Потенциал ионизации, радиус атома, сродство к электрону.
Ионизация – это удаление электрона из свободного атома или молекулы в газе. (Только неупругие столкновения приводят к ионизации). Энергия, которая должна быть сообщена электрону для его ионизации, называют потенциалом ионизации.
Потенциал ионизации. – это энергия, затраченная в вакууме на удаление электрона из атома на бесконечно большое расстояние. Ме = Меn+ + е + I . (+) соответствует затрате энергии извне – система энергию получает.
Измеряется в электрон-вольтах или кДж. 1 эВ = 1.6 10-19Дж.
Например: IСа= 6,11 эВ. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче электрон оторвать от атома. Легче всего удалить первый электрон, затем второй и т.д., поэтому I1 < I2 < I3. Фактически, П.И. – это мера степени металлических свойств элемента. Чем меньше П.И., тем сильнее выражены металлические свойства атома.
В группе придвижении сверху вниз (с увеличением порядкового номера) наблюдается уменьшение П.И., что связано с увеличением атомных радиусов, большим расстоянием до ядра и. соответственно, меньшим притяжением к ядру. В периоде с увеличением порядкового номера – в основном, постепенное увеличение П.И., связанное с ростом заряда ядра и, соответственно с большим притяжением электронов к ядру. Однако есть исключения, связанные с особенностями электронной структуры атомов.
Радиусом атома- называется расстояние между атомным ядром и самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома.
Значения атомных радиусов элементов находятся в периодической зависимости от атомного номера элемента. В периоде при движении слева направо наблюдается уменьшение атомных радиусов, т.к. увеличивается притяжение электронов к ядру, несмотря на силы отталкивания между электронами, количество которых увеличивается. При движении в группах сверху вниз имеет место увеличение атомных радиусов из-за увеличения числа электронных слоев атома. Радиусы катионов меньше, а радиусы анионов больше, чем радиусы атомов.
СРОДСТВО к ЭЛЕКТРОНУ (Е).
Сродство к электрону – энергия, которая выделяется в результате присоединения электрона к атому: Э + е = Эn+ -
Наибольшим сродством к электрону обладают р-элементы VII группы, т.к. они приобретают конфигурацию s2р6 – инертных газов.
Наименьшим и даже отрицательным – атомы с конфигурацией s2р6 (инертные газы), т.е. они фактически отталкивают электрон от атома. Водород может не только терять электрон, но и приобретать. Но сродства к электрону водорода в 20 раз меньше, чем потенциал ионизации. Поэтому, в основном атом водорода образует положительно заряженные ионы Н+, а не Н-.
Катализ.
Катализ — процесс, заключающийся в изменении скорости химических реакций в присутствии веществ, называемых катализаторами. Каталитические реакции — реакции, протекающие в присутствии катализаторов.
Катализомназывается изменение скорости химической реакции под действием веществ, химический состав и количество которых в результате реакции остаются неизменными. Эти вещества получили название катализаторов.
Скорость химической реакции в присутствии катализаторов может увеличиваться или уменьшаться. В первом случае говорят о положительном, во втором — об отрицательном катализе. Отрицательный катализ часто называют ингибированием, а вещества, вызвавшие его, — ингибиторами.
Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу. При гетерогенном катализе катализатор находится в системе в виде самостоятельной фазы, отделенной от других частей системы поверхностью раздела.
Пример гомогенного катализа: разложение растворенного в воде пероксида водорода присутствии находящихся в том же растворе иодид-ионов. Здесь реагирующие вещества и катализатор образуют однородную систему без границы раздела.
H2O2 + I- → IO- + H2O
H2O2 + IO- → H2O + O2 ↑ +I-
2H2O2 + I- → 2 H2O + I- +O2↑
Катализ широко используется в химической промышленности и в смежных с ней отраслях, так как это способствует резкому повышению производительности технологических процессов.
Иногда оказывается желательным замедлить химические реакции, и тогда в системы вводят ингибиторы. Например, с помощью специально подобранных ингибиторов замедляют окислительные процессы в смазочных маслах, пищевых жирах, дизельном топливе, полимеризацию и старение полимеров.
3. Что будет при смешивании сульфида алюминия с ацетатом калия(натрия? кальция?)
При смешивании растворов сульфата алюминияAl2S3 и сульфида калияCH3COOK выпадает осадок белого цвета - гидроксид алюминия. Укажите причину этого явления и составьте молекулярные и сокращенно-ионные уравнения сокращенных процессов.
Гидролиз образовавшегося Al2S3
Аl2S3 + 6HOH =>2Аl(ОН) 3 + 3Н2S
2Al3+ + 3S2- + 6H+ + 6OH- =>2Аl(ОН) 3 + 6Н+ + S2-
рН =7
Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + H2S↑
Гидролиз ацетата калия - CH3COOK
CH3COOK – соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому гидролиз протекает по аниону.
Молекулярное уравнение:
CH3COOK + HOH ⇄ CH3COOH + KOH
Полное ионное уравнение:
CH3COO- + K+ + HOH ⇄ CH3COOH + K+ + OH-
Краткое ионное уравнение:
CH3COO- + HOH ⇄ CH3COOH + OH-
Т.к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), то раствор имеет щелочную среду (pH > 7
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Энтальпия
Энтальпия — это термодинамическое свойство вещества, которое указывает уровень энергии, сохраненной в его молекулярной структуре. Это значит, что, хотя вещество может обладать энергией на основании температуры и давления, не всю ее можно преобразовать в теплоту. Часть внутренней энергии всегда остается в веществе и поддерживает его молекулярную структуру. Часть кинетической энергии вещества недоступна, когда его температура приближается к температуре окружающей среды. Следовательно, энтальпия — это количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении. Единицы энтальпии — британская тепловая единица или джоуль для энергии и Btu/lbm или Дж/кг для удельной энергии.