Потенциал ионизации, радиус атома, сродство к электрону.

 

Ионизация – это удаление электрона из свободного атома или молекулы в газе. (Только неупругие столкновения приводят к ионизации). Энергия, которая должна быть сообщена электрону для его ионизации, называют потенциалом ионизации.

Потенциал ионизации. – это энергия, затраченная в вакууме на удаление электрона из атома на бесконечно большое расстояние. Ме = Меⁿ⁺ + е + I. (+) соответствует затрате энергии извне – система энергию получает.

Измеряется в электрон-вольтах или кДж. 1 эВ = 1.6 10^-19Дж.

Например: I_Са= 6,11 эВ. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче электрон оторвать от атома. Легче всего удалить первый электрон, затем второй и т.д., поэтому I₁ < I₂ < I₃. Фактически, П.И. – это мера степени металлических свойств элемента. Чем меньше П.И., тем сильнее выражены металлические свойства атома.

 

В группе придвижении сверху вниз (с увеличением порядкового номера) наблюдается уменьшение П.И., что связано с увеличением атомных радиусов, большим расстоянием до ядра и. соответственно, меньшим притяжением к ядру. В периоде с увеличением порядкового номера – в основном, постепенное увеличение П.И., связанное с ростом заряда ядра и, соответственно с большим притяжением электронов к ядру. Однако есть исключения, связанные с особенностями электронной структуры атомов.

Радиусом атома - называется расстояние между атомным ядром и самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома.

Значения атомных радиусов элементов находятся в периодической зависимости от атомного номера элемента. В периоде при движении слева направо наблюдается уменьшение атомных радиусов, т.к. увеличивается притяжение электронов к ядру, несмотря на силы отталкивания между электронами, количество которых увеличивается. При движении в группах сверху вниз имеет место увеличение атомных радиусов из-за увеличения числа электронных слоев атома. Радиусы катионов меньше, а радиусы анионов больше, чем радиусы атомов.

СРОДСТВО к ЭЛЕКТРОНУ (Е).

Сродство к электрону – энергия, которая выделяется в результате присоединения электрона к атому: Э + е = Эⁿ⁺ -

Наибольшим сродством к электрону обладают р-элементы VII группы, т.к. они приобретают конфигурацию s²р⁶ – инертных газов.

Наименьшим и даже отрицательным – атомы с конфигурацией s²р⁶ (инертные газы), т.е. они фактически отталкивают электрон от атома. Водород может не только терять электрон, но и приобретать. Но сродства к электрону водорода в 20 раз меньше, чем потенциал ионизации. Поэтому, в основном атом водорода образует положительно заряженные ионы Н⁺, а не Н^-.

 

 

Катализ.

Катализ — процесс, заключающийся в изменении скорости химических реакций в присутствии веществ, называемых катализаторами. Каталитические реакции — реакции, протекающие в присутствии катализаторов.

Катализом называется изменение скорости химической реакции под действием веществ, химический состав и количество которых в результате реакции остаются неизменными. Эти вещества получили название катализаторов.

Скорость химической реакции в присутствии катализаторов может увеличиваться или уменьшаться. В первом случае говорят о положительном, во втором — об отрицательном катализе. Отрицательный катализ часто называют ингибированием, а вещества, вызвавшие его, — ингибиторами.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу. При гетерогенном катализе катализатор находится в системе в виде самостоятельной фазы, отделенной от других частей системы поверхностью раздела.

Пример гомогенного катализа: разложение растворенного в воде пероксида водорода присутствии находящихся в том же растворе иодид-ионов. Здесь реагирующие вещества и катализатор образуют однородную систему без границы раздела.

H2O2 + I- → IO- + H2O

H2O2 + IO- → H2O + O2 ↑ +I-

2H2O2 + I- → 2 H2O + I- +O2↑

Катализ широко используется в химической промышленности и в смежных с ней отраслях, так как это способствует резкому повышению производительности технологических процессов.

Иногда оказывается желательным замедлить химические реакции, и тогда в системы вводят ингибиторы. Например, с помощью специально подобранных ингибиторов замедляют окислительные процессы в смазочных маслах, пищевых жирах, дизельном топливе, полимеризацию и старение полимеров.

3. Что будет при смешивании сульфида алюминия с ацетатом калия(натрия? кальция?)

При смешивании растворов сульфата алюминия Al2S3 и сульфида калия CH₃COOK выпадает осадок белого цвета - гидроксид алюминия. Укажите причину этого явления и составьте молекулярные и сокращенно-ионные уравнения сокращенных процессов.
Гидролиз образовавшегося Al2S3

 

Аl2S3 + 6HOH =>2Аl(ОН) 3 + 3Н2S
2Al3+ + 3S2- + 6H+ + 6OH- =>2Аl(ОН) 3 + 6Н+ + S2-
рН =7

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + H2S↑

 

Гидролиз ацетата калия - CH₃COOK

CH₃COOK – соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому гидролиз протекает по аниону.

Молекулярное уравнение:
CH₃COOK + HOH ⇄ CH₃COOH + KOH

Полное ионное уравнение:
CH₃COO^- + K⁺ + HOH ⇄ CH₃COOH + K⁺ + OH^-

Краткое ионное уравнение:
CH₃COO^- + HOH ⇄ CH₃COOH + OH^-

Т.к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH^-), то раствор имеет щелочную среду (pH > 7

 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Энтальпия

Энтальпия — это термодинамическое свойство вещества, которое указывает уровень энергии, сохраненной в его молекулярной структуре. Это значит, что, хотя вещество может обладать энергией на основании температуры и давления, не всю ее можно преобразовать в теплоту. Часть внутренней энергии всегда остается в веществе и поддерживает его молекулярную структуру. Часть кинетической энергии вещества недоступна, когда его температура приближается к температуре окружающей среды. Следовательно, энтальпия — это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении. Единицы энтальпии — британская тепловая единица или джоуль для энергии и Btu/lbm или Дж/кг для удельной энергии.