Механизмы образования ковалентной связи
Обменный механизм – перекрывание двух орбиталей соседних атомов, на каждой из которых имелось по одному электрону.
Донорно-акцепторный механизм – перекрывание свободной орбитали одного атома с орбиталью другого атома, на которой имеется пара электронов.
Перекрывание орбиталей при образовании связи
*Тип гибридизации – геометрическая форма частицы – угол между связями
Гибридизация орбиталей центрального атома – выравнивание их энергии и формы.
sp – линейная – 180°
sp2 – треугольная – 120°
sp3 – тетраэдрическая – 109,5°
sp3d – тригонально-бипирамидальная – 90°; 120°
sp3d2 – октаэдрическая – 90°
Смеси и растворы
Раствор – однородная система, состоящая из двух или более веществ, содержание которых можно изменять в определенных пределах.
Раствор: растворитель (например, вода) + растворенное вещество.
Истинные растворы содержат частицы размером менее 1 нанометра.
Коллоидные растворы содержат частицы размером 1-100 нанометра.
Механические смеси (взвеси) содержат частицы размером более 100 нанометра.
Суспензия => твердое + жидкое
Эмульсия => жидкое + жидкое
Пена, туман => газ + жидкое
Неоднородные смеси разделяют отстаиванием и фильтрованием.
Однородные смеси разделяют выпариванием, дистилляцией, хроматографией.
Насыщенный раствор находится или может находиться в равновесии с растворяемым веществом (если растворяемое вещество – твердое, то его избыток – в осадке).
Растворимость – содержание растворенного вещества в насыщенном растворе при данной температуре.
Ненасыщенный раствор содержит растворенного вещества меньше, чем его растворимость при данной температуре.
Пересыщенный раствор содержит растворенного вещества больше, чем его растворимость при данной температуре.
Соотношения между физико-химическими величинами в растворе
Массовая доля растворенного вещества В, w(B); доля единицы или %:
где т(В) – масса В,
т(р) – масса раствора.
Масса раствора, m(p), г:
m(p) = m(B) + m(H2O) = V(p) • ρ(p),
где F(p) – объем раствора;
ρ(p) – плотность раствора.
Объем раствора, V(p), л:
Молярная концентрация, с(В), моль/л:
где n(В) – количество вещества В;
М(В) – молярная масса вещества В.
Изменение состава раствора
Разбавление раствора водой:
> масса растворенного вещества не изменяется: т\'(В) = т(В);
> масса раствора увеличивается на массу добавленной воды: m\'(p) = m(p) + m(H2O).
Выпаривание воды из раствора:
> масса растворенного вещества не изменяется: т\'(В) = т(В).
> масса раствора уменьшается на массу выпаренной воды: m\'(p) = m(p) – m(H2O).
Сливание двух растворов: массы растворов, а также массы растворенного вещества складываются:
т"(В) = т(В) + т\'(В);
т"(р) = т(р) + т\'(р).
Выпадение кристаллов: масса растворенного вещества и масса раствора уменьшается на массу выпавших кристаллов:
m\'(В) = m(В) – m(осадка); m\'(р) = m(р) – m(осадка).
Масса воды не изменяется.
Тепловой эффект химической реакции
*Энтальпия образования вещества ΔH °(B), кДж/моль, – энтальпия реакции образования 1 моль вещества из простых веществ в их стандартных состояниях, то есть при постоянном давлении (1 атм для каждого газа в системе или при общем давлении 1 атм в отсутствие газообразных участников реакции) и постоянной температуре (обычно 298 К , или 25 °C).
*Тепловой эффект химический реакции (закон Гесса)
Q = ΣQ
(продуктов) – ΣQ (реагентов).
ΔН° = ΣΔН°
(продуктов) – Σ ΔН° (реагентов).
Для реакции аА + bВ +… = dD + еЕ +…
ΔН° = {dΔH°(D) + еΔH°(Е) +…} – {аΔH°(А) + ЬΔH°(В) +…},
где а, b, d, e – стехиометрические количества веществ, соответствующие коэффициентам в уравнении реакции.
Скорость химической реакции
Если за время τ в объеме V количество реагента или продукта изменилось на Δ n, скорость реакции: