II.Строение атома и Химическая связь.
Атом – система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Тип атома определяется составом его ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов, вместе называемых нуклонами.
Одна из первых моделей строения атома была предложена Дж.Томсоном в 1903 г. Атом представлялся как «море положительного электричества» с колеблющимися в нем электронами. Суммарный отрицательный заряд электронов электронейтрального атома приравнивался к его суммарному положительному заряду.
Для проверки гипотезы Томсона и более точного определения строения атома Э.Резерфорд провел серию опытов по рассеянию а – частиц тонкими металлическими пластинками – фольгой.
Результаты опыта Резерфорд объяснил, предположив «планетарную» модель атома, уподоблявшую его солнечной системе. Согласно планетарной модели в центре атома находится очень маленькое ядро, размеры которого приблизительно в 100000 раз меньше размеров самого атома. Это ядро заключает в себе почти всю массу атома и несет положительный заряд. Вокруг ядра движутся электроны, число которых определяется зарядом атома. Внешняя траектория движения электронов определяет внешние размеры атома. Диаметр атома – величина порядка 10^(- 8) см, а диаметр ядра – порядка 10^(- 13) – 10^(- 12) см.
Чем больше заряд атомного ядра, тем сильнее будет отталкиваться от него а-частица, тем чаще будут встречаться случаи сильных отклонений а-частиц, проходящих через слой металла, от первоначального направления движения.
Важная характеристика атома — его внутренняя энергия, которая может принимать лишь определенные (дискретные) значения, соответствующие устойчивым состояниям атома, и изменяется только скачкообразно путем квантового перехода. Поглощая определенную порцию энергии, атом переходит в возбужденное состояние (на более высокий уровень энергии). Из возбужденного состояния атом, испуская фотон, может перейти в состояние с меньшей энергией (на более низкий уровень энергии). Уровень, соответствующий минимальной энергии атома, называется основным, остальные — возбужденными. Квантовые переходы обусловливают атомные спектры поглощения и испускания, индивидуальные для атомов всех химических элементов. (АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ, оптические спектры свободных или слабо связанных атомов (одноатомных газов, паров). Обусловлены квантовыми переходами атома. Атомные спектры — линейчатые, состоят из отдельных спектральных линий, которые характеризуются определенной длиной волны и для простых атомов группируются в спектральные серии. Содержат информацию о строении атомов, используются также в спектральном анализе.)
Ядра классифицируются в зависимости от значений Z (число протонов) и N (число нейтронов). Изотопы – ядра, имеющие одинаковые числа протонов. Название происходит от греческих слов «изос» — одинаковый и «топос» — место. Атомы изотопов обладают одинаковым зарядом ядра (и, следовательно, тождественными химическими свойствами), но разным числом нейтронов (а значит, и разным массовым числом).
строение электронных оболочек атома.
Часть атомного пространства, соответствующая наибольшей вероятности (90%) нахождения электрона, называется атомной электронной орбиталью (АЭО).
Положение электрона в атоме связано с единым термодинамическим принципом существования устойчивых систем, т.е. определяется энергетическими характеристиками, которые называются квантовыми числами.
- n – главное квантовое число.
- HBr + O2 -> HOOBr (самая медленная);
- HOOBr + HBr -> 2HOBr;
- HOBr + HBr -> H2O + Br2.
- C(N2) повысить, C(H2) повысить, то равновесие ->.
- C(NH3) повысит, равновесие
- P увелич., равновесие ->
- P уменьш., равновесие
- Р увелич., равновесие не смещ.
- Р уменьш., равновесие не смещ.
- 0.02
- (С(исх))
- 0.001
- Энергия ионизации, I [кДж/моль, эВ/атом]. Энергия ионизации – это количество энергии, которое необходимо затратить для того, чтобы отделить от атома один электрон. Э(0) – е = Э(+) + I1, Э(+) – е = Э(2+) + I2. I2>=I1 (связано с числом электронов на внешнем энергетическом уровне). Больше 3-х электронов «оторвать» нельзя. В таблице Менделеева: в периодне слева направо I увеличивается (радиус атома уменьшается, заряд ядра незначительно увеличивается), в группе сверху вниз I уменьшается (заряд ядра намного увеличивается, радиус ядра растет).
- Энергия сродства к электрону (Е) – количество энергии, которое выделится при присоединении атомом одного электрона.
- Электроотрицательность (ЭО). – способность атома принимать и отдавать электроны. ЭО – полусумма энергии ионизации и энергии сродства к электрону.
- Металл является активным. F(гидрат.)>F(крист.реш.).
- Металл является неактивным. F(гидрат)
Источник