Химическое равновесие и условия его смещения.

Структура периодической системы.

Пусть зимний день с метелями

Не навевает грусть —

Таблицу Менделеева

Я знаю наизусть.

Зачем ее я выучил?

Могу сказать зачем.

В ней стройность и величие

Любимейших поэм.

Без многословья книжного

В ней смысла торжество.

И элемента лишнего

В ней нет ни одного.

В ней пробужденье дерева

И вешних льдинок хруст.

Таблицу Менделеева

Я знаю наизусть.

Н. Глазков

Периодическая система состоит из периодов и групп.

Период - это ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомной массы, который начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом. Периодов всего 7.

1,2,3 – малые, так как состоят из одного ряда, 4,5,6 – дольшие, так как состоят из двух рядов, 7 – незавершенный, так как пока нет инертного газа, указавшего на завершение этого периода.

Группа – это вертикальный столбец системы. Групп всего 8. Каждая группа делится на главную и побочную подгруппы. Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов, а побочная – только больших.

Порядковый номер элемента показывает заряд ядра, число электронов, протонов. Число нейтронов равно атомная масса минус порядковый номер.

Номер периода показывает число энергетических уровней.

Номер группы (для элементов главных подгрупп) показывает число электронов на последнем уровне.

Изотопы – атомы с одинаковым зарядом ядра, но разными массами.

Изобары – атомы с одинаковой массой, но разными зарядами ядра.

В пределах периода с ростом порядкового номера металлические свойства уменьшаются, а неметаллические усиливаются, так как:

1. увеличиваются заряды атомных ядер,

2. увеличивается число электронов на внешнем уровне,

3. радиус атома уменьшается.

В пределах главной подгруппы с ростом порядкового номера металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают, так как:

1. увеличиваются заряды атомных ядер,

2. увеличивается число энергетических уровней,

3. увеличивается радиус атома.

Виды химической связи.

Химическая связь – взаимодействие между атомами, приводящее к образованию устойчивой многоатомной системы.

Причины образования связи: стремление системы к минимуму энергии и стремление атомов к завершению внешнего энергетического уровня (он содержит 8 электронов).

Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами. Она возникает между атомами металлов (а также NH₄⁺) и неметаллов.

При образовании ионной связи атом металла отдает свои валентные электроны (электроны с внешнего уровня) атому неметалла, при этом каждый атом завершает свой внешний уровень.

К веществам с ионной связью относятся: щелочи, соли, некоторые оксиды и гидриды металлов.

Вещества с ионной связью образуют кристаллы с ионной кристаллической решеткой. Физические свойства: тугоплавкие, нелетучие, твердые, но хрупкие, растворимы в воде, растворы и расплавы проводят ток.

Ковалентная связь – это связь между атомами, возникающая за счет образования общих электронных пар. Она возникает между атомами неметаллов. Если они одинаковые, то связь ковалентная неполярная, а если разные, то ковалентная полярная.

При кристаллизации веществ с ковалентной связью образуются два типа кристаллических решеток:

1. Атомная по физическим свойствам это твердые, тугоплавкие, нелетучие, нерастворимые вещества. Например, алмаз, графит(С), кремний, бор, карборунд(SiC), кварц (SiO₂), карбиды, силициды.
2. молекулярная по физическим свойствам это летучие, хрупкие вещества с низкой температурой плавления и кипения. Например, углекислый газ (СО₂), лед, хлор, кислород, азот, нафталин, глюкоза, сахароза и другие органические вещества.

Металлическая связь возникает между атомами металлов. Для них характерна металлическая кристаллическая решетка. По физическим свойствам это тепло- и электропроводные вещества, пластичные, с металлическим блеском.

Водородная связь это связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы отрицательно поляризованными атомами (F,O, N) другой молекулы. Водородная связь бывает межмолекулярная и внутримолекулярная.

Межмолекулярная водородная связь характерна для воды, спиртов, карбоновых кислот, фтороводорода.

Внутримолекулярная водородная связь характерна для белков, ДНК и РНК.

 

Химическое равновесие и условия его смещения.

Химическое равновесие – это состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.(концентрации веществ при этом могут быть и не равными)

Принцип ЛеШателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия оказать внешние воздействие, то равновесие сместится в сторону реакции ослабляющей это воздействие.

На смещение равновесия влияют:

1. Температура. Приповышение температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (-Q). Припонижение температуры равновесие смещается в сторону экзотермической реакции (+Q).
2. Концентрация. Повышение концентрации одного из веществ вызывает смещение равновесия в сторону той реакции, в которой это вещество расходуется.
3. Давление (только для газообразных веществ). Повышение давления смещает равновесие в сторону реакции, в которой уменьшается число молей газов(т.е уменьшается объем газов).
4. Катализатор не влияет на химическое равновесие, он только способствует его более быстрому достижению.

 

Основные положения теории Бутлерова:

1. Атомы в молекулах соединяются не беспорядочно, а строго в соответствии с их валентностью.
2. углерод в органических веществах всегда четырех валентен и образует цепи: прямые, разветвленные и замкнутые.
3. Свойства веществ зависят не только от того какие атомы и в каком количестве входят в состав молекулы, но и от порядка их соединения.
4. атомы и группы атомов влияют друг на друга взаимно обуславливая химическую активность и реакционную способность.
5. химическое строение может быть установлено путем анализа или синтеза.
6. у каждого вещества только 1 структурная формула.

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковый состав, но различающиеся по строению и свойствам.

Виды изомерии.

Структурная:

1. Изомерия углеродного скелета
2. Изомерия положения кратной связи или функциональной группы
3. Межклассовая (если одинаковые общие формулы классов)

Пространственная изомерия:

1.Геометрическа я (цис-, транс- изомерия),

2. оптическая изомерия.

 

Гомологи – это вещества имеющие сходное строение и сходные свойства, но различающиеся по составу на одну или несколько групп – СН₂- (гомологическая разность).

Валентные состоянии атома углерода.

 Гибридизация – это выравнивание электронных облаков по форме и энергии.

Первое валентное состояние(sр³ - гибридизация) участвуют облака одного S и трех р – электронов. Угол между облаками составляет 109^о 28′, длина связи между атомами углерода – 0,154 нм, форма расположения электронных облаков в пространстве – тетраэдр. Эта гибридизация возможна у тех атомов углерода, которые связаны с другими атомами только простыми σ- связями.

Второе валентное состояние(sр² - гибридизация) участвуют облака одного S  и двух р – электронов. Угол между облаками составляет 120^о ′, длина связи между атомами углерода – 0,134 нм, форма расположения электронных облаков в пространстве – плоский треугольник. Эта гибридизация возможна у тех атомов углерода, которые связаны с другими атомами двойной связью, состоящей из одной σ- и одной π- связей.

Третье валентное состояние(sр - гибридизация) участвуют облака одного S и одного р – электронов. Угол между облаками составляет 180^о, длина связи между атомами углерода – 0,12 нм, форма расположения электронных облаков в пространстве – линейная. Эта гибридизация возможна у тех атомов углерода, которые связаны с другими атомами тройной связью, состоящей из одной σ- и двух π- связей.