Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

А́том — частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Состоит из нуклонов – протонов(+) и нейтронов (0). Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами (наоборот – изотонами). Прото́н — элементарная частица, электрический заряд равен +1.Масса протона ~1 а.е.м. Ядро атома водорода состоит из одного протона. Нейтро́н —элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Масса = 1 а.е.м. Электро́н — отрицательно заряженная элементарная частица. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все химические свойствавеществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, какэлектрический ток в проводниках и вакууме.Заряд равен −1,602176565(35)·10⁻¹⁹ Кл. Масса электрона равна 9,10938291(40)·10⁻²⁸ г. Химическийэлемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числомпротонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе Менделеева. Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества. Порядковый номер элемента в ней равен заряду ядра, который, в свою очередь, численно равен числу содержащихся в ядре протонов. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре равномассовому числу А. Количество протонов равно количеству электронов. Изото́пы — разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Пример изотопов: ¹⁶₈O (заряд ядра = 8, атомная масса = 16), ¹⁷₈O, ¹⁸₈O — три стабильных изотопа кислорода.

Периодический закон Д.И.Менделеева. Структура периодической системы: периоды, группы, подгруппы. Особенности электронного строения атомов главных и побочных подгрупп.

В настоящее время Периодический закон Д. И. Менделеева имеет следующую формулировку: «свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов». Период — строка периодической системы химических элементов, последовательность атомов по возрастанию заряда ядра и заполнению электронами внешней электронной оболочки. Каждый период (за исключением первого) начинается типичным металлом (Li, Nа, К, Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородным газом (Не, Ne, Ar, Kr, Хе, Rn), которому предшествует типичный неметалл. Группа — последовательность атомов по возрастанию заряда ядра, обладающих однотипным электронным строением.Номер группы определяется количеством электронов на внешней оболочке атома (валентных электронов) и, как правило, соответствует высшей валентности атома. В короткопериодном варианте периодической системы группы подразделяются на подгруппы— главные (или подгруппы A), начинающиеся с элементов первого и второго периодов, и побоч ны е (подгруппы В), содержащие d-элементы. Элементы одной подгруппы обладают сходными химическими свойствами.У атомов элементов главных подгрупп заполняются электронами последние уровни, а у побочных - предпоследние. Число электронов на последнем уровне у элементов главных подгрупп совпадает с номером их группы, у элементов побочных подгрупп – нет.

 

Изменение свойств элементов в периодической системе

см. п. 4

 

О связи элементов ПС элементов со строением атома смотри начало 4 билета

 

Ионные реакции.

Ионные реакции — реакции между ионами в растворе. Например, реакциюAgNO₃ + NaCl = NaNO₃ + AgClможно представить в ионном виде (реакция расписывается на ионы, не расписываются осадки, газы, вода, слабые кислоты и основания, а также малорастворимые и нерастворимые соединения) например AgCl нерастворим в воде и на ионы не расписывается:Ag⁺ + NO₃⁻ + Na⁺ + Cl⁻ = AgCl + Na⁺ + NO₃⁻Одинаковые ионы сокращаются и получается сокращенное ионное уравнение. Так как взаимодействие произошло между ионами Ag⁺ и ионами Cl⁻, то выражение Ag⁺ + Cl⁻ = AgClи есть ионное уравнение рассматриваемой реакции. Оно проще молекулярного и в то же время отражает сущность происходящей реакции.

Условия необратимости ионной реакции: 1. Если в результате реакции выделяется малодиссоциирующее вещество – вода. Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой: Неизменность степеней окисления элементов во всех веществах до и после реакции говорит о том, что реакции обмена не являются окислительно-восстановительными.Полное ионное уравнение реакции:K⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– = K⁺ + Cl^– + H₂O.Cокращенное ионное уравнение реакции: H⁺ + OH^– = H₂O. Молекулярное уравнение реакции основного оксида с кислотой: CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O.Полное ионное уравнение реакции:

Cокращенное ионное уравнение реакции: CaO + 2H+ = Ca²⁺ + H₂O. Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой: 3Mg(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 6H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионным уравнением. Молекулярное уравнение реакции амфотерного оксида с кислотой: Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O.Полное ионное уравнение реакции:Al₂O₃ + 6H⁺ + 6Cl^– = 2Al³⁺ + 6Cl^– + 3H₂O. Cокращенное ионное уравнение реакции:Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O.

2. Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество. Молекулярное уравнение реакции растворимой соли со щелочью: CuCl₂ + 2KOH = 2KCl + Cu(OH)₂ .Полное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2Cl^– + 2K⁺ + 2OH^– = 2K⁺ + 2Cl^– + Cu(OH)₂ .

Cокращенное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂ . М олекулярное уравнение реакции двух растворимых солей: Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ = 3BaSO₄ + 2AlCl₃.Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции:

Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой: Fe(OH)₃ + H₃PO₄ = FePO₄ + 3H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу два факта: образование вещества, нерастворимого в воде, и выделение воды.

3. Если в результате реакции выделяется газообразное вещество. Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой: K₂S + 2HCl = 2KCl + H₂S .Полное ионное уравнение реакции: 2K⁺ + S^2– + 2H⁺ + 2Cl^– = 2K⁺ + 2Cl^– + H₂S . Cокращенное ионное уравнение реакции: S^2– + 2H⁺ = H₂S . М олекулярное уравнение реакции растворимой соли (карбоната) с кислотой: Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂ Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции: О протекании данной реакции до конца свидетельствуют два признака: выделение воды и газа – оксида углерода(IV). Молекулярное уравнение реакции нерастворимой соли (карбоната) с кислотой: 3СaCO₃ + 2H₃РO₄ = Са₃(PO₄)₂ + 3H₂O + 3CO₂ Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным уравнением. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу три признака: выделение газа, образование осадка и выделение воды.

 

По природе лиганда

1) Аммиакаты — комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака, например: [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3, [Pt(NH3)6]Cl4 и др.

2) Аквакомплексы — в которых лигандом выступает вода: [Co(H2O)6]Cl2, [Al(H2O)6]Cl3 и др.

3) Карбонилы — комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II): [Fe(CO)5], [Ni(CO)4].

4) Ацидокомплексы — комплексы, в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли: K2[PtCl4], комплексные кислоты: H2[CoCl4], H2[SiF6].

5) Гидроксокомплексы — комплексные соединения, в которых в качестве лигандов выступают гидроксид-ионы: Na2[Zn(OH)4], Na2[Sn(OH)6] и др.

 

Элементы VIIА подгруппы.

Галогены - химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. Реагируют почти со всеми простыми веществами, кроме некоторых неметаллов. Все галогены — энергичные окислители, поэтому встречаются в природе только в виде соединений. С увеличением порядкового номера химическая активность галогенов уменьшается, химическая активность галогенид-ионов F−, Cl−, Br−, I−, At− уменьшается. Все галогены — неметаллы. На внешнем энергетическом уровне 7 электронов, являются сильными окислителями. При взаимодействии с металлами возникает ионная связь, и образуются соли. Галогены, (кроме F) при взаимодействии с более электроотрицательными элементами, могут проявлять и восстановительные свойства вплоть до высшей степени окисления +7.FClBrI---------> не металлические свойства ослабевают, окислительная способность падает. Г₂ + 2e --> 2Г^-Физические свойства простых веществ - все галогены токсичны, плохо растворимы в H₂O1VH₂O – 2.3VCl₂ (20°C)2F₂ + 2H₂O -->4HF + O₂Cl₂; Br₂; J₂ – подвергаются гидролизу (образуется хлорная, бромная либо йодная вода).Г₂ + H₂O<-->НГ + НГО

Химические свойства. F₂ не реагирует с C; N₂; O₂Cl₂ не реагирует с C; N₂ Галогеноводороды H ₂ + Г ₂ --> 2НГ (синтез)HF – взрыв HCl – на светуHJ – при нагреванииCaF₂ + H₂SO_4(конц)-->CaSO₄ + 2HFNaCl + H₂SO₄ -->NaHSO₄ + HCl_(газ) NaCl + NaHSO₄ -->Na₂SO₄ + HCl_(газ)(дляJ; Br) РГ₃ + H₂O<--> 3НГ + H₃PO₄ НГ – растворяется в воде с образованием кислоты.HFHClHBrHJ ---------->(сила кислот увеличивается, устойчивость уменьшается, восстановительные свойства усиливаются)HClO – хлорноватистая (гипохлориты)HClO₂ – хлористая (хлориты)HClO₃ – хлорноватая (хлораты)HClO₄ – хлорная (перхлораты) HClOHClO₂HClO₃HClO₄--------------------->(окислительные свойства уменьшаются, сила кислот увеличивается)

 

Оксиды и гидроксиды.

CO₂ + 2H₂ -->C + 2H₂O

CO₂ + H₂O <--> H₂CO₃

SiO₂ + H₂O --> (неидет)

SnO + H₂SO₄ --> SnSO₄ +H₂O

SnO + NaOH + H2O <--> Na[Sn(OH)₃]

2SnO + O₂ --> 2SnO₂

Sn(OH)₂ + 3HCl --> H[SnCl₃] + 2H₂O

Sn(OH)₂ + NaOH --> Na[Sn(OH)₃]

Pb(OH)₂ + 2HCl --> PbCl₂ + 2H₂O

Pb(OH)₂ + NaOH --> Na₂[Pb(OH)₄]

Pb(OH)₂ + CO₂ --> Pb₂(OH)₂CO₃

Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

А́том — частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Состоит из нуклонов – протонов(+) и нейтронов (0). Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами (наоборот – изотонами). Прото́н — элементарная частица, электрический заряд равен +1.Масса протона ~1 а.е.м. Ядро атома водорода состоит из одного протона. Нейтро́н —элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Масса = 1 а.е.м. Электро́н — отрицательно заряженная элементарная частица. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все химические свойствавеществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, какэлектрический ток в проводниках и вакууме.Заряд равен −1,602176565(35)·10⁻¹⁹ Кл. Масса электрона равна 9,10938291(40)·10⁻²⁸ г. Химическийэлемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числомпротонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе Менделеева. Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества. Порядковый номер элемента в ней равен заряду ядра, который, в свою очередь, численно равен числу содержащихся в ядре протонов. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре равномассовому числу А. Количество протонов равно количеству электронов. Изото́пы — разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Пример изотопов: ¹⁶₈O (заряд ядра = 8, атомная масса = 16), ¹⁷₈O, ¹⁸₈O — три стабильных изотопа кислорода.