Занятие 2: Основные химические законы. Тест по теме «Основные химические законы». Задачи на основные химические законы.

ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

(Периодический закон Д.И.Менделеева рассматривается отдельно)

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

В 1741 г М.В.Ломоносов впервые достаточно близко к нашим представлениям высказал предположения об атомно-молекулярном строении вещества. По определению Ломоносова, все вещества состоят из элементов (атомов), которые могут соединяться в корпускулы (молекулы). Позже, в 1803 г Дж. Дальтон также приходит к выводу о существовании атомов как мельчайших частиц вещества. Таким образом, М.В.Ломоносова и Дж. Дальтона можно в полной мере считать авторами атомно-молекулярного учения, основными положениями которого являются следующие:

1. Все вещества состоят из молекул, т.е. химическое соединение – это совокупность одинаковых (с хим. точки зрения) молекул.

2. Молекулы состоят из атомов, причем молекулы простых веществ состоят их атомов одного вида (одного химического элемента), а молекулы сложных веществ – из атомов разных видов (разных химических элементов).

3. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

ЗАКОН ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА ВЕЩЕСТВА (Ж. Пруст, 1799 г)

Качественный и количественный состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способа получения соединения. Закон применим к соединениям с молекулярным строением, т.е. к соединениям с ковалентными связями (большинство орг. соединений, неорганические кислоты, газы и т.д.).

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ (М.В.Ломоносов, 1748 г, А.Лавуазье, 1789 г)

Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции. Этот закон является частным случаем общего закона природы – закона сохранения массы и энергии в закрытых системах.

ЗАКОН АВОГАДРО (А.Авогадро, 1811 г, С.Канницаро, 1858 г)

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул.

Следствия из закона Авогадро:

1. При одинаковых условиях равные количества различных газов занимают одинаковые объемы.

2. 1 моль любого газа при н.у. занимает объем, равный 22,4 л. Нормальные условия – Т=273°К (0°С); Р=101,3 кПа (1 атм, 760 мм. рт. ст.).

^*Некоторые авторы формулируют еще одно следствие из закона Авогадро, применяемое при решении расчетных задач:

Относительной плотностью газа Х по газу Y называется величина, равная отношению молярной массы газа Х к молярной массе газа Y (при одинаковых условиях)

Рассчитайте относительную плотность кислорода а) по водороду, б) по воздуху, в) по гелию:

ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ (В.Рихтер, 1792 г)

Массы веществ, вступающих в химическую реакцию, прямо пропорциональны их эквивалентам.

Химический эквивалент элемента – такая его масса, которая соединяется с единицей массы водорода или с 8 единицами массы кислорода или замещает эти количества в их соединениях.

Э=А/В, где А-атомная масса элемента; В-валентность элемента.

Рассчитайте эквиваленты водорода, кислорода, серы:

Эквивалентный объем любого бинарного газа равен 11,2 л/моль.

На основе закона эквивалентов выведены формулы для расчета эквивалентных масс сложных веществ:

Э(оксида) = Молярная масса оксида/валентность элемента´число атомов элемента в оксиде. Рассчитайте эквивалент оксида алюминия:

Э(кислоты) = Молярная масса кислоты/основность кислоты. Рассчитайте эквивалент угольной кислоты:

Э(основания) = Молярная масса основания/кислотность основания. Рассчитайте эквивалент гидроксида кальция:

Э(соли) = Молярная масса соли/валентность металла´число атомов металла. Рассчитайте эквивалент сульфата алюминия:

УРАВНЕНИЕ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА (уравнение состояния идеального газа)

Уравнение описывает соотношение между давлением газа, его объемом, количеством вещества (газа) и температурой. PV=nRT,

где Р – давление, кПа;

V – объем, л;

n - количество газа, моль;

R – универсальная газовая постоянная, составляет 8,314 Дж/(моль×К) = 0,082 л×атм/(моль×К);

Т – температура, °К.

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ГАЗОВЫЙ ЗАКОН (Клапейрона)

Р×V P⁰×V⁰

T T⁰

ТЕСТ ПО ТЕМЕ «ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ»

1. При н.у. равное число молекул содержат 5 г водорода и объем гелия, равный:

А) 22,4л

Б) 44,8л

В) 56,0л

Г) 112л

2. Плотность паров серы по воздуху составляет 2,21. Молекула серы при этих условиях имеет следующую молекулярную формулу:

А) S

Б) S2

В) S6

Г) S8

3. В баллоне объемом 50л при 20°С находится аргон под давлением 80 атм. Масса этого аргона равна:

А) 6,66 кг

Б) 8,93 кг

В) 7,62 кг

Г) 9,13 кг

4. Масса порции карбоната натрия, в которой содержится 3,01×10²³ атомов натрия, равна

А) 53 г

Б) 26,5 г

В) 106 г

Г) 41,5 г

5. Объем (в литрах, н.у.) порции метана, содержащей 4,816×10²³ атомов водорода, равен

А) 4,48

Б) 17,92

В) 35,84

Г) 71,68

6. Относительная плотность некоторого газа по воздуху равна 2. Чему равна плотность этого газа по гелию?

А) 7,25

Б) 14,5

В) 29

Г) 58

7. Эквивалент сульфата аммония равен

А) 132

Б) 66

В) 264

Г) 11,2

8. При н.у. объем 10 г газообразного водорода больше объема 10 г жидкой воды приблизительно в

А) 11200 раз

Б) 22400 раз

В) 44800 раз

Г) 2240 раз

9. Абсолютная плотность (кг/м³) углекислого газа, измеренная при н.у., равна

А) 1,25

Б) 1,96

В) 1,429

Г) 1,2506

10. Соотношение масс ионов в иодиде алюминия составляет

А) 0,54:5

Б) 0,72:4,3

В) 0,54:7,62

Г) 0,54:2,54

Занятие 3: Современные представления о строении атома. Тест на тему «Современные представления о строении атома». Задачи на определение элементного состава вещества и вывод формулы сложного вещества по известному элементному составу.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ АТОМА

План:

1. Основные элементарные частицы, входящие в состав атома, их характеристики.

2. Модели строения атома:

· Модель Томсона "пудинг с изюмом".

· "Планетарная модель" Резерфорда.

· Постулаты Н.Бора.

· Квантовая модель строения атома.

3. Основные параметры для характеристики атома.

4. Изотопы, изобары, изотоны.

5. Радиоактивность, ядерные реакции

До конца 19 века атом считали неделимой частицей. Но в конце 19 века происходит ряд открытий (радиоактивность, фотоэффект), поколебавших это убеждение. Сейчас известно, что атом состоит из элементарных частиц, основными из которых являются протон, нейтрон, электрон.

ЧАСТИЦА	ОБОЗНАЧЕНИЕ	ЗАРЯД	ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МАССА
Протон	p	+
Нейтрон	n
Электрон	e`	-	1/1840

После открытия основных элементарных частиц, входящих в состав атома, встал вопрос об их нахождении, т.е. о строении атома. В 1911 году Томсон предложил свою модель строения атома, которая получила условное название "пудинг с изюмом". Согласно этой модели, атом представляет собой некую субстанцию, в которой равномерно распределены протоны, нейтроны и электроны. Число протонов равно числу электронов, поэтому атом в целом электронейтрален. Схематично изобразите модель строения атома Томсона:

В 1913 году Резерфорд ставит опыт, результаты которого модель Томсона объяснить не может. Изобразите схему установки в опыте Резерфорда:

Это заставляет Резерфорда предложить свою модель строения атома, получившую название "планетарной". Согласно этой модели, атом состоит из ядра, в котором сконцентрирована основная масса атома, поскольку ядро содержит протоны и нейтроны; вокруг ядра на огромной скорости вращаются электроны.

Схематично изобразите планетарную модель строения атома:

Поскольку модель Резерфорда содержала ряд противоречий (каких? сформулируйте два противоречия, содержащиеся в модели Резерфорда):

Нильсом Бором были введены постулаты, устраняющие эти противоречия:

1. Электроны вращаются вокруг ядра не по произвольным, а по строго определенным, стационарным орбитам.

2. При движении по стационарной орбите электрон не излучает и не поглощает энергии. Выброс энергии происходит при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Но теория Резерфорда-Бора дает удовлетворительные результаты только для атома водорода. Современные представления о строении атома подчиняются квантовой моделистроения атома, которая учитывает волновые свойства элементарных частиц. Ее основные положения:

§ Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу, т.е. ведет себя и как частица, и как волна. Как частица, электрон обладает массой и зарядом; как волна, он обладает способностью к дифракции.

§ Для электрона невозможно одновременно точно измерить координату и скорость.

§ Электрон в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части околоядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. Пространство вокруг ядра, в котором достаточно велика вероятность нахождения электрона, называется орбиталью.

§ Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, имеющих общее название – нуклоны.

---

Дата добавления: 2015-08-26