Protonii electroni neutroni în descompunerea atomului. Structura nucleului atomic (proton, neutron, electron)

Ce este "atomul"?

Până la începutul secolului al XX-lea, viziunea a fost spusă în știință că un atom este o particulă indivizibilă. Cu toate acestea, sa dovedit a fi așa. De fapt, atomul include așa-numitele particule subatomice. Pentru chimiști, interes special sunt de interes: proton, neutron și electron.:

Bazat pe masa unității atomice. (A.E.M.) se află o scară de carbon-12. Atomul de carbon este alcătuit din 6 protoni și 6 neutroni și are greutate atomică \u003d 12 Ae.m. Prin urmare, 1 a.e.m. \u003d 1/12 a atomului de carbon.

Masele de protoni și neutroni sunt aproape egale. Masa electronică este de 2000 de ori mai mică.

În ciuda faptului că atomul conține atât particule încărcate pozitiv, cât și este negativ, sarcina este neutră. Acest lucru se explică prin faptul că în atom același număr de protoni și electroni. Particulele dimensionale ne neutralizează reciproc.

Ernest Rutherford în 1911 a propus următorul model de atom: în centru există un kernel încărcat pozitiv format din protoni și neutroni. Electronii se rotesc în jurul kernelului. Partea principală a masei atomului este concentrată în kernel, care are o dimensiune mică și o densitate extrem de mare (diametrul atomului este de 10-10 m; diametrul kernelului atomic \u003d 10-15 m). Prin alegorie de limbă: Dacă trimiteți un atom sub forma unui stadion olimpic din Beijing, nucleul unui atom este o minge de fotbal care joacă fotbal pe acest stadion.

Cititorul atent va pune întrebarea: "Dacă există protoni percepuți pozitiv în nucleul Atomului, iar acuzațiile de același nume sunt, după cum știți, sunt respinse, atunci de ce nucleul atomului nu distruge?" Oamenii de știință au ajuns la concluzia că există unele, "protoni de lipire", forțe care sunt ținute în integritatea nucleului în nucleul atomului.

pentru că Miezul atomului este masa principală a atomului, masa atomului poate fi considerată egală cu suma maselor de neutroni și protoni.

Pe baza celor de mai sus, uitându-se la simbolul structural al oxigenului, putem spune în siguranță că există 8 electroni în atomul său.

• O. - simbolul chimic al elementului (oxigen);
• 16 - numar de masa;
• 8 - Numărul de comandă (atomic).

Atomii unui element având aceeași încărcătură nucleu, dar sunt numite diferite numere de masă izotopii.

Hidrogen izotopi:

• 1 1 h - datorie;
• 1 2 h - deuteriu;
• 1 3 h - tritiu;

• Transfer

În centrul fiecărui atom există un kernel, un mic set de particule numite protoni și neutroni. În acest articol, vom studia natura protonilor și a neutronilor constând din particule chiar mai mici decât cuarcile, gluzurile și anticharkurile. (Gluons, ca fotoni, sunt antiparticule înșiși). Quarks și Gluons, din câte știm, pot fi cu adevărat elementare (indivizibili și nu constând din ceva mai mic decât). Dar ele sunt mai târziu.

Indiferent cât de surprinzător, protonii și neutronii au aproape aceeași masă - cu o precizie de procente:

• 0,93827 GEV / C 2 în Proton,
• 0.93957 GEV / C 2 Neutron.

Aceasta este cheia pentru natura lor - sunt de fapt foarte asemănătoare. Da, între ele există o diferență evidentă: Protonul are o încărcătură electrică pozitivă, iar neutronul nu are nici o taxă (el este neutru, de aici numele său). În consecință, forțele electrice acționează asupra primului, dar nu pe al doilea. La prima vedere, această distincție pare foarte importantă! Dar de fapt nu este. În toate celelalte simțuri, protonul cu Neutron este aproape gemeni. Ele sunt identice nu numai în masă, ci și structura interioară.

Deoarece acestea sunt atât de asemănătoare, iar din moment ce aceste particule constau din kerneluri, protoni și neutroni se numesc adesea nucleoni.

Protonii au fost identificați și descriși în aproximativ 1920 (deși au fost deschisi mai devreme; kernel-ul atomului de hidrogen este doar un proton separat), iar neutronii au găsit undeva în 1933. Faptul că protonii și neutronii sunt atât de asemănători reciproc, au înțeles aproape imediat. Dar faptul că au o dimensiune măsurabilă comparabilă cu dimensiunea nucleului (aproximativ 100.000 de ori mai mică decât atomul de pe rază), nu știa până în 1954. Faptul că ei constă în cuarci, antichank-uri și gluze, au înțeles treptat de la mijlocul anilor 1960 la mijlocul anilor 1970. Până la sfârșitul anilor '70 și începutul anilor '80, înțelegerea noastră a protonilor, a neutronilor și a cărei dintre ele constau, în cea mai mare parte a plâns și de atunci rămân neschimbate.

Nucleonii descriu mult mai dificil decât atomi sau nuclee. Să nu spun că atomii în principiu sunt simpli, dar cel puțin se poate spune fără a gândi că atomul de heliu este alcătuit din doi electroni în orbită în jurul valorii de kernel mic de heliu; Și kernelul lui Helium este un grup destul de simplu de doi neutroni și doi protoni. Dar cu nucleoni, totul nu este atât de simplu. Am scris deja în articol "Ce este un proton și ce este în interiorul lui?" Că atomul arată ca un minuet elegant, iar nucleul este pe o petrecere sălbatică.

Complexitatea protonului și a neutronului, aparent, este suspectă și nu apar din cunoștințe fizice incomplete. Avem ecuații folosite pentru a descrie quark-urile, antickark-uri și gluzuri, precum și interacțiunile nucleare puternice care apar între ele. Aceste ecuații sunt numite CCD, de la "cromodinamica cuantică". Precizia ecuațiilor poate fi verificată în diverse moduri, inclusiv măsurarea numărului de particule care apar pe marele coliziune Hadron. Sublinierea ecuațiilor KPD într-un computer și lansarea calculării protonilor și a neutronilor și a proprietăților neutronice și a altor particule similare (cu numele total "Hadron"), obținem predicții ale proprietăților acestor particule care se confruntă cu observații bine abordate lumea reală. Prin urmare, avem motive să credem că ecuațiile QCD nu mintă și că cunoștințele noastre despre proton și neutron se bazează pe ecuațiile credincioase. Dar pur și simplu au ecuațiile corecte nu sunt suficiente, pentru că:

• Ecuațiile simple pot fi soluții foarte complexe,
• Uneori este imposibil să descrieți soluții complexe într-un mod simplu.

În măsura în care putem judeca, acesta este cazul cu nucleonii: acestea sunt decizii complexe față de ecuațiile simple KHD și nu este posibil să se descrie perechea lor de cuvinte sau imagini posibile.

Datorită complexității interne a nuclelorilor, cititorul, va trebui să faceți o alegere: cât de mult doriți să știți despre complexitatea descrisă? Nu contează cât de departe vă veți satisface acest lucru, cel mai probabil, nu veți aduce: Cu cât veți afla mai mult, cu atât mai clar veți fi subiectul, dar răspunsul final va rămâne același - protonul și Neutron sunt foarte complexe. Vă pot oferi trei niveluri de înțelegere, cu o creștere detaliată; Puteți rămâne după orice nivel și puteți merge la alte subiecte sau vă puteți scufunda la ultimul. În ceea ce privește fiecare nivel, apar întrebări, răspunsurile la care pot da parțial în cele ce urmează, dar răspunsurile noi provoacă noi întrebări. Ca rezultat - așa cum fac în discuțiile profesionale cu colegii și studenții avansați - vă pot trimite numai datele obținute în experimente reale, la diferite argumente teoretice influente și simulări pe calculator.

Primul nivel de înțelegere

Care sunt protoanele și neutronii?

Smochin. 1: Versiunea excesiv simplificată a protonilor constând din doar două cuarci superioare și una mai mică și neutronii constând din doar două cuarci inferioare și unul de vârf

Pentru a simplifica cazul, în multe cărți, articole și pe site-uri este indicat faptul că protonii sunt formați din trei cuarci (două sus și una inferioară) și vopsea ceva de genul FIG. 1. Neutronul este același, constând doar dintr-o cuarci superioare și două mici. Această imagine simplă ilustrează ceea ce credeau unii oameni de știință, în principal în anii 1960. Dar, în curând, a devenit clar că acest punct de vedere a fost simplificat excesiv într-o asemenea măsură încât nu mai este corectă.

Dintre sursele mai sofisticate de informații, veți afla că protonii sunt formați din trei cuarci (două sus și una inferioară), ținute împreună cu Gluons - și pot apărea imaginea similară cu fig. 2, unde sunt trase gluoane sub formă de arcuri sau fire care dețin cuarci. Neutronii sunt aceiași, numai cu un quark superior și două inferiori.

Smochin. 2: Îmbunătățire Fig. 1 Datorită accentului pe un rol important Interacțiunea nucleară puternică care deține Quark în proton

Nu este o modalitate atât de proastă de a descrie nucleonii, deoarece se concentrează asupra unui rol important al interacțiunii nucleare puternice, deținerea Quark în proton datorită gluzurilor (în același mod ca fotonul este legat de interacțiunea electromagnetică, o particulă din care este legată lumina ). Dar, de asemenea, confundă, pentru că de fapt nu explică ce sunt Gluons și ce fac ei.

Există motive pentru a continua și a descrie lucrurile așa cum am făcut: Protonul este alcătuit din trei cuarci (două sus și un fund), grămezi de gluoane și munți din cuplul anticarian Quark (în principal cuarcile superioare și inferioare, dar există mai multe ciudate ). Toți zboară acolo și aici cu o viteză foarte mare (apropiindu-se de viteza luminii); Toate acest set este ținut cu o interacțiune nucleară puternică. Am demonstrat-o în Fig. 3. Neutronul este din nou același, dar cu o singură parte și două cuarci inferioare; Schimbarea apartenenței Quark este specificată de săgeată.

Smochin. 3: Mai realist, deși există încă o imagine nonideală a protonilor și a neutronilor

Aceste quark-uri, antickark-uri și gluoane nu sunt doar nebuni, ci și se confruntă reciproc și se transformă reciproc prin astfel de procese ca anihilarea particulelor (în care quarkul și anticarul de același tip sunt transformate în două gluoane sau invers ) sau absorbția și emisia gluonului (în care Quark și Gluon se pot confrunta și generează cu quark și două gluoane sau viceversa).

Că aceste trei descrieri ale generalului:

• Două quarturi superioare și un quark inferior (plus altceva) în proton.
• Un quark superior și două litri inferior (plus altceva) la neutron.
• "Altceva" în neutroni coincide cu "ceva" în protoni. Adică nucleonii "altceva" este aceeași.
• O mică diferență în masa protonului și a neutronului apare din cauza diferenței de mase a vasului inferior și a Quarkului superior.

Și, deoarece:

• la cuarcile superioare, încărcătura electrică este de 2/3 E (unde E este o taxă de proton, - o taxă electronică),
• la cuarcile inferioare, încărcarea este -1 / 3E,
• gluons percepe 0,
• În orice Quark și anti-antrenorul corespunzător, încărcătura globală este 0 (de exemplu, în încărcarea Quark anticenian + 1 / 3e, astfel încât quarkul inferior și anticharul inferior o vor încărca -1/3 E +1/3 E \u003d 0),

Fiecare desen relatează încărcătura electrică a protonului pentru două quark superior și una inferioară și "altceva" adaugă la încărcare 0. În același mod, taxa neutronică este zero datorită unei singure și două trimestre inferioare:

• taxă electrică comună a Protonului 2/3 E + 2/3 E - 1/3 E \u003d E,
• taxă electrică generală Neutron 2/3 E - 1/3 E - 1/3 E \u003d 0.

Aceste descrieri se disting după cum urmează:

• cât de mult "altceva" în interiorul nucleului,
• ce face asta
• unde sunt masa și energia masei (E \u003d MC2, energia prezentă acolo, chiar și atunci când particulează restul) nucleon.

Deoarece cea mai mare parte a masei atomului și, în consecință, întreaga chestiune obișnuită este conținută în protoni și neutroni, ultimul element este extrem de important pentru înțelegerea corectă a naturii noastre.

Smochin. 1 sugerează că cuarii, de fapt, sunt o treime din nucleon - după cum urmează modul în care protonul sau neutronul reprezintă un sfert din kernelul kernel heliu sau 1/12. Dacă această cifră a fost veridică, cuarcile din nucleu s-ar mișca relativ încet (cu viteze foarte mici) cu interacțiuni relativ slabe care acționează între ele (deși cu o putere puternică care îi ținea în poziție). Masa Quark, partea superioară și inferioară, ar fi de aproximativ 0,3 GeV / C2, aproximativ o treime din masa de protoni. Dar aceasta este o imagine simplă, iar ideile impuse acestora sunt pur și simplu incorecte.

Smochin. 3. Oferă o idee complet diferită a protonului, ca un cazan de particule care conduce în ea cu viteze aproape de lumină. Aceste particule se confruntă reciproc, iar în aceste ciocniri, unele dintre ele sunt anihile, în timp ce altele sunt create în locul lor. Gluzurile nu au masele, masa cuarcilor superioare reprezintă aproximativ 0,004 GEV / C2, iar partea inferioară - aproximativ 0,008 GeV / C 2 - sute de ori mai mică decât protonul. Din energia masei de protoni, întrebarea este complexă: o parte din ea provine din energia masei cuark-urilor și antichidarilor, parte - de la energia cuarurilor, antickark-uri și gluzuri și o parte (poate pozitiv, eventual negativ) Din energia stocată în interacțiunea nucleară puternică, ținând împreună cuarci, antiquark și gluze.

Într-un sens, orez. 2 încearcă să elimine diferența dintre orez. 1 și fig. 3. Simplifică fig. 3, eliminând o mulțime de cupluri de quark-antichiant, care, în principiu, pot fi numite efemere, așa cum aparțin constant și dispar și nu sunt necesare. Dar impresionează faptul că gluzurile din nucleoni sunt partea imediată a unei interacțiuni nucleare puternice care dețin protoni. Și ea nu explică de unde este luată masa de proton.

În fig. 1 Există un alt dezavantaj, cu excepția unui cadru îngust de proton și neutron. Nu explică anumite proprietăți ale altor Hadrons, de exemplu, bujor și ro-meson. Există aceleași probleme în fig. 2.

Aceste restricții au condus la faptul că elevii lor și pe site-ul meu, dau o imagine cu Fig. 3. Dar vreau să avertizez că are o mulțime de restricții pe care le voi lua în considerare mai târziu.

Este demn de remarcat faptul că complexitatea de urgență a structurii, implicită Fig. 3, merita să se aștepte de la un obiect care deține o forță atât de puternică ca o interacțiune nucleară puternică. Și încă un lucru: trei quark-uri (două sus și unul din protonul inferior), care nu fac parte din grupul de cupluri antic, sunt adesea numite "cuarci de valență", iar cuplurile de quark-antickarks sunt "de la mare de abur quark ". O astfel de limbă în multe cazuri este convenabilă din punct de vedere tehnic. Dar el dă o impresie falsă că, dacă ai fi putut să te uiți în interiorul protonului și sa uitat la un anumit quark, ai putea spune imediat dacă făcea parte din mare sau valență. Este imposibil să faceți acest lucru, această metodă nu este pur și simplu.

Masa de masă și masa neutronică

Deoarece masele protonului și neutronului sunt atât de asemănătoare, iar din moment ce protonul și neutronul diferă numai în înlocuirea paharului superior de partea inferioară, se pare că masele lor sunt asigurate în același mod, provin dintr-o singură sursă, iar diferența lor este o mică diferență între cuarcile superioare și inferioare.. Dar cele trei desene prezentate vorbesc despre prezența a trei opinii foarte diferite asupra originii masei Protonului.

Smochin. 1 sugerează că cuarcile superioare și inferioare fac pur și simplu 1/3 din masa de proton și neutroni: aproximativ 0,313 GEV / C2 sau datorită energiei necesare pentru a menține cuarci în proton. Și din moment ce diferența dintre masele protonului și neutron este o fracțiune din procentul, diferența dintre masele superioare și inferioare ar trebui să fie, de asemenea, o fracțiune de procente.

Smochin. 2 mai puțin ușor de înțeles. Ce parte din masa de protoni se datorează lui Gluons? Dar, în principiu, rezultă din desenul că cea mai mare parte a masei protonului provine din masa de cuarci, ca în fig. unu.

Smochin. 3 reflectă o abordare mai subtilă a modului în care apare masa de protoni (deoarece putem verifica direct prin intermediul Protonului Computere Computer și nu prin utilizarea altora metode matematice). Este foarte diferită de ideile prezentate în fig. 1 și 2, și se pare că nu este atât de simplu.

Pentru a înțelege cum funcționează, este necesar să se gândească nu în ceea ce privește Masa M a Protonului, ci în ceea ce privește energia sa de masă E \u003d MC 2, energia asociată cu masa. Întrebarea corectă corectă nu va "de la masa de protoni M, după care puteți calcula e, înmulțirea m pe C2 și invers:" Unde se face energia masei protonului ", după care poate fi Calculat M Mass, Împărțirea E pe C2.

Este util să se clasifice contribuțiile la energia masei de proton de către trei grupe:

A) energia masei (energiei energetice) a cuartiilor și a antichidarilor conținute în el (gluoane, particule fără masă, fără contribuție).
B) energia de mișcare (energia cinetică), antichark-uri și gluoni.
C) energia interacțiunii (energia de legătură sau energia potențială) stocată într-o interacțiune nucleară puternică (mai precis, în câmpurile Gluon), ținând protonul.

Smochin. 3 sugerează că particulele din interiorul protonului se deplasează la viteză mare și că este plină de gluoni fără masă, astfel încât contribuția b) mai mult). De obicei, în majoritatea sistemelor fizice b) și b) sunt comparabile, cu c) adesea negativ. Astfel, energia masei protonului (și neutronului) este obținută în principal din combinația b) și b), iar A) face o proporție mică. Prin urmare, masele protonului și neutronului nu se datorează în principal maselor particulelor conținute în ele și datorită energiilor mișcării acestor particule și energiei interacțiunii lor asociate cu câmpurile Gluon care generează forțele care determină forțele care determină forțele care determină forțele protonul. În cele mai multe alte sisteme familiare, echilibrul energiei este distribuit diferit. De exemplu, în atomi și în Sistem solar Dominiază a) și b) și c) sunt mult mai mici și comparabile în mărime.

Rezumarea, indicăm că:

• Smochin. 1 sugerează că masa energică a protonului are loc din contribuția a).
• Smochin. 2 sugerează că ambele contribuții a) și B sunt importante și un pic din cota lor introduce B).
• Smochin. 3 sugerează că b) și b), iar contribuția A) este nesemnificativă.

Știm că este credincios. 3. Pentru a le verifica, putem realiza simulări de calculator și, mai important, datorită diferitelor argumente teoretice convingătoare, știm că, dacă masele de curele superioare și inferioare au fost zero (și tot ce rămâne altceva, așa cum este), Masa protonilor nu se va schimba practic. Deci, aparent, masa quark-urilor nu poate face contribuții importante la masa protonului.

Dacă orezul 3 nu mint, masa Quark și Anquark este foarte mică. Ce sunt cu adevărat? Greutatea vasului superior (precum și antichark-ul) nu depășește 0,005 GEV / C2, care este mult mai mică de 0,313 GEV / C2, care rezultă din fig. 1. (Greutatea vasului superior este greu de măsurat, iar această valoare se schimbă datorită efectelor subțiri, deci poate fi mult mai mică de 0,005 GEV / C2). Greutatea Quarkului inferior este de aproximativ 0,004 GEV / C 2 Masa mai mare a superiorului. Aceasta înseamnă că masa oricărui quark sau anticharian nu depășește un procent din masa protonului.

Rețineți că acest lucru înseamnă (contrap Fig.1) că raportul dintre masa Quarkului inferior la partea de sus nu se apropie de unul! Greutatea vasului inferior este de cel puțin două ori greutatea superioară. Motivul faptului că masele neutronului și protonul sunt atât de asemănătoare, nu în faptul că masele coloanelor superioare și inferioare sunt similare, dar în faptul că masele cuarcurilor superioare și inferioare sunt foarte mici - și Diferența dintre ele este mică, în raport cu masele protonului și neutronului. Amintiți-vă că pentru a transforma protonul la neutron, trebuie doar să înlocuiți una dintre cuarcile superioare la cea inferioară (figura 3). Această înlocuire este suficientă pentru a face un proton de neutron un pic mai greu și schimbați încărcarea cu C + E cu 0.

Apropo, faptul că diferite particule din interiorul protonului se confruntă reciproc și apar în mod constant și dispar, nu afectează lucrurile pe care le-am discutat - energia este păstrată în orice coliziune. Masa masei și energiei mișcării quark-urilor și a gluzilor se poate schimba, precum și energia interacțiunii lor, dar energia totală a protonului nu se schimbă, deși totul în interiorul se schimbă în mod constant. Deci, masa protonului rămâne constantă, în ciuda vârcolicii interioare.

În acest moment puteți opri și absorbi informațiile primite. Strigios! Aproape întreaga masă conținută în materia obișnuită provine din masa de nucleoni din atomi. Și cea mai mare parte a acestei mase apare de la haos inerente protonului și neutronului - din energia mișcării cuark-urilor, gluzurilor și antichark-urilor în nucleoni și din energia activității interacțiunilor nucleare puternice care dețin nucleul ca întreg. Da: Planeta noastră, trupurile noastre, respirația noastră sunt rezultatul unei mulțimi de un fel de liniște și, până de curând, o mulțime neimaginabilă.

Toate corpurile fizice ale naturii sunt construite dintr-o varietate de materie numită substanță. Substanțele sunt împărțite în două grupe principale - substanțele sunt simple și complexe.

Substanțele compozite se numesc astfel de substanțe care, prin reacții chimice, pot fi descompuse pe alte substanțe mai simple. Spre deosebire de substanțele complexe, cum ar fi mijloacele chimice, nu pot fi descompuse pe substanțe și mai simple.

Un exemplu de substanță complex poate fi apă reactie chimica Poate fi descompus în alte două substanțe mai simple - hidrogen și oxigen. În ceea ce privește ultimele două, ele nu mai pot fi descompuse pe substanțe mai simple și, prin urmare, sunt substanțe simple sau, altfel, elemente chimice.

În prima jumătate a secolului al XIX-lea a existat o ipoteză în știință că elementele chimice sunt substanțe neschimbate care nu au o legătură comună între ele. Cu toate acestea, omul de știință rus D. I. Mendeleev (1834 - 1907) pentru prima dată în 1869 dezvăluit elemente chimiceArătând că caracteristica calitativă a fiecăruia este dependentă de caracteristica sa cantitativă - greutatea atomică.

Studierea proprietăților elementelor chimice, D. I. Mendeleev a menționat că proprietățile lor sunt repetate periodic în funcție de greutatea lor atomică. A deplasat această frecvență sub forma unei mese, care a intrat în știință numită "sistemul periodic al elementelor Mendeleev".

Mai jos este o masă periodică modernă a elementelor chimice ale lui Mendeleev.

Atomi

Potrivit conceptelor moderne de știință, fiecare element chimic constă dintr-un set de particule cele mai mici (reale) numite atomi.

Atomul se numește cea mai mică parte a elementului chimic, care nu mai poate fi descompus de calea chimică pe alte particule materiale mai mici și simple.

Atomii sunt diferiți în natură, elementele chimice diferă una de cealaltă cu proprietățile lor fizico-chimice, structura, dimensiunile, greutatea atomică, energia proprie și alte proprietăți. De exemplu, un atom de hidrogen diferă brusc în proprietățile și structura unui atom de oxigen, iar acesta din urmă din atomul de uraniu etc.

Sa stabilit că atomii elementelor chimice sunt extrem de mici în dimensiune. Dacă este luată în mod convențional faptul că atomii au o formă sferică, atunci diametrele lor ar trebui să fie egale cu mizele Venomelline din centimetru. De exemplu, diametrul atomului de hidrogen este cel mai mic atom în natură - este egal cu o cotă de centimetru (10-8 cm) și variabilele celor mai mari atomi, de exemplu atomi de uraniu, nu depășesc trei velilion un fel de centimetru (3 · 10-8 cm). În consecință, un atom de hidrogen în de multe ori mai mic decât o minge cu o rază de un centimetru, care este cât de mult este mai mică decât globul.

În conformitate cu dimensiunile foarte mici de atomi, masa lor este, de asemenea, foarte mică. De exemplu, masa atomului de hidrogen este egală cu T \u003d 1,67 · 10 -24. Aceasta înseamnă că într-un gram de hidrogen conține aproximativ 6 · 10 23 atomi.

Pentru unitatea condiționată de măsurare a greutăților atomice ale elementelor chimice, 1/16 face parte din greutatea atomului de oxigen, în conformitate cu aceasta, greutatea atomică a elementului chimic este numită un număr distras, indicând cât timp Greutatea acestui element chimic este mai mare de 1/16 parte a greutății atomului de oxigen.

În tabelul periodic de elemente D. I. Mendeleev, sunt date greutățile atomice ale tuturor elementelor chimice (a se vedea numărul plasat sub numele de element). Din această masă, vedem că cel mai mic atom este un atom de hidrogen care are o greutate atomică de 1,008. Greutatea atomică a carbonului este de 12, oxigen - 16, etc.

În ceea ce privește elementele chimice mai grele, greutatea lor atomică depășește greutatea atomică a hidrogenului în mai mult de două sute de ori. Astfel, versiunea atomică a Mercurului este de 200,6, Radium - 226 etc. și deasupra ordinii numărului ocupat de elementul chimic în sistemul periodic de elemente, cu atât este mai mare greutatea atomică.

Majoritatea greutăților atomice ale elementelor chimice sunt exprimate numere fracționate. Acest lucru este într-o anumită măsură datorită faptului că astfel de elemente chimice constau dintr-un set de soiuri de atomi cu diverși atomi în greutate, dar aceleași proprietăți chimice.

Elemente chimice care ocupă un singur număr într-un sistem periodic de elemente și, prin urmare, posedând aceleași proprietăți chimice, dar diferite greutăți atomice, se numesc izotopi.

Izotopii găsiți în majoritatea elementelor chimice, are doi izotopi, calciu - patru, zinc - cinci, unsprezece, etc. Mulți izotopi sunt obținuți prin artă, printre care unii au o mare importanță practică.

Particulele elementare de substanțe

De mult timp sa crezut că atomii elementelor chimice sunt limitatea divizibilității substanței, adică ca și cum ar fi "cărămizi" elementare a universului. Știința modernă a respins această ipoteză, după ce a stabilit că atomul de eventuale chimice este o combinație de particule materiale și mai mici decât atomul în sine.

Conform teoriei electronice a structurii substanței, atomul oricărui element chimic este un sistem constând dintr-un kernel central în jurul căruia particulele reale "elementare" sunt rotite, numite electroni. Miezurile atomice, conform vederilor general acceptate, constau dintr-un set de particule reale "elementare" - protoni și neutroni.

Pentru a înțelege structura atomilor și a proceselor fizico-chimice în ele, este necesar să se familiarizeze cel puțin cu caracteristicile de bază ale particulelor elementare care fac parte din atomi.

A determinat asta electronul este o particulă reală care are cea mai mică încărcătură electrică negativă observată în natură..

Dacă este în mod convenabil, presupune că electronul ca o particulă are o formă sferică, diametrul electronului trebuie să fie egal cu 4 · 10 -13 cm, adică este mai mică decât diametrul oricărui atom în zeci de mii de ori.

Electron, ca orice altă particulă reală, are o masă. "Masa pacea" a electronului, adică, masa pe care o are într-o stare de odihnă relativă este egală cu M O \u003d 9,1 · 10 -28

O masă extrem de mică "masă" a electronului indică faptul că proprietățile inerte ale electronului se manifestă extrem de slab, ceea ce înseamnă că un electron sub influența unei variabile de energie electrică poate fluctua în spațiu cu o frecvență de multe miliarde de perioade pe secundă.

Masa de electroni este atât de mică încât să obțină un gram de electroni pe care ar trebui să le ia 1027 de unități. Pentru a avea cel puțin o înțelegere fizică a acestui lucru cu un număr mare, oferim un astfel de exemplu. Dacă un gram de electroni ar putea fi poziționat pe o linie dreaptă aproape unul de celălalt, ei ar forma un lanț de patru miliarde de kilometri lungime.

Masa electronului, precum și orice altă microparticulă reală, depinde de viteza mișcării sale. Electronul, fiind într-o stare de odihnă relativă, are o "lipsă de pace", având o natură mecanică, ca și masa tuturor corp fizic. În ceea ce privește "masa mișcării" unui electron, creșterea cu o creștere a vitezei mișcării sale, este originea electromagnetică. Se datorează prezenței unui electron în mișcare câmp electromagnetic Ca un anumit tip de materie cu energie și energie electromagnetică.

Cu cât se mișcă mai repede electronul, cu atât aparțin proprietățile inerte ale câmpului său electromagnetic, mai mult decât masa acestuia din urmă și, respectiv, energia electromagnetică. Deoarece electronul cu câmpul electromagnetic este un sistem material asociat organic, este natural că masa câmpului electromagnetic al electronului poate fi atribuită direct electronului în sine.

Electron, în plus față de proprietățile unei particule, are ambele proprietăți de undă. Experimentalul a stabilit că fluxul de electroni, ca un flux de lumină, este distribuit sub forma unei mișcări asemănătoare valurilor. Natura mișcării de undă a fluxului electronic în spațiu este confirmată de interferența și difracția undelor electronice.

Interferențe electronice - acesta este fenomenul impunerii unor dosare electronice unul pe celălalt și difracția electronică - Acesta este fenomenul plicului cu valuri de electroni de margini de un slot îngust, prin trecerea fluxului electronic. În consecință, electronul nu este doar o particulă, ci un "val de particule", lungimea căreia depinde de masa și viteza mișcării de electroni.

Sa stabilit că electronul, în plus față de mișcarea sa progresivă, face de asemenea mișcarea de rotație în jurul axei sale. Acest tip de mișcare electronică a fost numit "Spin" (de la cuvânt englezesc. "Spin" - ax). Ca urmare a unei astfel de mișcări, un electron, pe lângă proprietățile electrice cauzate de o încărcătură electrică, dobândește, de asemenea, proprietăți magnetice, asemănătoare cu un magnet elementar în această privință.

Protonul este o particulă reală, cu o încărcătură electrică pozitivă egală cu o cantitate absolută de încărcare electrică a unui electron.

Greutatea protonului este egală cu 1,67 · 10. -24 g, adică este de aproximativ 1840 de ori mai mult "masa de odihnă" electron.

Spre deosebire de electron și proton, neutronul nu are o încărcătură electrică, adică este o particulă electronică "elementară" a substanței. Masa neutronică este aproape egală cu masa protonului.

Electronii, protonii și neutronii, fiind în atomi, interacționează între ele. În special, electronii și protonii se atrag reciproc unul de celălalt ca particule cu încărcături electrice multidimensionale. În același timp, un electron de la electron și proton din proton este respins ca particule cu încărcături electrice de același nume.

Interacțiunea tuturor acestor particule încărcate electric are loc prin câmpurile lor electrice. Aceste câmpuri sunt un tip special de materie constând dintr-un set de particule de material elementar numite fotoni. Fiecare foton a fost strict determinat de cantitatea de energie inerentă (cuantum de energie).

Interacțiunea dintre particulele de substanță materiale încărcate electric este efectuată prin schimbarea lor cu ceilalți fotoni. Puterea interacțiunii particulelor încărcate electric este de obicei numită energie electrică.

Neutronii și protonii care sunt în nuclee atomice interacționează și unul cu celălalt. Cu toate acestea, această interacțiune nu este efectuată nu mai mult prin câmpul electric, deoarece neutronul este o particulă electronizată a substanței și prin așa-numitul câmp nuclear.

Acest câmp este, de asemenea, un tip special de materie constând dintr-un set de particule materiale elementare, numite Mesons. Interacțiunea dintre neutroni și protoni se desfășoară prin schimbarea lor cu ceilalți meseoni. Puterea interacțiunii neutronilor și protonilor unul cu celălalt se numește energie nucleară.

Sa stabilit că forțele nucleare acționează în nuclee atomice în cadrul distanțelor exclusiv mici - aproximativ 10 - 13 cm.

Forțele nucleare sunt semnificativ superioare de magnitudinea lor forțele electrice de repulsie reciprocă a protonilor în nucleul atomului. Acest lucru duce la faptul că sunt într-o stare nu numai să depășească în nucleele atomilor de repulsie reciprocă a protonilor, ci și să creeze un sistem foarte puternic de nuclee din totalitatea protonilor și a neutronilor.

Stabilitatea kernelului fiecărui atom depinde de raportul dintre cele două forțe contradictorii - nucleare (atracție reciprocă a protonilor și a neutronilor) și electrice (repulsia reciprocă a protonilor).

Forțele nucleare puternice care acționează în nucleele atomice contribuie la transformarea neutronilor și a protonilor unul față de celălalt. Aceste interconectări ale neutronilor și protonilor sunt efectuate ca urmare a izolării sau absorbției particulelor elementare mai ușoare, cum ar fi Mesons.

Particulele considerate de noi sunt elementare deoarece nu constau dintr-un set de alte chestiuni mai simple de materie. Dar, în același timp, nu este necesar să uităm că ei se pot transforma unul în celălalt, apar în detrimentul reciproc. Astfel, aceste particule sunt câteva formațiuni complicate, adică, elementalitatea lor este condiționată.

Atomii de structură chimică

Cea mai simplă la dispozitivul este un atom de hidrogen. Se compune dintr-o combinație de doar două particule elementare - proton și electron. Protonul din sistemul atomului de hidrogen joacă rolul kernel-ului central, în jurul căruia un electron se rotește în anumite orbite. În fig. 1 arată schematic modelul atomului de hidrogen.

Smochin. 1. Schema structurii atomului de hidrogen

Acest model este doar o aproximare brută față de realitate. Faptul este că electronul ca "val de particule" nu are brusc delimitate din mediul extern. Și acest lucru înseamnă că trebuie remarcat despre o orbită liniară exactă a unui electron, ci despre un nor electronic ciudat. În același timp, electronul este cel mai adesea ocupat de o linie de mijloc a norului, care este unul dintre orbitele posibile ale acestuia în atom.

Trebuie spus că orbita electronică în sine nu este strictă neschimbată și fixată în atom - se datorează, de asemenea, schimbărilor în masa electronului face unele mișcări de rotație. În consecință, mișcarea electronică din atom este relativ complexă. Deoarece miezul atomului de hidrogen (proton) și electronul care se rotește în jurul ei are încărcături electrice cu mai multe persoane, sunt atrase reciproc.

În același timp, energiile electronului, rotind în jurul nucleului atomului, dezvoltă forța centrifugală care încearcă să o îndepărteze de la kernel. În consecință, forța electrică a atracției reciproce a nucleului atomului și a electronului și a forței centrifugale care acționează asupra electronului este puterea contradictorii.

În echilibru, electronul lor ocupă o poziție relativ stabilă la o anumită orbită în atom. Deoarece masa electronului este foarte mică, ar trebui să se rotească cu o mare viteză pentru echilibrarea forței de atracție la miezul atomului, egal cu aproximativ 6 · 10 15 rotații pe secundă. Aceasta înseamnă că electronul din sistemul de atom de hidrogen, precum și orice alt atom, se mișcă în orbita sa cu o viteză liniară care depășește o mie de kilometri pe secundă.

ÎN condiții normale Electronul se rotește în atomul unui fel de orbită cel mai apropiat de kernel. În același timp, are o cantitate minimă posibilă de energie. Dacă, dintr-un motiv sau altul, de exemplu, sub influența oricăror alte particule materiale, invadând un sistem de atom, electronul va trece la orbită mai îndepărtată din atom, va avea deja o cantitate puțin mare de energie.

Cu toate acestea, în această nouă orbită, electronul, dar este un timp neglijabil, după care se învârte spre orbita cea mai apropiată de kernel. În același timp, el dă peste energie sub forma unui cuantum de elefantul de radiație magnetică - energia radiantă (figura 2).

Smochin. 2. Electronul la trecerea de la o orbită îndepărtată la un nivel mai apropiat de nucleul unui atom radiază un cuantum de energie radiantă.

Cu cât energiile sunt obținute din exterior, energiile scoase din nucleu, se mișcă și cu atât este mai mare cantitatea de energie electromagnetică pe care o radiază atunci când se rotește pe orbită cea mai apropiată de kernel.

Măsurarea cantității de energie emisă de electron în tranziția de la diferite orbite la cel mai apropiat nucleu al atomului, a fost posibil să se stabilească faptul că electronul din sistemul de atom de hidrogen, ca în sistemul oricărui alt atom, nu putea Treceți la orice orbită arbitrară, pe o definiție strict în conformitate cu acea energie pe care o primește sub acțiunea forței externe. Orbite care pot ocupa un electron în atom sunt numite orbite permisive.

De la sarcina pozitivă a nucleului atomului de hidrogen (încărcătura de protoni) și încărcătura de electroni negativă este numerică egală, atunci încărcarea totală este zero. Aceasta înseamnă că un atom de hidrogen, fiind într-o stare normală, este o particulă electrică.

Acest lucru este valabil pentru atomii tuturor elementelor chimice: un atom al oricărui element chimic situat în normal, cu o poziție verticală, este o particulă electrică datorită egalității numerice a încărcăturilor sale obișnuite și negative.

Deoarece numai un proton "elementar" este inclus în nucleul atomului de hidrogen, atunci așa-numitul număr de masă al acestui nucleu este egal cu unul. Numărul de masă al nucleului Atomului oricărui element chimic se numește numărul total de protoni și neutroni ai kernelului inclus.

Hidrogenul natural constă în principal dintr-un set de atomi cu un număr masiv egal cu unul. Cu toate acestea, în compoziția sa există o altă varietate de atomi de hidrogen, cu un număr de masă de două. Miezurile atomilor acestui hidrogen greu se numesc deuterons, constau din două particule - proton și neutron. Acest izotop de hidrogen se numește deuteriu.

În hidrogen natural, deuteriul conține o cantitate foarte mică. Pentru fiecare șase mii de atomi de hidrogen ușor (numărul de masă egal cu unul) există doar un atom de deuteriu (hidrogen greu). Există un alt izotop de hidrogen - hidrogenul de supraîncărcare numit Tritie. În nucleele atomului acestui izotop de hidrogen există trei particule: un proton și doi neutroni asociați cu alte forțe nucleare. Numărul de masă al nucleului atomului de tritiu este egal cu trei, adică tritiumul atomului este de trei ori atomul dificil de hidrogen ușor.

Deși atomii de izotopomi de hidrogen au mase diferite, dar încă mai au aceleași proprietăți chimice, de exemplu, hidrogenul luminos, intră în interacțiunea chimică cu oxigenul, formează o substanță complexă cu IT - apă. Similar cu acest izotop de hidrogen - deuteriu, conectarea cu oxigenul, formează apă, care, spre deosebire de apa obișnuită, se numește apă severă. Apa grea este folosită în mare măsură în procesul de producere a energiei nucleare (atomice).

Prin urmare, proprietăți chimice Atomii nu depind de masa nucleelor \u200b\u200blor, ci numai pe structura cochiliei electronice a unui atom. Deoarece în atomii de hidrogen ușor, deuteriu și tritiu, există aceeași cantitate de electroni (unul pe atom), acești izotopi au aceleași proprietăți chimice.

Elementul chimic al hidrogenului nu ocupă accidental primul număr în sistemul periodic de elemente. Faptul este că între numărul de orice element din sistemul periodic de elemente și valoarea încărcării nucleului atomului acestui element există o anumită conexiune. Poate fi formulat astfel: numărul de secvență al oricărui element chimic din sistemul periodic de elemente este numeric egal cu încărcătura pozitivă a kernelului acestui element și, prin urmare, numărul de electroni care se rotesc în jurul acestuia.

Deoarece hidrogenul ocupă primul număr în sistemul periodic de elemente, înseamnă că încărcătura pozitivă a nucleului atomului său este egală cu una și că un electron se rotește în jurul nucleului.

Elementul chimic Helium ocupă cel de-al doilea număr în sistemul periodic de elemente. Aceasta înseamnă că are o încărcătură electrică pozitivă a nucleului, egală cu două unități, adică, compoziția kernelului său ar trebui să fie doi protoni și în manta electronică a atomului - doi electrozi.

Heliul natural este alcătuit din doi izotopi - heliu greu și ușor. Numărul de masă al heliului greu este egal cu patru. Aceasta înseamnă că kernel-ul atomului heliu greu, în plus față de cele două protoni de mai sus, ar trebui să includă încă doi neutroni. În ceea ce privește heliul luminos, numărul său de masă este egal cu trei, adică kernelul său, în plus față de două protoni, ar trebui să includă un alt neutron.

Sa stabilit că în heliu natural, numărul atomilor de heliu ușor este de aproximativ o parte a atomilor genii grei. În fig. 3 prezintă un model schematic al atomului de heliu.

Smochin. 3. Schema structurii atomului de heliu

Complicarea ulterioară a structurii atomilor de elemente chimice se datorează unei creșteri a numărului de protoni și neutroni din nucleele acestor atomi și, în același timp, datorită creșterii numărului de electroni care se rotesc în jurul miezurilor (figura 4 ). Folosind sistemul periodic de elemente, este ușor să se determine numărul de electroni, protoni și neutroni ai acelor părți a diferiților atomi.

Smochin. 4. Scheme ale structurii nucleelor \u200b\u200bde atomi: 1 - Helium, 2 - Carbon, 3 - Oxigen

Numărul de secvență al elementului chimic egal cu numărul Protoni situați în nucleul atomului și, în același timp, cu acest număr de electroni care se rotesc în jurul nucleului. În ceea ce privește greutatea atomică, este aproximativ egală cu numărul de masă al atomului, adică numărul împreună al protonilor și neutronilor din nucleu. În consecință, numărul egal cu elementul de greutate semomică egal cu numărul de secvență al elementului poate fi determinat câți neutroni sunt conținute în acest nucleu.

Sa stabilit că nucleele elementelor chimice ușoare care, în egală măsură, protoni și neutroni diferă o rezistență foarte mare, deoarece forțele nucleare din ele sunt relativ mari. De exemplu, kernelul unui atom de heliu greu diferă o putere extrem de mare, deoarece este compusă din două protoni și doi neutroni asociați între ele cu forțe nucleare puternice.

Nucleele atomilor de elemente chimice mai grele conțin o cantitate deja inegală de protoni și neutroni în compoziția sa, astfel încât conexiunea lor în nucleu este mai slabă decât în \u200b\u200bnucleele elementelor chimice ușoare. Kernelurile acestor elemente pot fi relativ ușor de curățate în bombardamentul lor cu "cochilii" atomice (neutroni, nuclee ai atomului de heliu etc.).

În ceea ce privește cele mai severe elemente chimice, în special radioactive, miezurile lor diferă atât de scăzute încât se dezintegrează spontan în componente. De exemplu, atomii elementului radioactiv al radiului, constând dintr-un set de 88 de protoni și 138 neutroni, se dezintegrează spontan, transformându-se în atomi de element radioactiv radon. Atomii acestuia din urmă se dezintegrează în componente, transformându-se în atomi de alte elemente.

După ce a văzut pe scurt S. părți componente Atomii nucleari ai elementelor chimice, ia în considerare structura cochililor electronici de atomi. După cum se știe, electronii se pot roti în jurul nucleei atomilor numai în orbite strict definite. În același timp, ele sunt atât de grupate într-o coajă electronică a fiecărui atom, care poate fi distins straturile separate de electroni.

În fiecare strat poate exista numărul de electroni care nu depășesc un număr strict definit. De exemplu, în primul rând, stratul electronic cel mai apropiat de nucleul atomului poate fi maxim de doi electroni, în al doilea - nu mai mult de opt electroni etc.

Acei atomi în care straturile electronice externe sunt complet umplute, au cea mai stabilă cochilie electronică. Aceasta înseamnă că acest atom își păstrează puternic toți electronii și nu trebuie să fie obținut din cantitatea exterioară a acestora. De exemplu, un atom de heliu are doi electroni, umplând în întregime primul strat de electroni, iar atomul de neon are zece electroni, dintre care primele două sunt complet umplute cu primul strat de electroni și restul - al doilea (figura 5 ).

Smochin. 5. Schema structurii atomului de neon

În consecință, atomii de heliu și de neon au cochilii electronice complet stabile, ei nu le caută cumva modifică cantitativ. Astfel de elemente sunt inerte din punct de vedere chimic, adică nu intră în interacțiunea chimică cu alte elemente.

Cu toate acestea, majoritatea elementelor chimice au astfel de atomi în care straturile electronice externe nu sunt umplute în întregime cu electroni. De exemplu, atomul de potasiu are nouăzeci de electroni, dintre care primele trei straturi sunt umplute cu optsprezece ani, iar cel de-al nouăsprezecelea Electron este în stratul electronic complet, nefolosit. Cea mai rapidă umplere a celui de-al patrulea strat electronic de către electroni duce la faptul că miezul atomic este foarte slab care deține cel mai extern - al nouăsprezecelea electron și, prin urmare, acesta din urmă poate fi ușor scos din atom. .

Sau, de exemplu, un atom de oxigen are opt electroni, dintre care două sunt umplute complet cu primul strat, iar cele șase sunt plasate în al doilea strat. Astfel, pentru a finaliza construirea celui de-al doilea strat de electroni în atomul de oxigen, acesta nu are doar doi electroni. Prin urmare, un atom de oxigen nu numai că deține șase electroni în al doilea strat, dar are și capacitatea de a trage cele două electroni care lipsesc pentru a umple cel de-al doilea strat electronic. Aceasta ajunge la un compus chimic cu atomi de astfel de elemente în care electronii externi sunt puțin conectați cu nucleele lor.

Elemente chimice ale căror atomi nu sunt umpluți în întregime cu electroni de straturi de electroni exterioare, de regulă, sunt active chimic, adică, intră de bună voie în interacțiunea chimică.

Astfel, electronii din atomii elementelor chimice sunt situate într-o ordine strict definită și orice schimbare a aranjamentului lor spațială sau a cantității în teaca de electroni a atomului duce la o schimbare a proprietăților fizico-chimice ale acestora din urmă.

Egalitatea numărului de electroni și protoni din sistemul atomului este cauza faptului că taxa electrică totală este zero. Dacă egalitatea numărului de electroni și protoni în sistemul atomului este ruptă, atunci atomul devine un sistem încărcat electric.

Atom, în sistemul căruia, echilibrul diferitelor încărcături electrice este rupt datorită faptului că a pierdut o parte din electronii săi sau, dimpotrivă, a dobândit o cantitate suplimentară de ele, numită ion.

Dimpotrivă, dacă atomul dobândește un număr inutil de electroni, atunci devine un ion negativ. De exemplu, un atom de clor, care a primit un electron suplimentar, se transformă într-un ion negativ cu un singur încărcat de clor SL -. Atomul de oxigen, care a primit doi electroni inutili se transformă într-un ion negativ de oxigen cu două încărcări, etc.

Atomul transformat într-un ion devine în legătură cu mediul extern Sistem încărcat electric. Și asta înseamnă că atomul a început să posede câmp electricÎmpreună cu care constituie un singur sistem material și prin acest câmp efectuează interacțiuni electrice cu alte particule încărcate electric ale substanței, electroni, nuclee atomice încărcate pozitiv etc.

Abilitatea de ioni de variație atrage reciproc unul față de celălalt este motivul pentru care sunt conectați chimic, formând particule mai complexe ale substanței - molecule.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că dimensiunile atomului sunt foarte mari comparativ cu mărimea acelor particule reale din care constau. Miezul celui mai complex atom, împreună cu toți electronii, ocupă o parte miliarde de volumul atomului. Un număr simplu arată că, dacă un contor cubic cubic cubic a fost capabil să se stoarce atât de greu să dispară intransment și spații interatere, ar fi un volum egal cu aproximativ un milimetru cubic.

Atom. Reprezentarea acutenerii atomului. Electroni, protoni, neutroni

Atom - particula elementară a unei substanțe (element chimic), constând dintr-un anumit set de protoni și neutroni (nucleu atom) și electroni.

Kernel-ul atomului constă din protoni (P +) și neutroni (N0). Numărul de protoni N (P +) la fel de nucleu (Z) numărul elementului SIPWORD. În rândul natural al elementelor (și în sistemul periodic de elemente). Suma numărului de neutroni n (n0), care este pur și simplu indicată de litera N și numărul de protoni z este numit un număr de masă și este indicat de litera A. Coaja electronică a atomului constă în deplasarea în jurul kernelului electronilor (E-). Numărul de electroni N (e-) în teaca electronică a atomului neutru este egală numărul de protoni Z în kernelul său.

Ideea modelului cuantic-mecanic modern al atomului. Caracteristicile stării electronilor într-un atom care utilizează un set de numere cuantice, interpretarea lor și valorile valide

Atom - Microworld, în care legile mecanicii cuantice sunt valide.

Procesul de mișcare al mișcării electronului în atomul din jurul nucleului este descris folosind funcția de valuri PSI (ψ), care ar trebui să aibă trei parametri de cuantificare (3 grade de libertate).

Sens fizic - Amplitudinea tridimensională EL. Valuri.

n este numărul principal cuantum, caracterul. Energie. Nivel în atom.

l este o parte (orbital k.ch.) L \u003d 0 ... N-1, caracterizează energia. Subiecți în atomul și forma orbitalului atomic.

m L - magnetic k.ch. Ml \u003d -L ... + L, caracterizează orientarea elementului în p.t.

numărul MS-Spin. Span. pentru că Fiecare electron are mișcări proprii

Secvența de umplere a nivelurilor de energie și a electronilor substratului în atomi multi-electronici. Principiul Pauli. Guvern. Principiul minimului de energie.

Etc. Gunda: Umplerea are loc în mod secvențial, astfel încât suma numerelor de spin (momentul mișcării) a fost maxim.

Principiul Powli: Nu poate exista un e-mail 2x în atom, care are toate cele 4 cuantice. Numerele ar fi la fel

Xn. - Numărul maxim de e-mail. pe energie. ur.

Începând cu a treia perioadă, se observă efectul întârzierii, care este explicat prin principiul celei mai scăzute energie: formarea unei cochilii electronice a atomului apare în așa fel încât e-mailul. Este ocupată de o poziție avantajoasă din punct de vedere energetic atunci când energia de legare cu miezul este maximă și energia proprie de electroni este minimă posibilă.

Etc. Klichevsky.- Cea mai mare energie sunt benefice pentru metrou., În pisică. Suma numerelor cuantice N și L se străduiește pentru min.

Energia ionizării și a energiei unei afinități de electroni. Caracterul schimbărilor lor în perioadele și grupurile sistemului periodic d.I. Imeleeev. Metale și nemetale.

Energia de ionizare atomică- Energia necesară pentru separarea unui electron dintr-un atom nerezolvat se numește prima energie (potențial) a ionizării.

Afinitatea de eroare - Efectul energetic al adăugării unui electron la un atom neutru se numește afinitate pentru un electron (E).

Energia de ionizare crește În perioadele de la metalele alcaline la gaze nobile și scade în grupuri de sus în jos.

Pentru elementele subgrupurilor principale afinitatea electronică crește în perioadele de la stânga la dreapta și scade în grupuri de sus în jos.

Legea periodică și sistemul periodic de elemente D.I. Imedeev. Perioade, grupuri și subgrupuri ale sistemului periodic. Comunicarea sistemului periodic cu structura atomilor. Elemente de familie electronice.

formularea legii periodice acesta este:

"Proprietățile elementelor chimice (adică proprietățile și forma compușilor formați) sunt în dependență periodică de sarcina kernelului atomilor de elemente chimice".

Tabelul periodic al lui Mendeleev este format din 8 grupe și 7 perioade.

Coloanele de masă verticale sunt numite grupuri. Elemente, în interiorul fiecărui grup, au proprietăți chimice și fizice similare. Acest lucru se explică prin faptul că elementele aceluiași grup au configurații electronice similare ale stratului exterior, numărul de electroni pe care este egal cu numărul grupului. În care grupul este împărțit în subgrupuri principale și laterale.

La principalul principal Subgrupurile includ elemente în care electronii de valență sunt localizați pe PIN-urile NS și NP externe. Interior Subgrupurile includ elemente în care electronii de valență sunt localizați pe NS-Pylon exterior și pe paragrafele F-(N-1) D- (sau (N-1)).

Toate elementele din tabelul periodic, în funcție de ce fel de supro(S-, p-, d- sau f-) Există electroni de valență sunt clasificați pe: elemente S (elemente ale grupurilor principale de subgrup I și II), elemente (elemente ale grupurilor principale de subgrupuri III-VII) , Elemente D (elemente subgrupuri laterale), elemente F (lantanoide, actinoides).

Rânduri orizontale de tabele perioade de apel. Elementele în perioade diferă unul în celălalt, dar, în general, au că cei mai recenți electroni sunt situați la un nivel de energie (numărul cuantic principal N este același).

Metoda de legături de valență

Numai orbitele atomice (electroni) sunt implicate în formarea de covalenți a legăturilor chimice (electroni), iar restul sunt localizate în apropierea nucleului atomic.

Dispoziții de bază:

Numai orbitale atomice de valență sunt implicate în formarea lui sv

Kull SV este format din doi electroni cu rotiri anti-paralele

Comunicarea este situată în direcția, în pisica suprapunerii nori electronice este minimă

8. Două mecanisme de legare covalente: acceptor obișnuit și donor.

9. Hibridizarea orbitălor atomice de valență: SP-, SP 2 -, SP 3-hibridizare. Forma geometrică și polaritatea moleculelor. Principalele caracteristici ale legăturilor covalente: lungimea, energia, direcția, saturația, unghiurile de valență.

Hibridizare - Aceasta este alinierea energetică a orbitelor atomice de valență, însoțită de alinierea formelor lui El. Nori

Orbitenele atomice hibride au forma celor opt din cele opt din avion, în spațiu tridimensional - o dumbbell scurtată, numită Q -a.O.

Polaritatea moleculelor este determinată de compoziția și forma geometrică.

Non-polar (p \u003d 0) va fi:

a) molecule de substanțe simple, deoarece conțin doar obligațiuni covalente non-polare;

b) molecule polomote de substanțe complexe, dacă forma lor geometrică este simetrică.

Polar (P\u003e O) va fi:

a) molecule ductomice de substanțe complexe, deoarece conțin doar legături polare;

b) Molecule complexe complexe complexe, dacă structura lor este asimetrică, adică forma lor geometrică este fie neterminată, fie distorsionată, ceea ce duce la apariția unui dipol electric total, de exemplu, în moleculele NH3, H20, HNO3 și HCN.

ENERGY KOV.SV | EX.S. (KJ / MOL) -On-in energia alocată în apariția STS chimică în volumul 1 elemente de rugăciune

Lungimea Sf. - este definită ca conectarea directă a nucleelor \u200b\u200bde atomi de elemente chimice

Satitatea SV-ului chimic - fiecare valență a.O. Atomul poate forma o singură legătură chimică. Numai 1 se suprapun cu A.O. Alți atomi

Alimente - determină structura moleculară a substanțelor și geometrică. Forma moleculelor lor. Colțurile între 2 conexiuni sunt numite valență.

Polaritate - cauzate de distribuția inegală a densității electronice datorată diferiților atomi electronegativi din molecula formată de atomii de același electron (O2, CL2 ...) cu e-mailul total. Norul este distribuit simetric față de nucleele atomilor, deoarece Diferența de electricitate \u003d 0. Se numesc astfel de conexiuni chimice polar.

În moleculele HF HF, Norul Emal total este deplasat spre kernelul de particule cu o valoare mai mare de exemplu. Astfel de conexiuni sunt numite notolar

Reacții diferite în efectul termic - Endo și Exotermă. Conversia energiei în reacții chimice. Prima lege a termodinamicii. Funcții de stare: energia internă, entalpia, entropia, energia Gibbs.

Reacție exotermă - Reacția chimică însoțită de eliberarea de căldură.

Reacția endotermală - reacția chimică la care are loc absorbția de căldură.

Selectarea sau absorbția energiei are loc sub formă de căldură. Acest lucru vă permite să judecați prezența în substanțele unei anumite cantități de energie ( energia de reacție internă).

În cazul reacțiilor chimice, se numește o parte a energiei conținute în substanțe, se numește efectul de reacție termică. Pentru care puteți judeca modificarea cantității de energie internă a substanței.

În timpul reacțiilor chimice, transformarea energetică a energiei interne a substanțelor în termice, radiante, electrice și mecanice și invers.

Schimbarea energiei interne a sistemului la trecerea acestuia de la o stare la alta egală cu cantitatea de funcționare a forțelor externe și cantitatea de căldură transmisă de sistem:

În cazul în care ΔU este o schimbare a energiei interne, A este lucrarea forțelor externe, Q este cantitatea de căldură transmisă de sistem.

De la (ΔU \u003d a + q) Legea conservării energiei interne ar trebui urmată. Dacă sistemul este izolat de influențele externe, apoi A \u003d 0 și Q \u003d 0, și, în consecință, ΔU \u003d 0.

Cu orice procedee care apar într-un sistem izolat, energia sa internă rămâne constantă.

Dacă lucrarea este efectuată și nu forțele externe, ecuația (ΔU \u003d A + Q) este scrisă în formularul:

unde a "- lucrarea efectuată de sistem (a" \u003d -a).

Cantitatea de căldură transmisă de sistem este de a-și schimba energia internă și de a efectua sistemul de lucru pe corpurile externe.

Funcția de stare Această caracteristică variabilă a sistemului se numește, care nu depinde de preistoria sistemului și de schimbarea în care, atunci când comutați sistemul de la o stare la alta, nu depinde de modul în care a fost produsă această schimbare.

Energie interna caracterizează stocul global al sistemului (toate tipurile de sisteme energetice)

Entropia - Există o măsură a sistemului de neuitat. ENTPROPIA este introdusă ca o funcție a unei stări, schimbarea în care este determinată de raportul dintre cantitatea de căldură, obținută sau dată de sistem la T - T.

Entalpia formării unei substanțe complexe din substanțe simple este efectul termic al reacției acestei substanțe din substanțe simple în stările standard, menționate la 1 rugăciune a substanței rezultate

Gibbs Energy- Aceasta este o valoare care indică modificarea energiei în timpul reacției chimice.

Conceptele de bază ale cineticii chimice. Rata de reacție chimică. Factorii care afectează rata de reacție în procese omogene și eterogene.

Kinetica chimică – Citirea vitezei reacției chimice și a dependenței sale de diferiți factori, precum și mecanismul de reacție chimică curgătoare.

Viteza chimică Reacțiiapelați numărul de acte elementare de reacție care apar pe unitate de timp.

Viteza reacției chimice depinde de:

1) concentrația de substanțe de reacție;

2) temperatura;

3) prezența catalizatoarelor;

4) natura substanțelor reactive;

5) gradul de măcinare a solidului;

6) Amestecarea, dacă substanțele se află într-o stare dizolvată.

V este \u003d.

Viteza medie a fiecărei reacții este determinată de modificarea concentrației molare a reactivului în timp. (mol / (litru * c))

21. Efectul concentrației asupra ratei de reacție chimică. Legea maselor existente.

Legea maselor existente arată dependența vitezei lui. ajunge. Din concentrația de reacție. In-c.

Viteza chimică. reacţiona. Direct proporțional cu producția. Conc. Reacționarea in-in, luată în gradele coeficienților lor stoichiometrici.

Pentru reacțiile de gaz, puteți utiliza presiune parțială.
Legea este doar pentru Omogen Sisteme. Dacă sistemul este eterogen, atunci în curând. Ajunge. Depinde de referința secțiunii (grad de presiune) a fazei solide.

Când crește temperatura, marginea energiei interne a moleculelor este în creștere. Numărul lor în creștere devine activ. Ca urmare, proporția de coliziuni eficiente între molecule pe unitate de timp crește, ceea ce înseamnă rata de reacție chimică.

Cu o creștere a temperaturii de concentrație a substanțelor sursă din amestecul de reacție, practic nu se schimbă. Aceasta înseamnă că o creștere a ratei de reacție în conformitate cu principala ecuație cinetică trebuie asociată cu o creștere a constantei sale de viteză.

Oamenii de știință olandeză Vant-Hoff se confruntă cu faptul că pentru reacții chimice (având un tip normal de dependență de viteză de temperatură) cu o creștere a temperaturii pentru fiecare 10 grade, valoarea constantă a vitezei crește cu 2-4 ori. Mai mult, pentru fiecare reacție chimică, acest număr este constant și poate fi luat din intervalul specificat ca valori întregi (2, 3, 4) și fracționate. Se determină experimental, se numește coeficientul de temperatură al ratei de reacție chimică sau coeficientul de vânătoare și este indicat de litera greacă γ:

γ =

unde k t este constanta ratei de reacție chimică la o temperatură egală cu T; K T + 10 - o viteză de reacție chimică constantă la o temperatură, ridicată, comparativ cu cea inițială, cu 10 grade.

Energia activării reacției chimice (EA) în sensul fizic poate fi determinată ca exces de energie, comparativ cu energia medie a moleculelor inactive ale materiilor prime din sistemul de reacție la o temperatură dată, pe care trebuie să o indice că coliziunile dintre ele au condus la o reacție chimică.

Alimentarea minimă de energie la care moleculele trebuie să aibă pentru intrare într-una sau altă reacție poate fi considerată ca un fel de barieră energetică a acestei reacții.

Mai mult decât atât, mai mare, numărul mai mic de molecule o poate depăși. Cunoașterea numărului total de molecule din sistem și cantitatea de energie a activării pentru această reacție, numărul de astfel de molecule active poate fi calculat de legea lui Maxwell-Boltzmann

În cazul în care N A este numărul de molecule active, N O este numărul total de molecule.

Tipuri de hidroliză a sărurilor

Interacțiunea chimică a ionilor de sare cu ioni de apă, care duce la formarea unui electrolit slab și însoțit de o schimbare a pH-ului soluției, se numește hidroliza sărurilor.

Orice sare poate fi reprezentată ca produs al interacțiunii acidului și a bazei. Tipul de hidroliză de sare depinde de natura bazei și de acid care formează sarea. Sunt posibile 3 tipuri de săruri de hidroliză.

Hidroliza pe anion Ea se întâmplă dacă sarea este formată din cationul unei baze puternice și anion de acid slab. De exemplu, sarea CH3Coona este formată dintr-o bază puternică de NaOH și un CH3coon slab cu axă cu o singură axă. Hidroliza este expusă ionului electrolitului slab CH3SOO-.

Hidroliza în cation Se întâmplă dacă sarea este formată dintr-o cation a unei baze slabe și un anion de acid puternic. De exemplu, sarea cuSO4 este formată dintr-o bază slabă cu două cilindri cu (OH) 2 și un puternic acid H2S04. Hidrizimea trece prin CI2 + și curge în două etape pentru a forma sarea principală ca produs intermediar.

Hidroliza în cation și anion Se întâmplă dacă sarea este formată dintr-o cation a unei baze slabe și un anion de acid slab. De exemplu, sarea CH3COONH4 este formată dintr-o bază slabă de NH4OH și un acid slab CH3CO. Hidroliza merge de-a lungul NH4 + Cation și Anion Ch3coo-.

Cuantificarea hidrolizei poate fi caracterizată folosind constantele hidroliza (K) și gradul de hidroliză (H).

Constanta hidroliza (K g)- Acesta este raportul dintre lucrarea ionică a apei (k W. ) La constanta de disociere a unei baze slabe sau a unui acid slab care formează această sare.

Private de la împărțirea unei dimensiuni constante la altul există, de asemenea, o valoare permanentă. prin urmare K. G este o valoare permanentă care caracterizează capacitatea de sare la hidrololizare. Valoare K. R depinde de natura sarei, a temperaturii și a temperaturii nu depinde Din concentrația soluției.

1. Pentru sărurile de sare NH 4C:

Acidul mai slab, cu atât mai supus hidrolizei sarei formate din acest acid.

3. Pentru sărurile de sare NH 4 CN:

De aceea, prin urmare,. Astfel, în prima etapă, hidroliza sărurilor curge întotdeauna într-o măsură mai mare.

Gradul de hidroliză (H)- Raportul dintre cantitatea de sare hidrolizată la total Sărurile dizolvate, exprimate, de obicei, ca procent.

Dacă, de exemplu, 2 moli de sare au fost dizolvate în apă și 0,01 mol a fost supus hidrolizei, .

Gradul de hidroliză depinde de mulți factori:

1. În primul rând, depinde de natura chimică componente ale acestei sări de ioni. Astfel, în soluții CH3 Coona și NaCN cu concentrații molare de 0,1 mol / l la 25 ° C, gradul de hidroliză a sărurilor este diferit:

h (CH3 Coona) \u003d 0,01%, A H (NaCN) \u003d 1,5%.

Acest lucru se explică prin diferite tipuri de acizi care alcătuiesc sarea:

În acest fel:

Acidul mai slab (baza) care formează sarea, cu atât este mai mare gradul de hidroliză.

2. Gradul de hidroliză se schimbă puternic cu o modificare a temperaturii soluției de sare. Într-adevăr, procesul de hidroliză este endotermic, deci:

Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare gradul de hidroliză.

3. Gradul de hidroliză depinde de concentrația soluției:

Cu cât este mai mică concentrația de soluție de sare, cu atât este mai mare gradul de hidroliză.

Gradul de hidroliză poate fi exprimat prin constanta de hidroliză:

1. Pentru sărurile de sare NH 4C:

3. Pentru sărurile de sare NH 4 CN:

(7)

Astfel, gradul de hidroliză a sărurilor formate din acid slab și o bază slabă este practic independentă de concentrația de soluție de sare.

34. Potențialul electrodului. Apariția saltului în potențialul frontierei interfaciale. Conceptul sistemului electrod și reacția electrodului.

Potențial de electrod Valoare relativă. Se măsoară în raport cu referința, electrodul de hidrogen este adoptat pentru standard

Potențial de curse

Când reacția electrochimică curge pe suprafața electrozilor 1, se formează o încărcare pozitivă sau negativă față de stratul adiacent al soluției, numit rake potențial. Această cursă la măsură este dificilă, deci este introdusă conceptul de potențial de electrod

35. Sisteme de electrozi, clasificarea acestora. Particulele de determinare a oxului și roșu în sistemele de electrod de diferite tipuri.

1 fel Se compune dintr-un electrod metalic - conductorul a coborât într-o soluție apoasă de electroliți, care are, de asemenea, cationle acestui metal. (Metalul este coborât într-o soluție de sare). Electrod Explorer - roșu și cationia ei - Ox

2 fel Se compune dintr-un electrod de conductor metalic acoperit cu un compus solubil cu scăzut având aceleași anioni din acest metal și este omisă la soluția de electroliți care conține anioni uniformi solubili. În electrozii de tip al doilea, forma oxidată este un compus solubil în scăzut (MA), un atom redus al unui metal (M) și un anion al unei soluții (AZ-).

Electrode nemetalice

Electrozii nemetali - Sisteme care constau dintr-un conductor de electrod care nu participă la reacția electrodului, dar sunt furnizori de electroni pentru reacția electrodului. Dacă în electrodul nemetalic Ox și particulele roșii sunt ioni, atunci acești electroni sunt chemați redox. . Dacă unul dintre particulele determinante potențial, atunci se numesc astfel de electrozi gaz.

Conceptul de potențial de electrod standard de echilibru. Tabelul potențialului de electrod standard. Seria electrochimică de tensiune a metalelor și utilizarea acestuia pentru a evalua activitatea electrochimică a metalelor.

36. a) electrod standard de hidrogen. Electrod de oxigen.

Pentru condiții standard, adică Atunci când activitatea ionilor de hidrogen și a presiunii parțiale a hidrogenului sunt egale cu 1, iar temperatura de 250 s, conform acordului universal, se presupune că potențialul standard al electrodului de hidrogen este zero. Electrodul de hidrogen se numește o comparație a electrodului.

Ecuația Nernsta pentru electrodul de hidrogen: φ H + / H 2 \u003d -0,059 * pH

Pentru oxigen φOH - / O 2 \u003d 1.23-0.059PH

Cu cât mai multe potențiale de reducere standard, cu atât mai ușor pot fi restabilite, cu alte cuvinte, sunt chiar mai puternici oxidanți. Dimpotrivă: potențial negativ scăzut înseamnă că această formă este un agent reducător puternic.

Oxidativ

Pasivare

În starea compactă de pe suprafața metalului, se formează un strat - filme din faza de oxid, care poate fi protejată împotriva coroziunii ulterioare. Acest fenomen se numește auto-difuzoare.
Condiția continuității filmului este determinată de regula de picături și de cuiburi

Se formează o peliculă suficient de durabilă pe suprafața metalică.

Se formează un film liber

Film cracked care nu protejează împotriva coroziunii

42. Interacțiunea chimică a metalelor cu soluții alcalise.

Altele sunt capabile să interacționeze numai cu acele metale, oxizi și hidroxizi care au proprietăți amfoterice și acide. Acestea sunt metale: Be, Zn, Al, Ti, Ta, Cr, Mo, W, Mn, V, NB
Metalele în care oxizii și hidroxizii au doar proprietăți de bază la alcalii stabile chimic (metale alcaline și alcaline)

Alcalii în soluții și se topește numai rolul mediului și agent de oxidare în raport cu metalele în soluțiile alcalene este H20, oxidant în topitură

43. Interacțiunea chimică a apei cu apă.

În funcție de activitatea metalului, se formează reacția în condiții diferite și se formează diferite produse.

1). Interacțiunea cu cele mai active metale în picioare în sistemul periodic din I și cu mine și grupuri (metale alcaline și alcaline pământești) și aluminiu . Într-o serie de activități, aceste metale sunt situate în aluminiu (inclusiv)

Reacția se desfășoară în condiții normale, în timp ce se formează alcalii și hidrogen.

Metale active -li, na, k, rb, cs, fr, ca, sr, ba, rad al - reaction

Procese catodice

Deoarece cțiunile și moleculele de apă iau electroni din catod pe un catod inert într-o soluție neutră, în primul rând, acele particule care au cea mai mare capacitate oxidativă (cu atât este restabilit potențialul subiectelor capacității de ox.

Procese anodice

Deoarece anionii și moleculele de apă oferă un anoma electronilor, apoi în soluția neutră, ei oxidează mai întâi acele particule care au o capacitate mai mare de reducere (cu cel mai mic potențial electrod) φ O 2 / H20 \u003d 1.23-0.059 *

45. Procesele de oxidare anodică și recuperarea catodică. Electroliză cu un anod inert și solubil.

Procesul catodic.

Deoarece moleculele de cation și de apă iau electrozii din catod, în catodul inert în soluția neutră sunt restabilite în primul rând de acele particule că cea mai mare capacitate oxidativă (cu atât mai mult potențial, cu atât este mai mare metoda oxidată)

ur.nesnstst - φH20 / H2 \u003d -0,059PH.

După ce apa nu se descăaptă (<-0.41)

Proces de anod.

Deoarece anionii și H20 oferă un anoma electronilor, atunci în soluția neutră, acele particule care au mai mari Rees sunt oxidate. Capacitate (cu cel mai mic potențial).

Pentru H2O în conformitate cu ur NERNST φOH / H20 \u003d 1.23-0.059PH

Anionii care conțin oxigen complicat nu pot fi oxidați pe un anod din soluții apoase. Dacă ioni mei și nu în statele lor nu au max.

SLA - S + 6O4 până la S2O8

Metalele nu pot participa la procesul de recuperare la catod.

46. \u200b\u200bCalculări ale substanțelor masive - produse de electroliză în conformitate cu legea faptului Faraday. Producția de curent al produselor de electroliză.

m \u003d ait / nf

A - lot atomic elll

I - valoarea curentă

T-TIME.

F - Post. Faraday

N - Valtilitate

E - Chemical Eq \u003d A / N (m \u003d er \u003d f) în ceas - EIT / 26.8

Prima lege de electroliză Faraday: Masa substanței depuse pe electrodul cu electroliză este direct proporțională cu numărul de energie electrică transmisă acestui electrod. Sub numărul de energie electrică, există o încărcare electrică măsurată, de regulă, în coulons.

Doua a doua lege de electroliză a lui Faraday: Pentru o anumită cantitate de energie electrică (încărcare electrică), masa elementului chimic depus pe electrod este direct proporțională cu greutatea echivalentă a elementului. Masa echivalentă a substanței este masa molară, împărțită de un număr întreg, în funcție de reacția chimică în care este implicată substanța.

Ieșire substanța B \u003d MFAK / Mter * 100%

MFAKT - Masa reală a lucrurilor pe anod și catod

Materialul calculat prin formule

47. Analiza chimică. Analiza calitativă a substanțelor anorganice. Reacții caracteristice și specifice. Clasificarea analitică a cationilor și a anionilor.

Analiza chimica - determinarea compoziției chimice și a structurii substanțelor; Include analiza de înaltă calitate și cantitativă.

Sarcina de analiză de înaltă calitate Este clarificarea compoziției calitative a obiectului analizat.

Sarcina analizei cantitativeacesta determină conținutul exact al elementelor individuale sau conexiunile acestora în obiectul analizat.

Diferitele metode de cercetare utilizate în analizele de înaltă calitate și cantitative pot fi împărțite în trei grupe principale de metode:

Chemical, în care se utilizează reacții chimice, rezultatul căruia se determină vizual;

Fizic, bazat pe măsurarea oricăror caracteristici fizice ale substanței care este funcția compoziției sale chimice;

Fizico-chimice bazate pe observarea schimbării proprietăților fizice ale substanțelor (densitate optică, conductivitate electrică, conductivitate termică etc.), care apar ca urmare a unei reacții chimice.

48. Metodele de analiză cantitativă sunt gravimetrice și titrimerice (volum).

Titrare- acesta este un procedeu în care o soluție de reactiv (RV) este lentă, o soluție de reactiv (RV) a unei concentrații precise cunoscute în cantitatea echivalentă cu conținutul componentei determinate (OV) este peste soluție la soluția.

Analiza gravimetrică (Greutate) - o metodă de analiză chimică cantitativă, bazată pe măsurarea corectă a masei substanței determinate sau a părților sale componente, izolată într-o stare chimică pură sau sub formă de compușii corespunzători (compoziția permanentă exact cunoscută).

Metoda de analiză a titrimetrică (volum) se numește metoda de analiză chimică cantitativă, pe baza măsurării exacte a volumului reactivului (R.V.), necesitând completarea reacției cu datele substanței determinate (O.V.).

Analiza gravimetrică se bazează pe legea păstrării masei de substanțe în transformările chimice. Aceasta este cea mai exactă a metodelor de analiză chimică. Caracteristicile sale metrologice: limita de detecție - 0,10% sau 10-3 mol / DM3; Precizie - 0,2%.

Metoda de analiză tirimetrică are o limită de detecție este aceeași ca în gravimetrie - 0,10% sau 10-3 mol / DM3; Dar exact inferior pentru ea - 0,5%. A fi mai precisă, analiza gravimetrică are un dezavantaj semnificativ în comparație cu Tipimentric: necesită cheltuieli de timp ridicat pentru analizarea analizei.

49. Metoda de titrare a acidului-principal . Calcule privind legea echivalentă. Tehnica de titare. Măsurarea mâncărurilor în metoda titrimetrică

Acid-bază de bază - metode titrimetrice pentru determinarea concentrațiilor de acid sau baze pe baza reacției de neutralizare:

N + + it - \u003d n 2 o

Titrarea soluției alcaline este numită alcalimetrie, și titrarea cu o soluție de acid - asdimetrie. Cu o determinare cantitativă a acizilor (alcalimetrie) - soluția de lucru este o soluție de NaOH sau Con, cu o definiție cantitativă a alcalinei (acidimetria) cu o soluție de acid puternic (de obicei NSL sau H2SO4). Substanțe determinate: acizi severi și slabi; motive puternice și slabe; Sărurile supuse hidrolizei.

Tipuri de titrare de bază acidă:

Titrare acizi severă cu o bază puternică sau viceversa;

Titrarea acidului slab este o bază puternică;

Titrarea unei baze slabe cu acid puternic.

Indicatori Titrarea acidă-primară este acizi organici slabi și baze care au forme moleculare și ionice diferă în culori. În procesul de disociere, aceste două forme sunt în echilibru. Schimbarea pH-ului în titrarea principală acidă încalcă echilibrul procesului de disociere a indicatorului, ceea ce determină acumularea într-o soluție a uneia dintre formele indicatorului, care poate fi observată vizual.

Legea echivalentă este formulată ca: cantitățile echivalente ale tuturor substanțelor implicate în reacție sunt aceleași. Pentru reacția chimică ireversibilă

nAA + NV + ... \u003d NSC + NDD + ...

În conformitate cu legea echivalenților, egalitatea va fi întotdeauna adevărată:

peqa \u003d PEQB \u003d ... \u003d PEQC \u003d PEQD \u003d ...

Titrația este produsă folosind un Buretum umplut cu un titrant la zero. Titing, pornind de la alte mărci, nu este recomandat, deoarece scara de burete poate fi inegală. Umplerea biuretelor cu o soluție de lucru sunt produse printr-o pâlnie sau utilizând dispozitive speciale dacă Bureta este semi-automată. Punctul de titrare finală (punctul de echivalență) este determinat prin indicatori sau metode fizico-chimice (prin conductivitate electrică, iluminat, potențialul electrodului indicator etc.). Prin numărul de soluții de lucru care au venit la titrare, calculează rezultatele analizei.

Când sunt îndeplinite definițiile tirimetrice, măsurarea soluțiilor standard sau analizate se efectuează cu ajutorul unor feluri de mâncare exacte de măsurare:

flacon volumetric;

50. Metoda de analiză titrimetrică. Clasificarea metodelor de analiză titrimetrică. Indicatori într-o metodă de analiză a grupelor.

Analiza tutimetrică - metoda de analiză chimică cantitativă, care se bazează pe măsurarea volumului exact al soluției cu o concentrație precisă (tirantă), petrecută pe interacțiunea cu substanța determinată.

Clasificarea prin metoda de titrare. Trei metode sunt de obicei izolate: titrarea directă, inversă și substituentă.

Titrare directă -această titrare a soluției substanței determinate A Direct cu o soluție de Tttrant V. Este utilizat în cazul în care reacția dintre fluxul A și B este rapid. Conținutul componentei A cu titrarea directă a TNTRANT B este calculată pe baza egalității n \u003d n.

Titrarea inversăeste de adăugat la substanța determinată mai mult decât cantitatea exact cunoscută de soluție standard în și după finalizarea reacției dintre ele, titrarea cantității rămase a substanței în soluția de titrant în ". Această metodă este utilizată în Cazuri în care reacția dintre A și B nu este suficientă sau nu. Un indicator adecvat pentru fixarea punctului de echivalență al acestei reacții.

Numărul de moli de echivalentul substanței determinate A, cu titrarea opusă, este întotdeauna egală cu diferența dintre cantitatea de moli de echivalentul substanțelor în și în ":

n \u003d p - n

Titrarea indirectă Este titrarea titrarii într-o substanță nedeterminată A și cantitatea echivalentă a substituentului A "rezultată dintr-o reacție pre-efectuată între substanța determinată A și orice reactiv.

Titrarea substituentului este de obicei utilizată în cazurile în care este imposibil să se efectueze titrare directă.

Numărul de moli echivalente din substanța determinată în titrarea substituentului este întotdeauna egal cu numărul de moli, echivalentul de titrant:

n \u003d n \u003d n

Indicatori - substanțe care permit să se stabilească un punct final de titrare (momentul unei schimbări ascuțite în culoarea soluției titratabile). Cel mai adesea, indicatorul este adăugat la întreaga soluție titratabilă (indicator intern). Când lucrați cu indicatori externi, luați periodic o picătură de soluție titrată și amestecată cu o picătură de soluție a indicatorului sau plasată pe hârtie de indicator (ceea ce duce la

§unu. Faceți cunoștință cu electron, proton, neutron

Atomii sunt cele mai mici particule de materie.
Dacă creșteți la dimensiunea globului, un măr de dimensiuni medii, atunci atomii vor deveni mărimea numai cu un măr. În ciuda unor astfel de dimensiuni mici, atomul constă în particule fizice și mai mici.
Cu structura atomului, trebuie să fiți deja familiarizați de cursurile școlare ale fizicii. Și totuși, vom reaminti că compoziția atomului are nuclee și electroni care se rotesc în jurul nucleului atât de repede, care devin indistinguizabili - formează un "nor electronic" sau o teacă de electroni a unui atom.

Electronii Este obișnuit să fii adevărat: e. − . Electronii e. - Foarte ușoară, aproape fără greutate, dar au negativ incarcare electrica. Este egal cu -1. Curentul electric, pe care îl folosim cu toții este fluxul de electroni care rulează în fire.

Atom de sunet.În care aproape toată masa sa este concentrată, constă din particule de două soiuri - neutroni și protoni.

Neutron Denota: n. 0 , dar protoni Asa de: p. + .
Din greutatea neutronilor și protonilor sunt aproape același - 1,675 · 10-24 g și 1,673 · 10 -24.
Adevărat, masa unor astfel de particule mici în grame este foarte incomod, deci este exprimată în unități de carbonFiecare dintre acestea fiind egală cu 1.673 · 10 -24.
Pentru fiecare particulă greutate atomică relativăegală cu privat de la împărțirea masei atomului (în grame) pe masa unității de carbon. Protonul relativ de masă atomică și neutronul sunt egali cu 1, dar sarcina din protoni este pozitivă și egală cu +1, în timp ce Neutron nu are nicio taxă.

. Ghicitori despre atom

Atomul poate fi colectat "în minte" din particule, cum ar fi o jucărie sau o mașină din detaliile designerului pentru copii. Este necesar doar să urmărim două condiții importante.

• Prima condiție: Fiecare tip de atomi corespunde lui set propriu. "Detalii" - particule elementare. De exemplu, într-un atom de hidrogen, este cu siguranță un kernel cu o încărcătură pozitivă, înseamnă că trebuie să fie cu siguranță un proton (și nu mai).
  În atomul de hidrogen poate fi neutroni. Despre acest lucru - în paragraful următor.
  Atomul de oxigen (numărul de secvență în sistemul periodic este de 8) va avea un kernel încărcat opt Taxe pozitive (+8), înseamnă opt protoni acolo. Deoarece masa atomului de oxigen este egală cu 16 unități relative pentru a obține miezul de oxigen, adăugați mai mulți neutroni.
• A doua condiție Este că fiecare atom este electrolici. Pentru a face acest lucru, ar trebui să fie electroni atât de mult pentru a echilibra taxa de nucleu. Cu alte cuvinte, numărul de electroni din atom este egal cu numărul de protoni În centrul său, de asemenea numărul de secvență al acestui element în sistemul periodic.