1. Kimyanın temel kavramları, tanımları ve yasaları
1.2. Atom. Kimyasal element. Basit madde
Atom, kimyada merkezi bir kavramdır. Tüm maddeler atomlardan oluşur. Atom - bir maddenin kimyasal yöntemlerle parçalanma sınırı, yani. bir atom, bir maddenin kimyasal olarak bölünemeyen en küçük parçacığıdır. Atomik fisyon yalnızca fiziksel süreçlerde mümkündür - nükleer reaksiyonlar ve radyoaktif dönüşümler.
Bir atomun modern tanımı: Bir atom, pozitif yüklü bir çekirdek ve negatif yüklü elektronlardan oluşan, kimyasal olarak bölünemeyen en küçük elektriksel olarak nötr parçacıktır.
Doğada atomlar hem serbest (tekil, izole edilmiş) formda (örneğin, soy gazlar tek tek atomlardan oluşur) hem de çeşitli basit ve karmaşık maddelerin bileşiminde bulunur. Karmaşık maddelerin bileşiminde atomların elektriksel olarak nötr olmadığı, ancak aşırı pozitif veya negatif yüke sahip olduğu açıktır (örneğin, Na + Cl -, Ca2+ O 2–), yani. karmaşık maddelerde atomlar tek atomlu iyonlar şeklinde olabilir. Atomlar ve bunlardan oluşan tek atomlu iyonlara atomik parçacıklar.
Doğadaki toplam atom sayısı sayılamaz, ancak daha dar türlere ayrılabilir, örneğin bir ormandaki tüm ağaçların huş ağacı, meşe, ladin, çam vb. Olarak bölünmesi gibi. Atomların belirli türlere göre sınıflandırılmasında çekirdek yükü temel alınır, yani. Bir atomun çekirdeğindeki protonların sayısı, çünkü atomun serbest veya kimyasal olarak bağlı bir formda olmasına bakılmaksızın korunan bu özelliktir.
Kimyasal element aynı nükleer yüke sahip bir tür atomik parçacıktır.
Örneğin, tuzların bileşiminde serbest sodyum atomlarının veya Na + iyonlarının dikkate alınıp alınmadığına bakılmaksızın, sodyum kimyasal elementi kastedilmektedir.
Atom kavramlarını karıştırmamalısın, kimyasal element ve basit madde... Bir atom somut bir kavramdır, atomlar gerçekten vardır ve bir kimyasal element soyut, kolektif bir kavramdır. Örneğin, doğada, yuvarlatılmış nispi atomik kütleleri 63 ve 65 olan belirli bakır atomları vardır. Ancak, kimyasal element bakır, D.I.'nin periyodik kimyasal elementler tablosunda verilen ortalama nispi atomik kütle ile karakterize edilir. İzotopların içeriğini hesaba katan Mendeleev, 63.54'e eşittir (doğada, bu A r değerine sahip bakır atomları yoktur). Kimyadaki bir atom geleneksel olarak elektriksel olarak nötr bir parçacık olarak anlaşılırken, doğadaki bir kimyasal element hem elektriksel olarak nötr hem de yüklü parçacıklarla temsil edilebilir - monatomik iyonlar: ,,,.
Basit bir madde, doğadaki bir kimyasal elementin varoluş biçimlerinden biridir (başka bir form, karmaşık maddelerin bileşimindeki kimyasal bir elementtir). Örneğin, doğadaki kimyasal element oksijen, basit bir O 2 maddesi biçiminde ve bir dizi karmaşık maddenin parçası olarak (H 2 O, Na 2 SO 4 ⋅ 10 H 2 O, Fe 3 O 4) bulunur. Çoğu zaman, aynı kimyasal element birkaç basit maddeyi oluşturur. Bu durumda, allotropiden söz ederler - doğada bir elementin birkaç basit madde biçiminde varlığı olgusu. En basit maddelerin kendilerine allotropik modifikasyonlar ( değişiklikler). Karbon (elmas, grafit, karbin, fulleren, grafen, tübüller), fosfor (beyaz, kırmızı ve siyah fosfor), oksijen (oksijen ve ozon) için bir dizi allotropik modifikasyon bilinmektedir. Basit maddelerin allotropi fenomeni nedeniyle, kimyasal elementlerden yaklaşık 5 kat daha fazla bilinmektedir.
Allotropi nedenleri:
- moleküllerin kantitatif bileşimindeki farklılıklar (O 2 ve O 3);
- kristal kafesin yapısındaki farklılıklar (elmas ve grafit).
Belirli bir elementin allotropik modifikasyonları her zaman fiziksel özellikler ve kimyasal aktivite açısından farklılık gösterir. Örneğin ozon oksijenden daha aktiftir ve elmasın erime noktası fullerenden daha yüksektir. Belli koşullar altında allotropik modifikasyonlar (basınç, sıcaklık değişiklikleri) birbirine dönüşebilir.
Çoğu durumda, bir kimyasal element ile basit bir maddenin isimleri çakışır (bakır, oksijen, demir, nitrojen, vb.), Bu nedenle basit bir maddenin bir dizi partikül olarak özellikleri (özellikleri) ile bir kimyasal elementin aynı nükleer yüke sahip bir atom türü olarak özellikleri arasında ayrım yapmak gerekir.
Basit bir madde, yapı (moleküler veya moleküler olmayan), yoğunluk, belirli koşullar altında belirli bir toplanma durumu, renk ve koku, elektriksel ve termal iletkenlik, çözünürlük, sertlik, kaynama ve erime noktaları (kaynama noktası ve erime noktası), viskozite, optik ve manyetik özellikler ile karakterize edilir. molar (nispi moleküler) ağırlık, kimyasal formül, kimyasal özellikler, üretim yöntemleri ve kullanımı. Bir maddenin özelliklerinin, kimyasal olarak bağlı bir dizi partikülün özellikleri olduğunu söyleyebiliriz, yani. fiziksel beden, çünkü bir atom veya molekülün tadı, kokusu, çözünürlüğü, erime ve kaynama noktaları, rengi, elektriksel ve termal iletkenliği yoktur.
Özellikler (özellikler) kimyasal element: atom numarası, kimyasal işaret, bağıl atomik kütle, atomik kütle, izotopik bileşim, doğada bolluk, periyodik sistemdeki konum, atomik yapı, iyonlaşma enerjisi, elektron ilgisi, elektronegatiflik, oksidasyon durumları, değerlik, allotropi fenomeni, kütle ve mol fraksiyonu karmaşık bir maddenin bileşiminde, absorpsiyon ve emisyon spektrumları. Kimyasal bir elementin özelliklerinin tek bir partikülün veya izole edilmiş partiküllerin özellikleri olduğunu söyleyebiliriz.
"Kimyasal element" ve "basit madde" kavramları arasındaki farklar tabloda gösterilmektedir. 1.2 Örnek olarak nitrojen kullanarak.
Tablo 1.2
Nitrojen için "kimyasal element" ve "basit madde" kavramları arasındaki farklar
| Azot kimyasal bir elementtir | Azot basit bir maddedir |
|---|---|
| 1. Atom numarası 7. | 1. Gaz (n.o.) renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik değildir. |
| 2. Kimyasal işaret N. | 2. Azot moleküler bir yapıya sahiptir, formül N 2, molekül iki atomdan oluşur. |
| 3. Bağıl atom kütlesi 14. | 3. Molar kütle 28 g / mol. |
| 4. Doğada 14 N ve 15 N nüklidler ile temsil edilir. | 4. Suda çok az çözünür. |
| 5. Yerkabuğundaki kütle oranı% 0.030 (yaygınlıkta 16. sırada). | 5. Yoğunluk (n.u.) 1.25 g / dm 3, havadan biraz daha hafif, helyum için bağıl yoğunluk 7. |
| 6. Allotropik modifikasyona sahip değildir. | 6. Dielektrik, zayıf ısı iletir. |
| 7. Çeşitli tuzların bir parçasıdır - nitratlar (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2). | 7. t balya \u003d -195,8 ° C; t pl \u003d −210.0 ° C |
| 8. Amonyaktaki kütle fraksiyonu% 82.35, proteinlerin, aminlerin, DNA'nın bir parçasıdır. | 8. Dielektrik sabiti 1.00. |
| 9. Bir atomun kütlesi (14 N için) 14u veya 2.324 · 10 −23 g'dır. | 9. Dipol momenti 0'dır. |
| 10. Atomik yapı: 7p, 7e, 7n (14 N için), elektronik konfigürasyon 1s 2 2s 2 2p 3, iki elektron katmanı, beş değerlik elektronu, vb. | 10. Moleküler kristal kafese sahiptir (katı halde). |
| 11. Periyodik tabloda 2. periyotta olup VA grubu p -element ailesine aittir. | 11. Atmosferde hacim oranı% 78'dir. |
| 12. İyonlaşma enerjisi 1402.3 kJ / mol, elektron afinitesi -20 kJ / mol, elektronegatiflik 3.07. | 12. Dünya üretimi 44 · 10 6 ton / yıl. |
| 13. Kovalanslar I, II, III, IV ve oksidasyon durumlarını –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 gösterir. | 13. Alın: laboratuarda - NH 4 NO 2'yi ısıtın; endüstride - sıvılaştırılmış havayı ısıtarak. |
| 14. Atomun yarıçapı (orbital) 0,052 nm. | 14. Kimyasal olarak inaktif, ısıtıldığında oksijen, metallerle etkileşime girer. |
| 15. 399.5 nm spektrumundaki ana hat. | 15. Patlayıcıları kuruturken, değerli tabloları ve el yazmalarını saklarken düşük sıcaklıklar (sıvı nitrojen) oluşturmak için inert bir atmosfer yaratmak için kullanılır. |
| 16. Ortalama bir insanın vücudu (vücut ağırlığı 70.0 kg) 1.8 kg nitrojen içerir. | |
| 17. Amonyağın bir parçası olarak hidrojen bağlarının oluşumuna katılır. |
Örnek 1.2. Oksijen aşağıdaki ifadelerden hangisinde kimyasal element olarak anıldığını belirtin:
- a) atomun kütlesi 16u'dur;
- b) iki allotropik modifikasyon oluşturur;
- c) molar kütle 32 g / mol'dür;
- d) suda az çözünür.
Karar. C), d) ifadeleri basit bir maddeye ve a), b) - kimyasal element oksijene atıfta bulunur.
Cevap: 3).
Her kimyasal elementin kendi geleneksel tanımı vardır - kimyasal işaret (sembol): K, Na, O, N, Cu, vb.
Kimyasal bir işaret, basit bir maddenin bileşimini de ifade edebilir. Örneğin, Fe kimyasal elementinin sembolü aynı zamanda basit demir maddesinin bileşimini de yansıtır. Bununla birlikte, O, H, N, Cl kimyasal işaretleri yalnızca kimyasal elementleri gösterir; basit maddeler O 2, H 2, N 2, Cl 2 formüllerine sahiptir.
Daha önce de belirtildiği gibi, çoğu durumda kimyasal elementlerin ve basit maddelerin isimleri çakışmaktadır. İstisnalar, karbonun allotropik modifikasyonlarının (elmas, grafit, karbin, fulleren) ve oksijen modifikasyonlarından birinin (oksijen ve ozon) isimleridir. Örneğin, "grafit" kelimesini kullandığımızda, yalnızca basit bir madde (ancak kimyasal bir element değil) karbonu kastediyoruz.
Doğadaki kimyasal elementlerin yaygınlığı kütle ve mol fraksiyonları ile ifade edilir. Kütle oranı w, belirli bir elementin atom kütlesinin tüm elementlerin toplam atom kütlesine oranıdır. Mol fraksiyonu χ, belirli bir elementin atom sayısının tüm elementlerin toplam atom sayısına oranıdır.
Yerkabuğunda (yaklaşık 16 km kalınlığında bir tabaka), oksijen atomları en büyük kütleye (% 49.13) ve molar (% 55) fraksiyonlara sahiptir, ardından silikon atomları (w (Si) \u003d% 26, χ (Si) \u003d 16) ,% 35). Galakside, toplam atom sayısının neredeyse% 92'si hidrojen atomu ve% 7,9'u helyum atomudur. İnsan vücudundaki ana elementlerin atomlarının kütle fraksiyonları: O -% 65, C -% 18, H -% 10, N -% 3, Ca -% 1.5, P -% 1.2.
Atomik kütlelerin mutlak değerleri son derece küçüktür (örneğin, bir oksijen atomunun kütlesi yaklaşık 2,7 10 −23 g'dır) ve hesaplamalar için elverişsizdir. Bu nedenle, elementlerin göreli atomik kütleleri için bir ölçek geliştirildi. Şu anda, C-12 çekirdek atomunun kütlesinin 1 / 12'si, bağıl atomik kütlelerin ölçü birimi olarak alınır. Bu miktara sabit atomik kütle veya atomik kütle birimi (a.m.) ve uluslararası atama u:
m u \u003d 1 a. yani m \u003d 1 u \u003d 1/12 (m a 12 C) \u003d
1,66 ⋅ 10 - 24 g \u003d 1,66 ⋅ 10 - 27 kg.
U'nun sayısal değerinin 1 / N A'ya eşit olduğunu göstermek kolaydır:
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).
Bir elementin bağıl atom kütlesiAr (E), bir atomun kütlesinin veya bir atomun ortalama kütlesinin (sırasıyla izotopik olarak saf ve izotopik olarak karıştırılmış elementler için) C-12 çekirdek atomunun kütlesinin 1 / 12'sinden daha fazla olduğunu gösteren fiziksel boyutsuz bir miktardır:
Bir r (E) \u003d m bir (E) 1 a. f.s. \u003d m bir (E) 1 u. (1.1)
Bağıl atom kütlesini bilerek, bir atomun kütlesini kolayca hesaplayabilirsiniz:
m bir (E) \u003d A r (E) u \u003d A r (E) ⋅ 1.66 ⋅ 10 −24 (g) \u003d
A r (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −27 (kg).
Molekül. Ve o. Moleküler ve moleküler olmayan yapıya sahip maddeler. Kimyasal denklem
Atomlar etkileşime girdiğinde, daha karmaşık parçacıklar oluşur - moleküller.
Molekül, bağımsız olarak var olabilen, elektriksel olarak nötr izole edilmiş en küçük atom kümesidir ve bir maddenin kimyasal özelliklerinin taşıyıcısıdır.
Moleküller, oluşturdukları madde ile aynı kalitatif ve kantitatif bileşime sahiptir. Bir moleküldeki atomlar arasındaki kimyasal bağ, moleküller arasındaki etkileşim güçlerinden çok daha güçlüdür (bu nedenle bir molekül, ayrı, izole bir parçacık olarak düşünülebilir). Kimyasal reaksiyonlarda moleküller, atomların aksine korunmaz (yok edilmez). Bir atom gibi, tek bir molekül de bir maddenin renk ve koku, erime ve kaynama noktaları, çözünürlük, ısı ve elektriksel iletkenlik gibi fiziksel özelliklerine sahip değildir.
Bir molekülün, bir maddenin kimyasal özelliklerinin tam olarak taşıyıcısı olduğunu vurguluyoruz; Molekülün bir maddenin kimyasal özelliklerini koruduğu (tamamen aynı) söylenemez, çünkü bir maddenin kimyasal özellikleri, tek bir molekülde bulunmayan moleküller arası etkileşimden önemli ölçüde etkilenir. Örneğin, trinitrogliserin maddesi patlayabilir, ancak ayrı bir trinitrogliserin molekülü değildir.
İyon - pozitif veya negatif yüklü bir atom veya atom grubu.
Pozitif yüklü iyonlara katyon, negatif yüklü iyonlara ise anyon denir. İyonlar basittir, yani monoatomik (K +, Cl -) ve kompleks (NH 4 +, NO 3 -), bir - (Na +, Cl -) ve çarpma yüklü (Fe 3+, PO 4 3 -).
1. Belirli bir element için, basit bir iyon ve nötr bir atom aynı sayıda proton ve nötron içerir, ancak elektron sayısı farklıdır: katyon daha azdır ve anyon elektriksel olarak nötr atomdan daha fazlasına sahiptir.
2. Basit veya karmaşık bir iyonun kütlesi, karşılık gelen elektriksel olarak nötr parçacığın kütlesi ile aynıdır.
Tüm maddelerin moleküllerden oluşmadığı unutulmamalıdır.
Moleküllerden oluşan maddelere moleküler yapıdaki maddeler... Hem basit (argon, oksijen, fulleren) hem de karmaşık (su, metan, amonyak, benzen) maddeler olabilir.
Tüm gazlar ve hemen hemen tüm sıvılar moleküler bir yapıya sahiptir (cıva hariç); Katılar hem moleküler (sakaroz, fruktoz, iyot, beyaz fosfor, fosforik asit) hem de moleküler olmayan yapıya (elmas, siyah ve kırmızı fosfor, SiC karborundum, sodyum klorür) sahip olabilir. Moleküler yapıdaki maddelerde, moleküller arasındaki bağlar (moleküller arası etkileşim) zayıftır. Isıtıldıklarında kolayca yok edilirler. Bu nedenle, moleküler yapıdaki maddeler nispeten düşük erime ve kaynama noktalarına sahiptir, uçucudur (sonuç olarak, genellikle bir kokuya sahiptirler).
Moleküler olmayan yapıdaki maddeler elektriksel olarak nötr atomlardan veya basit veya karmaşık iyonlardan oluşur. Elektriksel olarak nötr atomlar, örneğin, elmas, grafit, siyah fosfor, silikon, bor ve KF ve NH 4 NO 3 gibi basit ve karmaşık iyon tuzlarından oluşur. Metaller pozitif yüklü atomlardan (katyonlar) oluşur. Karborundum SiC, silikon oksit (IV) SiO 2, alkaliler (KOH, NaOH), çoğu tuz (KCl, CaCO 3), metal olmayan ikili metal bileşikleri (bazik ve amfoterik oksitler, hidritler, karbürler, silisitler, nitrürler, fosfitler), metaller arası bileşikler (birbirleriyle metal bileşikleri). Moleküler olmayan yapıdaki maddelerde, tek tek atomlar veya iyonlar güçlü kimyasal bağlarla bağlanır, bu nedenle normal koşullar altında bu maddeler katıdır, uçucu değildir ve yüksek erime noktalarına sahiptir.
Örneğin, sükroz (moleküler yapı) 185 ° C'de erir ve sodyum klorür (moleküler olmayan yapı) 801 ° C'de erir.
Gaz fazında tüm maddeler moleküllerden ve hatta normal sıcaklıklarda moleküler olmayan yapıya sahip olanlardan oluşur. Örneğin, gaz fazındaki yüksek sıcaklıklarda NaCl, K 2, SiO 2 molekülleri bulunur.
Isıtıldığında ayrışan maddeler için (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3) moleküller, maddenin ısıtılmasıyla elde edilemez.
Moleküler maddeler organik dünyanın temelini, moleküler olmayan maddeler ise inorganik (mineral) dünyanın temelini oluşturur.
Kimyasal formül. Formül birimi. Kimyasal denklem
Herhangi bir maddenin bileşimi bir kimyasal formül kullanılarak ifade edilir. Kimyasal formül - Bu, kimyasal elementlerin sembollerini ve ayrıca sayısal, alfabetik ve diğer işaretleri kullanan bir maddenin kalitatif ve kantitatif bileşiminin bir görüntüsüdür.
Moleküler olmayan yapıdaki basit maddeler için kimyasal formül, kimyasal elementin işareti ile çakışır (örneğin, Cu, Al, B, P). Basit bir moleküler yapı maddesinin formülünde, (gerekirse) bir moleküldeki atom sayısını belirtin: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80, vb. Soy gazların formülleri her zaman tek bir atomla yazılır: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Kimyasal reaksiyon denklemlerini yazarken, basit maddelerin bazı çok atomlu moleküllerinin kimyasal formülleri (aksi belirtilmedikçe) elementlerin sembolleri (tek atomlar) şeklinde yazılabilir: P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C (bu ozon O için yapılamaz 3, oksijen 02, nitrojen N2, halojenler, hidrojen).
Moleküler yapıdaki karmaşık maddeler için, deneysel (en basit) ve moleküler (doğru) formüller ayırt edilir. Ampirik formül bir moleküldeki atom sayılarının en küçük tamsayı oranını gösterir ve moleküler formül - atomların gerçek tam sayı oranı. Örneğin, etan için gerçek formül C2H6'dır ve en basit olanı CH3'tür. En basit formül, gerçek formüldeki elementlerin atomlarının herhangi bir uygun sayıya bölünmesi (azaltılması) ile elde edilir. Örneğin, en basit etan formülü, C ve H atomlarının sayılarının 2'ye bölünmesiyle elde edildi.
En basit ve gerçek formüller çakışabilir (metan CH 4, amonyak NH 3, su H 2 O) veya çakışmayabilir (fosfor oksit (V) P 4 O 10, benzen C 6 H 6, hidrojen peroksit H 2 O 2, glikoz C6H12O6).
Kimyasal formüller, bir maddedeki elementlerin atomlarının kütle fraksiyonlarını hesaplamanıza izin verir.
Bir maddede E elementinin atomlarının w kütle oranı aşağıdaki formülle belirlenir.
w (E) \u003d A r (E) ⋅ N (E) M r (V), (1.2)
burada N (E), bir maddenin formülündeki bir elementin atom sayısıdır; M r (B) - bir maddenin bağıl moleküler (formül) kütlesi.
Örneğin, sülfürik asit M r (H 2 SO 4) \u003d 98 için bu asitteki oksijen atomlarının kütle oranı
w (O) \u003d A r (O) ⋅ N (O) M r (H 2 SO 4) \u003d 16 ⋅ 4 98 ≈ 0.653 (% 65.3).
Formül (1.2) 'ye göre, bir molekül veya formül birimindeki bir elementin atom sayısı bulunur:
N (E) \u003d M r (V) ⋅ w (E) A r (E) (1.3)
veya bir maddenin molar (bağıl moleküler veya formül) kütlesi:
M r (V) \u003d A r (E) ⋅ N (E) w (E). (1.4)
Formül 1.2-1.4'te, w (E) değerleri bir birimin kesirleri olarak verilmiştir.
Örnek 1.3. Bazı maddelerde, kükürt atomlarının kütle oranı% 36.78'dir ve bir formül birimindeki kükürt atomlarının sayısı ikidir. Maddenin molar kütlesini (g / mol) belirtin:
Karar. Formül 1.4'ü kullanarak buluyoruz
M r \u003d A r (S) ⋅ N (S) w (S) \u003d 32 ⋅ 2 0,3678 \u003d 174,
M \u003d 174 g / mol.
Cevap: 2).
Aşağıdaki örnek, elementlerin kütle kesirlerine göre bir maddenin en basit formülünün nasıl bulunacağını gösterir.
Örnek 1.4. Bazı klor oksitlerde, klor atomlarının kütle oranı% 38,8'dir. Oksit formülünü bulun.
Karar. W (Cl) + w (O) \u003d% 100 olduğundan,
w (O) \u003d% 100 -% 38,8 \u003d% 61,2.
Maddenin kütlesi 100 g ise, m (Cl) \u003d 38,8 g ve m (O) \u003d 61,2 g.
Oksit formülünü Cl x O y olarak temsil edelim. Sahibiz
x: y \u003d n (CI): n (O) \u003d m (CI) M (CI): m (O) M (O);
x: y \u003d 38,8 35,5: 61,2 16 \u003d 1,093: 3,825.
Elde edilen sayıları en küçüğüne bölerek (1.093), x: y \u003d 1: 3.5 olduğunu veya 2 ile çarparak x: y \u003d 2: 7 elde ederiz. Bu nedenle, oksit formülü Cl 2 O 7'dir.
Cevap: Cl 2 O 7.
Moleküler olmayan yapıdaki tüm karmaşık maddeler için, kimyasal formüller deneyseldir ve moleküllerin değil, formül birimlerinin bileşimini yansıtır.
Formül birimi (PU) - moleküler olmayan yapıya sahip bir maddenin en basit formülüne karşılık gelen bir atom grubu.
Bu nedenle moleküler olmayan yapıdaki maddelerin kimyasal formülleri formül birimleridir. Formül birimlerinin örnekleri: 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 vb.
Formül birimleri, moleküler olmayan yapıdaki maddelerin yapısal birimleri olarak düşünülebilir. Moleküler yapıya sahip maddeler için, açıkça var olan moleküllerdir.
Kimyasal formüller kullanılarak kimyasal reaksiyonların denklemleri yazılır.
Kimyasal denklem kimyasal formüller ve diğer işaretler (eşit, artı, eksi, oklar, vb.) kullanan bir kimyasal reaksiyonun koşullu gösterimidir.
Kimyasal denklem, kütlenin korunumu yasasının bir sonucudur, bu nedenle, her iki parçadaki her bir elementin atom sayıları eşit olacak şekilde oluşur.
Formüllerin önündeki sayılara denir stokiyometrik katsayılar, birim yazılı olmasa da ima edilir (!) ve stokiyometrik katsayıların toplam toplamı hesaplanırken dikkate alınır. Stokiyometrik katsayılar, başlangıç \u200b\u200bmalzemelerinin hangi molar oranlarda reaksiyona girdiğini ve reaksiyon ürünlerinin oluştuğunu gösterir. Örneğin, denklemi olan bir reaksiyon için
3Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 9Fe + 4Al 2 O 3
n (Fe304) n (Al) \u003d 38; n (Al) n (Fe) \u003d 8 9, vb.
Reaksiyon şemalarında katsayılar yerleştirilmez ve eşittir işareti yerine bir ok kullanılır:
FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2
Ok, organik maddelerin katılımıyla kimyasal reaksiyonların denklemlerini yazarken de kullanılır (eşittir işaretini bir çift bağ ile karıştırmamak için):
CH 2 \u003d CH2 + Br 2 → CH2Br - CH2 Br,
güçlü elektrolitlerin elektrokimyasal ayrışma denklemlerinin yanı sıra:
NaCl → Na + + Cl -.
Sabit bileşim yasası
Moleküler yapıdaki maddeler için doğrudur tutarlılık kanunu (J. Proust, 1808): Üretim yöntemine ve koşullarına bakılmaksızın, moleküler yapıdaki herhangi bir madde, sabit bir kalitatif ve kantitatif bileşime sahiptir.
Bileşimin sabitliği yasasından, moleküler bileşiklerde elementlerin kesin olarak tanımlanmış kütle oranlarında olması gerektiği, yani. sabit bir kütle oranına sahiptir. Bu, elementin izotopik bileşimi değişmezse doğrudur. Örneğin, sudaki hidrojen atomlarının kütle oranı, doğal maddelerden elde edilme şekli ne olursa olsun (basit maddelerden sentez, bakır sülfat CuSO 4 · 5H 2 O, vb.) Her zaman% 11,1'e eşit olacaktır. Bununla birlikte döteryum moleküllerinin (A r ≈ 2 ile bir hidrojen çekirdeği) ve doğal oksijenin (A r \u003d 16) etkileşimi ile elde edilen suda, hidrojen atomlarının kütle fraksiyonu
w (H) \u003d 2 ⋅ 2 2 ⋅ 2 + 16 \u003d 0,2 (% 20).
Bileşimin değişmezlik yasasına uyan maddeler, yani. moleküler yapıya sahip maddeler denir stokiyometrik.
Moleküler olmayan yapıya sahip maddeler (özellikle d-ailesinin metallerinin karbürleri, hidrürleri, nitrürleri, oksitleri ve sülfürleri) bileşimin sabitlik yasasına uymaz, bu nedenle bunlara stokiyometrik olmayan... Örneğin, üretim koşullarına (sıcaklık, basınç) bağlı olarak titanyum (II) oksidin bileşimi değişkendir ve TiO 0.7 –TiO 1.3 aralığında değişir, yani. bu oksidin kristalinde, 10 titanyum atomu başına 7 ila 13 oksijen atomu olabilir. Bununla birlikte, moleküler olmayan yapıya sahip birçok madde için (KCl, NaOH, CuSO 4), bileşimin sabitliğinden sapmalar çok önemsizdir, bu nedenle bileşimlerinin pratik olarak hazırlama yönteminden bağımsız olduğunu varsayabiliriz.
Bağıl moleküler ve formül ağırlığı
Sırasıyla moleküler ve moleküler olmayan yapıya sahip maddeleri karakterize etmek için, aynı sembol - M r ile gösterilen "nispi moleküler ağırlık" ve "nispi formül ağırlığı" kavramları tanıtılmıştır.
Bağıl moleküler ağırlık bir molekülün kütlesinin C-12 çekirdek atomunun kütlesinin 1 / 12'sinden kaç katı olduğunu gösteren boyutsuz bir fiziksel niceliktir:
M r (B) \u003d m mol (B) u. (1.5)
Bağıl formül kütlesi bir formül biriminin kütlesinin C-12 çekirdek atomunun kütlesinin 1 / 12'sinden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren boyutsuz bir fiziksel niceliktir:
M r (B) \u003d m ФЕ (B) u. (1.6)
Formüller (1.5) ve (1.6), bir molekülün veya PU'nun kütlesini bulmamızı sağlar:
m (mol, FE) \u003d uM r. (1.7)
Uygulamada, M r değerleri, tek tek atomların sayısı hesaba katılarak bir molekül veya formül birimini oluşturan elementlerin bağıl atomik kütlelerinin toplanmasıyla bulunur. Örneğin:
M r (H 3 PO 4) \u003d 3A r (H) + A r (P) + 4A r (O) \u003d
3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.
Su, doğadaki en bol bulunan maddelerden biridir (hidrosfer, Dünya yüzeyinin% 71'ini kaplar). Su, jeolojide ve gezegenin tarihinde önemli bir rol oynar. Su olmadan canlı organizmaların varlığı imkansızdır. Gerçek şu ki, insan vücudu neredeyse% 63 -% 68 sudur. Her canlı hücredeki biyokimyasal reaksiyonların neredeyse tamamı sulu solüsyonlardaki reaksiyonlardır ... Solüsyonlarda (çoğunlukla sulu), teknolojik işlemlerin çoğu kimya işletmelerinde, ilaç ve gıda ürünlerinin üretiminde gerçekleşir. Metalurjide su son derece önemlidir ve sadece soğutma için değil. Hidrometalurjinin - çeşitli reaktiflerin solüsyonları kullanılarak cevherlerden ve konsantrelerden metallerin ekstraksiyonu - önemli bir endüstri haline gelmesi tesadüf değildir.
Su, rengin yok, tadın yok, kokun yok
tarif edilemezsin, zevk alıyorsun
ne olduğunu bilmeden Söylenemez
yaşam için gerekli olan: hayatın ta kendisisin.
Bizi neşe ile tatmin ediyorsun
duygularımızla açıklanamayan.
Siz güçler bize dönüyor
kiminle zaten vedalaştık.
Senin lütfunla yeniden içimizde başlıyorlar
kalbimizin kurumuş pınarlarına bakın.
(A. de Saint-Exupery. Halkın Gezegeni)
"Su dünyadaki en şaşırtıcı maddedir" konulu bir makale yazdım. Bu konuyu seçtim çünkü bu konu en alakalı konu çünkü su, yeryüzünde onsuz canlı organizmanın var olamayacağı ve biyolojik, kimyasal reaksiyonların ve teknolojik süreçlerin meydana gelemeyeceği en önemli maddedir.
Su, dünyadaki en şaşırtıcı maddedir
Su tanıdık ve alışılmadık bir maddedir. Ünlü Sovyet bilim adamı Akademisyen IV Petryanov, su hakkındaki popüler bilim kitabını "dünyadaki en olağanüstü madde" olarak adlandırdı. Biyolojik Bilimler Doktoru BF Sergeev tarafından yazılan "Eğlenceli Fizyoloji", su üzerine bir bölümle başlıyor - "Gezegenimizi yaratan madde."
Bilim adamları kesinlikle haklıdır: Dünyada bizim için sıradan sudan daha önemli olan hiçbir madde yoktur ve aynı zamanda özelliklerinde özelliklerinde olduğu kadar çok çelişki ve anomalinin olacağı böyle bir madde yoktur.
Gezegenimizin yüzeyinin neredeyse 3 / 4'ü okyanuslar ve denizler tarafından işgal edilmiştir. Katı su - kar ve buz - toprağın% 20'sini kaplar. Gezegenin iklimi suya bağlıdır. Jeofizikçiler, Dünya'nın uzun zaman önce soğuyacağını ve su olmasa bile cansız bir taş parçasına dönüşeceğini savunuyorlar. Çok yüksek ısı kapasitesine sahiptir. Isıtıldığında ısıyı emer; soğuyor, onu veriyor. Dünya'nın suyu çok fazla ısıyı hem emer hem de geri verir ve böylece iklimi "eşitler". Ve Dünya, atmosfere dağılmış su molekülleri tarafından kozmik soğuktan korunur - bulutlarda ve buhar şeklinde ... susuz yapamazsınız - bu dünyadaki en önemli maddedir.
Su molekülü yapısı
Suyun davranışı "mantıksızdır". Suyun katı halden sıvı ve gaz haline geçişinin olması gerekenden çok daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiği ortaya çıktı. Bu anormallikler için bir açıklama bulundu. Su molekülü H 2 O bir üçgen şeklinde inşa edilmiştir: iki bağ oksijen - hidrojen arasındaki açı 104 derecedir. Ancak her iki hidrojen atomu da oksijenin aynı tarafında bulunduğundan, elektrik yükleri oksijenin içinde dağılır. Su molekülü, farklı molekülleri arasındaki özel etkileşimin nedeni olan kutupsaldır. Kısmi pozitif yüklü H2O molekülündeki hidrojen atomları, komşu moleküllerin oksijen atomlarının elektronları ile etkileşime girer. Bu kimyasal bağa hidrojen denir. H 2 O moleküllerini uzamsal yapıya sahip özel polimerlere birleştirir; Hidrojen bağlarının bulunduğu düzlem, aynı H2O molekülünün atomlarının düzlemine diktir Su molekülleri arasındaki etkileşim, her şeyden önce, onun erime ve kaynamasının düzensiz yüksek sıcaklıklarını açıklar. Hidrojen bağlarını gevşetmek ve sonra kırmak için ek enerji sağlanmalıdır. Ve bu enerji çok önemlidir. Bu arada, suyun ısı kapasitesi bu kadar yüksek olmasının nedeni budur.
H 2 O'nun hangi bağlantıları var?
Bir su molekülünde, iki polar kovalent bağ H-O vardır.
Bir oksijen atomunun iki tek elektronlu p-bulutunun ve iki hidrojen atomunun bir elektronlu S-bulutunun üst üste binmesi nedeniyle oluşurlar.
Bir su molekülünde oksijen atomunun dört elektron çifti vardır. Bunlardan ikisi kovalent bağların oluşumunda rol oynar, yani. bağlayıcıdır. Diğer iki elektron çifti bağlanmaz.
Bir molekülde dört kutuplu yük vardır: ikisi pozitif ve ikisi negatiftir. Oksijen, hidrojenden elektronegatif olduğundan, pozitif yükler hidrojen atomlarında yoğunlaşır. İki negatif kutup, iki bağlanmayan elektron çift oksijen üzerindedir.
Molekülün yapısı hakkındaki bu fikir, suyun birçok özelliğini, özellikle de buzun yapısını açıklamamıza izin verir. Buzun kristal kafesinde, moleküllerin her biri diğer dört molekülle çevrilidir. Düzlemsel bir görüntüde, bu şu şekilde temsil edilebilir:
 |  |
Diyagram, moleküller arasındaki bağlantının hidrojen atomu aracılığıyla gerçekleştirildiğini göstermektedir:
Bir su molekülünün pozitif yüklü bir hidrojen atomu, başka bir su molekülünün negatif yüklü oksijen atomuna çekilir. Bu bağa hidrojen denir (noktalarla gösterilir). Bir hidrojen bağının gücü, kovalent bir bağdan yaklaşık 15-20 kat daha zayıftır. Bu nedenle, örneğin suyun buharlaşması sırasında gözlenen hidrojen bağı kolayca kırılır.
Sıvı suyun yapısı buza benzer. Sıvı suda moleküller de birbirlerine hidrojen bağları yoluyla bağlanır, ancak suyun yapısı buzunkinden daha az "serttir". Moleküllerin sudaki termal hareketi nedeniyle bazı hidrojen bağları kopar, diğerleri oluşur.
H 2 O'nun fiziksel özellikleri
Su, H 2 O, kokusuz sıvı, tatsız, renksiz (kalın tabakalarda mavimsi); yoğunluk 1 g / cm3 (3.98 derecede), t pl \u003d 0 derece, t balya \u003d 100 derece.
Farklı su türleri vardır: sıvı, katı ve gaz.
Su, doğada karasal koşullar altında üç kümelenme durumunun hepsinde var olan tek maddedir:
sıvı su
sert - buz
gazlı - buhar
Sovyet bilim adamı V. I. Vernadsky şöyle yazdı: "Gezegenimizin tarihinde su tek başına duruyor. Ana, en görkemli jeolojik süreçler üzerindeki etkisi açısından onunla kıyaslanabilecek doğal bir vücut yok. Dünyevi bir madde yok - bir kayanın minerali, bir canlı vücut, ki onu içermeyecekti. Dünyadaki tüm maddeler nüfuz eder ve onun tarafından sarılır. "
H 2 O'nun kimyasal özellikleri
Suyun kimyasal özelliklerinden, moleküllerinin iyonlara ayrışma (ayrışma) yeteneği ve suyun farklı kimyasal yapıdaki maddeleri çözme yeteneği özellikle önemlidir. Suyun ana ve evrensel çözücü olarak rolü, öncelikle moleküllerinin polaritesi (pozitif ve negatif yüklerin merkezlerinin yer değiştirmesi) ve bunun sonucu olarak son derece yüksek dielektrik sabiti tarafından belirlenir. Karşıt elektrik yükleri ve özellikle iyonlar, havada olduğundan 80 kat daha zayıf olan suda birbirlerine çekilirler. Suya batırılmış bir vücudun molekülleri veya atomları arasındaki karşılıklı çekim kuvvetleri de havadan daha zayıftır. Bu durumda ısı hareketinin molekülleri ayırması daha kolaydır. Pek çok zor çözünen madde de dahil olmak üzere çözünme meydana gelmesinin nedeni budur: bir damla taşı aşındırır ...
Su moleküllerinin iyonlara ayrışması (ayrışması):
H 2 O → H + + OH veya 2H 2 O → H 3 O (hidroksi iyon) + OH
normal koşullar altında son derece önemsizdir; ortalama olarak 500.000.000 ayrışmadan bir molekül. Yukarıdaki denklemlerden ilkinin tamamen koşullu olduğu akılda tutulmalıdır: elektron kabuğundan yoksun bir proton H sulu bir ortamda bulunamaz. Hemen bir su molekülüyle birleşerek bir hidroksil iyonu H 3 O oluşturur. su moleküllerinin ortaklarının aslında çok daha ağır iyonlara bozunmasına bile, örneğin,
8H 2 O → HgO 4 + H 7 O 4 ve H 2 O → H + + OH - reaksiyonu gerçek sürecin çok basitleştirilmiş bir şemasıdır.
Suyun reaktivitesi nispeten düşüktür. Doğru, bazı aktif metaller hidrojeni ondan uzaklaştırabilir:
2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2,
ve serbest florin atmosferinde su yanabilir:
2F 2 + 2H 2 O → 4HF + O 2.
Sıradan buz kristalleri ayrıca moleküler bileşiklerin benzer moleküler birleşimlerinden oluşur. Atomların böyle bir kristalde "paketlenmesi" iyonik değildir ve buz ısıyı iyi iletmez. Sıfıra yakın bir sıcaklıktaki sıvı suyun yoğunluğu buzunkinden daha büyüktür. 0 ° C'de, 1 gram buz, 1.0905 cm3'lük bir hacim ve 1 gram sıvı su - 1.0001 cm3'ü kaplar. Ve buz yüzer, bu yüzden rezervuarlar donmaz, sadece buzla kaplanır. Bu, suyun başka bir anormalliğidir: eridikten sonra, önce büzülür ve ancak o zaman, 4 derece dönüşte, sonraki işlemle genişlemeye başlar. Yüksek basınçlarda, sıradan buz, bu maddenin daha ağır ve daha yoğun kristal formlarına buz - 1, buz - 2, buz - 3, vb. - dönüştürülebilir. En sert, en yoğun ve en dirençli iken buz - 7 - 3 kilo Pa basınçta elde edilir. 190 derecede erir.
Doğadaki su döngüsü
İnsan vücuduna milyonlarca kan damarı girmiştir. Büyük arterler ve damarlar, vücudun ana organlarını birbirine bağlar, daha küçük olanlar her taraftan örer, en ince kılcal damarlar hemen hemen her hücreye ulaşır. İster bir çukur kazıyor olun, ister bir derste oturuyor ya da mutlu bir şekilde uyuyor olun, kan, beyin ve mideyi, böbrekleri ve karaciğeri, gözleri ve kasları insan vücudunun tek bir sistemine bağlayarak sürekli olarak içlerinden akar. Kan ne için?
Kan, akciğerlerdeki oksijeni, mideden de vücudunuzdaki her hücreye besin taşır. Kan, vücudun her yerinden, hatta en tenha köşelerinden atıkları toplayarak onu karbondioksitten ve tehlikeli maddeler dahil diğer gereksiz şeylerden kurtarır. Kan, vücutta farklı organların çalışmasını düzenleyen ve koordine eden hormonlar gibi özel maddeler taşır. Başka bir deyişle, kan, vücudun farklı kısımlarını tek bir sisteme, iyi koordine edilmiş ve verimli bir organizmaya bağlar.
Gezegenimizin ayrıca bir dolaşım sistemi vardır. Dünyanın kanı sudur ve kan damarları nehirler, akarsular, akarsular ve göllerdir. Ve bu sadece bir karşılaştırma, sanatsal bir metafor değil. Dünyadaki su, insan vücudundaki kanla aynı rolü oynar ve bilim adamlarının son zamanlarda fark ettiği gibi, nehir ağının yapısı, insan dolaşım sisteminin yapısına çok benzer. "Doğanın sürücüsü" - bu, büyük Leonardo da Vinci'nin su dediği, topraktan bitkilere, bitkilerden atmosfere geçerek, nehirlerden kıtalardan okyanuslara akıp hava akımlarıyla geri dönerek, doğanın çeşitli bileşenlerini birbirine bağlayarak, onları dönüştürerek tek bir coğrafi sisteme. Su sadece bir doğal bileşenden diğerine geçmez. Kan gibi, topraktan bitkilere, karadan göllere ve okyanuslara, atmosferden toprağa büyük miktarda kimyasal madde taşır. Tüm bitkiler toprak besinlerini yalnızca çözünmüş halde oldukları su ile tüketebilirler. Topraktan bitkilere su akışı olmasaydı, tüm otlar, en zengin topraklarda yetişenler bile, "açlıktan" yok olur, bir sandık altın üzerinde açlıktan ölen bir tüccar gibi olurlardı. Su, nehirlerin, göllerin ve denizlerin sakinlerine besin sağlar. İlkbaharda karların erimesi sırasında veya yaz yağmurlarının ardından neşeyle tarlalardan ve çayırlardan akan akarsular, yol boyunca toprakta depolanan kimyasalları toplayarak rezervuar sakinlerine ve denize ulaştırarak gezegenimizin kara ve su kısımlarını birbirine bağlar. En zengin "sofra" besin taşıyan nehirlerin göllere ve denizlere aktığı yerlerde oluşur. Bu nedenle, kıyıların bu tür bölgeleri - haliçler - su altı yaşamının isyanıyla ayırt edilir. Ve farklı coğrafi sistemlerden atıkları kim ortadan kaldırır? Yine su ve hızlandırıcı olarak, bu işlevi yalnızca kısmen yerine getiren insan dolaşım sisteminden çok daha iyi çalışır. Suyun arındırıcı rolü, bir kişi çevreyi şehirlerden, endüstriyel ve tarımsal işletmelerden gelen atıklarla zehirlediğinde özellikle önemlidir. Bir yetişkinin vücudu yaklaşık 5-6 kg içerir. Çoğu sürekli olarak vücudunun farklı bölgeleri arasında dolaşan kan. Ve dünyamızın hayatı ne kadar suya hizmet ediyor?
Yeryüzündeki kayaların parçası olmayan tüm sular "hidrosfer" kavramı ile birleşmiştir. Ağırlığı o kadar büyük ki, genellikle kilogram veya ton olarak değil, kilometreküp cinsinden ölçülür. Bir kilometre küp, her kenarı 1 kilometre büyüklüğünde, sürekli su ile dolu bir küp. 1 km 3 suyun ağırlığı 1 milyar tona eşittir Tüm dünya 1.5 milyar km 3 su içerir ki bu ağırlıkça yaklaşık 15.000.000.000.000.000.000 tondur! Herkesin 1.4 km 3 suyu veya 250 milyon tonu var. İçmek istemiyorum!
Maalesef o kadar basit değil. Gerçek şu ki, bu hacmin% 94'ü dünya okyanusunun çoğu ekonomik amaç için uygun olmayan sularından oluşuyor. Sadece% 6'sı kara suyudur ve bunun sadece 1 / 3'ü taze, yani. hidrosferin toplam hacminin sadece% 2'si. Bu tatlı suyun büyük bir kısmı buzullarda yoğunlaşmıştır. Bunların önemli ölçüde daha azı dünya yüzeyinin altında bulunur (sığ yeraltında, su ufuklarında, yer altı göllerinde, toprakta ve ayrıca atmosferik buharlarda bulunur.İnsanların çoğunlukla su aldığı nehirlerin payı çok azdır - 1.2 bin km 3. Bir seferde canlı organizmalarda bulunan toplam su hacmi kesinlikle önemsizdir.Dolayısıyla gezegenimizde insanlar ve diğer canlı organizmalar tarafından tüketilebilecek çok fazla su yok ama neden bitmiyor? Sonuçta insanlar ve hayvanlar sürekli su içerler, bitkiler onu atmosfere buharlaştırır ve nehirler onu okyanusa taşır.
Su neden Dünya'da bitmiyor?
İnsan dolaşım sistemi, oksijen ve karbondioksit, besin maddeleri ve atık ürünler taşıyan kanın sürekli aktığı kapalı bir devredir. Bu akış asla bitmez, çünkü bu bir daire veya bir halkadır ve bildiğiniz gibi "yüzüğün sonu yoktur". Gezegenimizin su şebekesi de aynı prensibe göre düzenlenmiştir. Dünyadaki su sürekli dolaşım halindedir ve bir bağlantıdaki kaybı, diğerinden akış nedeniyle hemen yenilenir. Su döngüsünün arkasındaki itici güç güneş enerjisi ve yerçekimidir. Su döngüsü nedeniyle, hidrosferin tüm parçaları yakından birleşir ve doğanın diğer bileşenlerini birbirine bağlar. En genel haliyle, gezegenimizdeki su döngüsü buna benzer. Güneş ışığının etkisi altında, su okyanus ve kara yüzeyinden buharlaşır ve atmosfere girer ve arazi yüzeyinden buharlaşma, hem nehirler hem de rezervuarlar ile toprak ve bitkiler tarafından gerçekleştirilir. Suyun bir kısmı hemen yağmurlarla birlikte okyanusa geri döner ve bir kısmı rüzgarlarla karaya taşınır ve burada yağmur ve kar şeklinde düşer. Toprağa girdikten sonra, su kısmen içine emilir, toprak nemi ve yeraltı suyu rezervlerini yeniden doldurur, kısmen yüzey üzerinden nehirlere ve rezervuarlara akar, toprak nemi kısmen bitkilere geçer, onu atmosfere buharlaştırır ve kısmen nehirlere sadece daha düşük bir hızda akar. Yüzeydeki akarsulardan ve yer altı sularından beslenen nehirler, suyu Dünya Okyanusuna taşıyarak kaybını tazeler. Su yüzeyinden buharlaşır, atmosfere geri döner ve döngü kapanır. Doğanın tüm bileşenleri ile dünya yüzeyinin tüm alanları arasındaki aynı su hareketi, milyonlarca yıl boyunca sürekli ve sürekli olarak gerçekleşir.
Su döngüsünün tamamen kapanmadığını söylemeliyim. Atmosferin üst katmanlarına giren bir kısmı güneş ışığının etkisi altında ayrışır ve uzaya gider. Ancak bu önemsiz kayıplar, volkanik patlamalar sırasında dünyanın derin katmanlarından gelen su akışı ile sürekli olarak yenilenir. Bundan dolayı hidrosferin hacmi kademeli olarak artmaktadır. 4 milyar yıl önceki bazı hesaplamalara göre hacmi 20 milyon km 3 idi, yani modernden yedi bin kat daha küçüktü. Gelecekte, Dünya'nın mantosundaki su hacminin 20 milyar km3 olarak tahmin edildiğini hesaba katarsak, görünüşe göre Dünya'daki su miktarı da artacaktır - bu, hidrosferin mevcut hacminden 15 kat daha fazladır. Hidrosferin ayrı bölümlerindeki su hacmini, bunlara su girişi ve döngünün komşu bağlantıları ile karşılaştırarak, su değişiminin aktivitesini belirlemek mümkündür, yani. Dünya Okyanusu'ndaki, atmosferdeki veya topraktaki su hacminin tamamen yenilenebildiği zaman. Suyun en yavaş yenilenmesi kutup buzullarındadır (8 bin yılda bir). Ve nehir suyu en hızlı şekilde yenilenir, bu da dünyadaki tüm nehirlerde 11 günde tamamen değişir.
Gezegen su açlığı
"Dünya inanılmaz mavi bir gezegendir!" - Amerikan astronotlarının aya indikten sonra uzak uzaydan döndüklerini heyecanla bildirdi. Ve yüzeyinin 2 / 3'ünden fazlası denizler ve okyanuslar, buzullar ve göller, nehirler, göletler ve rezervuarlarla kaplıysa gezegenimiz farklı görünebilir mi? Peki manşetlerde adı geçen olgunun anlamı nedir? Yeryüzünde bu kadar çok rezervuar varsa, ne tür bir "açlık" olabilir? Evet, Dünya'da gereğinden fazla su var. Ancak bilim adamlarına göre Dünya gezegenindeki yaşamın önce suda ortaya çıktığını ve ancak daha sonra karaya çıktığını unutmamalıyız. Organizmalar, evrim sırasında suya olan bağımlılıklarını milyonlarca yıldır korumuştur. Su, vücutlarının oluştuğu ana "yapı malzemesi" dir. Aşağıdaki tablolardaki rakamları analiz ederek bunu doğrulamak kolaydır:
Bu tablodaki son sayı 70 kg ağırlığında bir kişinin olduğunu göstermektedir. 50 kg içerir. Su! Ama daha da fazlası insan embriyosunda: üç günde -% 97, üç ayda -% 91, sekiz ayda -% 81.
"Su açlığı" problemi, çeşitli fizyolojik süreçler sırasında sürekli bir nem kaybı olduğu için vücutta belirli bir miktarda suyun idrarını tutamama ihtiyacıdır. Ilıman bir iklimde normal bir yaşam için, bir insanın yiyecek ve içecekle birlikte günde yaklaşık 3,5 litre su alması gerekir, çölde bu oran en az 7,5 litreye çıkar. Yiyecek olmadan, bir kişi yaklaşık kırk gün boyunca ve susuz, çok daha az - 8 gün boyunca var olabilir. Özel tıbbi deneylere göre, vücut ağırlığının% 6-8'i oranında nem kaybı olan bir kişi,% 10'luk bir kayıpla yarı baygın bir duruma düşüyor, halüsinasyonlar başlıyor,% 12'de bir kişi artık özel tıbbi bakım olmadan iyileşemiyor ve% 20'lik bir kayıpla, kaçınılmaz ölüm. Birçok hayvan nem eksikliğine iyi uyum sağlar. Bunun en ünlü ve çarpıcı örneği "çöl gemisi" olan devedir. Sıcak bir çölde çok uzun süre içme suyu tüketmeden ve performansını etkilemeden orijinal ağırlığının% 30'unu kaybetmeden yaşayabilir. Böylece, özel testlerden birinde, kavurucu yaz güneşinin altında 8 gün çalışan bir deve, 100 kilo vermiş. 450 kg'dan. başlangıç \u200b\u200bkilonuz. Onu suya getirdiklerinde 103 litre içti ve kilosunu geri aldı. Bir devenin kamburunda biriken yağı dönüştürerek 40 litreye kadar nem alabildiği tespit edilmiştir. Jerboas ve kanguru fareleri gibi çöl hayvanları hiç içme suyu tüketmezler - gıdalardan aldıkları yeterli neme ve tıpkı develer gibi kendi yağlarının oksidasyonu sırasında vücutlarında oluşan suya sahiptirler. Bitkiler büyümeleri ve gelişmeleri için daha fazla su tüketirler. Bir lahana pompası günde bir litreden fazla su "içer", ortalama olarak bir ağaç - 200 litreden fazla su. Tabii ki, bu oldukça yaklaşık bir rakamdır - farklı doğa koşullarındaki farklı ağaç türleri çok, çok farklı miktarlarda nem tüketir. Yani çölde yetişen saksaul minimum miktarda nem harcıyor ve bazı yerlerde "pompa ağacı" olarak adlandırılan okaliptüs çok miktarda suyu kendi içinden geçiriyor ve bu nedenle tarlaları bataklıkları kurutmak için kullanılıyor. Colchis ovalarının bataklık sıtma toprakları bu şekilde müreffeh bir bölgeye dönüştürüldü.
Şimdiden dünya nüfusunun yaklaşık% 10'u temiz suya sahip değil. Ve tüm insanlığın yaklaşık% 25'inin yaşadığı kırsal alanlarda 800 milyon hanenin su temin sistemi olmadığını düşünürsek, "su açlığı" sorunu doğası gereği gerçekten küresel hale gelir. Özellikle nüfusun yaklaşık% 90'ının zayıf su kullandığı gelişmekte olan ülkelerde akut. Temiz su eksikliği, insanlığın ilerleyen gelişimini sınırlayan en önemli faktörlerden biri haline geliyor.
Su koruması hakkında edinilen sorular
İnsan ekonomik faaliyetinin tüm alanlarında su kullanılmaktadır. Su kullanmayan herhangi bir üretim sürecini adlandırmak neredeyse imkansızdır. Sanayinin hızla gelişmesi, şehirlerin nüfusunun artması nedeniyle su tüketimi artmaktadır. Su kaynaklarının ve kaynaklarının tükenmeden ve atık su kirliliğinden korunması son derece önemlidir. Atık suyun rezervuar sakinlerine verdiği zararı herkes bilir. İnsan ve dünyadaki tüm yaşam için daha da korkunç olanı, tarlalardan yıkanan böcek ilaçlarının nehir sularında ortaya çıkmasıdır. Dolayısıyla, suyun milyarda birimi başına 2,1 birim böcek ilacı (endrin) bulunması, içindeki tüm balıkları öldürmek için yeterlidir. Nehirlere boşaltılan yerleşim alanlarından gelen arıtılmamış atık su, insanlık için büyük bir tehdit oluşturmaktadır. Bu sorun, atık suların rezervuarlara deşarj edilmediği bu tür teknolojik süreçlerin farkında olarak çözülür ve temizlendikten sonra teknolojik sürece geri döner.
Şu anda çevrenin ve özellikle de doğal rezervuarların korunmasına büyük önem verilmektedir. Bu sorunun önemi göz önüne alındığında, ülkemiz doğal kaynakların korunması ve akılcı kullanımı ile ilgili bir yasa çıkarmamaktadır. Anayasa şöyle der: "Rusya vatandaşları doğayı korumak, zenginliğini korumakla yükümlüdür."
Su türleri
Brom suyu -su içinde doymuş bir Br2 çözeltisi (ağırlıkça% 3.5 Br2). Bromik su, analitik kimyada bir oksitleyici madde, bir bromlama maddesidir.
Amonyaklı su -ham kok fırını gazı suyla temas ettiğinde oluşur, bu gazın soğuması nedeniyle yoğunlaşır veya NH3'ü yıkamak için özel olarak içine enjekte edilir. Her iki durumda da, zayıf veya temizleyici denilen amonyaklı su elde edilir. Bu amonyak suyunun su buharı ile damıtılması ve ardından geri akış ve yoğunlaşma, sıvı gübre olarak soda üretiminde kullanılan konsantre amonyak suyu (ağırlıkça% 18-20 NH 3) üretir.
On üçüncü bölüm. En küçük madde tanesi hakkında
Okuldan gelen Sasha rahatsız edilmemesini istedi ve kendini bir odaya kilitledi.Masha, "Sınıfları son zil için bir performans hazırlıyor" dedi. - Muhtemelen konser için kostümler ve mezunlarını tebrik etmeleri istendi.
Bir saat sonra annem hala kızına bakmaya karar verdi. Çizen veya dikiş diken kızı bulmayı umuyordu, ancak Sasha masaya oturdu ve görünüşe göre suluboya için hazırlanmış olan su bardağına düşünceli bir şekilde baktı.
Bir hışırtı duyan Sasha gözlerini kaldırdı ve sordu:
- Bir bardak su su mu?
"Tabii ki," diye cevapladı annem, kızının ne demek istediğini tam olarak anlamadan mekanik bir şekilde.
- Yarım bardak da su mu?
- Neden olmasın? - Annem şaşırmıştı.
- Ve bir damla su da sudur ve yarım damla ... - Sasha devam etti. - Bir damla su kaç parçaya bölünebilir? En küçük su parçası nedir?
Annem, "En küçük su parçası bir su molekülüdür," dedi.
Sasha, "Molekül muhtemelen o kadar küçük ki sadece mikroskop altında görülebiliyor" dedi.
- Hayır, mikroskop altında bir molekülü bile göremezsiniz. O çok çok küçük. Ve önünüzde duran suyu çok sayıda molekül oluşturur.
- Kaç? - Sasha hemen sordu.
- O kadar büyük ki hayal etmesi zor. Biri, bir bardak suda, Dünya'nın tüm denizlerinde, okyanuslarında, nehirlerinde ve göllerinde bulunan bardak su sayısından daha fazla molekül olduğunu hesapladı.
- Vay be! .. - Sasha aniden bir fısıltıyla konuştu. - İnanılmaz!
"En şaşırtıcı şey," dedi anne sakince, "tek bir su molekülünün bile kimyasal tepkimelerde herhangi bir miktardaki suyla aynı şekilde davranması.
Sasha etrafına baktı.
- Yani her maddenin kendi molekülü var mı? Diye sordu. - Ve hepsi aynı küçük mü?
- Kırıntılar arasında farklı moleküller vardır: hem daha çok hem de daha az. Ama kuşkusuz hepsi etrafımızı saran nesnelere kıyasla çok küçük. Doğru, kimse tüm maddelerin moleküllerden oluştuğunu söyleyemez - bir maddenin başka parçacıkları da vardır. Ama bunu lisede öğreneceksin, şimdi işe koyulalım yoksa lise öğrencileriniz tatilsiz kalacak.
Annem dışarı çıktı ve Sasha nereden başlayacağını düşünmeye başladı. Konser için bir tebrik kartı çizmek, iki balonu şişirmek ve kostüme payetler dikmek gerekiyordu.
Biraz düşündükten sonra önce balonlarla uğraşmaya karar verdi. Daha fazla hava alan kız ilk balonu şişirmeye başladı. İlk başta, balon havayla kolayca doldurulmuştu, ancak daha da büyüdükçe balonun boyutu büyüdü ve şişirilmesi gittikçe zorlaştı. Sonunda çok büyük oldu. Dişlerinde bir top olan Sasha annesinin yanına gitti ve mırıldandı:
- Mmmm, pmmmmmm ...
Annem hızla güçlü bir iplik çıkardı ve topun bağlanmasına yardım etti. Eline alarak, Sasha onu her yönden incelemeye başladı. Balon yeterince şişirilmemiş gibi görünüyordu ve ona hafifçe bastırmaya çalıştı. Top çok esnekti, ama yine de Sasha'nın elinin altında biraz kaldı.
- Anne bak, hava moleküllerini azaltıyorum!
Yanılıyorsun, dedi annesi. - Birincisi, havada molekül yoktur. Hava bir gaz karışımıdır ve her birinin kendi molekülleri vardır. İkincisi, molekülleri değil, aralarındaki boşlukları azaltıyorsunuz.
- Moleküller arasında boşluk var mı? - Sasha şaşırmıştı.
- Balonunu nasıl şişirebilirsin? Sonuçta, havanın her bir bölümünde, içine yeni gaz molekülleri üfliyorsunuz. Muhtemelen balonun içindeki gazın çevreleyen havaya kıyasla biraz sıkıştırıldığını fark etmişsinizdir. Balonu şişirmek için kaç ekshalasyon yapmanız gerektiğini sayın.
Sasha başka bir top aldı. Kısa sürede ilki kadar büyüdü. Konuşamıyordu ama jestlerinden annem iki, on kez üflediğini fark etti.
- Bir seferde kişi yaklaşık bir litre hava verir. Ancak topunuzun hacmi elbette yirmi litreden az - sonuçta bu yaklaşık iki kova.
Sasha, annesiyle aynı fikirde olduğunun bir işareti olarak başını sallamaya başladı. O anda, top ağzından fırladı ve çılgınca odanın içinde koşmaya başladı.
- Moleküller topun dışında kalır! - Sasha bağırdı. - Beni gıdıklıyorlar!
Annem güldü. Sasha düşen topu aldı ve yere oturdu.
"Yerdeki moleküller arasında kesinlikle mesafe yok," dedi. - Küçülmez.
Mom, "Katı ve sıvı maddeler zor sıkıştırılsalar da moleküller arasında boşluklar da var, gazlardaki kadar büyük değil" dedi Mom.
- Ve gaz çok güçlü bir şekilde sıkıştırılırsa, katı hale gelir mi? - Sasha'yı önerdi.
- Elbette. Dondurma kutularına yerleştirilen karbondioksitten kuru buz tam olarak bu şekilde elde edilir. Ve masanın üzerine bir parça kuru buz koyarsanız bir süre sonra buharlaşarak tekrar gaza dönüşecektir.
- O zaman masa neden gaza dönüşmüyor? - Sasha alaycı bir şekilde sordu.
Mom, “Moleküller birbirlerini çekiyor ve aynı zamanda itiliyor” dedi.
Sasha'nın bir soru daha soracağını fark eden annesi devam etti:
- Bunun neden olduğunu henüz size açıklayamam. Hatta birçok öğrenci bunu hemen anlamıyor. Ama çekim itmeden daha güçlü ise madde sıvı ya da katıdır ve zayıfsa gaza dönüşür. Maddenin kendisine ve sıcaklığa bağlıdır: ısıtıldığında çekim zayıflar.
- Şimdi anlıyorum, - dedi Sasha, - suyun neden kaynadığını. Bu arada, biraz çay içelim.
Tamam, annem kabul etti. - Bu arada, Masha turta pişiriyor. Ve bence o çoktan hazır. Ne kadar lezzetli koktuğunu hissediyor musun?
- Ama Masha mutfakta bir turta pişiriyor, koku neden odaya ulaştı?
- Pişirme sırasında açığa çıkan madde molekülleri bize ulaştı. Herhangi bir molekül her zaman hareket eder. Katılarda tek bir yerde biraz hareket ederler, sıvılarda bir yerden bir yere hareket ederler ve gazlarda oldukça hızlı bir şekilde hareket ederler.
Maxim geldi ve Sasha ona molekülleri anlatmaya başladı.
- Ve ders sırasında sıralarımıza oturduğumuzda sınıfımızın nasıl bir şey olduğunu biliyorum. Ben ve bilmece Uygun olduğunu hatırladım:
- Sıradan sıvı suda yüzen donmuş su mu demek istiyorsun?
- Elbette! Ve yemek odasına el ele yürüdüğümüzde, sanki yüzüyormuşuz gibi su hareket ediyor gibi görünüyor - diye açıkladı Maxim.
- Dersler bittiğinde okul bahçesine koşuyoruz ve sonra başka bir bilmecede olduğu gibi çıkıyor:
Çay ve turta içtikten sonra Sasha ve Maxim resim yapmaya gittiler. Sasha fırçayı bir bardak suya daldırıp üzerine biraz boya attı. Masanın üzerine parlak bir damla düştü, Sasha bir bezle sildi. Sonra aynı damlayı suya düşürdü. Damlacık dibe çöktü ve yavaşça yayılmaya başladı.
Sasha, "Muhtemelen, su molekülleri bir bardak içinde hareket eder ve boya moleküllerini iter" dedi. - Vay canına, moleküller görülemiyor ama yaptıkları fark ediliyor ...
Kimyasal bir defter açtı, Maxim'in annesinin ona anlattıklarına dair notlarını gösterdi.
Test 2
1. Kimyasal bir elementten değil, basit bir madde oksijenden hangi ifadelerde bahsediyoruz?
a) oksijen, suyun bir parçasıdır; c) bakır (II) oksitte, oksijenin kütle oranı% 20'dir;
b) oksijen, suda az çözünür; d) oksijen kokusuz ve renksizdir.
2. Bir elementin bağıl atom kütlesi:
a) ölçü birimi - g / mol b) bir atomun kütlesinin 1 amu'ya oranına eşittir.
c) boyutsuz miktar d) atomun kütlesinin, kütle numarası 12 olan bir karbon çekirdek atomunun kütlesine oranına eşittir.
3. Kimyasal formül H 2 S0 4 neyi gösterir?
a) bir sülfürik asit molekülü; b) sülfürik asidin nispi atomik kütlesi;
c) sülfürik asidin kalitatif bileşimi; d) sülfürik asit molekülünün uzaysal yapısı.
4. Hem molekülü hem de bu moleküllerden oluşan maddeyi hangi özellikler karakterize eder?
a) kalitatif kompozisyon; b) elektriksel iletkenlik;
c) kimyasal özellikler; d) toplanma durumu.
5. Elementinin kütlesi 2.66 olan atom. 10-23 gr?
a) kükürt b) oksijen c) nitrojen d) neon
6. "Basit madde" kavramı için hangi ifadeler doğrudur?
a) doğada bir kimyasal elementin var olma şekli;
b )
kimyasal bileşiklerin bir parçasıdır;
c) aynı türden atomlardan oluşur;
d) kimyasal elementlerden daha basit maddeler vardır.
7. Kimyasal olayları yansıtan reaksiyon şemalarını belirtin *:
a) I 2 (k) → I 2 (d); 6) S + O 2 → S02;
c) Fe + Cu 2+ → Fe2+ + Cu; d) H20 (g) → H20 (g).
8. Sodyum, sülfür ve oksijenin kütle fraksiyonlarının (%) sırasıyla 29.1'e eşit olduğu bir maddenin en basit formülünü belirleyin; 40.5 ve 30.4:
a) Na2S03; b) Na2S04; c) Na2S203; d) Nа 2 S 2 0 7.
9. O 3 molekülünün kütlesi:
a) 16 amu 6) 32 amu c) 48 g) 7.97.10 -23 g
10. Demirin kütle fraksiyonunun oksijenin kütle fraksiyonunun 2.333 katı olduğu demir oksidin formülü nedir?
a) FeO b) Fe 2 O 3 c) Fe 3 O 4 d) FeO 3
Test 3
1. Molar hacim birimini belirtin:
a) mol / l; b) g / mol; c) l; d) l / mol.
2. Avogadro sabiti için hangi ifadeler doğrudur?
a) boyutsuz miktar; 6) ölçü birimi mol-1'dir;
c) 23 g sodyumdaki atom sayısına sayısal olarak eşittir; d) 1 mol maddede bulunan molekül sayısına sayısal olarak eşittir
3. Bir köstebek:
a) bir madde miktarı birimi; b) normal koşullar altında 22,4 litre gaz kütlesi;
c) 6.02 · 10 23 yapısal birim içeren bir madde miktarı;
d) Bir maddenin kütlesinin miktarına oranı.
4. Bir gaz molekülünün kütlesi 7.304 · 10-23 g'a eşittir Bu gazın bağıl yoğunluğu helyum cinsinden nedir?
a) 10; 6) 11; 12'de; d) 13;
5. + 4 ° C'de ve 1 atm basınçta en fazla molekül sayısı 10 litrede bulunur:
bir su; b) hidrojen sülfit; c) hidrojen; d) hidrojen klorür.
6. Maddenin belirtilen bölümlerinden hangisinde ve. en fazla sayıda molekülü içeriyor mu?
a) 2 mol N2; b) 44,8 L N 2 ; c) 132 g C02; d) 0.018 L H 2 O.
7. 2 litre gazın kütlesi (n.u.) 6,34 g'a eşittir Gazın molar kütlesi nedir?
a) 71; 6) 71 g; c) 35,5 g / mol; d) 71 g / mol.
8. 1.013 · 10 5 Pa basınçta ve + 4 ° C sıcaklıkta hangi hacimde suda 1 mol madde bulunur?
a) 22,4 l; 6) 18 ml; c) 36 ml; d) 0,018 ml.
9. i.u.'daki yoğunluk hangi gaz için? 1,63 g / l mi?
a) karbon monoksit (IV); b) amonyak; c) hidrojen klorür; d) metan.
10. Helyum için gazın yoğunluğu 20'dir. Bir gaz molekülünün kütlesi nedir?
a) 80 g / mol; b) 80 a. yemek.; c) 80 g; d) 1,33 10-22 g
Test4
1. Hangi satırda iki karmaşık madde ve bir basit madde listelenmiştir?
a) oksijen, nitrojen, su; c) hidrojen, brom, karbon;
b) klor, amonyak, karbon dioksit; d) elmas, silikon oksit (IV), bakır.
2. "Atom" kavramı için hangi ifadeler doğrudur?
a) elementin kimyasal özelliklerinin taşıyıcısı;
b) kimyasal reaksiyonlarda çökmeler;
c) kimyasal olarak bölünemez; d) elektriksel olarak nötr.
3. Hangi ifadeler doğrudur?
a) sodyum atomu; c) bir amonyak atomu;
b) su molekülü; d) oksijen molekülü.
4. Atom ve molekül kütleleri hangi birimlerde ifade edilebilir?
a) d; b)ve. yemek.; içinde)kilogram; d)köstebek.
5. Suyu içeren hangi olaylara kimyasal bir reaksiyon eşlik eder?
a) suyun donması; c) suyun buharlaşması;
b) sodyumun suda çözünmesi; d) kükürt oksidin (IV) su içinde çözülmesi.
6. Bağıl moleküler ağırlık için ölçü birimi nedir?
a) d; b )
g / mol; c) amu; d)boyutsuz bir niceliktir.
7. Kimyasal element- bu:
a) aynı kütleye sahip atom türleri; b) aynı nükleer yüke sahip atomların türü;
c) kimyasal olarak bölünemeyen en küçük madde parçacığı;
d) pozitif yüklü bir çekirdek ve dönenlerden oluşan elektriksel olarak nötr bir parçacık; etrafında negatif yüklü elektronlar var.
8. Bir molekülün şöyle olduğu söylenemez:
a) kimyasal reaksiyonlarda korunur; 6) Maddenin kimyasal özelliklerinin taşıyıcısı;
c) kimyasal reaksiyonlarda çökmeler;
d) bu moleküllerden oluşan bir madde ile aynı niteliksel bileşime sahiptir.
9. Bir flor atomunun kütlesi nedir?
a) 19; b) 19 amu; c) 19 gün; d) Z, 15 10-26 kg
10. Bir fosfor molekülünün belirli koşullar altında kütlesi 1.03 · 10-26 gramdır, molekülünde kaç tane fosfor atomu vardır?
ve) 2; 6) 4; c) H; d) 8.
Konu 2.
Köstebek. Molar kütle. Molar
Ses. Bağıl gaz yoğunluğu
Test 5
1. Molar kütle sayısal olarak kütleye eşittir:
a) bir maddenin bir molekülü;
6) 6.02.1023 yapısal madde birimleri;
c) 22,4 litre gaz (n.o.) *;
d) 1 mol madde.
2. n.u. 22.4 l hacim:
a) Herhangi bir gazdan 1 mol;
b) herhangi bir gazın bir molekülü;
c) 6.02 · 10 23 gaz molekülü tarafından işgal edilmiş;
d) neon tarafından işgal edilmiş, 40 g ağırlığında.
3. Molar kütle birimini belirtin:
a) d; b) mol-1 c) l / mol; d) g / mol.
4. Bir maddenin miktarı şu şekilde ölçülmez:
a) am.u.; 6) d; c) köstebek; d) l / mol.
5. "Köstebek" kavramı hakkında olduğu söylenemez.:
a) bir molekülün kütlesi;
b) kütle 6.02 · 10 23 moleküldür;
c) 1 mol maddenin içindeki parçacık sayısı;
d) 6.02 · 10 23 yapısal birim içeren bir madde miktarı.
6. Farklı gazlar için aynı kütle ve dış koşullar ile, gazdaki molekül sayısı daha fazladır ve bunun için:
a) daha az molar kütle; b) molar kütlenin değeri daha büyüktür;
c) gazın kapladığı daha fazla hacim; d) gazın kapladığı daha az hacim.
7. Nitrojen oksitlerden hangisi için helyum buharı yoğunluğu 7.5'tir?
a) HAYIR; b) N20; c) HAYIR 2. d) N 2 O 5
8. Hangi maddeler için hacim standart koşullarda 1 mol'dür. 22.4 litre mi?
bir su; b) iyot; c) oksijen; d) nitrojen.
9. 5.6 L (NU) ozondaki atom sayısı nedir?
a) 1.51 10 23; 6) 3.01 * 10 23; c) 4.52 10 23; d) 6.02 10 23.
10. Kükürtün bazı koşullar altında hidrojen buhar yoğunluğu 32'dir. Bu koşullar altında kükürt molekülünün formülünü belirtiniz:
a) S 8; b) S4; c) S2; d) S 6.
Konu 3. Çekirdeklerin ve elektron kabuklarının yapısı
atomlar. İzotoplar
Test 6
1. İmkansız enerji alt seviyelerinin sembollerini işaretleyin:
a) 5s; 6) 3f; c) Зd; d) 1p.
2. Temel durum atomu en fazla yarı dolu orbital sayısına sahip olan elementin kimyasal işaretini belirtin:
AC; b) Li; c) N; d) C1.
3. 19 40 K ve 19 39 K nüklidlerin atomları arasındaki fark nedir?
a) Kütle; b) nötron sayısı; c) elektron sayısı; d) proton sayısı.
4. Çekirdek 7 15 N atomunun kütlesi nedir?
a) 7 amu; ... 6) 15 amu; ... c) 2.49. 10 _23 g; d) 1.16. 10 23 g
5. Kısaltılmış elektronik konfigürasyon, Ca 2+ iyonunun temel durumuna karşılık gelir:
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. Çekirdek 1 2 H atomunun elektronik konfigürasyonuna dikkat edin:
a) 1s 2; b 1s 1; c) 1s 2 2s 1; d) 1s 2 2s 2.
7. F olmayan proton sayısını belirtin:
a) 19; 6) 20; 9'da; d) 10.
8. İki elektron elde eden oksijen atomu şuna dönüşür:
a) oksijen izotoplarından biri; 6) nitrojen atomu;
c) bir florin atomu; d) neon elektron kabuğu ile oksijen yok.
9. Temel durumda Cr atomunun dışsal öncesi enerji seviyesinde kaç elektron vardır?
a) 2; 6) 1; c) 13; d) 12.
10. 11 elektron ve 12 elektron içeren bir atomun kütlesini belirtin
Nötronlar:
a) 12 amu; ... 6) 23 amu; ... c) 1.99. 10 23 g; d) 3.82. 10-23.
Test 7
1. 19 39 K nuklidin çekirdeğindeki nötron sayısını belirtin:
a) 39; 6) 19; 20'de; d) 58.
2. Uyarılmış atom durumlarının şemalarına dikkat edin:
ve) . ... .2S 2 2p 5 3s 1; 6). ... .3s 2 3p 6 4s 2 3d 1; içinde) . ... ... 3s 2 3p 6 4s 1; d) .. 4s 2 3d 4.
3. Listelenen elektronik konfigürasyonlar arasında imkansız olanları belirtin:
a) 1s 2 2s 1; b)… 2s 2 2p 7; c)… 2s 2 2p 6; d) ... 3s 2 3p 6 4s 2 d 11.
4. Üçüncü enerji seviyesinde kaç tane orbital vardır?
a) 5; b) 2; 3'te; d) 9.
5. Toprak durumundaki bakır atomunun dış enerji seviyesindeki elektron sayısını belirtin:
a) 2; b) 1; Saat 10'da; d) 18.
6. Elektriksel olarak nötr bir atomda en yüksek enerjiye sahip enerji alt seviyesinin sembolüne dikkat edin:
a) 4a; b) 4p; c) 3p; d) 3s.
7. 35 Cl atomunda kaç proton, nötron ve elektron bulunur?
a) 37; b) 17; c) 52; d) 71.
8. Trityum atomlarının kütlesi nedir:
a) 3 g; b) 3 amu; c) 2 amu; d) 4.98. 10-24 gr.
9. Dördüncü enerji seviyesi kaç enerji alt seviyesini içerir?
a) 2; b) 3; 1'de; d) 4.
10. Cr iyonunun dış enerji seviyesinde kaç elektron vardır?
a) 17; b) 7; 8'de; d) 6.
Test 8
1. Aşağıdaki elektronik konfigürasyonlardan hangisi bir asal gaza karşılık gelir (n, ana kuantum numarasıdır)?
a) ns 2 np 4; b) 1s 2; c) ns 2 np 6; d) ns 2 np 5.
2. 5d - alt seviyesinde maksimum kaç elektron bulunabilir?
a) 3; b) 6; Saat 10'da; d) 14.
3. Bir atom hangi elementin elektronik konfigürasyonuna sahip olabilir 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 1?
a) sodyum; b) magnezyum; c) kalsiyum; d) skandiyum.
4. Cr 3+ iyonundaki toplam elektron sayısı:
a) 21; b) 24; c) 27; d) 52.
5. 26 atom numaralı elementin atomunda kaç tane tam dolu enerji seviyesi vardır?
a) 1; b) 2; 3'te; d) 4.
6. Temel durumdaki Co atomundaki valans elektronlarının konfigürasyonunu belirtin:
a) 3d 3 4s 1; b) 3d 10 4s 2; c) 4s 2 4d 7; d) 3d 7 4s 2.
7. Kütle numarası 35 olan çekirdek atomlarının oluşturduğu bir klor molekülünde kaç nötron bulunur?
a) 18; b) 35; c) 36; d) 34.
8. 16 O nüklid atomu ile 16 O -2 iyonu arasındaki fark nedir?
a) proton sayısı; b) elektron sayısı; c) nötron sayısı; d) nükleer yük.
9. En ağır parçacığın adlarını belirtin:
a) proton; b) nötron; c) döteryum atomu; d) protium atomu.
10. Hangi element bir amonyak molekülü ile aynı sayıda elektron içerir?
a) nitrojen; b) flor; c) neon; d) sodyum.
Test 9
1. 36 80 Kg'lik bir atomun çekirdeği şunları içerir:
a) 80 proton ve 36 nötron; b) 36 proton ve 44 nötron;
c) 36 proton ve 44 nötron; d) 36 proton ve 80 nötron.
2. Hangi elementlerin atomları dış enerji seviyesinde iki elektron içerir?
a) krom; b) manganez; c) vanadyum; d) bakır.
3. Fosfor molekülü 30 elektron içerir. Bir molekülde kaç P atomu vardır?
a) 2; b) 3; 4'te; d) 5.
4. Bir elemanın E 3+ katyonu 1s 2 2s 2 2p 6 elektronik konfigürasyonuna sahiptir. Belirli bir elementin atomunun çekirdeğinde kaç tane atom vardır?
a) 10; b) 13; c) 16; d) 17.
5. E 2 molekülü 18 elektron içerir. Öğe sembolünü belirtin:
a) O; b) F; c) Ar; d) Cl.
6. Çekirdek 37 17 Oe'nin bir atomu için, çekirdek 35 17 Oe'nin üç atomu vardır, elementin bağıl atomik kütlesinin ortalama değeri nedir?
a) 35.4; b) 35,5; c) 35.6; d) 35.7.
7. Dış elektron katmanındaki sekiz (sekizli) elektronun atomları veya iyonları vardır:
a) Te -2; b) Ca; c) O -2; d) Mg2+.
8. 45 21 Sc nüklid atomu için toplam elektron ve nötron sayısı:
a) 21; b) 24; c) 45; d) 66.
9. 18 elektron ve 16 proton içeren bir iyon şunlara eşit yüke sahiptir:
a) - 18; b) - 2; c) + 2; d) + 16.
10. Hangi parçacığın protonu elektronlardan daha fazladır?
a) sodyum atomu; b) sodyum katyonu; c) bir sülfür atomu; d) sülfid iyonu S -2.
Test 10
1. Bir çekirdek atomunun kütlesi 127 amu'dur, bir atomun elektron kabuğu 53 elektron içerir. Belirli bir çekirdekteki bir atomun çekirdeğinde kaç nötron vardır?
a) 127; b) 53; c) 180; d) 74.
2. 1 9 40 K ve 18 40 Ar nüklitlerinin temel halindeki atomlar için sayı aynı mı?
a) kütle; b) proton sayısı; c) elektron sayısı; d) nötron sayısı.
3. 1s ve 3s orbitallerindeki elektronlar arasındaki fark nedir?
a) enerji; b) atomik yörüngenin şekli;
c) atomik orbitalin boyutu; d) atomik yörüngenin uzayda yönlendirilmesi.
4. Elektriksel olarak nötr bir atom bir katyona dönüştüğünde, o zaman:
a) çekirdek atomunun yükü artar; b) atom çekirdeğinin yükü değişmez;
c) atomdaki elektron sayısı artar; d) atomdaki elektron sayısı azalır.
5. Pion atomu, sodyum katyonu ve florin anyonu aynıdır:
a) kütlenin değeri; b) nötron sayısı; c) elektron sayısı; d) proton sayısı.
6. Enerji alt seviyelerinde aynı elektron dağılımına sahip parçacıkların sembollerini işaretleyin:
a) O -2; b) Ne; c) N + 5; d) Cl +7.
7. Temel durumdaki üçüncü enerji seviyesindeki on elektron bir atom içerir:
a) kalsiyum; b) titanyum; c) bakır; d) krom.
8. Ana durumdaki silikon atomunda tamamen doldurulmamış orbitaller vardır:
a) 1; b) 6; 5'te; d) 3.
9. NO 3 iyonundaki elektron ve proton sayısı sırasıyla şuna eşittir:
a) 14 ve 48; b) 15 ve 48; c) 32 ve 31; d) 31 ve 25.
10. Temel durumdaki eşleşmemiş elektronların ve çekirdeğinde 24 proton bulunan bir atomun sayısı şuna eşittir:
Moleküllerdeki atomlar, kurucu elektronlarının ve çekirdeklerinin elektromanyetik etkileşimleri nedeniyle birbirleriyle iletişim kurarlar. Bu bağlantı çok "sert" değil.
Sert çubuklarla bir arada tutulan atomlardan oluşan toplardan oluşan bir molekül modeli, gerçek bir moleküle pek benzemez. Moleküllerde atomlar sürekli hareket halindedir - titreşirler veya dönerler. Ancak bu resim bile yanlış.
Atomların bir molekül içinde değil, çekirdek ve elektronlarını oluşturan çekirdeklerin hareket ettiğini söylemek daha doğru olur.
Moleküller halinde birleşen atomlar, tüm elektronlarını etraflarında bırakmazlar. Atomlardan biri elektronlarının bir kısmını diğerine verirken ya elektronların "yeniden dağıtımını" gerçekleştirirler, Coulomb kuvvetleri (iyonik bağ) nedeniyle "birbirlerine tutunan" pozitif ve negatif iyonlar oluşur.
Veya moleküldeki atomlar elektronlarının bir kısmını paylaşmaya başlar (kovalent bağ). Her iki durumda da moleküldeki atomlar bu şekilde varolmazlar, "yüzlerini kaybederler". Ancak bu resim de tamamen doğru değil.
Sonuçta moleküller, atomlar, elektronlar ve çekirdekler mikro dünyanın yasalarına uyar. Bu, onlar hakkında söylenemeyeceği anlamına gelir: "Şu ya da bu şekilde hareket ederler, orada ve oradalar." Durumlarını kuantum mekaniği dilinde tanımlamak gerekir ve bu "olasılıkların dili" dir.
Bu nedenle sadece molekülü oluşturan partiküllerin dağılım yoğunlukları çizilebilir. Ve bu resimlerde hem ortak elektron bulutları hem de tek tek iyonlar gerçekten görülebilecek.
En basit molekül olan hidrojen molekülü H2 için kesin bir çözüme sahip değildir - iki proton ve iki elektron. Kesin çözüm yalnızca iki cisim sorunu için mümkündür.
Bu nedenle moleküller için Schrödinger denklemi yaklaşık yöntemlerle çözülür ve tüm hesaplamalar bilgisayarlar kullanılarak yapılır. Örnek olarak, lityum florür molekülleri LiF (iyonik bağ) ve hidrojen H2 (kovalent bağ) için yapılan bu tür hesaplamaların sonuçlarını göstereceğiz.
Şekil, sistem enerjisi E'nin Li ve F çekirdekleri arasındaki R mesafesine bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir .. B konfigürasyonunda, R \u003d 8 A? (1 A? \u003d 10-10 m) lityum atomunun dış elektronu florine geçti. Bu, iki iyonun durumunun enerjisel olarak iki atomun durumundan daha elverişli olduğu anlamına gelir.
G durumunda R \u003d 1.5 A'da mı? sistemin enerjisi minimum bir değer alır, bu enerjisel olarak en uygun durumdur. Şekil, H atomları ve H2 molekülü için benzer hesaplamaların sonuçlarını göstermektedir. İki H çekirdeği etrafında ortak bir elektron kabuğunun oluşum süreci açıkça görülebilir.
Maddeler. Moleküller. Atomlar
