1. A kémia alapfogalmai, definíciói és törvényei
1.2. Atom. Kémiai elem. Egyszerű anyag
Az atom a kémia központi fogalma. Minden anyag atomokból áll. Atom - az anyag kémiai módszerekkel történő töredezettségének határa, azaz az atom az anyag legkisebb kémiailag oszthatatlan részecskéje. Az atomhasadás csak fizikai folyamatokban lehetséges - nukleáris reakciókban és radioaktív átalakulásokban.
Az atom modern meghatározása: az atom a legkisebb kémiailag oszthatatlan elektromosan semleges részecske, amely pozitív töltésű magból és negatív töltésű elektronokból áll.
A természetben az atomok szabad (egyéni, elszigetelt) formában (például a nemesgázok egyes atomokból állnak), valamint különféle egyszerű és összetett anyagok összetételében léteznek. Nyilvánvaló, hogy a komplex anyagokban lévő atomok nem elektromosan semlegesek, viszont pozitív vagy negatív töltéssel rendelkeznek (például Na + Cl -, Ca 2+ O 2–), azaz. összetett anyagokban az atomok monatomikus ionok formájában lehetnek. Az atomokat és a belőlük képződő monatomikus ionokat nevezzük atomrészecskék.
A természetben lévő atomok teljes számát nem lehet megszámolni, de szűkebb típusokba sorolhatók, akárcsak például az erdő összes fája nyírra, tölgyre, lucfenyőre, fenyőre stb. Az atomok bizonyos típusok szerinti osztályozásának alapja a nukleáris töltés, azaz. az atom magjában lévő protonok száma, mivel ez a jellemző megőrződik, függetlenül attól, hogy az atom szabad vagy kémiailag kötött formában van-e.
Kémiai elem egyfajta atomrészecske azonos atomtöltettel.
Például a kémiai elem a nátrium, függetlenül attól, hogy a sók összetételében szabad nátriumatomokat vagy Na + -ionokat veszünk figyelembe.
Nem szabad összekeverni az atom fogalmát, kémiai elem és egyszerű anyag... Az atom egy konkrét fogalom, az atomok valóban léteznek, a kémiai elem pedig egy elvont, kollektív fogalom. Például a természetben vannak specifikus rézatomok, lekerekített relatív 63 és 65 atomi tömeggel. A réz kémiai elemre azonban a D.I. Mendelejev, amely, figyelembe véve az izotópok tartalmát, megegyezik 63,54-tel (természetükben ilyen A r értékű rézatomok hiányoznak). A kémia atomjait hagyományosan elektromosan semleges részecskeként értik, míg a természetben lévő kémiai elemeket egyaránt lehet semleges és töltött részecskékkel - monatomikus ionokkal: ,,,.
Az egyszerű anyag egy kémiai elem természetbeni létezésének egyik formája (egy másik forma kémiai elem a komplex anyagok összetételében). Például az oxigén kémiai eleme a természetben egyszerű O2 anyag formájában és számos komplex anyag (H 2 O, Na 2 SO 4 ⋅ 10 H 2 O, Fe 3 O 4) részeként létezik. Gyakran ugyanaz a kémiai elem több egyszerű anyagot alkot. Ebben az esetben allotropiáról beszélnek - a természetben egy elem létezésének jelenségéről több egyszerű anyag formájában. Magukat a legegyszerűbb anyagokat nevezik allotrop módosításoknak ( módosítások). Számos allotróp módosítás ismert a szén (gyémánt, grafit, karbin, fullerén, grafén, tubulének), a foszfor (fehér, vörös és fekete foszfor), oxigén (oxigén és ózon) tekintetében. Az egyszerű anyagok allotropiájának jelensége miatt körülbelül ötször több ismert, mint kémiai elemek.
Allotrópia okai:
- a molekulák (O 2 és O 3) mennyiségi összetételében mutatkozó különbségek;
- a kristályrács (gyémánt és grafit) szerkezetének különbségei.
Egy adott elem allotropikus módosításai mindig különböznek fizikai tulajdonságaikban és kémiai aktivitásukban. Például az ózon aktívabb, mint az oxigén, és a gyémánt olvadáspontja magasabb, mint a fulleréné. Az allotropikus módosítások bizonyos körülmények között (nyomás-, hőmérséklet-változás) átalakulhatnak egymásba.
A legtöbb esetben a kémiai elem és az egyszerű anyag elnevezése egybeesik (réz, oxigén, vas, nitrogén stb.), Ezért meg kell különböztetni az egyszerű anyag, mint részecskekészlet tulajdonságait, és a kémiai elem tulajdonságait, azonos atomtípussal azonos atomtöltettel.
Egy egyszerű anyagot a szerkezet (molekuláris vagy nem molekuláris), a sűrűség, az adott körülmények közötti aggregáció bizonyos állapota, színe és szaga, elektromos és hővezető képessége, oldhatósága, keménysége, forrás- és olvadáspontja (forráspont és olvadáspont), viszkozitása, optikai és mágneses tulajdonságai jellemeznek. , moláris (relatív molekulatömeg) tömeg, kémiai képlet, kémiai tulajdonságok, előállítási módszerek és alkalmazások. Mondhatjuk, hogy egy anyag tulajdonságai a kémiailag kötött részecskék halmazának tulajdonságai, azaz. fizikai test, mivel egy atomnak vagy molekulának nincs íze, szaga, oldhatósága, olvadáspontja és forráspontja, színe, elektromos és hővezető képessége.
Tulajdonságok (jellemzők) kémiai elem: atomszám, kémiai jel, relatív atomtömeg, atomtömeg, izotópösszetétel, bőség a természetben, helyzet a periódusos rendszerben, atomszerkezet, ionizációs energia, elektron affinitás, elektronegativitás, oxidációs állapotok, vegyérték, allotrópia jelenség, tömeg és mol frakció összetett anyag összetételében az abszorpciós és emissziós spektrumok. Mondhatjuk, hogy a kémiai elem tulajdonságai egyetlen részecske vagy izolált részecskék tulajdonságai.
A "kémiai elem" és az "egyszerű anyag" fogalmai közötti különbségeket a táblázat mutatja. 1.2 nitrogént használva példaként.
1.2. Táblázat
Különbségek a nitrogén "kémiai elem" és "egyszerű anyag" fogalma között
| A nitrogén kémiai elem | A nitrogén egyszerű anyag |
|---|---|
| 1. 7. atomszám. | 1. Színtelen, szagtalan és íztelen, nem mérgező gáz (n.o.). |
| 2. N. kémiai jel | 2. A nitrogén molekuláris szerkezetű, N 2 képletű, a molekula két atomból áll. |
| 3. Relatív atomtömeg 14. | 3. Moláris tömeg 28 g / mol. |
| 4. A természetben a 14 N és a 15 N nuklidok képviselik. | 4. Vízben rosszul oldódik. |
| 5. A földkéreg tömegaránya 0,030% (16. a prevalenciában). | 5. Sűrűség (n.u.) 1,25 g / dm 3, kissé könnyebb, mint a levegő, a hélium relatív sűrűsége 7. |
| 6. Nincs allotrop modifikációja. | 6. Dielektromos, rosszul vezeti a hőt. |
| 7. Különböző sók - nitrátok (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2) része. | 7.t bála \u003d -195,8 ° C; t pl \u003d -210,0 ° C |
| 8. A tömegfrakció ammóniában 82,35%, a fehérjék, aminok, DNS része. | 8. Dielektromos állandó 1.00. |
| 9. Az atom tömege (14 N esetén) 14u vagy 2,324 · 10 −23 g. | 9. A dipólus nyomatéka 0. |
| 10. Atomszerkezet: 7p, 7e, 7n (14 N esetén), elektronikus konfiguráció 1s 2 2s 2 2p 3, két elektronikus réteg, öt vegyértékű elektron stb. | 10. Van egy molekuláris kristályrács (szilárd állapotban). |
| 11. A periódusos rendszerben a 2. periódusba tartozik és a VA-csoportba tartozik, a p-elemek családjába tartozik. | 11. A légkörben a térfogatrész 78%. |
| 12. Ionizációs energia 1402,3 kJ / mol, elektron-affinitás -20 kJ / mol, elektronegativitás 3,07. | 12. A világ termelése évi 44 · 10 6 tonna. |
| 13. Mutatja az I, II, III, IV kovalenciákat és az oxidációs állapotokat –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, +4, +5. | 13. Get: a laboratóriumban - NH 4 NO 2 melegítése; az iparban - cseppfolyós levegő fűtése. |
| 14. Az atom sugara (orbitális) 0,052 nm. | 14. Kémiailag inaktív, hevítve kölcsönhatásba lép oxigénnel és fémekkel. |
| 15. A fő vonal a 399,5 nm spektrumban. | 15. Inert légkör létrehozására szolgál robbanóanyagok szárításakor, értékes festmények és kéziratok tárolásakor, alacsony hőmérsékletek (folyékony nitrogén) létrehozására. |
| 16. Egy átlagos ember teste (70,0 kg testtömeg) 1,8 kg nitrogént tartalmaz. | |
| 17. Az ammónia részeként részt vesz a hidrogénkötések kialakulásában. |
1.2. Példa Jelölje meg, hogy a következő állítások közül melyik oxigént nevezik kémiai elemnek:
- a) az atom tömege 16u;
- b) két allotrop módosítást alkot;
- c) a moláris tömeg 32 g / mol;
- d) rosszul oldódik vízben.
Döntés. A c), d) állítás egyszerű anyagra, az a), b) állítás az oxigén kémiai elemre vonatkozik.
Válasz: 3).
Minden kémiai elemnek megvan a maga hagyományos megnevezése - kémiai jele (szimbóluma): K, Na, O, N, Cu stb.
A kémiai jel egy egyszerű anyag összetételét is kifejezheti. Például a Fe kémiai elem szimbóluma a vas egyszerű összetételét is tükrözi. Az O, H, N, Cl kémiai jelek azonban csak kémiai elemeket jelölnek; az egyszerű anyagok képlete O 2, H 2, N 2, Cl 2.
Mint már említettük, a legtöbb esetben a kémiai elemek és az egyszerű anyagok neve egybeesik. Kivételt képeznek a szén (gyémánt, grafit, karbin, fullerén) és az oxigén (oxigén és ózon) egyik módosulása. Például, amikor a "grafit" szót használjuk, akkor csak egy egyszerű anyagot (de nem kémiai elemet) kell érteni.
A kémiai elemek előfordulása a természetben tömeg- és molfrakciókban van kifejezve. A w tömegtömeg egy adott elem atomtömegének és az összes elem atomtömegének aránya. A mol törtrész egy adott elem atomszámának és az összes elem atomjainak aránya.
A földkéregben (kb. 16 km vastag réteg) az oxigénatomoknak van a legnagyobb tömeg (49,13%) és a moláris (55%) frakció, majd a szilíciumatomok következnek (w (Si) \u003d 26%, χ (Si) \u003d 16 , 35%). A Galaxisban az összes atom csaknem 92% -a hidrogénatom, 7,9% -a héliumatom. Az emberi test fő elemeinek atomtömegei: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.
Az atomtömegek abszolút értéke rendkívül kicsi (például az oxigénatom tömege körülbelül 2,7 ⋅ 10 −23 g), és kényelmetlen a számításokhoz. Emiatt kidolgozták az elemek relatív atomtömegének skáláját. Jelenleg a C-12 nuklid atomjának tömegének 1/12-ét vesszük a relatív atomtömegek mértékegységeként. Ezt a mennyiséget nevezzük állandó atomtömeg vagy atomtömeg-egység (reggel) és nemzetközi megnevezéssel rendelkezik u:
m u \u003d 1 a. azaz m \u003d 1 u \u003d 1/12 (m a 12 C) \u003d
1,66 × 10–24 g \u003d 1,66 × 10–27 kg.
Könnyű kimutatni, hogy u számértéke egyenlő 1 / N A:
1 u \u003d 1 12 m a (12 C) \u003d 1 12 M (C) N A \u003d 1 12 12 N A \u003d 1 N A \u003d
1 6,02 × 10 23 \u003d 1,66 × 10–24 (d).
Egy elem relatív atomtömegeAr (E) egy fizikai dimenzió nélküli mennyiség, amely megmutatja, hogy egy atom tömege vagy az atom átlagos tömege (rendre izotóposan tiszta és izotóposan kevert elemek esetén) hányszorosa meghaladja a C-12 nuklid atomjának tömegének 1/12 részét:
A r (E) \u003d m a (E) 1 a. e.m. \u003d m a (E) 1 u. (1.1)
A relatív atomtömeg ismeretében könnyen kiszámíthatja az atom tömegét:
m a (E) \u003d A r (E) u \u003d A r (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −24 (g) \u003d
A r (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −27 (kg).
Molekula. És ő. Molekuláris és nem molekuláris szerkezetű anyagok. Kémiai egyenlet
Az atomok kölcsönhatásakor összetettebb részecskék keletkeznek - molekulák.
Molekula - a legkisebb elektromosan semleges izolált atomkészlet, amely független létezésre képes és hordozó kémiai tulajdonságok anyagok.
A molekulák minőségi és mennyiségi összetétele megegyezik az általuk képzett anyagéval. A molekulák atomjainak kémiai kötése sokkal erősebb, mint a molekulák közötti kölcsönhatások erői (ezért tekinthető egy molekula különálló, elszigetelt részecskének). A kémiai reakciók során a molekulák az atomokkal ellentétben nem konzerválódnak (semmisülnek meg). Az atomhoz hasonlóan egyetlen molekula sem rendelkezik ilyennel fizikai tulajdonságok olyan anyagok, mint a szín és szag, olvadás- és forráspontok, oldhatóság, hő- és elektromos vezetőképesség stb.
Hangsúlyozzuk, hogy a molekula pontosan az anyag kémiai tulajdonságainak hordozója; nem mondható el, hogy egy molekula megtartja (pontosan megegyezik) az anyag kémiai tulajdonságait, mivel az anyag kémiai tulajdonságait jelentősen befolyásolja az intermolekuláris kölcsönhatás, amely az egyes molekulák esetében hiányzik. Például a trinitroglicerin képes robbanni, de nem külön trinitroglicerin molekula.
Ion - atom vagy atomcsoport pozitív vagy negatív töltéssel.
A pozitív töltésű ionokat kationoknak, a negatív töltésű ionokat pedig anionoknak nevezzük. Az ionok egyszerűek, azaz egyatomos (K +, Cl -) és komplex (NH 4 +, NO 3 -), egy - (Na +, Cl -) és sokszoros töltésű (Fe 3+, PO 4 3 -).
1. Egy adott elem esetében egy egyszerű ionnak és egy semleges atomnak ugyanannyi a protonja és a neutronja, de az elektronok számában különböznek egymástól: a kation kevesebb, az anion pedig több, mint az elektromosan semleges atom.
2. Egy egyszerű vagy összetett ion tömege megegyezik a megfelelő elektromosan semleges részecske tömegével.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy nem minden anyag molekulákból áll.
A molekulákból álló anyagokat ún molekuláris szerkezetű anyagok... Lehet egyszerû (argon, oxigén, fullerén) és komplex (víz, metán, ammónia, benzol) anyag.
Minden gáznak és gyakorlatilag minden folyadéknak molekuláris szerkezete van (a higany kivételével); A szilárd anyagoknak lehetnek molekuláris (szacharóz, fruktóz, jód, fehér foszfor, foszforsav) és nem molekuláris szerkezete is (gyémánt, fekete és vörös foszfor, SiC karborundum, nátrium-klorid). A molekulaszerkezetű anyagokban a molekulák közötti kötések (intermolekuláris interakció) gyengék. Hevítve könnyen elpusztulnak. Éppen ezért a molekulaszerkezetű anyagok viszonylag alacsony olvadás- és forráspontokkal rendelkeznek, illékonyak (ennek következtében gyakran szaguk van).
Nem molekuláris szerkezetű anyagok elektromosan semleges atomokból vagy egyszerű vagy összetett ionokból állnak. Az elektromosan semleges atomok például gyémántból, grafitból, fekete foszforból, szilíciumból, bórból és egyszerű és bonyolult ion sókból állnak, mint például KF és NH 4 NO 3. A fémek pozitív töltésű atomokból (kationokból) állnak. Carborundum SiC, szilícium-oxid (IV) SiO 2, lúgok (KOH, NaOH), a legtöbb só (KCl, CaCO 3), nemfémekkel rendelkező bináris fémvegyületek (bázikus és amfoter oxidok, hidridek, karbidok, szilicidek, nitridek, foszfidok), fémközi vegyületek (fémvegyületek egymással). A nem molekuláris szerkezetű anyagokban az egyes atomokat vagy ionokat erős kémiai kötések kötik össze, ezért normál körülmények között ezek az anyagok szilárdak, nem illékonyak és magas olvadáspontúak.
Például a szacharóz (molekulaszerkezet) olvad 185 ° C-on, a nátrium-klorid (nem molekuláris szerkezet) pedig 801 ° C-on.
A gázfázisban minden anyag molekulákból áll, és még azok is, amelyek rendes hőmérsékleten nem molekuláris szerkezettel rendelkeznek. Például magas hőmérsékleten a gázfázisban NaCl, K2, SiO2 molekulák találhatók.
Azoknál az anyagoknál, amelyek hevítéssel bomlanak le (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), az anyag melegítésével nem lehet molekulákat előállítani
A molekuláris anyagok képezik a szerves világ, a nem molekuláris anyagok pedig a szervetlen (ásványi) világ alapját.
Kémiai formula. Formula egység. Kémiai egyenlet
Bármely anyag összetételét kémiai képlet segítségével fejezzük ki. Kémiai formula - Ez egy kép az anyag minőségi és mennyiségi összetételéről, kémiai elemek szimbólumai, valamint numerikus, ábécés és egyéb jelek felhasználásával.
Nem molekuláris szerkezetű egyszerű anyagok esetében a kémiai képlet egybeesik a kémiai elem előjellel (például Cu, Al, B, P). Egy egyszerű, molekulaszerkezetű anyag képletében tüntesse fel (ha szükséges) az atomok számát a molekulában: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80 stb. A nemesgáz-képleteket mindig egy atommal írják: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. A kémiai reakciók egyenleteinek felírásakor az egyszerű anyagok egyes többatomú molekuláinak kémiai képletei (hacsak külön nem jelezzük) felírhatók elemek (egyes atomok) szimbólumaival: P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C (ez nem tehető meg az ózon O Oxigén O2, nitrogén N2, halogének, hidrogén).
A molekuláris szerkezetű összetett anyagok esetében empirikus (legegyszerűbb) és molekuláris (igaz) képleteket különböztetünk meg. Empirikus képlet a molekula atomszámának legkisebb egész számarányát mutatja, és molekulaképlet - az atomok valódi egész számaránya. Például az etán igazi képlete C 2 H 6, és a legegyszerűbb a CH 3. A legegyszerűbb képletet úgy kapjuk meg, hogy a valódi képletben szereplő elemek atomjainak számát bármely megfelelő számmal elosztjuk (csökkentjük). Például az etán legegyszerűbb képletét úgy kaptuk meg, hogy a C és H atomok számát elosztottuk 2-vel.
A legegyszerűbb és legmegfelelőbb képletek egybeeshetnek (metán CH 4, ammónia NH 3, víz H 2 O) vagy nem esnek egybe (foszfor-oxid (V) P 4 O 10, benzol C 6 H 6, hidrogén-peroxid H 2 O 2, glükóz C 6 H 12 O 6).
A kémiai képletek lehetővé teszik az anyag egyes elemeinek atomtömegeinek kiszámítását.
Az E elem atomjainak tömegtömegét egy anyagban a képlet határozza meg
w (E) \u003d A r (E) ⋅ N (E) M r (V), (1,2)
ahol N (E) egy elem atomjának száma az anyag képletében; M r (B) - az anyag relatív molekuláris (képlet) tömege.
Például kénsav esetén M r (H 2 SO 4) \u003d 98, akkor az oxigénatomok tömege ebben a savban
w (O) \u003d A r (O) ⋅ N (O) M r (H 2SO 4) \u003d 16 ⋅ 4 98 ≈ 0,653 (65,3%).
Az (1.2) képlet szerint egy molekula vagy képletegység egyik elemének atomszáma megtalálható:
N (E) \u003d M r (V) ⋅ w (E) A r (E) (1,3)
vagy egy anyag moláris (relatív molekuláris vagy képletű) tömege:
M r (V) \u003d A r (E) ⋅ N (E) w (E). (1.4)
Az 1.2–1.4 képletekben a w (E) értékeket egységek töredékeiben adjuk meg.
1.3. Példa Bizonyos anyagokban a kénatomok tömegfrakciója 36,78%, a kénatomok száma pedig egy képletegységben kettővel egyenlő. Adja meg az anyag moláris tömegét (g / mol):
Határozat. Az 1.4 képlet segítségével megtaláljuk
M r \u003d A r (S) ⋅ N (S) w (S) \u003d 32 × 2 0,3667 \u003d 174,
M \u003d 174 g / mol.
Válasz: 2).
A következő példa bemutatja, hogyan lehet megkeresni az anyag legegyszerűbb képletét az elemek tömegfrakciói alapján.
1.4. Példa Néhány klór-oxidban a klóratomok tömegaránya 38,8%. Keresse meg az oxid képletet.
Határozat. Mivel w (Cl) + w (O) \u003d 100%, akkor
w (O) \u003d 100% - 38,8% \u003d 61,2%.
Ha az anyag tömege 100 g, akkor m (Cl) \u003d 38,8 g és m (O) \u003d 61,2 g.
Jelöljük az oxid képletet Cl x O y-ként. Nekünk van
x: y \u003d n (Cl): n (O) \u003d m (Cl) M (Cl): m (O) M (O);
x: y \u003d 38,8 35,5: 61,2 16 \u003d 1,093: 3,825.
A kapott számokat elosztva a legkisebb számmal (1093) azt találjuk, hogy x: y \u003d 1: 3,5 vagy 2-vel szorozva x: y \u003d 2: 7-et kapunk. Ezért az oxid képlete Cl 2 O 7.
Válasz: Cl 2 O 7.
A nem molekuláris felépítésű összes komplex anyag esetében a kémiai képletek empirikusak, és nem a molekulák, hanem az úgynevezett képletegységek összetételét tükrözik.
Formula egység (PU) - a nem molekuláris szerkezetű anyag legegyszerűbb képletének megfelelő atomcsoport.
Így a nem molekuláris szerkezetű anyagok kémiai képletei képletegységek. Példa képletegységekre: KOH, NaCl, CaCO 3, Fe 3 C, SiO 2, SiC, KNa 2, CuZn 3, Al 2 O 3, NaH, Ca 2 Si, Mg 3 N 2, Na 2 SO 4, K 3 PO 4 stb.
A képletegységek nem molekuláris szerkezetű anyagok szerkezeti egységeinek tekinthetők. A molekulaszerkezetű anyagok esetében ezek nyilvánvalóan létező molekulák.
Kémiai képletek segítségével felírják a kémiai reakciók egyenleteit.
Kémiai egyenlet egy kémiai reakció feltételes jelölése kémiai képletek és egyéb jelek (egyenlő, plusz, mínusz, nyilak stb.) felhasználásával.
A kémiai egyenlet a tömegmegmaradás törvényének következménye, ezért úgy áll össze, hogy az egyes elemek atomjainak száma mindkét részében egyenlő legyen.
A képletek előtti számokat hívjuk sztöchiometriai együtthatók, miközben az egység nincs megírva, de implicit (!) és figyelembe veszik a sztöchiometrikus együtthatók teljes összegének kiszámításakor. A sztöchiometriai együtthatók megmutatják, hogy a kiindulási anyagok milyen mólarányban reagálnak és reakciótermékek képződnek. Például egy reakcióra, amelynek egyenlete
3Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 9Fe + 4Al 2 O 3
n (Fe304) n (Al) \u003d 3 8; n (Al) n (Fe) \u003d 8 9, stb.
A reakcióvázlatokban az együtthatókat nem helyezzük el, és nyíl kerül felhasználásra az egyenlőségjel helyett:
FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2
A nyilat akkor is használjuk, amikor szerves anyagok részvételével írjuk le a kémiai reakciók egyenleteit (hogy ne tévesszük össze az egyenlőségjelet a kettős kötéssel):
CH2 \u003d CH2 + Br2 → CH2Br - CH2Br,
valamint az erős elektrolitok elektrokémiai disszociációjának egyenletei:
NaCl → Na + + Cl -.
Állandó összetételi törvény
A molekulaszerkezetű anyagokra igaz következetességi törvény (J. Proust, 1808): bármely molekuláris szerkezetű anyag, függetlenül a termelés módjától és körülményeitől, állandó minőségi és mennyiségi összetételű.
Az összetétel állandóságának törvényéből következik, hogy a molekuláris vegyületekben az elemeknek szigorúan meghatározott tömegarányokban kell lenniük, azaz tömegtöredékük állandó. Ez akkor igaz, ha az elem izotópos összetétele nem változik. Például a hidrogénatomok tömegfrakciója a vízben, függetlenül a természetes anyagokból történő előállítás módjától (egyszerű anyagokból történő szintézis, réz-szulfát CuSO 4 5H 2 O melegítése stb.), Mindig 11,1% lesz. A deutérium molekulák (hidrogén nuklid az A r ≈ 2-vel) és a természetes oxigén (A r \u003d 16) kölcsönhatásával nyert vízben azonban a hidrogénatomok tömegaránya
w (H) \u003d 2 × 2 2 × 2 + 16 \u003d 0,2 (20%).
Az összetétel állandóságának törvényét betartó anyagok, azaz. molekuláris szerkezetű anyagokat nevezünk sztöchiometrikus.
A nem molekuláris szerkezetű anyagok (különösen a d-család fémjeinek karbidjai, hidridjei, nitridjei, oxidjai és szulfidjai) nem tartják be az összetétel állandóságának törvényét, ezért ezeket ún. nem sztöchiometrikus... Például a termelési körülményektől (hőmérséklet, nyomás) függően a titán (II) -oxid összetétele változó, és a TiO 0,7 –TiO 1,3 tartományon belül változik, azaz. ennek az oxidnak a kristályában 7-13 oxigénatom lehet 10 titánatomonként. Számos nem molekuláris szerkezetű anyag (KCl, NaOH, CuSO 4) esetében azonban a kompozíció állandóságától való eltérések nagyon jelentéktelenek, így feltételezhetjük, hogy összetételük gyakorlatilag nem függ az elkészítés módjától.
Relatív molekulatömeg és képlettömeg
A molekuláris és nem molekuláris szerkezetű anyagok jellemzésére a "relatív molekulatömeg" és a "relatív képlettömeg" fogalmak kerülnek bevezetésre, amelyeket ugyanazzal a szimbólummal jelölünk - M r
Relatív molekulatömeg egy dimenzió nélküli fizikai mennyiség, amely megmutatja, hogy egy molekula tömege hányszorosa meghaladja a C-12 nuklid atomjának tömegének 1/12 részét:
M r (B) \u003d m mol (B) u. (1.5)
Relatív képlettömeg egy dimenzió nélküli fizikai mennyiség, amely megmutatja, hogy egy képletegység tömege hányszor nagyobb, mint a C-12 nuklid atomjának tömegének 1/12 része:
M r (B) \u003d m ФЕ (B) u. (1.6)
Az (1.5) és (1.6) képletek lehetővé teszik számunkra, hogy megtaláljuk egy molekula vagy PU tömegét:
m (mol, FE) \u003d uM r. (1.7)
A gyakorlatban az M r értékeit úgy találjuk meg, hogy összegezzük a molekulát vagy képletegységet alkotó elemek relatív atomtömegét, figyelembe véve az egyes atomok számát. Például:
M r (H 3 PO 4) \u003d 3A r (H) + A r (P) + 4A r (O) \u003d
3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.
A víz az egyik leggyakoribb anyag a természetben (a hidroszféra a Föld felszínének 71% -át foglalja el). A víz fontos szerepet játszik a geológiában és a bolygó történetében. Az élő szervezetek létezése víz nélkül lehetetlen. Az a tény, hogy az emberi test majdnem 63% - 68% víz. Minden élő sejtben szinte minden biokémiai reakció vizes oldatban zajló reakció ... Oldatokban (többnyire vizes) a technológiai folyamatok nagy része a vegyiparban, a gyógyszerek és élelmiszertermékek előállításában megy végbe. A kohászatban pedig a víz rendkívül fontos, és nem csak a hűtéshez. Nem véletlen, hogy a hidrometallurgia - fémek kitermelése ércekből és koncentrátumokból különböző reagensek oldatainak felhasználásával - fontos iparággá vált.
Víz, nincs színed, ízed és szagod
nem lehet leírni, élvezik
nem tudva mi vagy. Nem mondható el
ami az élethez szükséges: maga maga az élet.
Örömmel tölt el minket
ami nem magyarázható az érzéseinkkel.
Veletek együtt erők térnek vissza hozzánk,
akivel már elbúcsúztunk.
Kegyelmeddel újra kezdődnek bennünk
nézze meg a szívünk szárított rugóit.
(A. de Saint-Exupery. Az emberek bolygója)
Esszét írtam arról a témáról, hogy "A víz a legcsodálatosabb anyag a világon". Azért választottam ezt a témát, mert ez a legrelevánsabb téma, mivel a víz a legfontosabb anyag a Földön, amely nélkül egyetlen élő szervezet sem létezhet, és nem történhetnek biológiai, kémiai reakciók és technológiai folyamatok.
A víz a legcsodálatosabb anyag a Földön
A víz egy megszokott és szokatlan anyag. A híres szovjet tudós, IV. Petrjanov akadémikus a vízről szóló népszerű tudományos könyvét "a világ legkülönlegesebb anyagának" nevezte. És BF Szergejev, a biológiai tudományok doktora által írt "Szórakoztató élettan" a vízről szóló fejezettel kezdődik - "A bolygónkat létrehozó anyag".
A tudósoknak teljesen igazuk van: a Földön nincs olyan anyag, amely fontosabb lenne számunkra, mint a közönséges víz, és ugyanakkor nincs olyan anyag, amelynek tulajdonságaiban annyi ellentmondás és rendellenesség lenne, mint tulajdonságaiban.
Bolygónk felületének majdnem 3/4-ét az óceánok és tengerek foglalják el. A szilárd víz - hó és jég - a föld 20% -át borítja. A bolygó éghajlata a víztől függ. A geofizikusok azzal érvelnek, hogy a Föld már rég lehűlt volna, és élettelen kődarabbá változott volna, ha nem víz. Nagyon nagy hőkapacitással rendelkezik. Hevítve elnyeli a hőt; lehűl, odaadja. A Föld vize sok hőt elnyel és visszaad, és így "kiegyenlíti" az éghajlatot. A Földet pedig azok a vízmolekulák védik a kozmikus hidegtől, amelyek szétszóródnak a légkörben - a felhőkben és a gőzök formájában ... nem lehet megtenni víz nélkül - ez a legfontosabb anyag a Földön.
A vízmolekula szerkezete
A víz viselkedése "logikátlan". Kiderült, hogy a víz szilárd halmazállapotból folyékony és gázneművé történő átmenete sokkal magasabb hőmérsékleten történik, mint kellene. Magyarázat található ezekre a rendellenességekre. A H2O vízmolekula háromszög formájában épül fel: a két oxigén-hidrogén kötés szöge 104 fok. De mivel mindkét hidrogénatom az oxigén ugyanazon oldalán található, elektromos töltések szétszórva benne. A vízmolekula poláris, ami a különböző molekulák közötti különleges kölcsönhatás oka. A H 2 O molekulában lévő hidrogénatomok, részleges pozitív töltéssel rendelkeznek, kölcsönhatásba lépnek a szomszédos molekulák oxigénatomjainak elektronjaival. Ezt a kémiai kötést hidrogénnek nevezik. Egyesíti a H 2 O molekulákat különös térbeli polimerekké; az a sík, amelyben a hidrogénkötések találhatók, merőleges ugyanazon H2O molekula atomjainak síkjára A vízmolekulák közötti kölcsönhatás elsősorban megolvadásának és forráspontjának szabálytalanul magas hőmérsékletét magyarázza. További energiát kell biztosítani a hidrogénkötések meglazításához és megszakításához. És ez az energia nagyon jelentős. Éppen ezért egyébként olyan nagy a víz hőkapacitása.
Milyen kapcsolatai vannak a H 2 O-nak?
Egy vízmolekulában két poláris kovalens kötés van H-O.
Két oxigénatomú egy elektronos felhő és két hidrogénatom egy elektron elektronfelhőjének átfedése miatt keletkeznek.
Egy vízmolekulában az oxigénatomnak négy elektronpárja van. Közülük kettő részt vesz a kovalens kötések kialakításában, azaz. kötelezőek. A másik két elektronpár nem kötődik.
A molekulában négy töltéspólus van: kettő pozitív és kettő negatív. A pozitív töltések a hidrogénatomokon koncentrálódnak, mivel az oxigén elektronegatív, mint a hidrogén. A két negatív pólus a két nem kötődő oxigén elektronpáron található.
A molekula szerkezetének ez a koncepciója lehetővé teszi a víz számos tulajdonságának megmagyarázását, különös tekintettel a jég szerkezetére. A jég kristályrácsában mindegyik molekulát négy másik veszi körül. Egy sík képen ez a következőképpen ábrázolható:
 |  |
A diagram azt mutatja, hogy a molekulák közötti kapcsolatot a hidrogénatomon keresztül hajtják végre:
Egy vízmolekula pozitív töltésű hidrogénatomja vonzódik egy másik vízmolekula negatív töltésű oxigénatomjához. Ezt a kötést hidrogénnek nevezzük (pontokkal jelöljük). A hidrogénkötés erőssége körülbelül 15 - 20-szor gyengébb, mint a kovalens kötésé. Ezért a hidrogénkötés könnyen megszakad, ami például a víz párolgása során figyelhető meg.
A folyékony víz szerkezete hasonlít a jég struktúrájára. A folyékony vízben a molekulák hidrogénkötések révén is kapcsolódnak egymáshoz, de a víz szerkezete kevésbé "merev", mint a jégé. A molekulák vízben történő hőmozgása miatt egyes hidrogénkötések megszakadnak, mások kialakulnak.
A H 2 O fizikai tulajdonságai
Víz, H 2 O, szagtalan folyadék, íztelen, színtelen (vastag rétegekben kékes); sűrűség 1 g / cm 3 (3,98 foknál), t pl \u003d 0 fok, t bála \u003d 100 fok.
Különböző típusú víz létezik: folyékony, szilárd és gáznemű.
A víz a természetben az egyetlen olyan anyag, amely a földi viszonyok között mind a három aggregációs állapotban létezik:
folyadék - víz
kemény - jég
gáznemű - gőz
V. I. Vernadsky szovjet tudós ezt írta: "A víz egyedül áll bolygónk történetében. Nincs olyan természetes test, amely összehasonlíthatná vele a fő, leg grandiózusabb geológiai folyamatok lefolyására gyakorolt \u200b\u200bhatását. Nincs földi anyag - egy kőzet ásványa, egy élő test, amely nem tartalmazná. Minden földi anyagot áthat és beborít. "
A H 2 O kémiai tulajdonságai
A víz kémiai tulajdonságai közül különösen fontos molekuláinak képessége ionokra disszociálódni (bomlani) és a víz képes kémiai jellegű anyagokat oldani. A víz fő és univerzális oldószerként betöltött szerepét elsősorban molekuláinak polaritása (a pozitív és negatív töltések középpontjának elmozdulása) és ennek következtében rendkívül magas dielektromos állandója határozza meg. Az ellentétes elektromos töltések és különösen az ionok 80-szor gyengébb vízben vonzódnak egymáshoz, mint a levegőben. A vízbe merülő test molekulái vagy atomjai közötti kölcsönös vonzás erői is gyengébbek, mint a levegőben. Ebben az esetben a hőmozgás könnyebb elválasztani a molekulákat. Ezért történik az oldódás, beleértve sok nehezen oldódó anyagot: egy csepp elhasznál egy követ ...
A vízmolekulák disszociációja (bomlása) ionokká:
H 2 O → H + + OH, vagy 2H 2 O → H 3 O (hidroxi-ion) + OH
normál körülmények között rendkívül jelentéktelen; átlagosan egy molekula 500 000 000-ből disszociál. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a fenti egyenletek közül az első pusztán feltételes: az elektronhéjatól mentes H proton nem létezhet vizes közegben. Azonnal egyesül egy vízmolekulával, hidroxium-iont képezve. még az is, hogy a vízmolekulák asszociáltjai sokkal nehezebb ionokká bomlanak, mint például
A 8H 2 O → HgO 4 + H 7 O 4, és a H 2 O → H + + OH reakció csak nagyon leegyszerűsített vázlata a valós folyamatnak.
A víz reakcióképessége viszonylag alacsony. Igaz, néhány aktív fém képes kiszorítani belőle a hidrogént:
2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2,
és szabad fluor légkörben víz éghet:
2F2 + 2H 2O → 4HF + O 2.
A közönséges jég kristályai szintén molekuláris vegyületek hasonló molekuláris társulásaiból állnak. Az atomok ilyen kristályokba való "csomagolása" nem ionos, és a jég rosszul vezeti a hőt. A folyékony víz sűrűsége nullához közeli hőmérsékleten nagyobb, mint a jégé. 0 ° C-on 1 gramm jég 1,0905 cm 3 térfogatot foglal el, és 1 gramm folyékony víz - 1 0001 cm 3. És a jég úszik, ezért a tározók nem fagynak át és át, hanem csak jég borítják. Ez a víz újabb anomáliája: megolvadása után először összehúzódik, és csak ezután, 4 fok fordulóján, a további folyamattal tágulni kezd. Nagy nyomáson a közönséges jég úgynevezett jéggé alakítható - 1, jég - 2, jég - 3 stb. - ennek az anyagnak nehezebb és sűrűbb kristályos formájává. A legnehezebb, legsűrűbb és leginkább tűzálló, míg jég - 7 - 3 kg Pa nyomáson nyerhető. 190 fokon olvad.
A víz körforgása a természetben
Az emberi testet millió erek hatják át. A nagy artériák és vénák összekapcsolják a test fő szerveit, a kisebbek minden oldalról fonják őket, a legvékonyabb hajszálerek szinte minden egyes sejtet elérnek. Akár lyukat ássz, akár egy órán ülsz, akár boldogan alszol, a vér folyamatosan áramlik rajtuk keresztül, összekapcsolva az agyat és a gyomrot, a vesét és a májat, a szemet és az izmokat az emberi test egyetlen rendszerében. Mire való a vér?
A vér oxigént szállít a tüdőből, a tápanyagokat pedig a gyomorból a test minden sejtjébe. A vér minden, a test legeldugottabb sarkából is összegyűjti a hulladékot, megszabadítva a szén-dioxidtól és egyéb feleslegesektől, beleértve a veszélyes anyagokat is. A vér speciális anyagokat hordoz az egész testben - hormonokat, amelyek szabályozzák és koordinálják a különféle szervek munkáját. Más szóval, a vér a test különböző részeit egyetlen rendszerbe, jól koordinált és hatékony organizmusba kapcsolja össze.
Bolygónknak keringési rendszere is van. A Föld vére víz, az erek pedig folyók, patakok, patakok és tavak. És ez nem csak összehasonlítás, művészi metafora. A víz a Földön ugyanolyan szerepet játszik, mint az emberi testben a vér, és amint a tudósok nemrégiben észrevették, a folyóhálózat szerkezete nagyon hasonlít az emberi keringési rendszer felépítésére. "A természet mozgatórugója" - így nevezte a nagy Leonardo da Vinci a talajtól a növényekig, a növényektől az atmoszféráig terjedő vizet, amely folyókon folyt le a kontinensekről az óceánokig, és légáramlatokkal tér vissza, összekapcsolva a természet különböző alkotóelemeit, átalakítva őket egyetlen földrajzi rendszerbe. A víz nemcsak egyik természetes komponensből a másikba jut. A vérhez hasonlóan hatalmas mennyiségű vegyi anyagot hordoz magában, a talajból a növényekbe, a szárazföldről a tavakba és az óceánokba, a légkörből a földbe. Minden növény csak vízzel fogyaszthatja a talaj tápanyagát, ahol oldott állapotban vannak. Ha nem a víz áramlik a talajból a növényekbe, akkor minden gyógynövény, még azok is, amelyek a leggazdagabb talajon teremnek, "éhségben" pusztultak volna el, olyanná válva, mint egy kereskedő, aki éhségben halt meg egy arany ládán. A víz tápanyagokkal látja el a folyókat, tavakat és tengereket. A tavaszi hóolvadás vagy a nyári esőzések után a mezőkről és rétekről vidáman áramló patakok útközben összegyűjtik a talajban tárolt vegyszereket, és eljuttatják azokat a víztározók és a tenger lakóihoz, összekötve ezzel bolygónk szárazföldi és vízrészeit. A leggazdagabb "asztal" ott képződik, ahol a tápanyagokat hordozó folyók tavakba és tengerekbe áramlanak. Ezért a part ilyen területeit - torkolatait - megkülönbözteti a víz alatti élet zavargása. És ki távolítja el a hulladékot a különböző földrajzi rendszerekből? Ismét a víz, és mint gyorsító, sokkal jobban működik, mint az emberi keringési rendszer, amely csak részben tölti be ezt a funkciót. A víz tisztító szerepe különösen fontos most, amikor az ember megmérgezi a környezetet a városok, ipari és mezőgazdasági vállalkozások hulladékával. Egy felnőtt teste körülbelül 5-6 kg-ot tartalmaz. vér, amelynek nagy része folyamatosan kering testének különböző részei között. És mennyi vizet szolgál világunk élete?
A föld minden vizét, amely nem része szikláknak, egyesíti a "hidroszféra" fogalma. Súlya akkora, hogy általában nem kilogrammban vagy tonnában, hanem köbkilométerben mérik. Egy köbkilométer egy kocka, amelynek minden éle 1 kilométer nagyságú, folyamatosan víz foglalja el. 1 km 3 víz tömege megegyezik egymilliárd tonnával, az egész föld 1,5 milliárd km 3 vizet tartalmaz, amely tömeg szerint körülbelül 15 000 000 000 000 000 000 tonna! Minden embernek 1,4 km 3 vize van, vagyis 250 millió tonna. Igyon, nem akarom!
Sajnos ez nem ilyen egyszerű. Az a tény, hogy ennek a mennyiségnek a 94% -át a világ óceán vize alkotja, amelyek nem alkalmasak a legtöbb gazdasági célra. Csak 6% -a szárazföldi víz, amelynek csak 1/3-a friss, azaz a hidroszféra teljes térfogatának csak 2% -a. Ennek az édesvíznek a nagy részét gleccserekben koncentrálják. Jelentősen kevesebbet tartalmaznak a föld felszíne alatt (sekély földalatti, vízhorizontokban, földalatti tavakban, talajokban, valamint légköri gőzökben. A folyók aránya, amelyekből az emberek főleg vizet vesznek, csak nagyon keveset jelent - 1,2 ezer km 3. Az élő szervezetekben lévő víz teljes mennyisége egyszerre elhanyagolható. Tehát nincs annyi víz, amelyet az emberek és más élő szervezetek elfogyaszthatnának bolygónkon. De miért nem ér véget? Végül is emberek és állatok állandóan vizet isznak, a növények elpárologtatják a légkörbe, a folyók pedig az óceánba viszik.
Miért nem ér véget a víz a Földön?
Az emberi keringési rendszer egy zárt kör, amelyen keresztül a vér folyamatosan áramlik, oxigént és szén-dioxidot, tápanyagokat és salakanyagokat szállítva. Ez a patak soha nem ér véget, mert ez egy kör vagy egy gyűrű, és mint tudják, "a gyűrűnek nincs vége". Bolygónk vízhálózata ugyanezen elv szerint rendeződik. A víz a Földön állandó cirkulációban van, és az egyik láncszemben bekövetkező vesztesége a másikból áramló áramlás miatt azonnal feltöltődik. A vízciklus mozgatórugója a napenergia és a gravitáció. A víz körforgása miatt a hidroszféra minden része szorosan egyesül, és összekapcsolja a természet más alkotóelemeit. Legáltalánosabb formájában a bolygónk vízforgalma így néz ki. A napfény hatására a víz elpárolog az óceán és a szárazföld felszínéről, és bejut a légkörbe, a föld felszínéről pedig a párolgást a folyók és a víztározók, valamint a talaj és a növények végzik. A víz egy része esőzésekkel azonnal visszatér az óceánba, egy részét a szél a földre viszi, ahol eső és hó formájában esik. A talajba kerülve a víz részben felszívódik benne, feltöltve a talajnedvesség és a talajvíz tartalékát, részben a felszínen folyókba és tározókba áramlik, a talajnedvesség részben a növényekbe jut, amelyek elpárologják a légkörbe, részben pedig a folyókba áramolnak, csak kisebb sebességgel. A felszíni patakokból és a felszín alatti vizekből táplált folyók vizet juttatnak a Világ-óceánba, pótolva annak veszteségét. A víz elpárolog a felszínéről, visszatér a légkörbe, és a ciklus lezárul. Ugyanaz a vízmozgás a természet minden alkotóeleme és a földfelszín minden része között folyamatosan és folyamatosan zajlik sok millió éven át.
Azt kell mondanom, hogy a víz körforgása nincs teljesen lezárva. A légkör felső részébe eső része a napfény hatására lebomlik és az űrbe kerül. De ezeket a jelentéktelen veszteségeket folyamatosan pótolja a víz beáramlása a föld mély rétegeiből a vulkánkitörések során. Emiatt a hidroszféra térfogata fokozatosan növekszik. egyes számítások szerint 4 milliárd évvel ezelőtt térfogata 20 millió km 3 volt, azaz hétszázszor kisebb volt, mint a modern. A jövőben a víz mennyisége a Földön látszólag szintén növekedni fog, ha figyelembe vesszük, hogy a Föld köpenyében a víz mennyiségét 20 milliárd km 3-ra becsülik - ez 15-szer nagyobb, mint a hidroszféra jelenlegi mennyisége. A hidroszféra egyes részeinek vízmennyiségének összehasonlításával a beléjük beáramló vízzel és a ciklus szomszédos kapcsolataival meghatározható a vízcsere aktivitása, azaz az az idő, amely alatt a Világ-óceán, a légkör vagy a talaj vízmennyisége teljesen megújulhat. A víz leglassabb megújulása a sarki gleccserekben történik (8 ezer évente egyszer). És a folyóvíz megújul a leggyorsabban, amely 11 nap alatt teljesen megváltozik a Föld minden folyójában.
Bolygóvíz éhség
"A Föld csodálatos kék bolygó!" - jelentették lelkesen a távoli űrből visszatérő amerikai űrhajósok, miután leszálltak a Holdra. Vajon bolygónk másképp nézhetne ki, ha felszínének több mint 2/3-át tengerek és óceánok, gleccserek és tavak, folyók, tavak és víztározók foglalják el. De akkor mit jelent az a jelenség, amelynek a neve a címsorokban szerepel? Milyen "éhség" lehet, ha a Földön ilyen rengeteg tározó van? Igen, a Földön több mint elegendő víz van. De nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a Föld bolygón az élet a tudósok szerint először a vízben jelent meg, és csak azután érkezett a földre. A szervezetek az evolúció során sok millió éven át megőrzik vízfüggőségüket. A víz a fő "építőanyag", amelyből testük összeáll. Ezt könnyű ellenőrizni a következő táblázatok ábráinak elemzésével:
A táblázat utolsó száma azt jelzi, hogy egy személy 70 kg súlyú. 50 kg-ot tartalmaz. víz! De még több van benne az emberi embrióban: háromnaposnál - 97%, három hónaposnál - 91%, nyolc hónaposnál - 81%.
A "vízéhség" problémája az, hogy bizonyos mennyiségű vizet inkontinencia szükséges a szervezetben, mivel a különböző fiziológiai folyamatok során folyamatosan csökken a nedvesség. A mérsékelt éghajlatú normális élethez az embernek napi körülbelül 3,5 liter vizet kell kapnia étellel és itallal, a sivatagban ez az arány legalább 7,5 literre nő. Étkezés nélkül egy személy körülbelül negyven napig létezhet, víz nélkül pedig sokkal kevesebb - 8 napig. Különleges orvosi kísérletek szerint a testtömeg 6-8% -ának megfelelő nedvességvesztéssel az ember félig halvány állapotba kerül, 10% -os veszteséggel hallucinációk kezdődnek, 12% -nál az ember már nem gyógyulhat meg speciális orvosi ellátás nélkül, és 20% -os veszteséggel, elkerülhetetlen halál. Sok állat jól alkalmazkodik a nedvesség hiányához. Ennek leghíresebb és legszembetűnőbb példája a "sivatagi hajó", a teve. Nagyon sokáig élhet forró sivatagban anélkül, hogy ivóvizet fogyasztana és eredeti súlyának akár 30% -át is elveszítené anélkül, hogy befolyásolná teljesítményét. Tehát az egyik speciális teszt során egy teve 8 napig dolgozott a tűző nyári napon, 100 kg-ot leadott. 450 kg-tól. a kezdő súlyod. És amikor a vízhez vitték, 103 litert ivott, és visszanyerte súlyát. Megállapították, hogy a teve akár 40 liter nedvességet is képes elérni a púpjában felhalmozódott zsír átalakításával. Az olyan sivatagi állatok, mint a jerboák és a kenguru patkányok, egyáltalán nem használnak ivóvizet - elegendő nedvességük van, amelyet táplálékból nyernek, és víz, amely saját zsírjuk oxidálásakor képződik testükben, akárcsak a tevék. A növények még több vizet fogyasztanak növekedésük és fejlődésük érdekében. A káposzta szivattyú napi egy liternél több vizet "iszik", átlagosan egy fa - több mint 200 liter vizet. Természetesen ez egy meglehetősen hozzávetőleges adat - a különböző fafajok különböző természeti körülmények között nagyon-nagyon különböző mennyiségű nedvességet fogyasztanak. Tehát a sivatagban növekvő saxaul minimális mennyiségű nedvességet költ, és az eukaliptusz, amelyet néhol "pumpának" neveznek, hatalmas mennyiségű vizet enged át önmagán, és emiatt ültetvényeit mocsarak elvezetésére használják. Így alakult a Colchis-alföld ingoványos maláriás földjei virágzó területté.
Már a világ népességének mintegy 10% -ából hiányzik a tiszta víz. És ha figyelembe vesszük, hogy a vidéki területeken, ahol az egész emberiség mintegy 25% -a él, 800 millió háztartásban nincs vízellátás, akkor a "vízéhség" problémája valóban globálisá válik. Különösen a fejlődő országokban éles, ahol a lakosság mintegy 90% -a rossz vizet használ. A tiszta víz hiánya az emberiség progresszív fejlődésének egyik legfontosabb tényezőjévé válik.
Vízvédelemmel kapcsolatos kérdések
A vizet az emberi gazdasági tevékenység minden területén használják. Szinte lehetetlen megnevezni olyan termelési folyamatokat, amelyek nem használnak vizet. Az ipar gyors fejlődése, a városok népességének növekedése miatt növekszik a vízfogyasztás. Kiemelt fontosságúak a vízkészletek és a források kimerülésétől, valamint a szennyvíz által okozott szennyezéstől való védelme. Mindenki ismeri a szennyvíz okozta károkat a víztározók lakóinak. Az ember és a Föld minden élete számára még szörnyűbb, hogy a folyó vizében rovarirtók jelennek meg a mezőkről. Tehát a vízben lévő 2,1 rész peszticid (endrin) jelenléte egymilliárd rész vízre elegendő az összes benne lévő hal elpusztításához. Óriási veszélyt jelent az emberiségre a folyókba engedett települések tisztítatlan szennyvize. Ezt a problémát megoldja az olyan technológiai folyamatok ismerete, amelyek során a szennyvizet nem engedik ki a tározókba, és tisztítás után visszatér a technológiai folyamatba.
Jelenleg nagy figyelmet fordítanak a környezet és különösen a természetes víztározók védelmére. Tekintettel e probléma fontosságára, hazánk nem fogad el törvényt a természeti erőforrások védelméről és ésszerű felhasználásáról. Az Alkotmány így hangzik: "Oroszország polgárainak kötelességük védeni a természetet, megóvni annak gazdagságát."
A víz típusai
Brómvíz -telített Br2 vizes oldata (3,5 tömeg% Br2). A brómvíz oxidálószer, az analitikai kémiában brómozószer.
Ammónia víz -akkor keletkezik, amikor a nyers kokszolókemence-gáz érintkezik a vízzel, amely a gáz lehűlése miatt koncentrálódik, vagy speciálisan az NH3 kimosására injektálják bele. Mindkét esetben az úgynevezett gyenge, vagy súroló ammónia vizet kapjuk. Ennek az ammóniás víznek a gőzzel történő desztillációja, majd az ezt követő visszafolyatás és kondenzáció eredményeként tömény ammóniavíz keletkezik (18 - 20 tömeg% NH 3 tömegszázalék), amelyet folyékony műtrágyaként stb.
Tizenharmadik fejezet. A legkisebb anyagszemcséről
Az iskolából érkezve Sasha kérte, hogy ne zavarják, és bezárkózott a szobába."Osztályuk előadást készít az utolsó csengőre" - magyarázta Masha. - Valószínűleg arra kérték őket, hogy gratuláljanak a diplomásoknak és jelmezeket a koncerthez.
Egy órával később anyám mégis úgy döntött, hogy a lányára néz. Arra számított, hogy megtalálja a lányt rajzolni vagy varrni, de Sasha csak ült az asztalnál, és elgondolkodva nézte a vízpoharat, amelyet láthatóan akvarellekre készítettek.
Suttogást hallva Sasha felemelte a szemét, és megkérdezte:
- Egy pohár víz víz?
- Természetesen - válaszolta anyám gépiesen, nem egészen értve, mit jelent a lánya.
- Fél pohár is víz?
- Miért ne? - lepődött meg anya.
- És egy csepp víz is víz, és egy fél csepp ... - folytatta Sasha. - Hány részre osztható egy csepp víz? Mi a legkisebb darab víz?
"A legkisebb vízdarab egy vízmolekula" - mondta anya.
"A molekula valószínűleg olyan kicsi, hogy csak mikroszkóp alatt látható" - javasolta Sasha.
- Nem, még egy molekulát sem láthatsz mikroszkóp alatt. Nagyon-nagyon kicsi. És hatalmas számú molekula alkotja azt a vizet, amely előtted áll.
- Mennyi? - kérdezte azonnal Sasha.
- Akkora, hogy nehéz elképzelni. Valaki kiszámította, hogy egy pohár vízben több molekula van, mint ahány pohár víz van a Föld összes tengerén, óceánján, folyóján és taván.
- Hűha! .. - szólalt meg hirtelen Sasha suttogva. - Elképesztő!
- A legcsodálatosabb - mondta anya nyugodtan -, hogy egyetlen vízmolekula is ugyanúgy viselkedik a kémiai reakciókban, mint bármilyen mennyiségű víz.
Sasha körülnézett.
- Tehát, minden anyagnak megvan a maga molekulája? Kérdezte. - És mind ugyanolyan aprók?
- A morzsák között különböző molekulák vannak: mind több, mind kevesebb. De mindegyik természetesen nagyon kicsi a minket körülvevő tárgyakhoz képest. Igaz, nem lehet azt mondani, hogy minden anyag molekulákból áll - vannak más anyagrészecskék is. De erről megtudod a középiskolában, és most kezdjünk dolgozni, különben középiskolás diákjaid szabadság nélkül maradnak.
Anya kiment, Sasha pedig gondolkodni kezdett, hol kezdjen. Szükség volt egy üdvözlőkártya kihúzására, két léggömb felfújására és flitterek varrására a koncert jelmezébe.
Némi gondolkodás után úgy döntött, hogy először léggömbökkel küzd. Több levegőt szívva a lány elkezdte felfújni az első léggömböt. Eleinte a léggömb könnyen megtöltődött levegővel, de minél tovább, annál inkább nőtt a ballon mérete, és egyre nehezebb volt felfújni. Végül hatalmas lett. Sasha golyóval a fogában odament anyjához és motyogta:
- Mmmm, pmmmmmm ...
Anya gyorsan elővett egy erős szálat, és segített lekötni a labdát. Kezébe véve Sasha minden oldalról vizsgálni kezdte. Úgy tűnt neki, hogy a léggömb nincs eléggé felfújva, és megpróbálta könnyedén megnyomni. A labda nagyon rugalmas volt, de ettől függetlenül egy kicsit odaadta Sasha kezét.
- Anya, nézd, csökkentem a levegőmolekulákat!
- Téved - mondta anya. - Először is, a levegőnek nincsenek molekulái. A levegő gázok keveréke, és mindegyiknek megvan a maga molekulája. Másodszor, nem a molekulákat, hanem a közöttük lévő réseket csökkenti.
- Hézagok vannak a molekulák között? - lepődött meg Sasha.
- Hogyan tudnád felfújni a lufidat? Végül is a levegő minden egyes részével új gázmolekulákat fúj bele. Valószínűleg észrevette, hogy a léggömbben lévő gáz kissé összenyomódott a környező levegőhöz képest. Számolja meg, hány kilégzést kell elvégeznie a léggömb felfújásához.
Sasha vett még egy labdát. Hamarosan akkora lett, mint az első. Nem tudott beszélni, de anyám megértette, hogy kétszer, tízszer fújt.
- Egy időben az ember kilégez körülbelül egy liter levegőt. De a labdád térfogata természetesen kevesebb, mint húsz liter - végül is ez körülbelül két vödör.
Sasha bólogatni kezdte a fejét, annak jeleként, hogy egyetértett az anyjával. Ebben a pillanatban kiugrott a labda a szájából, és eszeveszetten rohangálni kezdett a szobában.
- A molekulák elfogynak a labdából! - kiáltotta Sasha. - Megcsiklandoznak!
Anya felnevetett. Sasha felkapta az elesett labdát és leült a földre.
"A padlón lévő molekulák között biztosan nincs távolság" - mondta. - Nem zsugorodik.
"Bár a szilárd anyagok és folyadékok alig tömörülnek, a molekulák között is vannak rések, csak nem akkorák, mint a gázokban" - mondta anya.
- És ha a gázt nagyon erősen összenyomják, szilárdvá válik? - javasolta Sasha.
- Biztos. Pontosan így nyerhető szárazjég a széndioxidból, amelyet fagylaltdobozokba tesznek. És ha egy darab száraz jeget tesz az asztalra, egy idő után elpárolog és ismét gázzá válik.
- Akkor miért nem válik az asztal gázzá? - kérdezte gúnyosan Sasha.
"A molekulák egyszerre vonzzák és taszítják egymást" - mondta anya.
Észrevéve, hogy Sasha még egy kérdést fog feltenni, anya folytatta:
- Miért történik ez, még nem tudom elmagyarázni neked. Még sok hallgató sem érti ezt azonnal. De ha a vonzerő erősebb, mint az taszítás, akkor az anyag folyékony vagy szilárd, és ha gyengébb, gázzá válik. Magától az anyagtól és a hőmérséklettől függ: melegítéskor a vonzerő gyengül.
- Most már értem - mondta Sasha -, miért forral a víz. Egyébként igyunk egy kis teát.
- Rendben - helyeselt anya. - Egyébként Mása pitét süt. És véleményem szerint már készen áll. Érzed, milyen finom illata van?
- De Mása süteményt süt a konyhában, miért érte el a szag a szobát?
- A sütés során felszabaduló anyagok molekulái érkeztek hozzánk. Bármely molekula folyamatosan mozog. Szilárd anyagokban enyhén mozognak egy helyen, folyadékokban helyenként mozognak, gázokban pedig meglehetősen gyorsan rohannak.
Jött Maxim, és Sasha elkezdte mesélni a molekulákról.
- És tudom, milyen az osztályunk, amikor az óra alatt íróasztaloknál ülünk. Én és találós kérdés Eszembe jutott:
- Úgy érted, hogy fagyasztott víz folyik a közönséges folyékony vízben?
- Biztos! És amikor kéz a kézben sétálunk az ebédlőbe, úgy tűnik, mintha mozgó víz lenne, mintha lebegnénk - magyarázta Maxim.
- Amikor az órák véget érnek, az iskola udvarára szaladunk, aztán kiderül, mint egy másik találós kérdésben:
Tea és pite elfogyasztása után Sasha és Maxim festeni mentek. Sasha mártotta az ecsetet egy pohár vízbe, majd festéket festett rá. Fényes csepp esett az asztalra, Sasha letörölte egy kendővel. Aztán ugyanezt a cseppet a vízbe ejtette. A csepp aljára süllyedt és lassan terjedni kezdett.
"Valószínűleg a vízmolekulák mozognak egy pohárban, és a festékmolekulákat tolják" - javasolta Sasha. - Hú, a molekulák nem láthatók, de észrevehető, amit csinálnak ...
Kinyitott egy vegyi füzetet, megmutatta Maximnak az anyja által elmondottakat.
2. teszt
1. Milyen kifejezésekben beszélünk egyszerű oxigén anyagról, és nem kémiai elemről
a) az oxigén a víz része; c) réz (II) -oxidban az oxigén tömegaránya 20%;
b) az oxigén rosszul oldódik vízben; d) az oxigén szagtalan és színtelen.
2. Egy elem relatív atomtömege:
a) mértékegység - g / mol b) egyenlő az atom tömegének és 1 amu arányának.
c) dimenzió nélküli mennyiség d) megegyezik az atom tömegének és a 12 tömegszámú szénatom magjának arányával.
3. Mit mutat a H 2 S0 4 kémiai képlet?
a) egy kénsavmolekula; b) a kénsav relatív atomtömege;
c) a kénsav minőségi összetétele; d) a kénsavmolekula térszerkezete.
4. Milyen tulajdonságok jellemzik mind a molekulát, mind az ezekből a molekulákból álló anyagot?
a) minőségi összetétel; b) elektromos vezetőképesség;
c) kémiai tulajdonságok; d) az összesítés állapota.
5. Melyik elem atomjának tömege 2,66. 10 -23 g?
a) kén b) oxigén c) nitrogén d) neon
6. Milyen állítások igazak az "egyszerű anyag" fogalmára?
a) egy kémiai elem létezési formája a természetben;
b )
kémiai vegyületek része;
c) azonos típusú atomokból áll;
d) több egyszerű anyag van, mint kémiai elem.
7. Jelölje meg a kémiai jelenségeket tükröző reakciósémákat *:
a) I 2 (k) → I 2 (d); 6) S + O2 → SO2;
c) Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu; d) H20 (g) → H20 (g).
8. Határozza meg annak az anyagnak a legegyszerűbb képletét, amelyben a nátrium-, kén- és oxigéntömeg-frakciók (%) 29,1; 40,5 és 30,4:
a) Na2S03; b) Na2S04; c) Na2S203; d) Na 2 S 2 0 7.
9. Az O 3 molekula tömege:
a) 16 amu 6) 32 amu c) 48 g) 7,97,10-23 g
10. Mi a vasoxid képlete, amelyben a vas tömegaránya az oxigén tömegének 2,333-szorosa?
a) FeO b) Fe 2 O 3 c) Fe 3 O 4 d) FeO 3
3. teszt
1. Adja meg a moláris térfogat egységét:
a) mol / l; b) g / mol; c) l; d) l / mol.
2. Milyen állítások igazak az Avogadro-konstansra?
a) dimenzió nélküli mennyiség; 6) mértékegység mol -1;
c) numerikusan megegyezik az atomok számával 23 g nátriumban; d) numerikusan megegyezik az 1 mol anyagban lévő molekulák számával
3. A vakond:
a) az anyag mennyiségének egysége; b) 22,4 liter gáz tömege normál körülmények között;
c) 6,02 · 10 23 szerkezeti egységet tartalmazó anyag mennyisége;
d) az anyag tömegének és mennyiségének aránya.
4. Egy bizonyos gáz molekulatömege 7,304 · 10 -23 g. Mekkora ennek a gáznak a relatív sűrűsége: héliumot tekintve?
a) 10; 6) 11; 12-kor; d) 13;
5. A legnagyobb számú molekula + 4 ° C-on és 1 atm nyomáson van 10 literben:
egy víz; b) hidrogén-szulfid; c) hidrogénatom; d) hidrogén-klorid.
6. Az anyag feltüntetett részei közül melyiknél és. tartalmazza a legnagyobb számú molekulát?
a) 2 mol N2; b) 44,8 L N 2 ; c) 132 g CO 2; d) 0,018 L H20.
7. 2 liter gáz (n.u.) tömege megegyezik 6,34 g-mal. Mennyi a gáz moláris tömege?
a) 71; 6) 71 g; c) 35,5 g / mol; d) 71 g / mol.
8. Milyen térfogatú vízben tartalmaz 1 mol anyagot 1,013 · 10 5 Pa nyomáson és + 4 ° C hőmérsékleten?
a) 22,4 l; 6) 18 ml; c) 36 ml; d) 0,018 ml.
9. Mekkora a gáz sűrűsége i.u. 1,63 g / l?
a) szén-monoxid (IV); b) ammónia; c) hidrogén-klorid; d) metán.
10. A hélium gáz sűrűsége 20. Mekkora a gázmolekula tömege?
a) 80 g / mol; b) 80 a. eszik.; c) 80 g; d) 1,33 10-22 g
4. teszt
1. Melyik sorban szerepel két összetett és egy egyszerű anyag?
a) oxigén, nitrogén, víz; c) hidrogén, bróm, szén;
b) klór, ammónia, szén-dioxid; d) gyémánt, szilícium-oxid (IV), réz.
2. Milyen állítások igazak az "atom" fogalmára?
a) az elem kémiai tulajdonságainak hordozója;
b) kémiai reakciók során összeomlik;
c) kémiailag oszthatatlan; d) elektromosan semleges.
3. Mely kifejezések helyesek?
a) nátriumatom; c) ammóniaatom;
b) vízmolekula; d) oxigénmolekula.
4. Milyen egységekben fejezhető ki az atomok és molekulák tömege?
a) d; b)és. eszik.; ban ben)kg; d)anyajegy.
5. Milyen, a vizet érintő jelenségeket kísér kémiai reakció?
a) a víz fagyasztása; c) a víz elpárologtatása;
b) nátrium vízben való oldása; d) a (IV) kén-oxid vízben történő oldása.
6. Mi a relatív molekulatömeg mértékegysége?
a) d; b )
g / mol; c) amu; d)dimenzió nélküli mennyiség.
7. Kémiai elem- ez:
a) azonos tömegű atomok; b) az azonos atomtöltettel rendelkező atomok típusa;
c) az anyag legkisebb kémiailag oszthatatlan részecskéje;
d) egy elektromosan semleges részecske, amely pozitív töltésű és forgó magból áll; körülötte negatív töltésű elektronok.
8. Egy molekuláról nem mondható el, hogy:
a) kémiai reakciókban megmarad; 6) az anyag kémiai tulajdonságainak hordozója;
c) kémiai reakciók során összeomlik;
d) ugyanolyan kvalitatív összetételű, mint egy anyag, amely ezekből a molekulákból áll.
9. Mekkora a fluoratom tömege?
a) 19; b) 19 amu; c) 19 d; d) Z, 15-10-26 kg
10. A foszformolekula tömege bizonyos körülmények között 1,03 · 10-26 g. Hány foszforatom van a molekulájában?
és) 2; 6) 4; c) H; d) 8.
Téma 2.
Anyajegy. Moláris tömeg. Mól
hangerő. Relatív gázsűrűség
5. teszt
1. A moláris tömeg numerikusan megegyezik a tömeggel:
a) egy anyag egy molekulája;
6) 1023.02.02 anyag szerkezeti egységei;
c) 22,4 liter gáz (n.o.) *;
d) 1 mol anyag.
2. A n.u. 22,4 l a térfogat:
a) 1 mol bármely gáz;
b) egy molekula bármely gázból;
c) 6,02 · 10 23 gázmolekula foglalja el;
d) neon foglalja el, 40 g tömegű.
3. Adja meg a moláris tömeg egységét:
a) d; b) mol -1 c) l / mol; d) g / mol.
4. Az anyag mennyiségét nem a következők szerint mérik:
a) amu; 6) d; c) anyajegy; d) l / mol.
5. A "vakond" fogalmáról nem mondható el, hogy az:
a) egy molekula tömege;
b) a tömeg 6,02-10 23 molekula;
c) a részecskék száma az anyag 1 mol-jában;
d) egy anyag mennyisége, amely 6,02 · 10 23 szerkezeti egységet tartalmaz.
6. Különböző gázok azonos tömegével és külső körülményeivel nagyobb a molekulák száma abban a gázban, amelynek esetében:
a) kevesebb moláris tömeg; b) a moláris tömeg értéke nagyobb;
c) nagyobb a gáz által elfoglalt térfogat; d) kisebb a gáz által elfoglalt térfogat.
7. Melyik nitrogén-oxid esetében van a hélium gőzsűrűsége 7,5?
a) NO; b) N20; c) NO 2. d) N 2 O 5
8. Milyen anyagok esetében a térfogat 1 mol standard körülmények között. 22,4 liter?
egy víz; b) jód; c) oxigén; d) nitrogén.
9. Mennyi az atomok száma 5,6 L (NU) ózonban?
a) 1,51 10 23; 6) 3,01 * 10 23; c) 4,52 10 23; d) 6,02 10 23.
10. A kén hidrogéngőz-sűrűsége bizonyos körülmények között 32. Adja meg a kénmolekula képletét ilyen körülmények között:
a) S8; b) S4; c) S2; d) S 6.
3. téma A magok és az elektronhéjak szerkezete
atomok. Izotópok
6. teszt
1. Jelölje meg a lehetetlen energiaszintek szimbólumait:
a) 5s; 6) 3f; c) Зd; d) 1p.
2. Jelölje annak az elemnek a kémiai jelét, amelynek alapállapotú atomjában a legtöbb félig kitöltött pálya található:
a) C; b) Li; c) N; d) C1.
3. Mi a különbség a 19 40 K és 19 39 K nuklidok között?
a) szentmise; b) a neutronok száma; c) az elektronok száma; d) a protonok száma.
4. Mekkora a 7 15 N nuklid atomjának tömege?
a) 7 amu; ... 6) 15 amu; ... c) 2,49. 10 _23 g; d) 1.16. 10 23 g
5. A rövidített elektronikus konfiguráció megfelel a Ca 2+ ion alapállapotának:
a)… 3S 2 3p 6 4s 2; b)… 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2; c)… 3s 2 3p 6 4s 0; d) ... 3s 2 3p 4.
6. Vegye figyelembe az 1 2 H nuklid atomjának elektronikus konfigurációját:
a) 1s 2; b 1s 1; c) 1s 2 2s1; d) 1s 2 2s 2.
7. Adja meg a nem F-ben lévő protonok számát:
a) 19; 6) 20; 9-kor; d) 10.
8. Két elektron megszerzésével az oxigénatom a következőkké alakul:
a) az oxigén egyik izotópja; 6) nitrogénatom;
c) fluoratom; d) egy nem oxigén, amelynek neon elektronhéja van.
9. Hány elektron van a Cr atom külső külső energiaszintjén alapállapotban?
a) 2; 6) 1; c) 13; d) 12.
10. Jelölje meg egy 11 elektronot és 12 atomot tartalmazó atom tömegét
Neutronok:
a) 12 amu; ... 6) 23 amu; ... c) 1,99. 10 23 g; d) 3,82. 10 -23.
7. teszt
1. Adja meg a neutronok számát a 19 39 K nuklid magjában:
a) 39; 6) 19; 20-ban; d) 58.
2. Vegye figyelembe az atomok gerjesztett állapotainak sémáit:
és). ... .2S 2 2p 5 3s 1; 6). ... .3s 2 3p 6 4s 2 3d 1; ban ben) . ... ... 3s 2 3p 6 4s 1; d) .. 4s 2 3d 4.
3. A felsorolt \u200b\u200belektronikus konfigurációk közül tüntesse fel a lehetetlent:
a) 1s 2 2s1; b)… 2s 2 2p 7; c)… 2s 2 2p 6; d) ... 3s 2 3p 6 4s 2 d 11.
4. Hány pálya van a harmadik energiaszintben?
a) 5; b) 2; 3-kor; d) 9.
5. Adja meg az elektronok számát a rézatom külső energiaszintjén alapállapotban:
a) 2; b) 1; 10 órakor; d) 18.
6. Jegyezze fel a legnagyobb energiájú energiaszint szimbólumát egy elektromosan semleges atomban:
a) 4a; b) 4p; c) 3p; d) 3s.
7. Hány protont, neutront és elektronot tartalmaz a 35 Cl atom?
a) 37; b) 17; c) 52; d) 71.
8. Mekkora a trícium atomok tömege:
a) 3 g; b) 3 amu; c) 2 amu; d) 4,98. 10-24 g.
9. Hány energiaszintet tartalmaz a negyedik energiaszint?
a) 2; b) 3; az 1-ben; d) 4.
10. Hány elektron van a Cr ion külső energiaszintjén?
a) 17; b) 7; 8-kor; d) 6.
8. teszt
1. Az alábbi elektronikus konfigurációk közül melyik felel meg a nemesgáznak (n a fő kvantumszám)?
a) ns 2 np 4; b) 1s 2; c) ns 2 np6; d) ns 2 np 5.
2. Hány elektron lehet maximálisan elhelyezkedve az 5d - alszinten?
a) 3; b) 6; 10 órakor; d) 14.
3. Melyik elem atomja lehet elektronikus konfigurációjú 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 1?
a) nátrium; b) magnézium; c) kalcium; d) botrány.
4. A Cr 3+ ion elektronainak teljes száma:
a) 21; b) 24; c) 27; d) 52.
5. Hány teljesen feltöltött energiaszint van a 26. atomszámú elem atomjában?
a) 1; b) 2; 3-kor; d) 4.
6. Adja meg a vegyérték elektronok konfigurációját a Co atomban alapállapotban:
a) 3d 3 4s 1; b) 3d 10 4s 2; c) 4s 2 4d 7; d) 3d 7 4s 2.
7. Hány neutron található egy klórmolekulában, amelyet 35 tömegszámú nuklid atomjai alkotnak?
a) 18; b) 35; c) 36; d) 34.
8. Mi a különbség a 16 O nuklid atom és a 16 O -2 ion között?
a) a protonok száma; b) az elektronok száma; c) a neutronok száma; d) nukleáris töltés.
9. Adja meg a legnehezebb részecske nevét:
a) proton; b) neutron; c) deutérium atom; d) protium atom.
10. Melyik elem tartalmaz ugyanannyi elektronot, mint egy ammónia molekula?
a) nitrogénatom; b) fluor; c) neon; d) nátrium.
9. teszt
1. A 36 80 kg-os atom magja a következőket tartalmazza:
a) 80 proton és 36 neutron; b) 36 proton és 44 neutron;
c) 36 proton és 44 neutron; d) 36 proton és 80 neutron.
2. Mely elemek atomjai tartalmaznak két elektront a külső energia szintjén?
a) króm; b) mangán; c) vanádium; d) réz.
3. A foszfor molekula 30 elektronot tartalmaz. Hány P atom van egy molekulában?
a) 2; b) 3; 4-kor; d) 5.
4. Néhány elem E 3+ kationjának elektronikus konfigurációja 1s 2 2s 2 2p 6. Hány atom van az adott elem atomjának magjában?
a) 10; b) 13; c) 16; d) 17.
5. Az E 2 molekula 18 elektronot tartalmaz. Adja meg az elem szimbólumát:
a) O; b) F; autó; d) Cl.
6. A 37 17 Oe nuklid egy atomjára a 35 17 Oe nuklid három atomja van. Mennyi az elem relatív atomtömegének átlagos értéke?
a) 35,4; b) 35,5; c) 35,6; d) 35,7.
7. A külső elektronrétegen nyolc (oktett) elektronnak vannak atomjai vagy ionjai:
a) Te -2; b) Ca; c) O-2; d) Mg 2+.
8. A 45 21 Sc nuklid atom elektronjainak és neutronjainak teljes száma:
a) 21; b) 24; c) 45; d) 66.
9. A 18 elektronot és 16 protont tartalmazó ion töltése egyenlő:
a) - 18; b) - 2; c) + 2; d) + 16.
10. Melyik részecskének van több protonja, mint elektronjának?
a) nátriumatom; b) nátrium-kation; c) kénatom; d) szulfidion S -2.
10. teszt
1. Néhány nuklid atomjának tömege 127 amu, az atom elektronhéja 53 elektronot tartalmaz. Hány neutron van egy adott nuklid atomjának magjában?
a) 127; b) 53; c) 180; d) 74.
2. Megegyezik-e a szám az 1 9 40 K és a 18 40 Ar nuklid alapállapotában?
a) tömeg; b) a protonok száma; c) az elektronok száma; d) a neutronok száma.
3. Mi a különbség az 1s és 3s pályákon lévő elektronok között?
a) energia; b) az atompálya alakja;
c) az atompálya mérete; d) az atompálya orientációja a térben.
4. Amikor egy elektromosan semleges atom kationká alakul, akkor:
a) a mag atomjának töltése növekszik; b) az atommag töltése nem változik;
c) az atomban növekszik az elektronok száma; d) csökken az elektronok száma az atomban.
5. A pionatom, a nátrium-kation és a fluor-anion megegyezik:
a) a tömeg értéke; b) a neutronok száma; c) az elektronok száma; d) a protonok száma.
6. Jelölje meg a részecskék szimbólumait az elektronok azonos eloszlásával az energiaszinteken:
a) O-2; b) Ne; c) N + 5; d) Cl + 7.
7. Az alapállapot harmadik energiaszintjén lévő tíz elektron atomot tartalmaz:
a) kalcium; b) titán; c) réz; d) króm.
8. A fő állapotban lévő szilíciumatomban teljesen kitöltetlen pályák vannak:
a) 1; b) 6; 5-kor; d) 3.
9. Az NO 3 -ionban az elektronok és a protonok száma megegyezik:
a) 14 és 48; b) 15 és 48; c) 32 és 31; d) 31 és 25.
10. Az alapállapotban lévő párosítatlan elektronok és egy atom, amelynek magjában 24 proton van, száma megegyezik:
A molekulákban lévő atomok az alkotó elektronok és magok elektromágneses kölcsönhatásai miatt kommunikálnak egymással. Ez a kapcsolat nem túl "kemény".
A gömbökből összeállított molekula - a merev rudak által összetartott atomok - modellje nem nagyon hasonlít valódi molekulára. A molekulákban az atomok folyamatos mozgásban vannak - rezegnek vagy forognak. De még ez a kép is pontatlan.
Helyesebb lenne azt mondani, hogy nem atomok mozognak egy molekulában, hanem alkotó magjaik és elektronjaik.
Molekulákká egyesülve az atomok nem hagyják maguk körül az összes elektronjukat. Vagy elvégzik az elektronok "újraelosztását", míg az egyik atom az elektronjainak egy részét átadja egy másiknak, pozitív és negatív ionok képződnek, amelyek Coulomb-erők (ionkötés) miatt "egymáshoz ragaszkodnak".
Vagy a molekulában lévő atomok elkezdik megosztani elektronjaik egy részét (kovalens kötés). Mindkét esetben a molekulában lévő atomok önmagukban megszűnnek, „elveszítik arcukat”. De ez a kép sem teljesen helyes.
Végül is a molekulák, atomok, elektronok és magok betartják a mikrovilág törvényeit. Ez azt jelenti, hogy nem lehet róluk azt mondani: "Így vagy úgy mozognak, ott és ott vannak." Az állapotukat a kvantummechanika nyelvén kell leírni, és ez a „valószínűségek nyelve”.
Ezért csak a molekulát alkotó részecskék eloszlási sűrűségét lehet megrajzolni. És ezeken a képeken mind az általános elektronfelhők, mind az egyes ionok valóban láthatók lesznek.
Nincs pontos megoldása a legegyszerűbb molekulára - a négy részecskéből álló H2 hidrogénmolekulára - két protonról és két elektronról. A pontos megoldás csak a két test problémájára lehetséges.
Ezért a molekulák esetében a Schrödinger-egyenletet megközelítő módszerekkel oldják meg, és az összes számítást számítógépek segítségével hajtják végre. Példaként bemutatjuk az LiF (ionos kötés) és a hidrogén-H2 (kovalens kötés) lítium-fluorid molekulák esetében végzett ilyen számítások eredményeit.
Az ábra az E rendszerenergia függőségének grafikonját mutatja az Li és F magok közötti R távolságtól. B konfigurációban R \u003d 8 A? (1 A? \u003d 10-10 m) a lítium atom külső elektronja átjut a fluorban. Ez azt jelenti, hogy két ion állapota energetikailag kedvezőbbnek bizonyult, mint két atom állapota.
G állapotban, R \u003d 1,5 A? a rendszer energiája minimális értéket vesz fel, ez az energetikailag legkedvezőbb állapot. Az ábra a H atomokra és a H2 molekulára vonatkozó hasonló számítások eredményeit mutatja. Jól látható egy közös elektronhéj kialakulása két H mag körül.
Anyagok. Molekulák. Atomok
