Изотопы

Ядро атома

Планетарная модель строения атома

Строение атома

Пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях

Окислительные свойства азотной кислоты

Окислителем в молекуле (см. также "Азотная кислота") азотной кислоты является N⁺⁵, который в зависимости от концентрации HNO₃ и силы восстановителя (например, активности металла - см. также тему " Азотная кислота") принимает от 1 до 8 электронов, образуя
N⁺⁴O₂; N⁺²O; N₂⁺¹O; N₂⁰; N^-3H₃(NH₄NO₃);

1)

Cu⁰ + 4HN⁺⁵O₃(конц.) ® Cu⁺²(NO₃)₂ + 2N⁺⁴O₂­ + 2H₂O

электронный баланс:

Cu^0– 2ē ® Cu^+2
N^+5 + ē ® N^+4

метод полуреакций:

Cu^0– 2ē ® Cu^+2
NO3^- + 2H^+ + ē ® NO2 + H2O

––––––––––––––––––––––––––––––––

Cu⁰ + 2NO₃^- + 4H⁺ ® Cu²⁺ + 2NO₂ + 2H₂O

2)

3Ag⁰ + 4HN⁺⁵O₃(конц.) ® 3Ag⁺¹NO₃ + N⁺²O­ + 2H₂O

электронный баланс:

Ag^0- ē ® Ag^+
N^+5 + 3ē ® N^+2

метод полуреакций:

Ag^0- ē ® Ag^+
NO3^- + 4H^+ + 3ē ® NO + 2H2O

––––––––––––––––––––––––––––––

3Ag⁰ + NO₃^- + 4H⁺ ® 3Ag⁺ + NO + 2H₂O

3)

5Co⁰ + 12HN⁺⁵O₃(разб.) ® 5Co⁺²(NO₃)₂ + N₂⁰­ + 6H₂O

электронный баланс:

Co^0- 2ē ® Co^+2
2N^+5 + 10ē ® N2^0

метод полуреакций:

Co^0- 2ē ® Co^+2
2NO3^- + 12H^+ + 10ē ® N2 + 6H2O

–––––––––––––––––––––––––––––––––

5Co⁰ + 2NO₃^- + 12H⁺ ® 5Co²⁺ + N₂ + 6H₂O

4)

4Ca⁰ + 10HN⁺⁵O₃(оч.разб.) ® 4Ca⁺²(NO₃)₂ + N^-3H₄NO₃ + 3H₂O

электронный баланс:

Ca^0- 2ē ® Ca^+2
N^+5 + 8ē ® N^-3

метод полуреакций:

Ca^0- 2ē ® Ca^+2
NO3^- + 10H^+ + 8ē ® NH4^+ + 3H2O

–––––––––––––––––––––––––––––––––

4Ca⁰ + NO₃^- + 10H⁺ ® 4Ca²⁺ + NH₄⁺ + 3H₂O

При взаимодействии HNO₃ с неметаллами выделяется, как правило, NO:

1)

3C⁰ + 4HN⁺⁵O₃ ® 3C⁺⁴O₂­ + 4N⁺²O­ + 2H₂O

электронный баланс:

C^0- 4ē ® C^+4
N^+5 + 3ē ® N^+2

метод полуреакций:

C^0+ 2H2O - 4ē ® CO2 + 4H^+
NO3^- + 4H^+ + 3ē ® NO + 2H2O

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

3C⁰ + 6H₂O + 4NO₃^- + 16H⁺ ® 3CO₂ + 12H⁺ + 4NO + 8H₂O

или 3C⁰ + 4NO₃^- + 4H⁺ ® 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

2)

3P⁰ + 5HN⁺⁵O₃ + 2H₂O ® 3H₃P⁺⁵O₄ + 5N⁺²O­

электронный баланс:

P^0- 5ē ® P^+5
N^+5 + 3ē ® N^+2

метод полуреакций:

P^0+ 4H2O - 5ē ® PO4^3- + 8H^+
NO3^- + 4H^+ + 3ē ® NO + 2H2O

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

3P⁰ + 12H₂O + 5NO₃^- + 20H⁺ ® 3PO₄^3- + 24H⁺ + 5NO + 10H₂O

или 3P⁰ + 2H₂O + 5NO₃^- ® 3PO₄^3- + 4H⁺ + 5NO

1. Обычно пероксид водорода используют как окислитель:

H₂O₂ + 2HI^-1 ® I₂⁰ + 2H₂O

электронный баланс:

2I^-- 2ē ® I2^0
[O2]^-2 + 2ē ® 2O^-2

метод полуреакций:

2I^-- 2ē ® I2^0
H2O2 + 2H^+ + 2ē ® 2H2O

––––––––––––––––––––––

2I^- + H₂O₂ + 2H⁺ ® I₂ + 2H₂O

При действии сильных окислителей пероксид водорода может окисляться, образуя кислород и воду.

5H₂O₂ + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄ ® 5O₂⁰­ + K₂SO₄ + 2Mn²⁺SO₄ + 8H₂O

электронный баланс:

[O2]^-2 - 2ē ® O2^0
Mn^+7 + 5ē ® Mn^+2

метод полуреакций:

MnO4^- + 8H^+ + 5ē ® Mn^2+ + 4H2O
H2O2 - 2ē ® O2 + 2H^+

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 16H⁺ ® 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂ + 10H⁺

или 2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺ ® 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂

(Э.Резерфорд, 1911 г.)

1. Атомы химических элементов имеют сложное внутреннее строение.

2. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома.

3. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточена в ядре атома(масса электрона равна 1/1823 а.е.м.).

4. Вокруг ядра по замкнутым орбиталям движутся электроны. Их число равно заряду ядра. Поэтому атом в целом - электронейтрален.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов (общее название - нуклоны). Число протонов в ядре атома элемента строго определено - равно порядковому номеру элемента в периодической системе - Z. Число нейтронов в ядре атомов одного и того же элемента может быть различным - A - Z (где А - относительная атомная масса элемента; Z - порядковый номер).

Заряд ядра атома определяется числом протонов. Масса ядра определяется суммой протонов и нейтронов.

Изотопы - разновидности атомов определенного химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Обладают ядрами с одинаковым числом протонов и различным числом нейтронов, имеют одинаковое строение электронных оболочек и занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов.

Относительные атомные массы элементов, приводимые в периодической системе - есть средние массовые числа природных смесей изотопов. Поэтому они и отличаются от целочисленных значений.

Пример.

Природный таллий (ат.н.81, ат. масса 204,383) состоит из двух изотопов:

таллий – 203

203 81

Tl (81

1 1

p; 122

1 0

n) - 29,5%

таллий - 205

205 81

Tl (81

1 1

p; 122

1 0

n) - 70,5%

Средняя атомная масса таллия равна:

A_ср.(Tl) = (0,295 • 203 + 0,705 • 205) / 2 = 204,383

Изотопы водорода имеют специальные символы и названия:

1 1

H - протий;

2 1

D - дейтерий;

3 1

T - тритий.

Химические свойства изотопов одного элемента одинаковы. Изотопы, имеющие одинаковые массовые числа, но различные заряды ядер, называются изобарами

(

40 18

Ar,

40 19

K и

40 20

Ca;

112 48

Cd и

112 50

Sn).

Дата добавления: 2014-12-07