Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

А́том— частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомное ядро́— центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Состоит из нуклонов – протонов(+) и нейтронов (0). Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами (наоборот – изотонами).Прото́н — элементарная частица, электрический заряд равен +1.Масса протона ~1 а.е.м. Ядро атома водорода состоит из одного протона.Нейтро́н —элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Масса = 1 а.е.м.Электро́н— отрицательно заряженная элементарная частица. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все химические свойствавеществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, какэлектрический ток в проводниках и вакууме.Заряд равен −1,602176565(35)·10⁻¹⁹ Кл. Масса электрона равна 9,10938291(40)·10⁻²⁸ г.Химическийэлемент— совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числомпротонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе Менделеева. Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества. Порядковый номер элемента в ней равен заряду ядра, который, в свою очередь, численно равен числу содержащихся в ядре протонов. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре равномассовому числу А. Количество протонов равно количеству электронов.Изото́пы— разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Пример изотопов: ¹⁶₈O (заряд ядра = 8, атомная масса = 16), ¹⁷₈O, ¹⁸₈O — три стабильных изотопа кислорода.

Периодический закон Д.И.Менделеева. Структура периодической системы: периоды, группы, подгруппы. Особенности электронного строения атомов главных и побочных подгрупп.

В настоящее время Периодический закон Д. И. Менделеева имеет следующую формулировку: «свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов».Период — строка периодической системы химических элементов, последовательность атомов по возрастанию заряда ядра и заполнению электронами внешней электронной оболочки. Каждый период (за исключением первого) начинается типичным металлом (Li, Nа, К, Rb, Cs, Fr) и заканчивается благородным газом (Не, Ne, Ar, Kr, Хе, Rn), которому предшествует типичный неметалл.Группа — последовательность атомов по возрастанию заряда ядра, обладающих однотипным электронным строением.Номер группы определяется количеством электронов на внешней оболочке атома (валентных электронов) и, как правило, соответствует высшей валентности атома. В короткопериодном варианте периодической системы группы подразделяются на подгруппы— главные (или подгруппы A), начинающиеся с элементов первого и второго периодов, и побочные (подгруппы В), содержащие d-элементы. Элементы одной подгруппы обладают сходными химическими свойствами.У атомов элементов главных подгрупп заполняются электронами последние уровни, а у побочных - предпоследние. Число электронов на последнем уровне у элементов главных подгрупп совпадает с номером их группы, у элементов побочных подгрупп – нет.

Изменение свойств элементов в периодической системе

см. п. 4

О связи элементов ПС элементов со строением атома смотри начало 4 билета

Ионные реакции.

Ионные реакции — реакции между ионами в растворе. Например, реакциюAgNO₃ + NaCl = NaNO₃ + AgClможно представить в ионном виде (реакция расписывается на ионы, не расписываются осадки, газы, вода, слабые кислоты и основания, а также малорастворимые и нерастворимые соединения) например AgCl нерастворим в воде и на ионы не расписывается:Ag⁺ + NO₃⁻ + Na⁺ + Cl⁻ = AgCl + Na⁺ + NO₃⁻Одинаковые ионы сокращаются и получается сокращенное ионное уравнение. Так как взаимодействие произошло между ионами Ag⁺ и ионами Cl⁻, то выражение Ag⁺ + Cl⁻ = AgClи есть ионное уравнение рассматриваемой реакции. Оно проще молекулярного и в то же время отражает сущность происходящей реакции.

Условия необратимости ионной реакции: 1. Если в результате реакции выделяется малодиссоциирующее вещество – вода.Молекулярное уравнение реакции щелочи с кислотой: Неизменность степеней окисления элементов во всех веществах до и после реакции говорит о том, что реакции обмена не являются окислительно-восстановительными.Полное ионное уравнение реакции:K⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– = K⁺ + Cl^– + H₂O.Cокращенное ионное уравнение реакции: H⁺ + OH^– = H₂O.Молекулярное уравнение реакции основного оксида с кислотой:CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O.Полное ионное уравнение реакции:

Cокращенное ионное уравнение реакции: CaO + 2H+ = Ca²⁺ + H₂O.Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой:3Mg(OH)₂ + 2H₃PO₄ = Mg₃(PO₄)₂ + 6H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение совпадает с сокращенным ионным уравнением.Молекулярное уравнение реакции амфотерного оксида с кислотой:Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O.Полное ионное уравнение реакции:Al₂O₃ + 6H⁺ + 6Cl^– = 2Al³⁺ + 6Cl^– + 3H₂O. Cокращенное ионное уравнение реакции:Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O.

2. Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество.Молекулярное уравнение реакции растворимой соли со щелочью:CuCl₂ + 2KOH = 2KCl + Cu(OH)₂ .Полное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2Cl^– + 2K⁺ + 2OH^– = 2K⁺ + 2Cl^– + Cu(OH)₂ .

Cокращенное ионное уравнение реакции: Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂ . Молекулярное уравнение реакции двух растворимых солей:Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ = 3BaSO₄ + 2AlCl₃.Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции:

Молекулярное уравнение реакции нерастворимого основания с кислотой:Fe(OH)₃ + H₃PO₄ = FePO₄ + 3H₂O. Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу два факта: образование вещества, нерастворимого в воде, и выделение воды.

3. Если в результате реакции выделяется газообразное вещество.Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (сульфида) с кислотой:K₂S + 2HCl = 2KCl + H₂S .Полное ионное уравнение реакции: 2K⁺ + S^2– + 2H⁺ + 2Cl^– = 2K⁺ + 2Cl^– + H₂S . Cокращенное ионное уравнение реакции: S^2– + 2H⁺ = H₂S . Молекулярное уравнение реакции растворимой соли (карбоната) с кислотой:Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂ Полное ионное уравнение реакции: Cокращенное ионное уравнение реакции: О протекании данной реакции до конца свидетельствуют два признака: выделение воды и газа – оксида углерода(IV).Молекулярное уравнение реакции нерастворимой соли (карбоната) с кислотой:3СaCO₃ + 2H₃РO₄ = Са₃(PO₄)₂ + 3H₂O + 3CO₂ Полное ионное уравнение реакции: В данном случае полное ионное уравнение реакции совпадает с сокращенным уравнением. Эта реакция протекает до конца, о чем свидетельствуют сразу три признака: выделение газа, образование осадка и выделение воды.

По природе лиганда

1) Аммиакаты — комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака, например: [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3, [Pt(NH3)6]Cl4 и др.

2) Аквакомплексы — в которых лигандом выступает вода: [Co(H2O)6]Cl2, [Al(H2O)6]Cl3 и др.

3) Карбонилы — комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II): [Fe(CO)5], [Ni(CO)4].

4) Ацидокомплексы — комплексы, в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли: K2[PtCl4], комплексные кислоты: H2[CoCl4], H2[SiF6].

5) Гидроксокомплексы — комплексные соединения, в которых в качестве лигандов выступают гидроксид-ионы: Na2[Zn(OH)4], Na2[Sn(OH)6] и др.

Элементы VIIА подгруппы.

Галогены - химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. Реагируют почти со всеми простыми веществами, кроме некоторых неметаллов. Все галогены — энергичные окислители, поэтому встречаются в природе только в виде соединений. С увеличением порядкового номера химическая активность галогенов уменьшается, химическая активность галогенид-ионов F−, Cl−, Br−, I−, At− уменьшается. Все галогены — неметаллы. На внешнем энергетическом уровне 7 электронов, являются сильными окислителями. При взаимодействии с металлами возникает ионная связь, и образуются соли. Галогены, (кроме F) при взаимодействии с более электроотрицательными элементами, могут проявлять и восстановительные свойства вплоть до высшей степени окисления +7.FClBrI--------->неметаллические свойства ослабевают, окислительная способность падает. Г₂ + 2e --> 2Г^-Физические свойства простых веществ - все галогены токсичны, плохо растворимы в H₂O1VH₂O – 2.3VCl₂ (20°C)2F₂ + 2H₂O -->4HF + O₂Cl₂; Br₂; J₂ – подвергаются гидролизу (образуется хлорная, бромная либо йодная вода).Г₂ + H₂O<-->НГ + НГО

Химические свойства.F₂ не реагирует с C; N₂; O₂Cl₂ не реагирует с C; N₂Галогеноводороды H₂ + Г ₂ --> 2НГ (синтез)HF – взрыв HCl – на светуHJ – при нагреванииCaF₂ + H₂SO_4(конц)-->CaSO₄ + 2HFNaCl + H₂SO₄ -->NaHSO₄ + HCl_(газ) NaCl + NaHSO₄ -->Na₂SO₄ + HCl_(газ)(дляJ; Br) РГ₃ + H₂O<--> 3НГ + H₃PO₄ НГ – растворяется в воде с образованием кислоты.HFHClHBrHJ ---------->(сила кислот увеличивается, устойчивость уменьшается, восстановительные свойства усиливаются)HClO – хлорноватистая (гипохлориты)HClO₂ – хлористая (хлориты)HClO₃ – хлорноватая (хлораты)HClO₄ – хлорная (перхлораты) HClOHClO₂HClO₃HClO₄--------------------->(окислительные свойства уменьшаются, сила кислот увеличивается)

Оксиды и гидроксиды.

CO₂ + 2H₂ -->C + 2H₂O

CO₂ + H₂O <--> H₂CO₃

SiO₂ + H₂O --> (неидет)

SnO + H₂SO₄ --> SnSO₄ +H₂O

SnO + NaOH + H2O <--> Na[Sn(OH)₃]

2SnO + O₂ --> 2SnO₂

Sn(OH)₂ + 3HCl --> H[SnCl₃] + 2H₂O

Sn(OH)₂ + NaOH --> Na[Sn(OH)₃]

Pb(OH)₂ + 2HCl --> PbCl₂ + 2H₂O

Pb(OH)₂ + NaOH --> Na₂[Pb(OH)₄]

Pb(OH)₂ + CO₂ --> Pb₂(OH)₂CO₃

Атом, его составные части (ядро, протоны, нейтроны, электроны), их заряд, масса. Химический элемент. Изотопы.

А́том— частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомное ядро́— центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Состоит из нуклонов – протонов(+) и нейтронов (0). Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами (наоборот – изотонами).Прото́н — элементарная частица, электрический заряд равен +1.Масса протона ~1 а.е.м. Ядро атома водорода состоит из одного протона.Нейтро́н —элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Масса = 1 а.е.м.Электро́н— отрицательно заряженная элементарная частица. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет почти все химические свойствавеществ. Движение свободных электронов обусловливает такие явления, какэлектрический ток в проводниках и вакууме.Заряд равен −1,602176565(35)·10⁻¹⁹ Кл. Масса электрона равна 9,10938291(40)·10⁻²⁸ г.Химическийэлемент— совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числомпротонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе Менделеева. Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества. Порядковый номер элемента в ней равен заряду ядра, который, в свою очередь, численно равен числу содержащихся в ядре протонов. Суммарное число протонов и нейтронов в ядре равномассовому числу А. Количество протонов равно количеству электронов.Изото́пы— разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Пример изотопов: ¹⁶₈O (заряд ядра = 8, атомная масса = 16), ¹⁷₈O, ¹⁸₈O — три стабильных изотопа кислорода.