Химическое равновесие. Константа равновесия. Химическое равновесие и катализ. Факторы, влияющие на смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье

Ионная связь. Ненаправленность и ненасыщенность ионной связи. Степень окисления атомов в молекуле. Поляризуемость ионов и их взаимное поляризующее действие. Влияние степени поляризации ионов на свойства веществ.

Ионная связь — прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью (>1,7 по шкале Полинга) электроотрицательностей, при которой общая электронная пара практически полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью. Образуется между типичными металлом и неметаллом. Наиболее типичные соеднинения с ионной связью - это тв неорганические соли (в т ч и комплексные), существующие в виде ионных кристаллов. Идеальной «стопроцентной» ионной связи как правило не существует. Ненаправленность связи определяется тем, что каждый ион, представляющий как бы заряженный шар, может притягивать ион противоположного знака по любому направлению.

Под ненасыщаемостью понимается что два разноименных заряда притянувшиеся друг к другу сохранют способность электростатически взаимодействовать с другими ионами. Т е к данному иону может присоединиться различное число ионов противоположного знака. Это число определяется относит размерами противоположных ионов и тем сто силы притяжения должны преобладать над силами отталкивания.

Степень окисления – условный заряд, который возник бы у атома элемента, если бы электроны валентных пар были бы не стянуты, а полностью переданы атому более электроотрицательного элемента.

Поляризация ионов. Ионная связь возникает между атомами элементов с сильно различающейся электроотрицательностью, которые в результате электронных переходов превращаются в противоположнозаряженные ионы. Электростатическое воздействие на частицу вызывает смещение в ней электрических зарядов, называемой поляризацией. (влияние ионов друг на друга, которое приводит к деформации электронной оболочки иона) Наибольшее смещение испытывают электроны внешнего слоя. Под действием одних и того электрического поля разлиные ионы деформируются в разной степени. Иначе говоря поляризуемость различных ионов неодинакова: чем слабее связаны внешние электроны с ядром. Тем легче поляризуется ион, тем сильнее он деформируется в электрическом поле. У ионов одинакового заряда, обладающих аналогичным строением внешнего электронного слоя, поляризуемость возрастает с увеличением размера иона, т к внешние электроны удаляются все дальше от ядра. Превращение атома в катион всегда приводит к уменьшению его размеров. Кроме того избыточный положительный заряд катиона затрудняет деформацию его внешних электронных облаков. Анионы всегда имеют большие размеры, чем нейтральные атомы, а избыточный отрицательный заряд приводит здесь к отталкиванию электронов и, следовательно, ослаблению связи их с ядром => поляризуемость анионов значительно выше поляризуемости катионов. Поляризующая способность ионов т.е. их способность оказывать деформирующее воздействие на другие ионы, также зависит от заряда и размера иона. Чем больше заряд иона, тем сильнее создаваемой им электрическое поле=> больше поляризующая способность. Поляризующая способность ионов одинакового заряда и аналогичного электронного строения падает с увеличением ионного радиуса. Анионы обладают меньшей поляризующей способностью чем катионы.

Таким образом анионы (в сравнении с катионами) характеризуются сильной поляризуемостью и слабой поляризующей способностью, поэтому при взаимодействии разноименных ионов поляризации в соновном подвергается анион. Поляризация ионов оказывает заметное влияние на свойства образуемых ими соединений. Это сказывается на диссоциации солей в водных растворах. Так хлорид бария является сильным элеткролитом и практически полностью диссоциирует, тогда как хлорид ртути почти не диссоциирует на ионы. Это объясняется сильным поляризующим действием иона Hg²⁺.

Состояние системы, когда в ней протекает 2 проитвоположнонаправленных процесса с одинаковой скоростью называется хим равновесием.

При постоянной Т отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции в степенях стехиометрических коэффициентов к произведению равновесных конц исх в-в в степенях стехиометричесикх коэффициентов есть величина постоянная и назыв константой равновесия данной реакции. Зависит только от природы реагентов и температуры.

Физический смысл константы равновесия: показывает полноту протекания р-ии (∆G показывает глубину протекания)

Кр –> ∞ - необратимая, Кр=0 – не реагирует, ∆G = -RTlnKравн

Равновесные концентрации исх в-в – концентрация в-ва, не прореагир. к моменту равновесия.

Равновесные концентрации продуктов р-ии – та концентрация в-в, кот образовались к моменту равновесия.

Равновесный закон действующих масс: отношения произведения молярных концентраций продуктов к произведению молярных концентраций реагентов взятых в степенях равных стехиометрическим коэффициентам есть величина постоянная при данной температуре =Kр.

Факторы, влияющие на смещение равновесия:

Концентрация: увеличение концентрации исходных веществ ускоряет прямую реакции и смещает равновесии вправо (в сторону продуктов реакции), увеличение концентрации продуктов реакции увеличивает объем образовавшейся реакции и смещает равновесие влево. Давление: если давление повышается, то равновесие смещается в сторону уменьшения объема реагирующей смеси, и если давление понижается то равновесие смещается в сторону увеличения объема реагирующей смеси. Температура: при повышении температуры возрастает скорость как прямой так и обратной реакций, но в большей степени ускоряются эндотермические реакции, характеризующиеся большей величиной энергии активации.

Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, которое уменьшит указанное воздействие.

БИЛЕТ 3

1. Развитие представлений о строении атома. Составные части атома – ядро, (протоны, нейтроны), электроны их заряд и масса. Понятие о масс-спектрометрии.

Атом – наименьшая частица хим эл-та, являющаяся носителем его хим св-в

«Пудинг с изюминками» (модель Томсона). Дж. Дж. Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. Эта модель не объясняет сериальный характер излучения атома.

Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбитам вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалась ошибочной.

Планетарная модель строения атома по Э. Резерфорду (1911)

1. Атомы химических элементов имею сложное внутреннее строение

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

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

4. Вокруг ядра по замкнутым орбитам (как планеты вокруг солнца) движутся электроны, их число равно заряду ядра

5. Атом в целом электронейтрален

Обоснованием этой и более поздних моделей – атомные спектры и энергии ионизации атомов. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору (1913) пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает энергию («модель атома Бора-Резерфорда»).

Ядро состоит из протонов (mp=1836me~1,67*10-27кг, p+1, протон – атом водорода от которого отнят один электрон) нейтронов (mn=1838 me, n0 нейтрон – элементарная незаряженная частица). Электрон (me=9.1*10-28г, е = -1.6*10-19Кл)

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ - (масс-спектроскопия), метод исследования вещества путем определения спектра масс частиц, содержащихся в веществе, и их относительного содержания (распространенности). Универсальный аналитический метод, широко применяемый в физике, химии, биологии и др.

МАСС-СПЕКТРОМЕТР, прибор для разделения ионизованных атомов или молекул по их массам. Основан на воздействии электрических и магнитных полей на пучки ионов, движущихся в вакууме. Для регистрации ионных токов обычно используются усилители постоянного тока либо фотопластинки.

Дата добавления: 2015-04-23