1. Punan ang mga puwang sa mga pangungusap.
Ganap na atomic mass nagpapakita ng masa ng isang ikalabindalawang bahagi 1/12 ng masa ng isang molekula ng carbon isotope 12 6 C ay sinusukat sa mga sumusunod na yunit: g, gc, mg, t.
Relatibong atomic mass nagpapakita kung gaano karaming beses ang masa ng isang ibinigay na sangkap ng isang elemento ay mas malaki kaysa sa masa ng isang hydrogen atom; ay walang yunit ng sukat.
2. Isulat gamit ang notation oku = bilugan sa isang integer na halaga:
a) relatibong atomic mass ng oxygen - 16:
b) kamag-anak na atomic mass ng sodium - 23;
c) relatibong atomic mass ng tanso - 64 .
3. Ibinigay ang mga pangalan ng mga elemento ng kemikal: mercury, phosphorus, hydrogen, sulfur, carbon, oxygen, potassium, nitrogen. Sa mga walang laman na cell, ipasok ang mga simbolo ng mga elemento sa paraang makuha ang isang serye, kung saan tumataas ang kamag-anak na atomic mass.
4. Salungguhitan ang mga tamang pahayag.
a) Ang masa ng sampung oxygen atoms ay katumbas ng masa ng dalawang bromine atoms;
b) Ang mass ng limang carbon atoms ay mas malaki kaysa sa mass ng tatlong sulfur atoms;
c) Ang mass ng pitong oxygen atoms ay mas mababa kaysa sa mass ng limang magnesium atoms.
5. Kumpletuhin ang diagram.
6. Kalkulahin ang mga relatibong molekular na masa ng mga sangkap ayon sa kanilang mga formula:
a) M r (N 2) \u003d 2 * 14 \u003d 28
b) M r (CH 4) = 12+4*1=16
c) M r (CaCO 3) = 40+12+3*16=100
d) M r (NH 4 Cl) \u003d 12 + 41 + 35.5 \u003d 53.5
e) M r (H 3 PO 4) = 3*1+31+16*4=98
7. Bago ka ay isang pyramid, ang mga "building stone" nito ay ang mga formula ng mga kemikal na compound. Maghanap ng landas mula sa tuktok ng pyramid hanggang sa base nito upang ang kabuuan ng mga relatibong molekular na masa ng mga compound ay minimal. Kapag pumipili sa bawat susunod na "bato", kailangan mong isaalang-alang na maaari mo lamang piliin ang isa na direktang katabi ng nauna.
Bilang tugon, isulat ang mga formula ng mga sangkap ng winning path.
Sagot: C 2 H 6 - H 2 CO 3 - SO 2 - Na 2 S
8. Ang citric acid ay matatagpuan hindi lamang sa mga limon, kundi pati na rin sa mga hindi hinog na mansanas, currant, seresa, atbp. Ang citric acid ay ginagamit sa pagluluto, sa sambahayan (halimbawa, upang alisin ang mga mantsa ng kalawang mula sa tela). Ang molekula ng sangkap na ito ay binubuo ng 6 na carbon atoms, 8 hydrogen atoms, 7 oxygen atoms.
C 6 H 8 O 7
Markahan ang tamang pahayag:
a) ang relatibong molekular na timbang ng sangkap na ito ay 185;
b) ang relatibong molekular na timbang ng sangkap na ito ay 29;
c) ang relatibong molekular na timbang ng sangkap na ito ay 192.
Teorya ng atomic-molecular. Atom, molekula. Elemento ng kemikal. Simple at kumplikadong bagay. Allotropy.
Chemistry- ang agham ng mga sangkap, ang mga pattern ng kanilang mga pagbabago (pisikal at kemikal na mga katangian) at mga aplikasyon. Sa kasalukuyan, higit sa 100 libong inorganic at higit sa 4 na milyong organic compound ang kilala.
Chemical phenomena: ang ilang mga sangkap ay binago sa iba na naiiba sa orihinal na komposisyon at mga katangian, habang ang komposisyon ng nuclei ng mga atomo ay hindi nagbabago.
Pisikal na phenomena: ang pisikal na estado ng mga sangkap ay nagbabago (pagsingaw, pagkatunaw, kondaktibiti ng kuryente, pagpapalabas ng init at liwanag, pagkalambot, atbp.) o mga bagong sangkap ay nabuo na may pagbabago sa komposisyon ng atomic nuclei.
1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga molekula. Molecule- ang pinakamaliit na particle ng isang substance na may mga katangiang kemikal nito.
2. Ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo. Atom- ang pinakamaliit na butil ng elementong kemikal na nagpapanatili ng lahat ng katangiang kemikal nito. Ang iba't ibang elemento ay tumutugma sa iba't ibang mga atomo.
3. Ang mga molekula at atomo ay patuloy na gumagalaw; sa pagitan nila ay may mga puwersa ng pang-akit at pagtanggi.
Elemento ng kemikal- ito ay isang uri ng atom, na nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga singil ng nuclei at ang istraktura ng mga shell ng elektron. Sa kasalukuyan, 117 elemento ang kilala: 89 sa kanila ay matatagpuan sa kalikasan (sa Earth), ang iba ay nakuha sa artipisyal na paraan. Ang mga atom ay umiiral sa isang malayang estado, sa mga compound na may mga atomo ng pareho o iba pang mga elemento, na bumubuo ng mga molekula. Ang kakayahan ng mga atomo na makipag-ugnayan sa ibang mga atomo at bumuo ng mga kemikal na compound ay tinutukoy ng istraktura nito. Ang mga atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at negatibong sisingilin na mga electron na gumagalaw sa paligid nito, na bumubuo ng isang elektrikal na neutral na sistema na sumusunod sa mga batas na katangian ng mga microsystem.
Formula ng kemikal- ito ay isang conditional record ng komposisyon ng isang substance gamit ang mga kemikal na palatandaan (iminungkahi noong 1814 ni J. Berzelius) at mga indeks (ang index ay ang numero sa kanan sa ibaba ng simbolo. Ito ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga atom sa molekula). Ang pormula ng kemikal ay nagpapakita kung aling mga atomo kung aling mga elemento at sa anong kaugnayan ang magkakaugnay sa isang molekula.
Allotropy- ang kababalaghan ng pagbuo ng isang kemikal na elemento ng ilang mga simpleng sangkap na naiiba sa istraktura at mga katangian.
Mga simpleng sangkap Ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng parehong elemento.
Mga compound na sangkap Ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo ng iba't ibang elemento ng kemikal.
Ang internasyonal na yunit ng atomic mass ay katumbas ng 1/12 ng masa ng 12 C isotope - ang pangunahing isotope ng natural na carbon: 1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1.66057 10 -24 g
Relatibong atomic mass (ar)- isang walang sukat na halaga na katumbas ng ratio ng average na masa ng isang elemento ng atom (isinasaalang-alang ang porsyento ng mga isotopes sa kalikasan) sa 1/12 ng masa ng isang 12 C atom.
Average na ganap na masa ng isang atom (m) ay katumbas ng relatibong atomic mass na beses sa a.m.u. (1 a.m.u. = 1.66 * 10 -24)
Kamag-anak na molekular na timbang (Ginoo)- isang walang sukat na dami na nagpapakita kung gaano karaming beses ang masa ng isang molekula ng isang partikular na sangkap ay mas malaki kaysa sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom na 12 C.
Mr = mr / (1/12 ma(12 C))
mr ay ang masa ng molekula ng ibinigay na sangkap;
ma(12 C) - masa ng carbon atom 12 C.
Mr = S Ar(e). Ang kamag-anak na molekular na masa ng isang sangkap ay katumbas ng kabuuan ng mga kamag-anak na atomic na masa ng lahat ng mga elemento, na isinasaalang-alang ang mga indeks ng formula.
Ang absolute mass ng isang molekula ay katumbas ng relatibong molecular mass sa amu. Ang bilang ng mga atomo at molekula sa mga ordinaryong sample ng mga sangkap ay napakalaki, samakatuwid, kapag nailalarawan ang dami ng isang sangkap, ginagamit ang isang espesyal na yunit ng pagsukat. - gamu-gamo.
Dami ng sangkap, mol. Nangangahulugan ng isang tiyak na bilang ng mga elemento ng istruktura (mga molekula, atomo, ion). Tinutukoy n, sinusukat sa mga nunal. Ang nunal ay ang dami ng isang substance na naglalaman ng kasing dami ng mga particle na mayroong mga atom sa 12 g ng carbon.
Numero ng Avogadro di Quaregna(NA). Ang bilang ng mga particle sa 1 mole ng anumang substance ay pareho at katumbas ng 6.02 10 23. (Ang Avogadro constant ay may sukat - mol -1).
Ang molar mass ay nagpapakita ng mass ng 1 mole ng isang substance (na tinutukoy ng M): M = m / n
Ang molar mass ng isang substance ay katumbas ng ratio ng mass ng substance sa katumbas na halaga ng substance.
Ang molar mass ng isang substance ay numerong katumbas ng relatibong molecular mass nito, gayunpaman, ang unang value ay may dimensyon na g/mol, at ang pangalawa ay walang sukat: M = N A m(1 molecule) = N A Mr 1 a.m.u. = (N A 1 amu) Mr = Mr
Katumbas ay isang tunay o kondisyon na particle ng matter, na katumbas ng:
a) isang ion H + o OH - sa reaksyong acid-base na ito;
b) isang elektron sa isang ibinigay na OVR (redox reaction);
c) isang yunit ng singil sa isang ibinigay na reaksyon ng palitan,
d) ang bilang ng mga monodentate ligand na kasangkot sa reaksyon ng kumplikadong pagbuo.
Mga pangunahing batas ng kimika
Ang seksyon ng kimika na isinasaalang-alang ang dami ng komposisyon ng mga sangkap at ang dami ng mga ratios (mass, volume) sa pagitan ng mga tumutugon na sangkap ay tinatawag stoichiometry. Alinsunod dito, ang mga kalkulasyon ng quantitative ratios sa pagitan ng mga elemento sa mga compound o sa pagitan ng mga substance sa mga kemikal na reaksyon ay tinatawag stoichiometric na mga kalkulasyon. Ang mga ito ay batay sa mga batas ng konserbasyon ng masa, patuloy na komposisyon, maramihang mga ratio, pati na rin ang mga batas ng gas - volumetric ratios at Avogadro. Ang mga batas na ito ay itinuturing na mga pangunahing batas ng stoichiometry.
Batas ng konserbasyon ng masa- ang batas ng pisika, ayon sa kung saan ang masa ng isang pisikal na sistema ay pinananatili sa lahat ng natural at artipisyal na proseso. Sa makasaysayang, metapisiko na anyo, ayon sa kung saan ang bagay ay hindi nilikha at hindi nasisira, ang batas ay kilala mula pa noong sinaunang panahon. Nang maglaon, lumitaw ang isang quantitative formulation, ayon sa kung saan ang sukat ng dami ng isang sangkap ay timbang (mamaya - mass). Ang batas ng konserbasyon ng masa ay naunawaan sa kasaysayan bilang isa sa mga pormulasyon ang batas ng konserbasyon ng bagay. Isa sa mga unang bumalangkas nito ay ang sinaunang pilosopong Griyego na si Empedocles (V siglo BC): walang maaaring magmula sa wala, at ang kung ano ay hindi kailanman masisira. Nang maglaon, ang isang katulad na tesis ay ipinahayag nina Democritus, Aristotle at Epicurus (sa muling pagsasalaysay ni Lucretius Cara). Sa pagdating ng konsepto ng masa bilang sukatan dami ng sangkap, proporsyonal sa timbang, ang pagbabalangkas ng batas ng konserbasyon ng bagay ay pinino: ang masa ay invariant (conserved), iyon ay, sa lahat ng mga proseso, ang kabuuang masa ay hindi bumababa at hindi tumataas.(ang timbang, tulad ng iminungkahi na ni Newton, ay hindi isang invariant, dahil ang hugis ng Earth ay malayo sa isang perpektong globo). Hanggang sa paglikha ng physics ng microcosm, ang batas ng konserbasyon ng masa ay itinuturing na totoo at halata. I. Idineklara ni Kant ang batas na ito bilang isang postulate ng natural science (1786). Si Lavoisier, sa kanyang "Elementary Textbook of Chemistry" (1789), ay nagbibigay ng eksaktong quantitative formulation ng batas ng konserbasyon ng masa ng bagay, ngunit hindi ito idineklara na ilang bago at mahalagang batas, ngunit binanggit lamang ito bilang pagpasa bilang isang kilalang-kilala at matagal nang itinatag na katotohanan. Para sa mga reaksiyong kemikal, binalangkas ni Lavoisier ang batas tulad ng sumusunod: walang nilikha alinman sa mga artipisyal na proseso o sa mga natural, at posible na itakda ang posisyon na sa bawat operasyon [reaksyon ng kemikal] mayroong parehong dami ng bagay bago at pagkatapos, na ang kalidad at dami ng mga simula ay nanatiling pareho , mga displacement, rearrangements lang ang naganap.
Noong ika-20 siglo, dalawang bagong katangian ng masa ang natuklasan: 1. Ang masa ng isang pisikal na bagay ay nakasalalay sa panloob na enerhiya nito. Kapag ang panlabas na enerhiya ay nasisipsip, ang masa ay tumataas, kapag ito ay nawala, ito ay bumababa. Sinusunod nito na ang masa ay natipid lamang sa isang nakahiwalay na sistema, iyon ay, sa kawalan ng pagpapalitan ng enerhiya sa panlabas na kapaligiran. Lalo na kapansin-pansin ang pagbabago sa masa sa panahon ng mga reaksyong nuklear. Ngunit kahit na sa mga kemikal na reaksyon na sinamahan ng paglabas (o pagsipsip) ng init, ang masa ay hindi natipid, bagaman sa kasong ito ang mass defect ay bale-wala; 2. Ang masa ay hindi isang additive na dami: ang masa ng isang sistema ay hindi katumbas ng kabuuan ng mga masa ng mga bahagi nito. Sa modernong pisika, ang batas ng konserbasyon ng masa ay malapit na nauugnay sa batas ng konserbasyon ng enerhiya at isinasagawa na may parehong paghihigpit - kinakailangang isaalang-alang ang pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng sistema at ng kapaligiran.
Batas ng katatagan ng komposisyon(J.L. Proust, 1801-1808) - anumang tiyak na purong kemikal na tambalan, anuman ang paraan ng paghahanda nito, ay binubuo ng parehong mga elemento ng kemikal, at ang mga ratio ng kanilang mga masa ay pare-pareho, at ang mga kamag-anak na bilang ng kanilang mga atomo ay ipinahayag sa buong mga numero. Ito ay isa sa mga pangunahing batas ng kimika. Ang batas ng pagkakapare-pareho ng komposisyon ay nananatili para sa mga daltonides (mga compound ng pare-pareho ang komposisyon) at hindi para sa berthollides (mga compound ng variable na komposisyon). Gayunpaman, ayon sa kaugalian, para sa pagiging simple, ang komposisyon ng maraming berthollides ay naitala bilang pare-pareho.
Batas ng maramihang mga ratios natuklasan noong 1803 ni J. Dalton at binigyang-kahulugan niya mula sa pananaw ng atomismo. Ito ay isa sa mga stoichiometric na batas ng kimika: kung ang dalawang elemento ay bumubuo ng higit sa isang tambalan sa isa't isa, kung gayon ang mga masa ng isa sa mga elemento sa bawat parehong masa ng isa pang elemento ay magkakaugnay bilang mga integer, kadalasang maliit.
Gamu-gamo. Molar mass
Sa International System of Units (SI), ang unit ng dami ng isang substance ay ang nunal.
nunal- ito ang dami ng substance na naglalaman ng kasing dami ng structural units (molecules, atoms, ions, electron, etc.) gaya ng may mga atoms sa 0.012 kg ng carbon isotope 12 C.
Alam ang masa ng isang carbon atom (1.933 × 10 -26 kg), maaari mong kalkulahin ang bilang ng N A atoms sa 0.012 kg ng carbon
N A \u003d 0.012 / 1.933 × 10 -26 \u003d 6.02 × 10 23 mol -1
6.02 × 10 23 mol -1 ay tinatawag pare-pareho ang Avogadro(designation N A , dimensyon 1/mol o mol -1). Ipinapakita nito ang bilang ng mga yunit ng istruktura sa isang nunal ng anumang sangkap.
Molar mass- isang dami na katumbas ng ratio ng masa ng isang sangkap sa dami ng isang sangkap. Mayroon itong yunit ng kg/mol o g/mol. Ito ay karaniwang tinutukoy bilang M.
Sa pangkalahatan, ang molar mass ng isang substance, na ipinahayag sa g/mol, ay ayon sa bilang na katumbas ng relative atomic (A) o relative molecular weight (M) ng substance na iyon. Halimbawa, ang kamag-anak na atomic at molekular na masa ng C, Fe, O 2, H 2 O ay 12, 56, 32, 18, ayon sa pagkakabanggit, at ang kanilang molar mass ay 12 g/mol, 56 g/mol, 32 g/mol , 18 g, ayon sa pagkakabanggit. /mol.
Dapat pansinin na ang masa at dami ng isang sangkap ay magkaibang mga konsepto. Ang masa ay ipinahayag sa mga kilo (gramo), at ang halaga ng isang sangkap ay ipinahayag sa mga moles. Mayroong mga simpleng ugnayan sa pagitan ng masa ng isang sangkap (m, g), ang dami ng isang sangkap (ν, mol) at ang molar mass (M, g / mol)
m = νM; ν = m/M; M = m/ν.
Gamit ang mga formula na ito, madaling kalkulahin ang masa ng isang tiyak na halaga ng isang sangkap, o upang matukoy ang bilang ng mga moles ng isang sangkap sa kilalang masa nito, o upang mahanap ang molar mass ng isang sangkap.
Kamag-anak na atomic at molekular na masa
Sa kimika, hindi ganap na mga halaga ng masa ang tradisyonal na ginagamit, ngunit mga kamag-anak. Mula noong 1961, ang yunit ng kamag-anak na masa ng atom ay ang atomic mass unit (dinaglat bilang a.m.u.), na 1/12 ng masa ng carbon-12 atom, iyon ay, ang carbon isotope 12 C.
Kamag-anak na molekular na timbang(M r) ng isang sangkap ay tinatawag na isang halaga na katumbas ng ratio ng average na masa ng isang molekula ng natural na isotopic na komposisyon ng isang sangkap sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom na 12 C.
Ang relatibong molecular mass ay numerong katumbas ng kabuuan ng mga relatibong atomic na masa ng lahat ng mga atom na bumubuo sa molekula, at madaling kalkulahin ng formula ng sangkap, halimbawa, ang formula ng sangkap ay B x D y C z, pagkatapos
M r \u003d xA B + yA D + zA C.
Ang molecular weight ay may sukat na a.m.u. at numerical na katumbas ng molar mass (g/mol).
Mga batas sa gas
Ang estado ng isang gas ay ganap na nailalarawan sa pamamagitan ng temperatura, presyon, dami, masa, at molar mass. Ang mga batas na nauugnay sa mga parameter na ito ay napakalapit para sa lahat ng mga gas, at ganap na tumpak para sa perpektong gas , na walang interaksyon sa pagitan ng mga particle, at ang mga particle ay materyal na mga punto.
Ang unang quantitative na pag-aaral ng mga reaksyon sa pagitan ng mga gas ay nabibilang sa French scientist na si Gay-Lussac. Siya ang may-akda ng mga batas sa thermal expansion ng mga gas at ang batas ng volumetric ratios. Ang mga batas na ito ay ipinaliwanag noong 1811 ng Italian physicist na si A. Avogadro. Batas ni Avogadro - isa sa mahahalagang pangunahing probisyon ng kimika, na nagsasabi na " pantay na dami ng iba't ibang gas, na kinuha sa parehong temperatura at presyon, ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula».
Mga kahihinatnan mula sa batas ni Avogadro:
1) ang mga molekula ng karamihan sa mga simpleng atom ay diatomic (H 2, O 2, atbp.);
2) ang parehong bilang ng mga molekula ng iba't ibang mga gas sa ilalim ng parehong mga kondisyon ay sumasakop sa parehong dami.
3) sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang isang nunal ng anumang gas ay sumasakop sa dami na katumbas ng 22.4 dm 3 (l). Ang volume na ito ay tinatawag dami ng molar ng gas(V o) (normal na kondisyon - t o \u003d 0 ° C o
T o \u003d 273 K, R o \u003d 101325 Pa \u003d 101.325 kPa \u003d 760 mm. rt. Art. = 1 atm).
4) isang nunal ng anumang sangkap at isang atom ng anumang elemento, anuman ang mga kondisyon at estado ng pagsasama-sama, ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula. ito Ang numero ni Avogadro (ang pare-pareho ni Avogadro) - Empirically itinatag na ang bilang na ito ay katumbas ng
N A \u003d 6.02213 10 23 (mga molekula).
Sa ganitong paraan: para sa mga gas 1 mol - 22.4 dm 3 (l) - 6.023 ∙ 10 23 molecule - M, g / mol;
para sa sangkap 1 mol - 6.023 10 23 molekula - M, g / mol.
Ayon sa batas ni Avogadro: sa parehong presyon at parehong temperatura, ang mga masa (m) ng magkaparehong volume ng mga gas ay nauugnay sa kanilang molar mass (M)
m 1 / m 2 \u003d M 1 / M 2 \u003d D,
kung saan ang D ay ang relatibong density ng unang gas sa ikalawa.
Ayon kay Batas ni R. Boyle - E. Mariotte , sa pare-parehong temperatura, ang presyur na ginawa ng isang naibigay na masa ng gas ay inversely proporsyonal sa dami ng gas
P o / P 1 \u003d V 1 / V o o PV \u003d const.
Nangangahulugan ito na habang tumataas ang presyon, bumababa ang dami ng gas. Ang batas na ito ay unang binuo noong 1662 ni R. Boyle. Dahil ang Pranses na siyentipiko na si E. Mariotte ay kasangkot din sa paglikha nito, sa mga bansa maliban sa Inglatera, ang batas na ito ay tinatawag na dobleng pangalan. Ito ay isang espesyal na kaso perpektong batas ng gas(naglalarawan ng hypothetical gas, perpektong pagsunod sa lahat ng mga batas ng pag-uugali ng mga gas).
Sa pamamagitan ng Batas ni J. Gay-Lussac : sa pare-pareho ang presyon, ang dami ng isang gas ay nagbabago sa direktang proporsyon sa ganap na temperatura (T)
V 1 /T 1 \u003d V o /T o o V / T \u003d const.
Ang ugnayan sa pagitan ng dami ng gas, presyon, at temperatura ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng isang pangkalahatang equation na pinagsasama ang mga batas ng Boyle-Mariotte at Gay-Lussac ( pinagsamang batas ng gas)
PV / T \u003d P tungkol sa V tungkol sa / T tungkol sa,
kung saan ang P at V ay ang presyon at dami ng gas sa isang ibinigay na temperatura T; P o at V o - presyon at dami ng gas sa ilalim ng normal na kondisyon (n.o.).
Mendeleev-Clapeyron equation(ideal na gas equation of state) ay nagtatatag ng ratio ng mass (m, kg), temperatura (T, K), pressure (P, Pa) at volume (V, m 3) ng gas kasama ang molar mass nito (M, kg / mol)
kung saan ang R ay ang unibersal na pare-pareho ng gas na katumbas ng 8,314 J / (mol K). Bilang karagdagan, ang gas constant ay may dalawa pang halaga: P - mm Hg, V - cm 3 (ml), R \u003d 62400 ;
P - atm, V - dm 3 (l), R = 0.082.
Bahagyang presyon(lat. partialis- bahagyang, mula sa lat. mga par- bahagi) - ang presyon ng isang solong bahagi ng pinaghalong gas. Ang kabuuang presyon ng pinaghalong gas ay ang kabuuan ng mga bahagyang presyon ng mga bahagi nito.
Ang bahagyang presyon ng isang gas na natunaw sa isang likido ay ang bahagyang presyon ng gas na iyon na mabubuo sa gassing phase sa equilibrium na may likido sa parehong temperatura. Ang bahagyang presyon ng isang gas ay sinusukat bilang ang thermodynamic na aktibidad ng mga molekula ng gas. Ang mga gas ay palaging dumadaloy mula sa isang lugar na may mataas na bahagyang presyon patungo sa isang lugar na may mas mababang presyon; at kung mas malaki ang pagkakaiba, mas magiging mabilis ang stream. Ang mga gas ay natutunaw, nagkakalat at tumutugon ayon sa kanilang bahagyang presyon at hindi kinakailangang nakadepende sa konsentrasyon sa pinaghalong gas. Ang batas ng pagdaragdag ng mga partial pressure ay binuo noong 1801 ni J. Dalton. Kasabay nito, ang tamang theoretical substantiation, batay sa molecular-kinetic theory, ay ginawa sa ibang pagkakataon. Mga batas ni Dalton - dalawang pisikal na batas na tumutukoy sa kabuuang presyon at solubility ng isang halo ng mga gas at binuo niya sa simula ng ika-19 na siglo:
Ang batas ng solubility ng mga bahagi ng isang pinaghalong gas: sa isang pare-parehong temperatura, ang solubility sa isang naibigay na likido ng bawat isa sa mga bahagi ng pinaghalong gas sa itaas ng likido ay proporsyonal sa kanilang bahagyang presyon
Ang parehong mga batas ng Dalton ay mahigpit na natutupad para sa mga ideal na gas. Para sa mga tunay na gas, ang mga batas na ito ay naaangkop sa kondisyon na ang kanilang solubility ay mababa at ang kanilang pag-uugali ay malapit sa isang perpektong gas.
Batas ng Katumbas
Ang dami ng elemento o substance na nakikipag-ugnayan sa 1 mole ng hydrogen atoms (1 g) o pumapalit sa halagang ito ng hydrogen sa mga kemikal na reaksyon ay tinatawag ang katumbas ng isang ibinigay na elemento o sangkap(E).
Katumbas na masa(M e, g / mol) ay ang masa ng isang katumbas ng isang sangkap.
Ang katumbas na masa ay maaaring kalkulahin mula sa komposisyon ng tambalan kung ang molar mass (M) ay kilala:
1) M e (elemento): M e \u003d A / B,
kung saan ang A ay ang atomic mass ng elemento, ang B ay ang valence ng elemento;
2) M e (oxide) \u003d M / 2n (O 2) \u003d M e (elem.) + M e (O 2) \u003d M e (elem.) + 8,
kung saan ang n(O 2) ay ang bilang ng mga atomo ng oxygen; M e (O 2) \u003d 8 g / mol - katumbas na masa ng oxygen;
3) M e (hydroxide) \u003d M / n (he-) \u003d M e (elem.) + M e (OH -) \u003d M e (elem.) + 17,
kung saan ang n (he-) ay ang bilang ng mga pangkat ng OH - ; M e (OH -) = 17 g / mol;
4) M e (acid) \u003d M / n (n +) \u003d M e (H +) + M e (acid. Rest.) \u003d 1 + M e (Acid. Rest.),
kung saan ang n (n+) ay ang bilang ng mga H + ions; M e (H +) \u003d 1 g / mol; M e (acid. Rest.) - ang katumbas na masa ng acid residue;
5) M e (mga asin) \u003d M / n me V me \u003d M e (elem.) + M e (acidic rest.),
kung saan ang n me ay ang bilang ng mga metal na atom; Sa akin - ang lakas ng metal.
Kapag nilulutas ang ilang mga problema na naglalaman ng impormasyon tungkol sa mga volume ng mga gas na sangkap, ipinapayong gamitin ang halaga ng katumbas na dami (Ve).
katumbas na dami tinatawag na volume na inookupahan sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon
1 katumbas ng gaseous substance. Kaya para sa hydrogen sa n.o. ang katumbas na dami ay 22.4 1/2 \u003d 11.2 dm 3, para sa oxygen - 5.6 dm 3.
Ayon sa batas ng mga katumbas: ang mga masa (volume) ng mga sangkap m 1 at m 2 na tumutugon sa isa't isa ay proporsyonal sa kanilang katumbas na masa (mga volume)
m 1 / M e1 \u003d m 2 / M e2.
Kung ang isa sa mga sangkap ay nasa isang gas na estado, kung gayon
m / M e \u003d V tungkol sa / V e.
Kung ang parehong mga sangkap ay nasa gas na estado
V o1 / V e 1 \u003d V o2 / V e2.
Pana-panahong batas at
Ang istraktura ng atom
Ang pana-panahong batas at ang pana-panahong sistema ng mga elemento ay nagsilbing isang malakas na puwersa para sa pananaliksik sa istraktura ng atom, na nagbago sa pag-unawa sa mga batas ng uniberso at humantong sa praktikal na pagpapatupad ng ideya ng paggamit ng enerhiyang nukleyar.
Sa oras na natuklasan ang pana-panahong batas, ang mga ideya tungkol sa mga molekula at atomo ay nagsisimula pa lamang na patunayan. Bukod dito, ang atom ay itinuturing na hindi lamang ang pinakamaliit, kundi pati na rin ang elementarya (iyon ay, hindi mahahati) na butil. Ang direktang katibayan ng pagiging kumplikado ng istraktura ng atom ay ang pagtuklas ng kusang pagkabulok ng mga atomo ng ilang mga elemento, na tinatawag na radioactivity. Noong 1896, natuklasan ng French physicist na si A. Becquerel na ang mga materyales na naglalaman ng uranium ay nagpapailaw sa isang photographic plate sa dilim, nag-ionize ng gas, at nagiging sanhi ng pagkinang ng mga fluorescent substance. Nang maglaon ay lumabas na hindi lamang uranium ang may ganitong kakayahan. Natuklasan nina P. Curie at Maria Sklodowska-Curie ang dalawang bagong radioactive na elemento: polonium at radium.
Ang mga cathode ray, na natuklasan nina W. Crookes at J. Stoney noong 1891, ay iminungkahi na tumawag mga electron- bilang elementarya na mga particle ng kuryente. Si J. Thomson noong 1897, na pinag-aaralan ang daloy ng mga electron, na ipinapasa ito sa mga electric at magnetic field, ay itinatag ang halaga ng e / m - ang ratio ng singil ng elektron sa masa nito, na humantong sa siyentipiko na si R. Milliken noong 1909 upang maitatag ang halaga ng electron charge q = 4.8∙10 -10 electrostatic units, o 1.602∙10 -19 C (Coulomb), at, nang naaayon, sa electron mass -
9.11∙10 -31 kg. Karaniwan, isaalang-alang ang singil ng isang electron bilang isang yunit ng negatibong singil sa kuryente at italaga ito ng isang halaga (-1). A.G. Pinatunayan ni Stoletov na ang mga electron ay bahagi ng lahat ng mga atomo na matatagpuan sa kalikasan. Ang mga atom ay neutral sa kuryente, ibig sabihin, sa pangkalahatan ay walang singil sa kuryente. At nangangahulugan ito na ang komposisyon ng mga atomo, bilang karagdagan sa mga electron, ay dapat magsama ng mga positibong particle.
Mga modelong Thomson at Rutherford
Ang isa sa mga hypotheses tungkol sa istraktura ng atom ay iniharap noong 1903 ni J.J. Thomson. Naniniwala siya na ang atom ay binubuo ng isang positibong singil, pantay na ipinamamahagi sa kabuuan ng dami ng atom, at ang mga electron na nag-o-oscillating sa loob ng singil na ito, tulad ng mga buto sa isang "pakwan" o "raisin pudding." Upang subukan ang Thomson hypothesis at mas tumpak na matukoy ang panloob na istraktura ng atom noong 1909-1911. Si E. Rutherford, kasama si G. Geiger (mamaya ang imbentor ng sikat na Geiger counter) at mga mag-aaral, ay nag-set up ng mga orihinal na eksperimento.
|
Planetary model ng istraktura ng atom
Ang kakanyahan ng planetaryong modelo ng istraktura ng atom ay makikita sa mga sumusunod na pahayag:
1. Sa gitna ng atom ay may positibong sisingilin na nucleus, na sumasakop sa isang hindi gaanong mahalagang bahagi ng espasyo sa loob ng atom;
2. Ang buong positibong singil at halos ang buong masa ng isang atom ay puro sa nucleus nito (ang masa ng isang elektron ay 1/1823 a.m.u.);
3. Ang mga electron ay umiikot sa nucleus. Ang kanilang bilang ay katumbas ng positibong singil ng nucleus.
Ang modelong ito ay naging napaka-nagpapakita at kapaki-pakinabang para sa pagpapaliwanag ng maraming pang-eksperimentong data, ngunit agad nitong inihayag ang mga pagkukulang nito. Sa partikular, ang isang electron, na gumagalaw sa paligid ng nucleus na may acceleration (isang sentripetal na puwersa ay kumikilos dito), ay dapat, ayon sa electromagnetic theory, ay patuloy na nagpapalabas ng enerhiya. Ito ay hahantong sa katotohanan na ang elektron ay kailangang gumalaw sa paligid ng nucleus sa isang spiral at, sa huli, mahulog dito. Walang katibayan na ang mga atomo ay patuloy na nawawala, samakatuwid ito ay sumusunod na ang modelo ni E. Rutherford ay medyo mali.
batas ni Moseley
Ang mga X-ray ay natuklasan noong 1895 at masinsinang pinag-aralan sa mga kasunod na taon, nagsimula ang kanilang paggamit para sa mga layuning pang-eksperimento: ang mga ito ay kailangang-kailangan para sa pagtukoy ng panloob na istraktura ng mga kristal, ang mga serial number ng mga elemento ng kemikal. Nagawa ni G. Moseley na sukatin ang singil ng atomic nucleus gamit ang X-ray. Nasa singil ng nucleus na ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng atomic nuclei ng iba't ibang elemento ay namamalagi. Tinawag ni G. Moseley ang nuclear charge numero ng elemento. Ang mga positibong singil sa yunit ay tinawag sa kalaunan mga proton(1 1 p).
Ang X-ray radiation ay nakasalalay sa istraktura ng atom at ipinahayag batas ng Moseley: ang mga square roots ng reciprocals ng mga wavelength ay linearly na nakadepende sa mga ordinal na numero ng mga elemento. Ang pagpapahayag ng matematika ng batas ni Moseley:
,
kung saan ang l ay ang wavelength ng pinakamataas na peak sa X-ray spectrum; Ang a at b ay mga constant na pareho para sa magkatulad na linya ng isang ibinigay na serye ng X-ray. Serial number(Z) ay ang bilang ng mga proton sa nucleus. Ngunit noong 1920 lamang ang pangalan " proton at pinag-aralan ang mga katangian nito. Ang singil ng isang proton ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng sign sa singil ng isang electron, iyon ay, 1.602 × 10 -19 C, at may kondisyon (+1), ang masa ng isang proton ay 1.67 × 10 -27 kg, na humigit-kumulang 1836 beses na mas malaki kaysa sa masa ng isang elektron. Kaya, ang masa ng isang hydrogen atom, na binubuo ng isang electron at isang proton, ay halos tumutugma sa masa ng isang proton, na tinutukoy ng 1 1 p.
Para sa lahat ng mga elemento, ang masa ng isang atom ay mas malaki kaysa sa kabuuan ng mga masa ng mga electron at proton na bumubuo sa kanilang komposisyon. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halagang ito ay lumitaw dahil sa pagkakaroon ng mga atomo ng isa pang uri ng mga particle, na tinatawag na mga neutron(1 tungkol sa n), na natuklasan lamang noong 1932 ng Ingles na siyentipiko na si D. Chadwick. Ang mga neutron ay halos katumbas ng masa sa mga proton ngunit walang singil sa kuryente. Ang kabuuan ng bilang ng mga proton at neutron na nakapaloob sa nucleus ng isang atom ay tinatawag ang mass number ng atom. Ang bilang ng mga proton ay katumbas ng atomic number ng elemento, ang bilang ng mga neutron ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mass number (atomic mass) at ng atomic number ng elemento. Ang nuclei ng lahat ng mga atom ng isang partikular na elemento ay may parehong singil, iyon ay, naglalaman ang mga ito ng parehong bilang ng mga proton, at ang bilang ng mga neutron ay maaaring magkakaiba. Ang mga atomo na may parehong nuclear charge, at samakatuwid ay magkaparehong mga katangian, ngunit ibang bilang ng mga neutron, at, dahil dito, iba't ibang mga numero ng masa ay tinatawag na isotopes ("isos" - katumbas, "topos" - lugar ). Ang bawat isotope ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang halaga: isang mass number (ipinapakita sa kaliwang itaas ng chemical sign ng elemento) at isang ordinal number (ipinapakita sa ibaba sa kaliwa ng chemical sign ng elemento). Halimbawa, ang isang carbon isotope na may mass number na 12 ay nakasulat bilang: 12 6 C o 12 C, o ang mga salitang: "carbon-12". Ang isotopes ay kilala sa lahat ng elemento ng kemikal. Kaya, ang oxygen ay may isotopes na may mass number na 16, 17, 18: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O. Potassium isotopes: 39 19 K, 40 19 K, 41 19 K. Ang pagkakaroon ng isotopes ang nagpapaliwanag sa mga iyon. permutations na sa D.I. ginawa ang kanyang oras Mendeleev. Tandaan na ginawa niya ito batay lamang sa mga katangian ng mga sangkap, dahil hindi pa alam ang istraktura ng mga atomo. Kinumpirma ng modernong agham ang kawastuhan ng mahusay na siyentipikong Ruso. Kaya, ang natural na potasa ay nabuo pangunahin sa pamamagitan ng mga atomo ng mga magaan na isotopes nito, at argon - ng mga mabibigat. Samakatuwid, ang relatibong atomic mass ng potassium ay mas mababa kaysa sa argon, kahit na ang serial number (nucleus charge) ng potassium ay mas malaki.
Ang atomic mass ng isang elemento ay katumbas ng average na halaga ng lahat ng natural na isotopes nito, na isinasaalang-alang ang kanilang kasaganaan. Kaya, halimbawa, ang natural na chlorine ay binubuo ng 75.4% ng isotope na may mass number na 35 at 24.6% ng isotope na may mass number na 37; ang average na atomic mass ng chlorine ay 35.453. Atomic na masa ng mga elemento na ibinigay sa periodic system
DI. Mendeleev, mayroong mga average na mass number ng natural mixtures ng isotopes. Isa ito sa mga dahilan kung bakit iba ang mga ito sa mga halaga ng integer.
Matatag at hindi matatag na isotopes. Ang lahat ng isotopes ay nahahati sa: matatag at radioactive. Ang mga matatag na isotopes ay hindi sumasailalim sa radioactive decay, kung kaya't sila ay napanatili sa mga natural na kondisyon. Ang mga halimbawa ng stable isotopes ay 16 O, 12 C, 19 F. Karamihan sa mga natural na elemento ay binubuo ng pinaghalong dalawa o higit pang stable na isotopes. Sa lahat ng elemento, ang lata ang may pinakamalaking bilang ng mga matatag na isotopes (10 isotopes). Sa mga bihirang kaso, tulad ng aluminyo o fluorine, isang matatag na isotope lamang ang nangyayari sa kalikasan, at ang natitirang mga isotope ay hindi matatag.
Ang mga radioactive isotopes ay nahahati, sa turn, sa natural at artipisyal, na parehong kusang nabubulok, habang naglalabas ng α- o β-particle hanggang sa mabuo ang isang matatag na isotope. Ang mga kemikal na katangian ng lahat ng isotopes ay karaniwang pareho.
Ang isotopes ay malawakang ginagamit sa medisina at siyentipikong pananaliksik. Maaaring sirain ng ionizing radiation ang buhay na tissue. Ang mga tisyu ng mga malignant na tumor ay mas sensitibo sa radiation kaysa sa malusog na mga tisyu. Ginagawa nitong posible na gamutin ang mga kanser na may γ-radiation (radiation therapy), na kadalasang nakukuha gamit ang radioactive isotope cobalt-60. Ang radiation ay nakadirekta sa lugar ng katawan ng pasyente na apektado ng tumor, ang sesyon ng paggamot ay karaniwang tumatagal ng ilang minuto at paulit-ulit sa loob ng ilang linggo. Sa panahon ng sesyon, ang lahat ng iba pang bahagi ng katawan ng pasyente ay dapat na maingat na sakop ng radiation-impervious na materyal upang maiwasan ang pagkasira ng malusog na mga tisyu.
Sa pamamaraan may label na mga atomo Ang radioactive isotopes ay ginagamit upang subaybayan ang "ruta" ng ilang elemento sa katawan. Kaya, ang isang pasyente na may sakit na thyroid gland ay iniksyon ng isang paghahanda ng radioactive iodine-131, na nagpapahintulot sa doktor na subaybayan ang pagpasa ng yodo sa katawan ng pasyente. Dahil ang kalahating buhay
Ang iodine-131 ay 8 araw lamang, pagkatapos ay mabilis na bumababa ang radyaktibidad nito.
Ang partikular na interes ay ang paggamit ng radioactive carbon-14 upang matukoy ang edad ng mga bagay na organikong pinagmulan batay sa radiocarbon method (geochronology) na binuo ng American physical chemist na si W. Libby. Ang pamamaraang ito ay iginawad sa Nobel Prize noong 1960. Sa pagbuo ng kanyang pamamaraan, ginamit ni W. Libby ang kilalang katotohanan ng pagbuo ng radioactive isotope carbon-14 (sa anyo ng carbon monoxide (IV)) sa itaas na mga layer ng ang atmospera ng daigdig sa panahon ng pambobomba ng nitrogen atoms ng mga neutron na bahagi ng cosmic rays
14 7 N + 1 0 n → 14 6 C + 1 1 p
Ang radioactive carbon-14 naman ay nabubulok, naglalabas ng β-particle at bumabalik sa nitrogen
14 6 C → 14 7 N + 0 -1 β
Tinatawag ang mga atom ng iba't ibang elemento na may parehong mass number (atomic mass). mga isobar. Sa periodic system Sa Mayroong 59 na pares at 6 na triplets ng isobars. Halimbawa, 40 18 Ar 40 19 K 40 20 Ca.
Ang mga atom ng iba't ibang elemento na may parehong bilang ng mga neutron ay tinatawag isotones. Halimbawa, 136 Ba at 138 Xe - mayroon silang 82 neutron sa nucleus ng isang atom.
Pana-panahong batas at
covalent bond
Noong 1907 N.A. Morozov at kalaunan noong 1916-1918. Ipinakilala ng mga Amerikanong sina J. Lewis at I. Langmuir ang konsepto ng edukasyon kemikal na bono ng isang karaniwang pares ng elektron at iminungkahi na ang mga valence electron ay ipahiwatig ng mga tuldok
Ang isang bono na nabuo ng mga electron na kabilang sa dalawang nakikipag-ugnayan na mga atomo ay tinatawag covalent. Ayon kay Morozov-Lewis-Langmuir:
1) kapag ang mga atomo ay nakikipag-ugnayan sa pagitan nila, ibinahagi - karaniwan - ang mga pares ng elektron ay nabuo na nabibilang sa parehong mga atomo;
2) dahil sa karaniwang mga pares ng elektron, ang bawat atom sa molekula ay nakakakuha ng walong electron sa panlabas na antas ng enerhiya, s 2 p 6;
3) ang s 2 p 6 na pagsasaayos ay isang matatag na pagsasaayos ng isang hindi gumagalaw na gas, at sa proseso ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ay may posibilidad na maabot ito ng bawat atom;
4) ang bilang ng mga karaniwang pares ng elektron ay tumutukoy sa covalence ng elemento sa molekula at katumbas ng bilang ng mga electron sa atom, nawawala ng hanggang walo;
5) ang valency ng isang libreng atom ay tinutukoy ng bilang ng mga hindi magkapares na electron.
Ang paglalarawan ng mga kemikal na bono ay kaugalian sa iba't ibang paraan:
1) sa tulong ng mga electron sa anyo ng mga tuldok na inilagay sa simbolo ng kemikal ng elemento. Pagkatapos ay ang pagbuo ng isang molekula ng hydrogen ay maaaring ipakita ng scheme
H× + H× ® H: H;
2) gamit ang mga quantum cell (orbitals) bilang paglalagay ng dalawang electron na may magkasalungat na spins sa isang molekular na quantum cell
Ang layout diagram ay nagpapakita na ang antas ng molecular energy ay mas mababa kaysa sa mga paunang atomic level, na nangangahulugan na ang molekular na estado ng isang substance ay mas matatag kaysa sa atomic state;
3) madalas, lalo na sa organikong kimika, ang isang covalent bond ay kinakatawan ng isang gitling (halimbawa, H-H), na sumisimbolo sa isang pares ng mga electron.
Ang isang covalent bond sa isang chlorine molecule ay isinasagawa din gamit ang dalawang karaniwang electron, o isang electron pair.
Tulad ng nakikita mo, ang bawat chlorine atom ay may tatlong nag-iisang pares at isang hindi pares na elektron. Ang pagbuo ng isang kemikal na bono ay nangyayari dahil sa hindi magkapares na mga electron ng bawat atom. Ang mga hindi magkapares na electron ay nagbubuklod sa isang karaniwang pares ng mga electron, na tinatawag ding isang pinagsamang pares.
Paraan ng Valence bond
Ang mga ideya tungkol sa mekanismo ng pagbuo ng isang kemikal na bono, gamit ang halimbawa ng isang molekula ng hydrogen, ay nalalapat din sa iba pang mga molekula. Ang teorya ng kemikal na bono, na nilikha sa batayan na ito, ay tinawag valence bond method (MVS). Mga pangunahing probisyon:
1) nabuo ang isang covalent bond bilang resulta ng overlap ng dalawang electron cloud na may magkasalungat na direksyon na mga spin, at ang nabuong karaniwang electron cloud ay kabilang sa dalawang atomo;
2) ang covalent bond ay mas malakas, mas nagsasapawan ang mga nag-uugnay na ulap ng elektron. Ang antas ng overlap ng mga ulap ng elektron ay depende sa kanilang laki at density;
3) ang pagbuo ng isang molekula ay sinamahan ng compression ng mga ulap ng elektron at isang pagbawas sa laki ng molekula kumpara sa laki ng mga atomo;
4) s- at p-electron ng panlabas na antas ng enerhiya at d-electron ng pre-external na antas ng enerhiya ay nakikibahagi sa pagbuo ng bono.
Sigma (s) at pi (p) na mga bono
Sa chlorine molecule, ang bawat atom nito ay may kumpletong panlabas na antas ng walong electron s 2 p 6, at dalawa sa kanila (isang pares ng elektron) ay pantay na nabibilang sa parehong mga atom. Ang overlap ng mga ulap ng elektron sa panahon ng pagbuo ng isang molekula ay ipinapakita sa figure.
Scheme ng pagbuo ng isang kemikal na bono sa mga molekula ng chlorine Cl 2 (a) at hydrogen chloride HCl (b)
Ang isang kemikal na bono kung saan ang linya na nagkokonekta sa atomic nuclei ay ang symmetry axis ng bonding electron cloud ay tinatawag sigma (σ)-bond. Ito ay nangyayari kapag ang "frontal" ay nagsasapawan ng atomic orbitals. Mga bono na may magkakapatong na s-s-orbital sa molekulang H 2; Ang mga orbital ng p-p sa molekula ng Cl 2 at mga orbital ng s-p sa molekula ng HCl ay mga sigma bond. Posibleng "lateral" na overlapping ng mga atomic orbital. Kapag nagsasapawan ng p-electron clouds na naka-orient patayo sa bond axis, i.e. kasama ang y- at z-axes, dalawang lugar ng overlap ang nabuo, na matatagpuan sa magkabilang panig ng axis na ito. Ang covalent bond na ito ay tinatawag pi(p)-bond. Ang overlap ng mga ulap ng elektron sa panahon ng pagbuo ng isang π bond ay mas kaunti. Bilang karagdagan, ang mga lugar ng overlap ay mas malayo sa nuclei kaysa sa pagbuo ng isang σ-bond. Dahil sa mga kadahilanang ito, ang π-bond ay hindi gaanong malakas kaysa sa σ-bond. Samakatuwid, ang enerhiya ng isang dobleng bono ay mas mababa sa dalawang beses ang enerhiya ng isang solong bono, na palaging isang bono ng σ. Bilang karagdagan, ang σ-bond ay may axial, cylindrical symmetry at isang katawan ng rebolusyon sa paligid ng linya na nagkokonekta sa atomic nuclei. Ang π-bond, sa kabaligtaran, ay walang cylindrical symmetry.
Ang isang solong bono ay palaging isang dalisay o hybrid na bono ng σ. Ang double bond ay binubuo ng isang σ- at isang π-bond na matatagpuan patayo sa isa't isa. Ang σ-bond ay mas malakas kaysa sa π-bond. Sa mga compound na may maraming mga bono, palaging mayroong isang σ-bond at isa o dalawang π-bond.
Bono ng donor-acceptor
Ang isa pang mekanismo para sa pagbuo ng isang covalent bond ay posible rin - isang donor-acceptor. Sa kasong ito, ang kemikal na bono ay lumitaw dahil sa dalawang-elektron na ulap ng isang atom at ang libreng orbital ng isa pang atom. Isaalang-alang, bilang isang halimbawa, ang mekanismo ng pagbuo ng ammonium ion (NH 4 +). Sa molekula ng ammonia, ang nitrogen atom ay may nag-iisang pares ng mga electron (two-electron cloud)
Ang hydrogen ion ay may libre (hindi napuno) na 1s-orbital, na maaaring tukuyin bilang Н + (dito ang parisukat ay nangangahulugang isang cell). Kapag nabuo ang isang ammonium ion, nagiging pangkaraniwan ang isang two-electron cloud ng nitrogen para sa nitrogen at hydrogen atoms, iyon ay, nagiging molecular electron cloud. Kaya, mayroong ikaapat na covalent bond. Ang proseso ng pagbuo ng ammonium ion ay maaaring kinakatawan ng scheme
Nagiging karaniwan ang singil ng hydrogen ion (ito ay na-delokalisado, ibig sabihin, nakakalat sa pagitan ng lahat ng mga atomo), at ang dalawang-electron na ulap (nag-iisang pares ng elektron) na kabilang sa nitrogen ay nagiging karaniwan sa H +. Sa mga diagram, ang imahe ng cell ay madalas na tinanggal.
Ang isang atom na nagbibigay ng nag-iisang pares ng elektron ay tinatawag donor , at ang atom na tumatanggap nito (iyon ay, nagbibigay ng libreng orbital) ay tinatawag tumanggap .
Ang mekanismo ng pagbuo ng isang covalent bond dahil sa isang two-electron cloud ng isang atom (donor) at isang libreng orbital ng isa pang atom (acceptor) ay tinatawag na donor-acceptor. Ang isang covalent bond na nabuo sa ganitong paraan ay tinatawag na donor-acceptor o coordination bond.
Gayunpaman, hindi ito isang espesyal na uri ng bono, ngunit isang iba't ibang mekanismo (paraan) lamang para sa pagbuo ng isang covalent bond. Ang mga katangian ng N-H quarter bond sa ammonium ion ay hindi naiiba sa iba pang tatlo.
Para sa karamihan, ang mga donor ay mga molekula na naglalaman ng mga atomo ng N, O, F, Cl na nakagapos dito kasama ng mga atomo ng iba pang mga elemento. Ang isang acceptor ay maaaring isang particle na may mga bakanteng antas ng elektroniko, halimbawa, mga atom ng d-element na may hindi napunong d-sublevel.
Mga katangian ng isang covalent bond
Haba ng link ay ang internuclear na distansya. Ang isang kemikal na bono ay mas malakas kung mas maikli ang haba nito. Ang haba ng bono sa mga molekula ay: HC 3 -CH 3 1.54 ; H 2 C \u003d CH 2
1,33 ; HC≡SN 1.20 .Sa mga tuntunin ng mga solong bono, ang mga halagang ito ay tumataas, ang reaktibiti ng mga compound na may maraming mga bono ay tumataas. Ang sukatan ng lakas ng bono ay ang enerhiya ng bono.
Enerhiya ng bono tinutukoy ng dami ng enerhiya na kinakailangan upang masira ang bono. Karaniwan itong sinusukat sa kilojoules bawat mole ng isang substance. Habang tumataas ang multiplicity ng bono, tumataas ang enerhiya ng bono at bumababa ang haba nito. Bond energies sa mga compound (alkanes, alkenes, alkynes): С-С 344 kJ/mol; C=C 615 kJ/mol; С≡С 812 kJ/mol. Iyon ay, ang enerhiya ng isang double bond ay mas mababa sa dalawang beses ang enerhiya ng isang solong bono, at ang enerhiya ng isang triple bond ay mas mababa sa tatlong beses ang enerhiya ng isang solong bono, kaya ang mga alkynes ay mas reaktibo mula sa grupong ito ng mga hydrocarbon.
Sa ilalim pagkabusog maunawaan ang kakayahan ng mga atomo na bumuo ng limitadong bilang ng mga covalent bond. Halimbawa, ang isang hydrogen atom (isang hindi magkapares na elektron) ay bumubuo ng isang bono, isang carbon atom (apat na hindi magkapares na mga electron sa isang nasasabik na estado) - hindi hihigit sa apat na mga bono. Dahil sa saturation ng mga bono, ang mga molekula ay may isang tiyak na komposisyon: H 2 , CH 4 , HCl, atbp. Gayunpaman, kahit na may mga saturated covalent bond, ang mas kumplikadong mga molekula ay maaaring mabuo ayon sa mekanismo ng donor-acceptor.
Oryentasyon Tinutukoy ng covalent bond ang spatial na istraktura ng mga molekula, iyon ay, ang kanilang hugis. Isaalang-alang natin ito gamit ang halimbawa ng pagbuo ng mga molekula ng HCl, H 2 O, NH 3.
Ayon sa MVS, ang isang covalent bond ay nangyayari sa direksyon ng maximum na overlap ng mga electron orbital ng mga nakikipag-ugnayan na atomo. Kapag nabuo ang isang molekula ng HCl, ang s-orbital ng hydrogen atom ay magkakapatong sa p-orbital ng chlorine atom. Ang mga molekula ng ganitong uri ay may linear na hugis.
Ang panlabas na antas ng oxygen atom ay may dalawang hindi magkapares na mga electron. Ang kanilang mga orbital ay mutually perpendicular, i.e. matatagpuan kamag-anak sa bawat isa sa isang anggulo ng 90 o. Kapag nabuo ang isang molekula ng tubig
Ang mga atom ay napakaliit at may napakaliit na masa. Kung ipahayag natin ang masa ng isang atom ng anumang elemento ng kemikal sa gramo, ito ay magiging isang numero na mauunahan ng higit sa dalawampung zero pagkatapos ng decimal point. Samakatuwid, hindi maginhawa upang sukatin ang masa ng mga atomo sa gramo.
Gayunpaman, kung kukuha tayo ng anumang napakaliit na masa bilang isang yunit, kung gayon ang lahat ng iba pang maliliit na masa ay maaaring ipahayag bilang isang ratio sa yunit na ito. Ang 1/12 ng masa ng isang carbon atom ay pinili bilang yunit para sa pagsukat ng masa ng isang atom.
Tinatawag na 1/12 ng masa ng isang carbon atom yunit ng atomic mass(a.e.m.).
Relatibong atomic mass ay isang halaga na katumbas ng ratio ng tunay na masa ng isang atom ng isang partikular na elemento ng kemikal sa 1/12 ng tunay na masa ng isang carbon atom. Ito ay isang walang sukat na dami, dahil ang dalawang masa ay nahahati.
A r = m at. / (1/12)m arc.
Gayunpaman ganap na atomic mass ay relatibong halaga at may yunit na a.u.m.
Iyon ay, ang relatibong atomic mass ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang mass ng isang partikular na atom ay mas malaki kaysa sa 1/12 ng isang carbon atom. Kung ang A atom ay may r = 12, kung gayon ang masa nito ay 12 beses na mas malaki kaysa sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom, o, sa madaling salita, mayroon itong 12 atomic mass units. Maaari lamang itong mangyari sa carbon mismo (C). Ang hydrogen atom (H) ay may Ar = 1. Nangangahulugan ito na ang masa nito ay katumbas ng masa ng 1/12 ng masa ng carbon atom. Ang oxygen (O) ay may relatibong atomic mass na 16 amu. Nangangahulugan ito na ang isang oxygen atom ay 16 beses na mas malaki kaysa sa 1/12 ng isang carbon atom, mayroon itong 16 na atomic mass unit.
Ang pinakamagaan na elemento ay hydrogen. Ang masa nito ay humigit-kumulang katumbas ng 1 amu. Ang pinakamabigat na atomo ay may masa na papalapit sa 300 amu.
Karaniwan para sa bawat elemento ng kemikal ang halaga nito ay ang ganap na masa ng mga atomo, na ipinahayag sa mga tuntunin ng a. e. m. ay bilugan.
Ang halaga ng atomic mass units ay naitala sa periodic table.
Para sa mga molekula, ginagamit ang konsepto kamag-anak na molekular na timbang (Mr). Ang relatibong molecular weight ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang mass ng isang molekula ay mas malaki kaysa sa 1/12 ng mass ng isang carbon atom. Ngunit dahil ang masa ng isang molekula ay katumbas ng kabuuan ng mga masa ng mga bumubuo nitong mga atomo, ang relatibong molekular na masa ay matatagpuan sa pamamagitan lamang ng pagdaragdag ng mga kamag-anak na masa ng mga atomo na ito. Halimbawa, ang isang molekula ng tubig (H 2 O) ay naglalaman ng dalawang hydrogen atoms na may Ar = 1 at isang oxygen atom na may Ar = 16. Samakatuwid, Mr(H 2 O) = 18.
Ang ilang mga sangkap ay may di-molekular na istraktura, tulad ng mga metal. Sa ganoong kaso, ang kanilang kamag-anak na molekular na timbang ay itinuturing na katumbas ng kanilang kamag-anak na atomic na timbang.
Sa kimika, isang mahalagang dami ang tinatawag mass fraction ng isang kemikal na elemento sa isang molekula o sangkap. Ipinapakita nito kung anong bahagi ng kamag-anak na molekular na timbang ang binibilang ng isang naibigay na elemento. Halimbawa, sa tubig, ang hydrogen ay nagkakahalaga ng 2 bahagi (dahil mayroong dalawang atomo), at oxygen para sa 16. Iyon ay, kung paghaluin mo ang hydrogen na may mass na 1 kg at oxygen na may mass na 8 kg, sila ay tutugon nang walang nalalabi. Ang mass fraction ng hydrogen ay 2/18 = 1/9, at ang mass fraction ng oxygen ay 16/18 = 8/9.
