Читать книгу Сборник основных формул школьного курса химии - Группа авторов - Страница 1

Важнейшие химические понятия и законы

Химический элемент– это определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Относительная атомная масса (А_r) показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше – массы атома углерода-12 (¹²С).

Химическое вещество – совокупность любых химических частиц.

Химические частицы

Формульная единица – условная частица, состав которой соответствует приведенной химической формуле, например:

Аr – вещество аргон (состоит из атомов Ar),

Н₂O – вещество вода (состоит из молекул Н₂O),

KNO₃ – вещество нитрат калия (состоит из катионов К⁺ и анионов NO₃¯).

Соотношения между физическими величинами

Атомная масса (относительная) элемента B, A_r(B):

где *т (атома В) – масса атома элемента В;

*т_и – атомная единица массы;

*т_и = 1/12 т (атома ¹²С) = 1,6610²⁴ г.

Количество вещества B, n(B), моль:

где N (B) – число частиц В;

N_A– постоянная Авогадро (N_A = 6,0210²³ моль^-1).

Молярная масса вещества В, М(В), г/моль:

где т(В) – масса В.

Молярный объем газа В, V_M, л/моль:

где V_M = 22,4 л/моль (следствие из закона Авогадро), при нормальных условиях (н.у. – атмосферное давлениер = 101 325 Па (1 атм); термодинамическая температура Т = 273,15 К или температура Цельсия t = 0 °C).

*Плотность газообразного вещества B по водороду, D (газа B по H₂):

*Плотность газообразного вещества В по воздуху, D (газ В по воздуху):

Массовая доля элемента Э в веществе В, w(Э):

где х – число атомов Э в формуле вещества В

Строение атома и Периодический закон Д.И. Менделеева

Массовое число (А) – общее число протонов и нейтронов в атомном ядре:

A = N(p⁰) + N(p⁺).

Заряд ядра атома (Z) равен числу протонов в ядре и числу электронов в атоме:

Z = N(p+) = N(e¯).

Изотопы – атомы одного элемента, различающиеся числом нейтронов в ядре, например: калий-39: ³⁹К (19р⁺, 20п⁰, 19е¯); калий-40: ⁴⁰К (19р+, 21п⁰, 19е¯).

*Энергетические уровни и подуровни

*Атомная орбиталь (АО) характеризует область пространства, в которой вероятность пребывания электрона, имеющего определенную энергию, является наибольшей.

*Формы s– и р-орбиталей

Периодический закон и Периодическая система Д.И. Менделеева

Свойства элементов и их соединений периодически повторяются с возрастанием порядкового номера, который равен заряду ядра атома элемента.

Номер периода соответствует числу энергетических уровней, заполненных электронами, и обозначает последний по заполнению энергетический уровень (ЭУ).

Номер группы А показывает число валентных электронов ns и пр.

Номер группы Б показывает число валентных электронов ns и (п – 1)d.

Секция s-элементов – заполняется электронами энергетический подуровень (ЭПУ) ns-ЭПУ – IA– и IIА-группы, Н и Не.

Секция р-элементов – заполняется электронами np-ЭПУ – IIIA-VIIIA-группы.

Секция d-элементов – заполняется электронами (п-1)d-ЭПУ – IБ-VIIIБ2-группы.

Секция f-элементов – заполняется электронами (п-2)f-ЭПУ – лантаноиды и актиноиды.

Изменение состава и свойств водородных соединений элементов 3-го периода Периодической системы

Нелетучие, разлагаются водой: NaH, MgH₂, AlH₃.

Летучие: SiH₄, PH₃, H₂S, HCl.

Изменение состава и свойств высших оксидов и гидроксидов элементов 3-го периода Периодической системы

Оснóвные: Na₂O – NaOH, MgO – Mg(OH)₂.

Амфотерные: Al₂O₃ – Al(OH)₃.

Кислотные: SiO₂ – H₄SiO₄, P₂O₅ – H₃PO₄, SO₃ – H₂SO₄, Cl₂O₇ – HClO₄.

Химическая связь

Электроотрицательность (χ) – величина, характеризующая способность атома в молекуле приобретать отрицательный заряд.

Механизмы образования ковалентной связи

Обменный механизм – перекрывание двух орбиталей соседних атомов, на каждой из которых имелось по одному электрону.

Донорно-акцепторный механизм – перекрывание свободной орбитали одного атома с орбиталью другого атома, на которой имеется пара электронов.

Перекрывание орбиталей при образовании связи

*Тип гибридизации – геометрическая форма частицы – угол между связями

Гибридизация орбиталей центрального атома – выравнивание их энергии и формы.

sp – линейная – 180°

sp² – треугольная – 120°

sp³ – тетраэдрическая – 109,5°

sp³d – тригонально-бипирамидальная – 90°; 120°

sp³d² – октаэдрическая – 90°

Смеси и растворы

Раствор – однородная система, состоящая из двух или более веществ, содержание которых можно изменять в определенных пределах.

Раствор: растворитель (например, вода) + растворенное вещество.

Истинные растворы содержат частицы размером менее 1 нанометра.

Коллоидные растворы содержат частицы размером 1-100 нанометра.

Механические смеси (взвеси) содержат частицы размером более 100 нанометра.

Суспензия => твердое + жидкое

Эмульсия => жидкое + жидкое

Пена, туман => газ + жидкое

Неоднородные смеси разделяют отстаиванием и фильтрованием.