Строение электронных оболочек атома. Волновая теория строения атома. Понятие об электронном облаке

Основные типы структур неорганических соединений. Вещества с молекулярной и немолекулярной структурой. Атомные, молекулярные, ионные и металлические кристаллические решетки .

Неорганические вещества классифицируются по составу и по химическим свойствам. По составу неорганические вещества делятся на бинарные – состоящие только из двух элементов, и многоэлементные – состоящие из нескольких элементов.

Оксидами называются бинарные соединения, содержащие кислород в степени окисления -2 . По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие . Солеобразующие, в свою очередь, делятся на основные , кислотные и амфотерные .

Соли можно рассматривать как продукт взаимодействия основания и кислоты. При этом может происходить как полное, так и неполное замещение ионов водорода в кислоте катионами металла (или аммония) или гидроксильных групп в основании кислотными остатками.

Гидроксидами металлов называются вещества, содержащие ион металла и одну или несколько гидроксильных групп.

Гидроксиды делятся на основные (основания) и амфотерные. Основные гидроксиды, в свою очередь, делятся на сильные основания – щелочи, и слабые основания.

С молекулярной: большинство простых веществ неметаллов: O2, S8, P4, H2, N2, Cl2; соединения неметаллов друг с другом (бинарные и многоэлементные): NH3, CO2, H2SO4.

С немолекулярной: простые вещества металлы и их сплавы: Na, Cu, Fe, ...; соединения металлов с неметаллами: NaH, Na2SO4, CuCl2, Fe2O3; неметаллы: бор, кремний, углерод (алмаз), фосфор (чёрный)

Атомная: В узлах атомной кристаллической решетки находятся атомы, связанные прочными ковалентными связями в протяженную пространственную сеть. В этом случае структура отличается таким внутренним единством, что можно сказать, что весь кристалл представляет одну молекулу.

Молекулярная: У веществ с молекулярным строением в узлах кристаллической решетки находятся молекулы с прочными ковалентными связями между атомами. В то же время отдельные молекулы взаимосвязаны гораздо слабее, что делает молекулярный кристалл довольно непрочным.

Ионная: У веществ с ионной решеткой в узлах расположены разноименно заряженные ионы, удерживаемые силами электростатического притяжения.

Металлическая: Этим типом кристаллической решетки обладают металлы с металлической химической связью.

Химические газовые законы .Закон Авогадро .Молярный объем.

1. Закон Авогадро. В одинаковом объеме любого газа при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое количество молекул, т.е. m/M=const при P,V,T=const для любого газа.

2. Закон Бойля-Мариотта. При постоянной массе газа и постоянной температуре давление газа обратно пропорционально занимаемому им объему, т.е. Р•V= const при Т, m=const

3. Закон Гей-Люссака. При постоянных массе газа и давлении объем, занимаемый газом, прямо пропорционален его температуре, то есть v — = const при P, m=const

4. Закон Шарля. При постоянных массе газа и его объеме давление газа прямо пропорционально температуре, то есть

P/T=const при V, m=const ;NA=6,022...×1023

МОЛЯРНЫЙ ОБЪЕМ , объем, занимаемый одним МОЛЕМ вещества. Он примерно одинаков для всех газов и при СТАНДАРТНОМ ДАВЛЕНИИ и ТЕМПЕРАТУРЕ составляет 22,414 литра.

Основные стехиометрические законы. Закон эквивалентов. Закон постоянства состава Нестехиометрические соединения.

Зак.ЭКВИВАЛЕНТОВ Во всех химических реакциях взаимодействие различных веществ друг с другом происходит в соответствии с их эквивалентами, независимо от того, являются ли эти вещества простыми или сложными.

Зак.Пост.Состава: Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав. Cостав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, - является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

Нестехиометрические соединения, химически индивидуальные вещества переменного состава. Относятся полевые шпаты, цеолиты, шпинели и др. Н. с. обозначают тильдой перед стехиометрической формулой или чертой над ф-лой. Многочисленные случаи образования бертоллидов открыты в металлических системах, а также среди оксидов, сульфидов, карбидов, гидридов и др.

Строение электронных оболочек атома. Волновая теория строения атома. Понятие об электронном облаке.

Энергия свободного электрона, так же как и энергия тела, может изменяться непрерывно, но энергия связанного электрона, в частности электрона в атоме, может принимать только вполне определенные значения. Электрон в атоме может находиться только во вполне определенных состояниях. Электрон в одних случаях проявляет свойства частицы вещества, а в других – волновые свойства. Чем с большей точностью определяют положение электрона в пространстве, тем с меньшей точностью можно определить его скорость. И наоборот, чем с большей точностью определяют скорость электрона (абсолютную величину и направление), тем с меньшей точностью можно определить его положение в пространстве.

Электронное облако – область пространства, ограниченное поверхностью одинакового значения волновой функции и вероятность обнаружения электронов в этой области равна 90%.

Физический смысл волновой функции заключается в том, что согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики плотность вероятности нахождения частицы в данной точке пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значения волновой функции этого состояния.

Квантовые числа как характеристика состояния электрона в атоме. Физический смысл квантовых чисел. Энергетический уровень, подуровень. Атомная орбиталь. Форма и ориентация электронных облаков.

Главное квантовое число n определяет общую энергию электрона на данной орбитали. Оно может принимать любые целые значения, начиная с единицы (n = 1,2,3, ...). Под главным квантовым числом, равным ∞, подразумевают, что электрону сообщена энергия, достаточная для его полного отделения от ядра (ионизация атома). Кроме того, оказывается, что в пределах определенных уровней энергии электроны могут отличаться своими энергетическими подуровнями. Существование различий в энергетическом состоянии электронов, принадлежащих к различным подуровням данного энергетического уровня, отражается побочным (иногда его называют орбитальным) квантовым числом l. Это квантовое число может принимать целочисленные значения от 0 до n - 1 (l = 0,1, ..., n - 1).

Постоянные NA и k(пост. Больцмана) имеют ясный смысл: NA — это число молекул или атомов в единице количества вещества, то есть моле; k — постоянная, определяющая связь между температурой в Кельвинах и температурой в единицах энергии. Но определенные физический смысл (быть может, многим он покажется неожиданным) имеет и комбинация NA и k — постоянная R(газовая пост.).

Энергетический уровень — собственные значения энергии квантовых систем, то есть систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и других элементарных частиц) и подчиняющихся законам квантовой механики. Каждый уровень характеризуется определённым состоянием системы, или подмножеством таковых в случае вырождения. Понятие применимо к атомам (электронные уровни), молекулам (различные уровни, соответствующие колебаниям и вращениям), атомным ядрам (внутриядерные энергетические уровни) и т.д.

Энергетический подуровень--это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму.

Атомная орбиталь — одноэлектронная волновая функция в сферически симметричном электрическом поле атомного ядра, задающаяся главным n, орбитальным l и магнитным m квантовыми числами.