Электронное строение атомов элементов

Лекция 3

Задачи

Структурные (графические) формулы

Получение

1. Взаимодействие металлов с кислотами

2. Взаимодействие оксидов металлов с кислотами

3. Реакция нейтрализации

4. Взаимодействие солей с кислотами

5. Соли аммония получают взаимодействием аммиака с кислотами:

NH₃ +HCl = NH₄Cl

Na₂SO₄ O

║

Na - O - S - O - Na

║

O

NaHSO₄ O

║

Na - O - S - O - H

║

O

Mg(OH)Cl H - O - Mg - Cl

При рассмотрении процессов, происходящих в растворах, будет изложен механизм образования кристаллогидратов, которые могут образовать вещества различных классов соединений. Вещества, в кристаллы которых входят молекулы воды, называются кристаллогидратами, а содержащаяся в них вода - кристаллизационной. Гидраты, как правило, нестойкие соединения, во многих случаях разлагающиеся при выпаривании растворов. Удалить кристаллизационную воду из устойчивых кристаллогидратов можно при их нагревании. Состав кристаллогидратов принято изображать формулами, показывающими, какое количество кристаллизационной воды содержит кристаллогидрат. Например, кристаллогидрат сульфата меди (медный купорос), содержащий на 1 моль CuSO₄ пять молей воды, изображается формулой CuSO₄ ∙ H₂O.

1. После удаления кристаллизационной воды из 2,78 г кристаллогидрата сульфата железа (II) было получено 1,52 г безводной соли. Вычислите массовую долю воды в кристаллогидрате и выведете его формулу.

2. Массовые доли элементов в кристаллогидрате составляют: магний - 9,76 %; сера - 13,01 %; кислород - 71,54 %; водород - 5,69 %. Выведите формулу.

3. Напишите уравнения реакций получения всех возможных солей при взаимодействии следующих кислоты и основания: H₃PO₄ и КОН. Назовите соли и изобразите их графические формулы.

Но хотя нет у Вселенной конца, но ведь даже

мельчайшие вещи из бесконечных частей

состоять одинаково будут.

Анаксогор, V век до н.э.

Практически основные объяснения многих химических явлений базируются на представлениях о структуре атомов.

Представления о строении вещества, в том числе строении атома, развивались постепенно, создавались и опровергались теории, все они сверялись с экспериментальными данными.

Резерфорд в 1911 г. показал, что в положительно заряженном ядре в очень малом объеме сосредоточена почти вся масса атома. По современным данным радиус ядра составляет ~ 10^-12 см. Одновременно известно, что радиусы атомов примерно равны 10^-8 см, т.е. порядка одного ангстрема. Таким образом, атом состоит из группы электронов, распределенных в шаре диаметром в несколько ангстрем и плотного положительно заряженного ядра, расположенного в центре шара. Ядро не оказывает значительного влияния на химическое поведение атома (за исключением изотопных эффектов легких атомов) и поэтому химические свойства атомов и молекул практически зависят от строения электронных оболочек. Поэтому еще раз целесообразно начать рассмотрение неорганической химии с краткого повтора некоторых основных фактов и принципов, касающихся электронной структуры атомов.

Итак, благодаря работам Резерфорда, Планка, Бора, сложилось представление об атоме, как системе, состоящей из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов, причем каждый из них в стационарном (обычном) состоянии атома, занимает определенную орбиту. Под энергетическим воздействием атомы (электроны) приходят в возбужденное состояние, когда электроны со стационарных орбит переходят на орбиты с более высокой энергией. Возвращаясь в исходное состояние, атомы излучают энергию определенными порциями, которые принято называть квантами.

Это явление было зафиксировано при получении спектров различных атомов.

*Спектр – (от латинского spectrum – представление) – совокупность различных значений, которые может принимать данная физическая величина. В спектроскопических методах под электромагнитным спектром понимают функцию распределения фотонов по энергиям.

Для изучения строения атомов применяют спектральные методы.

Схема проведения эмиссионного спектрального анализа представлена на рисунке 1.

Атомы

Регистрация

Рис.1

Различают три вида спектров:

1. Линейчатые от излучения, испускаемого атомами;

2. Полосатые от излучения, испускаемого молекулами;

3. Непрерывные от излучения, испускаемого сложными веществами.

Атом каждого элемента или молекула индивидуального вещества имеют свой характерный спектр

Э Н Е Р Г И Я  

n – квантовое число

6

5

4

3

2

серия Бальмера видимая область спектра

дальнее УФ

1

Серия Лаймана

Рис.2. Энергетические переходы в атоме водорода

Дата добавления: 2014-01-06