆H>0);
При уменьшениитемп. равновесиесмещ. в сторонупротеканияэкзотермическогопроцесса (∆Н
в).Влияниеобщего давленияв системе.
Приувеличенииобщего давления(уменьш. объёма)равновесиесмещ. в сторонупротек. тойреакции, прикоторой уменьшаетсяколич. газообразных веществ (в сторонууменьш. суммарногообъёма газов).
2.Вгомоядерныхдвухатомныхмолекулах (т.е.в молекулах,содержащихядра атомоводного итогоже элемента)одна или неск.пар электроновв равной мерепринадлежатобоим атомам.При образованиимолекул Н2 , Cl2, F2,O2и т.п. каждоеядро атома содинаковойсилой притягиваетпару связывающихэлектронов.Такая связьназыв. неполярнойковалентнойсвязью.
СогласноПолингу, силапритяженияэлектрона катому в ковалентнойсвязи характеризуетсяэлектроотрицательностью.Если взаим.атомы харак.различной ЭО,то обобществ.пара электроновсмещается кядру болееэлектроотрицательногоатома. Еслипара электронов,образ. хим. связь,смещена к одномуиз ядер атомов,то связь назыв.полярной ковалентнойсвязью.
Билет5
1.Скоростьреакции (v)определяетсячислом молейвещества (n),превращенногоза единицувремени (t)в единице объема(V):
Скоростьреакций зависитот следующихосновных факторов:природы реагентов,концентрацииреагирующихвеществ, температурыи присутствиякатализаторов.
Зависимостьскорости реакцииот концентрацииреагирующихвеществ определяетсязаконом действиямасс:
скоростьхимическойреакции прямопропорциональнапроизведениюконцентрацийреагирующихвеществ в степениих стехиометрическихкоэффициентов,если уравнениереакции соответствуетмеханизмупроходящейреакции.
2.Гетерогенныесистемы из двухили более фазс сильно развитойповерхностьюраздела междуними получилиназвание дисперсныхсистем. Вещество,которое в дисперснойсистеме образуетсплошную фазу,называетсядисперсионнойсредой, а то(или те), чторассеяно всреде в видечастиц, капельили пузырьков,- дисперснойфазой. Дисперсныесистемы с частицамиразмером более100нм называютгрубодисперснымиили взвесями.Системы с частицамименьших размеров(1до100нм)называют каллоидными.Если дисперсионнаясреда газообразна,то дисперснаясистема являетсяаэрозолем илиаэрогелем(туманы, дымы).К системам сжидкой дисп.средой относятсуспензии,эмульсии, пеныи д.р. Существ.также дисперсныесистемы с твёрдойдисп. средой:гетерогенныесплавы, стекла,пеноматериалы.
Билет6
1.Однимиз наиболеераспространенныхметодов ускоренияхимическихреакций являетсякатализ. Этотметод осуществляетсяс помощьюкатализаторов - веществ, резкоувеличивающихскорость реакции,но не расходующихсяв результатеее протекания.Если катализатори взаимодействующиевещества образуютоднофазнуюсистему, катализназывают гомогенным.Если же катализаторнаходится всистеме в видесамостоятельнойфазы, катализназываютгетерогенным.
Гомогенный:Химическоевзаимодействиекатализаторас исходнымивеществаминаправляетреакцию попути, отличномуоттого, чтоосуществляетсяв отсутствиекатализатора.В результатеэтого уменьшаетсяэнергия активациипротекающеговзаимодействияи увеличиваетсяего скорость.В общем видесхему гомогеннойкаталитическойреакции можнопредставитьсебе так:
вотсутствиекатализатора
А
ВвприсутствиикатализатораК
А
+К [AK](перваястадия), [
AK] В+К (втораястадия).Гетерогенный: Гетерогенныйкатализвсегда начинаетсяс адсорбциимолекул исходныхвеществ наповерхностикатализатора.При этом толькообратимаяадсорбцияявляется началомкаталитическойреакции. Необратимаяхемосорбцияприводит кобразованиюна поверхностикатализатораустойчивыхсоединенийи тем самым кснижению активностикатализатора.При обратимойадсорбциимолекул исходныхвеществ поверхностьютвердого катализаторапроисходитослаблениесвязей междуатомами в молекулахадсорбата. Засчет этогоснижаетсяэнергия активациикатализируемойреакции, течениекоторой с высокойскоростьюосуществляетсяна поверхностикатализатора.Каталитическиактивнымицентрами катализатораявляются мультиплеты– совокупностиповерхностныхатомов, участвующихв акте химическогопревращения.Катализаторактивен лишьв том случае,если соблюдаетсясоответствиерасположенияатомов в мультиплетеи в реагирующеймолекуле. Структурноесоответствиеобеспечиваетизбирательностькатализатора.Вторым условиемактивностикатализатораявляетсяэнергетическоесоответствиесвязей, которыеобразуют этиатомы с атомамикатализатора.
2.Электролитаминазываютсявещества, которыев растворе илирасплаве распадаются(диссоциируют)на ионы, поэтомуих растворыи расплавыпроводят эл.ток. Для оценкиспособностиэлектролитовк электролит.диссоциациииспользуютвеличину –степеньдиссоциации(α)- это отношениечисла молекул,диссоциированныхна ионы, к общемучислу молекулрастворенногоэлектролита.По степениэлектролитыможно условноразделить насильныеи слабые.Сильные электролитыв растворедиссоциируютполностью(α=1).Слабые частично(αионнымравновесием.Количественноионное равновесиехарактеризуетсявеличинойконстантыравновесия,которая называетсяконстантойдиссоциации:Кд=[K]*[A]/[KnAm]
,где [K], [A],[KnAm]– равновесныеконцентрациикатионов [K], анионов [A] и недиссоциированныхчастиц [KnAm]соответственно.
Средиэлектролитовможно выделитькислоты, основания,соли. Кислотами называютсяэлектролиты,которые припервичнойдиссоциацииобразуют ионыН . Среди бескислородныхкислот сильнымиэлектролитамиявляются HCl,HBrи HI,остальныеотносятся кслабым электролитам.Для оксокислотсилу электролитаможно оцениватьпо степениокисления(С.О.) кислотообразующегоэлемента, еслиС.О.+6 или +7 , оксокислота- сильная; еслиС.О. равна +5 именьше, тооксокислота– слабая (исключениесоставляетазотная кислота– HNO3).Основаниямиявляются электролиты,которые при первичнойдиссоциацииобразуют гидроксид– ионы ОН . Сильнымиэлектролитамиявляются гидроксидыщелочных ищелочно-земельныхметаллов(щелочи),они растворимыв воде. Остальныегидроксиды– слабые электролиты.Основанияполивалентныхметаллов диссоциируютступенчато.Соли - электролиты,при первичнойдиссоциациикоторых необразуют ниионы Н , ни ионыОН . Большинствохорошо растворимыхв воде солейдиссоциированыполностью.
Билет7
1.Одна изпервых моделейстроения атомабыла предложенаанглийскимфизиком Э.Резерфордом.В опытах порассеянию α–частиц былопоказано, чтопочти вся массаатома сосредоточенав очень маломобъёме – положительнозаряженномядре. Согласномодели Резерфорда,вокруг ядрана относительнобольшом расстояниинепрерывнодвижутся электроны,причем их числотаково, что вцелом атомэлектрическинейтрален.Позднее наличиев атоме тяжелогоядра, окруженногоэлектронами, было подтвержденодругими учеными.Ядро имеетдиаметр порядка10 - 10 м и положительныйэл. заряд, плотностьмассы «ядерноговещества»примерно в 10 раз большеплотности всеговещества. Плотностьядерного эл.заряда такженамного превышаетплотностьзаряда веществав целом, причемздесь такжеобнаруживаетсясоотношениепорядка 10 /1.Положительныйядерный зарядвеществауравновешиваетсяотрицательнымзарядом электронов.Величина зарядаэлектрона равна1,602*10 Кл. В результатеускорениядвижения электронарасходуетсяэнергия егоэлектростатическоговзаимодействияс ядром и согласнорасчетам через10 с электрондолжен упастьна ядро. Датскийфизик Н. Борпредложил, чтодвижение электронав атоме ограниченоиндивидуальнойустойчивойорбитой. До техпор, пока электроннаходится наэтой орбите,он не излучаетэнергии. Еслидлина круговойорбиты радиусомrравна 2πr,то условиеустойчивостиорбиты следующее:
nλ=2πrn,n=1,2,3,...,где rn– радиус орбиты,на длине которойукладываетсяnдлин волн. Целоечисло nназвано квантовымчислом орбиты.Радиус самойвнутреннейорбиты атомаводорода обычноназываетсяборовскимрадиусом иобозначаетсяа0. При этом а0=r1=0.053нм.Радиусы другихорбит определяютсяс помощью соотношенияrn=n^2a0.Следовательно,расстояниямежду соседнимиорбитамисоответствуютразные уровниэнергии электронов.Главное квантовоечисло nопределяетэнергию электронаи размеры электронныхоблаков. Энергияэлектронаглавным образомзависит отрасстоянияэлектрона отядра: чем ближек ядру находитсяэлектрон, темменьше егоэнергия. Главноеквантовое числоимеет значенияряда чисел от1 до ∞. Согласноквантово-механическимрасчетам, электронныеоблака отличаютсяне только размерами,но формой. Формуэлектронногооблака характеризуеторбитальноеили азимутальноеквантовоечисло. Каждойформе электронногооблака соответствуетопред. значениемеханическогомомента движенияэлектрона μ,определяемогоорбитальнымквантовымчислом:
μ=(h/2π)/√L(L+1)
Орбитальноеквантовое числоможет иметьзначения от0 до n-1.
2.Вода, будучивесьма слабымэлектролитом,в очень малойстепени подвергаетсядиссоциации.При диссоциацииона распадаетсяна ионы(ионгидроксонияи гидроксид– ион соответственно):
Н2+Н2↔ Н3О+ОН, илив упрощенномвиде уравнениереакции записывают:Н2О↔ Н+ОН. Константадиссоциацииводы равна:Кд=[H ]*[OH ]/[H2O]=1.8*10 (при 22С). Так каквода диссоциированаочень слабо,то концентрациюводы [Н2О] можнопринимать запостояннуювеличину, равную:[H2O]=m/MV=1000/18=55,5моль/л. Следовательно,и произведениеКд[H2O]для даннойтемпературыпостоянно:Кд[H2O]=1,8*10 55,5=10 .Это произведениеобозначаютКw.
Kw=[H ]*[H2O]=10
ВеличинаKwназываетсяионным произведениемводы и являетсяпостояннойне только длячистой воды,но и для разбавленныхводных растворов.Kwзависитот температуры.
Длячистой воды[H ]=[OH ]= √Kw=10 моль/л и средаявляется нейтральной.
Есликонцентрацияионов [H ]>10 моль/л, средабудет кислой.
Есликонцентрацияионов [H ]
Кислотностьили щелочностьраствора можнооценить повеличине pH,которая называетсяводороднымпоказателеми равна pH=-lg[H ]
Внейтральнойсреде pH=7,в кислой средеpH7.
Билет8
1.Химическаясвязь возникаетпри взаимодействииатомов, обусловливающемобразованиесистемы(молекулы,кристалла идр.). Различаюттри вида химическойсвязи: металлическую,ковалентнуюи ионную. Металлическаясвязь возникаетв кристаллахметаллов.
Металлическаясвязь :Валентныеэлектроныучаствуют вобразованиисвязи с восемьюили двенадцатьюатомами, каждыйиз которых всвою очередьвходит в соседнююгруппировку,насчитывающуютакое же числоатомов. В этихусловиях валентныйэлектрон снебольшойэнергией ионизациисвободно перемещаетсяпо доступныморбиталям всехсоседних атомов,обеспечиваясвязь междуними, т. е. являетсянелокализованным.
Ковалентнаясвязь:Химическаясвязь междуатомами, осуществляемаяобобществленнымиэлектронами,называетсяковалентнойсвязью. Ковалентнаясвязь являетсяуниверсальнымтипом химическойсвязи. Ковалентнаясвязь существуетмежду атомамикак в молекулах,так и в кристаллах.Ковалентнаясвязь обладаетнаправленностью.
Ионнаясвязь:ионная связьосуществляетсяв результатеобразованияи электростатическоговзаимодействияпротивоположнозаряженныхионов. Ионнаясвязь можетвозникать лишьпри большихразличиях взначенияхэлектроотрицательностейатомов.
2.Обязательнымусловием протеканияреакций междумежду электролитамиявляется удалениеиз растворатех или ионов,вследствиеобразованияслабо диссоциирующихвеществ, иливеществ, выделяющихсяиз растворав виде осадкаили газа. Дляправильногоотражениясущности имеханизмареакций ионногообмена уравненияреакций необходимозаписыватьв ионно-молекулярнойформе. При этомсильные электролитызаписываютв виде ионов,слабые и малорастворимые– молекулярнойформе. В растворахсильных электролитовреакция протекаетв результатесвязыванияионов с образованиемслабого электролита.Так как процессыразложенияна ионы и связыванияионов обратимы,то реакцииионного обменаобратимы. Направлениереакций ионногообмена определяютпо изменениюэнергии Гиббса.Самопроизвольноепротеканиереакции возможнотолько в направлении,для которого∆G
Общимправилом, вытекающимиз выражениядля Кс, являетсято, что реакцииионного обменапротекают внаправленииболее прочногосвязыванияионов, т.е. внаправленииобразованияэлектролитовс меньшимизначениямиконстант диссоциации.
Билет9
1.Молекулапредставляетсобой частицу,способную ксамостоятельномусуществованию.Это устойчивоеэлектрическинейтральноеобразование. Однако химическаяустойчивостьотдельныхмолекул относительнаи проявляетсялишь в системах,где расстояниямежду молекуламизначительнобольше их собственныхразмеров.
Ужена расстоянииодного илинесколькихнанометровмежду соседнимимолекуламивозникаютзаметные силыпритяжения(вандерваальсовысилы). При вандерваальсовомвзаимодействииэлектронныеоблака соседнихмолекул неперекрываютсяи химическиене образуются.При достаточномсближениинекоторыхмолекул можетпроисходитьперекрываниеэлектронныхоблаков и образованиеновых молекул.Возникающиепри этом химическиесвязи могутиметь различнуюпрочность.Относительномалую прочностьимеют водородныесвязи. Привзаимодействиимолекул подонорно-акцепторномумеханизмувозникаютпрочные ковалентныесвязи.
2.Гидролиз соли– реакция ионногообмена междусолью и водой.Гидролиз являетсяреакцией обратнойреакции нейтрализации:
KatAn+H2O↔KatOH + HAn
соль основание кислота
Взависимостиот силы образующийсякислоты и основанияраствор солив результатегидролизастановитсящелочным (pH>7)или кислым(pH
Различаютчетыре случаягидролиза:
Солисильных кислоти оснований - гидролизуне подвергаются,так как привзаимодействиис водой необразуетсяслабого электролита.Поэтому в растворахтаких солейpH=7,т.е. среда нейтральная.
Солисильных основанийи слабых кислот– гидролизидет по аниону.Для растворовсолей сильныхоснований имногоосновныхкислот гидролизпротекаетпрактическипо первой ступенис образованиемкислых солей.
Солислабых и сильныхкислот –гидролиз идетпо катиону.Для солей,образованныхсильными кислотамии многокислотнымиоснованиями,гидролиз протекаетпреимущественнопо первой ступенис образованиемосновной соли.
Солислабых основанийи слабых кислот– гидролизидет и по катионуи по аниону. вбольшинствеслучаев этисоли гидролизуютсяполностьюобразуя основаниеи кислоту.
Билеты по химиии частичныеответы на некоторыеиз них
Билет№1
Простыевещества .Количествовещества. ЧислоАвогадро.
Качественныйанализ анионови катионов.
Билет №2
Фазовые состояния.Растворы. Способывыраженияконцентраций.Кристаллогидраты.
Порядок заполненияэлектронамиорбиталей вмногоэлектронныхатомах.
Билет №3
Термодинамическиепонятия в химии.Свободнаяэнергия. Энтальпия.Энтропия. ЗаконГесса.
Возбужденноеи невозбужденноесостояниеатома. Ионизацияатома. Сродствок электрону.
Билет №4
Химическоеравновесие.Константаравновесия.Гетерогенноеравновесие.Принцип Ле-Шателье.
Электроотрицательность.Полярностьсвязи.
Билет №5
Скорость химическойреакции. Многостадийныехимическиереакции.
Дисперсныесистемы.
Билет №6
Гомогенныйи гетерогенныйкатализ.
Теория электролитическойдиссоциации.Диссоциациякислот, оснований,солей в растворах.Константадиссоциации.
Билет №7
Строение атома.Дуализм свойствэлектрона.Главные квантовыечисла электрона.
Электролитическаядиссоциацияводы. Ионноепроизведениеводы. Водородныйпоказатель.
Билет №8
Основные видыхимическихсвязей.
Химическиереакции обменноготипа в растворахэлектролитов.
Билет №9
Межмолекулярныевзаимодействия.
Гидролиз солей.
Билет №10
Понятия о теориикомплексныхсоединений.Типы комплексныхсоединений.
Степень окисления.Окислительно-восстановительныереакции.
Билет №11
Аморфное икристаллическоесостояниевещества. Химическаясвязь в кристаллах.Дефекты кристаллов.
Внутримолекулярноеокисление.
Билет №12
Метод ионно-электронногобаланса.
ЭДС. Электродныепотенциалы.
Билет №13
Кислоты какокислители.Взаимодействиес металлами.
Электролиз.Анодные и катодныепроцессы.
Билет №14
Гетерогенныеокислительно-восстановительныереакции. Гальваническийэлемент.
Понятия оспектроскопическоми хроматографическомспособах анализа.
Билет №15
Скорость химическойреакции. Зависимостьот температуры.
Полимеры. Способыполучения.