Pick_himiya_ro_md_popel 1–50. Oldal - Flip PDF letöltése FlipHTML5
Leírás: pick_himiya_ro_md_11_popel
Olvassa el a szöveges verziót
Pavel Popeli, Liudmila Krâklea KÉMIA Standard szintű kézikönyv román/moldovai tanítási nyelvű általános oktatási intézmények 11. osztályához, az ukrán oktatási és tudományos minisztérium ajánlása Chernivtsi “Bukrek” 2019
környezeti szennyezés ipari vállalkozásokban, erőművekben, járművekben, különféle hulladékok feldolgozása során is. Ebben a kézikönyvben az előzőekhez hasonlóan a legfontosabb meghatározások színes betűkkel vannak meghatározva. Az új kifejezéseket, az értelmes szavakat, a bekezdések címsorait, a fontos információkat dőlt betűvel vagy félkövérrel választják el egymástól. A kémiai kísérlet (laboratóriumi kísérletek, gyakorlati munka) leírását színes vonalak választják el. A segédanyagot bal oldalon színes vonallal jelölik, a szélén pedig érdekes tényeket és információkat választanak ki. A kézikönyv használatának megkönnyítése érdekében javasoljuk a tantárgyi indexet. Minden bekezdés kérdéseket, gyakorlatokat, különböző összetettségű problémákat tartalmaz. Egyéb részletesebb anyagokat az "Inkvizítorok számára" szakasz tartalmaz. Az elemek elektronegativitásának táblázata, a szervetlen anyagok osztályozása, kémiai tulajdonságai és megszerzésük módszerei a mellékletekben találhatók. Alaposan és kitartóan dolgozzon a kézikönyvvel, és igyekezzen választ találni minden kérdésre, amely az új anyag leleplezése során felmerülhet. Reméljük, hogy ez a kézikönyv megerősíti a kémia iránti érdeklődését, és segít abban, hogy új sikereket érjen el a tanulásban. Szerzők 4
Fejezet A periodicitás törvénye. Az atom elektronikus szerkezete Az ebben a fejezetben található anyag elolvasásával emlékezni fog az atomok összetételére és szerkezetére, bővíti ismereteit az elektronok pályán történő eloszlásáról, és magabiztosabban tudja megjósolni az elemek által az elektronikus szerkezet által okozott érték és oxidáció mértékét. atomok. Meg fogja győződni a periodicitás törvényének fontosságáról a kémia tudománya számára is, megtanulja használni az információkat, amelyeket a periódusos rendszer keretez, és mélyebben meg fogja érteni az anyagok világában létező sajátosságokat, és rájön, hogy a kémiai elemek közötti periodicitást a szerkezet határozza meg. atomok. 1 atomok. Kémiai elemek. A periodicitás törvénye Az ebben a bekezdésben szereplő kérdés segít:> emlékezni az atom összetételére és szerkezetére; > megismételni a periodicitás törvényének jelenlegi megfogalmazását. Az atom szerkezete. Tudni fogja, hogy az atom az anyag legkisebb elektron-semleges részecskéje, amely egy pozitív töltésű magból és egy negatív töltésű elektronból (e “) áll, amely körül mozog (1. ábra). Kétféle részecske van a magban - 5
azonos energiájú vagy nagyon közeli elektronokat tartalmaz. Az első szinten lévő elektronok rendelkeznek a legkisebb energiával; mert az atom magjához legközelebb eső helyzetben helyezkednek el. A második szintet magasabb energiájú elektronok foglalják el, a harmadik - még nagyobb energiával és. d. Az elektronokat, amelyek az utolsó energiaszintet foglalják el, külsőnek nevezzük. 1. A séma Energiaszint Energia ------ 4f elektron ____ 4d 4 ________________ ii '-'-'-____ 4p ------ 3d 3 ---------------- ------------------------ 43ps \ "------ 3s 2 ____________________ 2p . 2s 1 . Az energiaszint alszint A szintek száma Az energiaszint száma jelzi a benne lévő alszintek számát, így az első szint tartalmaz egy alszintet (Îs), a második - két alszintet (2s, 2p), a harmadik - három (3s, 3p, 3 d) stb. Amd (1. ábra) Az egyes szintek jelölése megegyezik az adott pályákéval ► Mekkora maximális elektronmennyiség található az 1. és 2. energiaszinteken Az atomok elektronikus felépítése Az atomok szintjeinek és szintjei alatti kitöltésének sorrendje az 1. séma szerint: Îs - ^ 2s - ^ 2p - ^ 3s - ^ 3p - ^ 4s - ^ 3d - ^ 4p - ^. 11
balról jobbra gyengülnek, és a savas tulajdonságok növekednek. Az ilyen típusú vegyületek, valamint az egyszerű anyagok esetében periodikus tulajdonságváltozás következik be az elemi atomok magjainak növekvő töltésével. 31. Az atomok elektronikus szerkezetének milyen sajátosságai okozzák az elemek fémes vagy nem fémes jellegét? 32. Ha egyszerű anyagot lehetett volna beszerezni a 118. elemhez, akkor fém vagy nem fém lett volna? Miért? 33. Periódusos-e az elemek egyszerű anyagainak aggregációs állapotának változása a második és a harmadik időszakban? Érvelje a válaszát. 34. Megsértik-e az oxidok gyakoriságát, ha a foszforra, a kénre és a klórra nem magasabb oxidokat veszünk, másokat (például P20 3, S 0 2, C120)? 35. Van-e időszakos változás a savak erősségében - a nemfém elemek magasabb oxid-származékaiban? Válaszoljon az 1. válaszra az 5. táblázat információival. 36. Az 5. táblázat adatai alapján vonja le a következtetést az elemek oxidjainak hidrátjainak kémiai tulajdonságainak cseréjéről a periódusos rendszer egy csoportján belül. Vajon ezeknek a változásoknak a jellege minden csoport esetében azonos lesz-e? 28.
Fejezet Kémiai kötés. Az anyag szerkezete Lehetetlen elképzelni, hogy a környező világban csak egyes atomok, ionok vannak. Az anyag kialakulásakor ugyanazok vagy különböző atomok, ellentétes töltésű ionok egyesülnek egymással (az inert elemek atomjain kívül). A molekulák is kötődnek, de nem olyan erősen, mint más részecskék. Az anyagok leginkább középső részecskéinek kombinációját kémiai kötésnek nevezzük. Ebben a fejezetben általánosítjuk a kémiai kötések típusaira vonatkozó adatokat (2. séma), meghatározzuk legfontosabb jellemzőiket, és felhívjuk a figyelmet a kovalens kötések kialakulásának mechanizmusára. A molekuláris és atomos szerkezetű ionos anyagok szerkezete és tulajdonságai szintén bemutatásra kerülnek, az amorf és kristályos anyagokra vonatkozó információk megadva. 2. reakcióvázlat A hidrogén-fém (Cu, Fe) (NaCl, K3P 0 4) kovalens ionos kémiai kötése (víz, alkohol, 29 fehérje poláris molekulái között) nem poláros (HCl, S 0 2) (H2, 0 2, P4)
A kémiai kötés fontos jellemzője az energiája. A kémiai kötés kialakulásakor az energia felszabadul, de amikor elpusztul, felszívódik. 5 Ionos kötés. Ionvegyületek Az ebben a bekezdésben szereplő anyag segít:> emlékezni az ionos kötés sajátosságaira; > annak tisztázása, hogy az ionkötés ellenállása hogyan függ az ionok töltésétől és sugarától; > megérteni az ionos kötés hatását a vegyületek tulajdonságaira. Ionok. Tudni fogja, hogy az atomok feladhatják az elektronokat, összeadhatják őket, és töltött részecskékké - ionokká válhatnak. Pozitív és negatív töltésű ionképződési séma: Li - e Li +; F + és „-» F; ls 22s \\ Îs2, 1s22s22 /, l s 22s22pe, vagy [He ^ s1 vagy [Не] vagy [He] 2s32p5 vagy [Ne]> Mi a pozitív töltésű, negatív töltésű ionok általános neve? Vannak egyszerű ionok és vegyületek. Minden egyszerű ion egyetlen kémiai elemből áll: H +, Ca2 +, Fe3 +, L, S2
. Az összetett ionok legalább két elemből állnak: OEL, CO3, PO4 \ ", HCOO (a bennük lévő atomok kovalens kötésekkel vannak összekötve). Sok vegyületionra jellemző a szimmetrikus szerkezet. N 0 3 nitrátion és karbonátion A CO | “(3. ábra, a) szabályos háromszög alakú, amelynek közepén a nitrogén- vagy szénatom, szögben pedig három oxigénatom található.
jelentéktelen mértékben különböznek egymástól, míg feladataik - kétszer. 31
az oxigén és a nitrogén molekuláiban - kettős, illetve hármas kötéssel: H-H Cl-Cl 0: 0 N. N Érdekes a H -H Cl-Cl 0 = 0 N = N ismerete Egyszerű összeköttetés Ön már tudja, hogy az utána bekövetkező egyszerű kapcsolatot néha az átfedő pályák összekapcsolásának nevezik egyetlen rész kialakításával. közös: 00 H -H C l-C l A kettős csatlakozásnak két, a hármas csatlakozásnak - három összetevője van. Részletesebben bemutatják őket a 10. évfolyamon, szénhidrogén molekulák - etén C 2H 4, vagy H 2C = C H 2, és etén C2H 2, vagy HC = CH, példák alapján. A kettős és hármas kötések egyik alkotóeleme a közös elektronpár, amely a pályák egy részének átfedésével jön létre. A második komponenst (kettő van a hármas kötésben) az adott pályák két térrészen történő átfedése határozza meg: ► Az oxigén- és a nitro-génmolekulák mely pályái fedik egymást és hogyan? A C6H6 benzolmolekulákban és néhány más szerves anyagban specifikus kovalens kötés jön létre a szénatomok között, amelyek zárt láncban kapcsolódnak össze. Ennek a kötésnek az egyik eleme hat kollektivizált p alakú elektron rendszere: 35
Ezt a rendszert a molekula szerkezetének képletében egy gömb szemlélteti a hatszög közepén: H Hr A r H H I H Érdekes A kovalens kötés fontos jellemzője, hogy polaritás vagy nem polaritás. A közös elektron töltéspárja a két atom egyikében képes elmozdulni az egyes atomokba - a HBr tive legelektronegamolekulájáig. Ezért az atom jelentéktelen negatív töltést kap + 0,12, kisebb, mint 1, és ez (H) és - 0, 1 2 másik atom - hasonló töltésű, de (Br). '& + & - előjel éppen ellenkezőleg, azaz pozitív: H Br (6 Br. Ha a közös elektronpár elmozdulása nem történik meg (az atomok egy vagy másik elemhez tartoznak, azonos elektronegativitással), akkor a kötés nem poláros. ►A molekulák képleteit jelölje poláris és nem poláros kovalens kötésekkel: Br2, H20, SC14, PH3, Cl2Ov A kovalens kötés meglehetősen erős, pusztulásához nagy mennyiségű energiát kell elkölteni. Például a CI - CI klórmolekula 1000 ° C hőmérsékleten kezd oldódni az atomokban С, és a nitrogénmolekula N = N - 3000 ° C hőmérsékleten. A több kovalens kötésben az egyik komponens nagyobb "ellenállással" rendelkezik, mint a másik (mások). Meggyőződött erről erről azáltal, hogy megismerte a A telítetlen szénhidrogének kölcsönhatásba lépnek a hidrogénnel, halogén, hidrogén-halogenid, telített vegyületté alakulva. Ennek eredményeként a kötések leggyengébb elemei megsemmisülnek 36
kettős és hármas kötésük a szénatomok között, és ezek a kötések egyszerű kötésekké alakulnak: H 2C = C H 2 + H 2 - »H 3C -C H 3; HC = CH C H B r = C H B r? ^ CHBr2-C HB r2. A kovalens kötés kialakulásának mechanizmusa. A bekezdés elején tanulmányozva, a kovalens kötés kialakulásának mechanizmusát, amelynek során a közös elektronpár képződik a párosítatlan atomokból, cserének nevezzük; úgy tűnik, hogy az atomok változnak ezekkel az elektronokkal. Az atomok mechanizmusa szerint oxigén, nitrogén, vízmolekulák, hidrogén-szulfid molekulák, aminosavak stb. Így az NH3 ammónia molekulában a nitrogénatom párosítatlan elektronjai a hidrogénatomok Is elektronjával együtt három közös elektronpár (három egyszerű kovalens kötés) kialakulásában vesznek részt: H: N: H vagy NH HH Van egy másik mechanizmus, amely révén a kovalens kötés megjelenik. Vizsgáljuk meg az NHp n h 3 + h + = n h; ammóniumion képződésének példáját. Két részecske kombinációja az ammónia és a savas oldat1 kölcsönhatásakor megy végbe, amelyben hidrogén-kationok találhatók (a sav elektrolitikus disszociációját követően). az NH3 ammónia molekula és a H + ionok érintkezését követően a nitrogénatom Is elektron elektronpárja továbbítja a 4 ionjának üres Is keringését H - N: n.
С \\ Я + H 1 1 Ezeket a reakciókat a 19. § tárgyalja
Ábra. 6. H30 ionmodell + Molekuláris és 99 atomszerkezetű anyagok. A kovalens kötések összekapcsolják az atomokat a nemfémek, savoxidok, savaik, a nemfém elemek hidrogénnel alkotott vegyületeiben, szerves anyagokban - szénhidrogénekben, alkoholokban, aldehidekben, aminokban, fehérjékben stb. (7. ábra). Ábra. 7. Molekuláris anyagok Tudod, hogy sok molekuláris anyagnak van szaga (köztük vanillin, ecetsav, ammónia, hidrogén-szulfid, benzol), alacsony olvadáspontú. Ezt azzal magyarázzák, hogy a molekulák nagyon gyengén vonzzák egymást. Kis mennyiségű egyszerű és összetett, atomszerkezetű anyag van; Bennük minden atomot kovalens kötések kötnek össze, és ennek az anyagnak egy darabja (kristálya) olyan, mint egy óriási molekula. A grafit, a gyémánt, a vörös foszfor és a szilícium-oxid (IV) ilyen szerkezetűek (8. ábra). Az atomszerkezetű anyagok nem oldódnak fel vízben, szerves oldószerekben, nagyon magas hőmérsékleten olvadnak. A gyémánt, a szilícium-karbid-SiC és a BN-bór-nitrid nagyon kemények. 39
A szilárd anyagok esetében vannak állapotok: kristályos és nekem van árvám1. ^ Kristályos anyagok. A 8. évfolyamon, amikor megismerkedett az ionokat alkotó vegyületekkel, kiderült, hogy ezek kristályokat képeznek (11. ábra). A kristály egy szilárd, önállóan kialakított test, amelynek lapos felülete (felülete) és egyenes öltése van (csuklója). Ábra. 11. Ásványi minták ábra. 12. Az étkezési só kristályai kockák, a cukor kristályrácsai pedig bonyolultabbak. A legkisebb (az anyagok részecskemodelljei - Na + és CP ionok sóban, gömb alakú-hengeres) C | 2H220 | molekulák, cukorban - szigorú sorrendben helyezkednek el a kristályban, amelyet különböző irányokban ismételnek meg. A kristály belső szerkezetének modelljét kristályrácsnak nevezzük. Ez a séma vagy modell a legkisebb részecskék kis mennyiségű kristályban történő elhelyezésére. Az anyag szerkezete szerint megkülönböztetnek ionos, molekuláris és atomi kristályos hálózatokat (12. ábra). ionos (NaCl) molekuláris (C 02szilárd) atom (Si02) 1A kifejezés a görög amorfosz - formátlan - szóból származik. 46
Kémiai reakciók fejezet 9 Az ebben a fejezetben szereplő anyag tanulmányozásával többet megtudhat a reakciókról, amelyek ugyanakkor két ellentétes részben zajlanak, megtudhatja a kémiai egyensúlyt és az egyensúly változását befolyásoló tényezőket. Ezenkívül információkat kap egyes sók vízzel való kölcsönhatásáról és a redoxireakciók kémiai áramforrásokban történő alkalmazásáról. Ezenkívül ebben a fejezetben egy új típusú problémamegoldást mutatunk be az Ön számára, és javaslatot teszünk azok megoldására. 9 Visszafordítható és visszafordíthatatlan kémiai reakciók A jelen bekezdés tárgya segít: У megjegyezni a kémiai reakciók áramlásirány szerinti osztályozását; У megismerni az irreverzibilis reakció visszafordíthatóvá történő átalakulását a külső körülmények változását követően; > megérteni, hogy savjának elektrolitikus disszociációja miért reverzibilis folyamat, és a bázis vagy só disszociációja irreverzibilis folyamat. Tudod, különböző típusú kémiai reakciók léteznek. Besorolásuk egyes módszerei bizonyos jellemzőkön alapulnak (például 49