Лекция 3 Атомно-молекулярное учение

М.В.Ломоносов развил и применил 1860 г –

утверждено на междунар. съезде химиков

из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся в

около ядерном пространстве.
Система может быть устойчивой и неустойчивой (радиоактивной)‏.

ядра)

Z = Σ р+ = Σ ē (=19)

Ar - относительная атомная масса
Mядра= M р+ + M n0 (=39)


Σ n0 = Ar – Z (= 39 -19 = 20)

атомы одного химического элемента, ядра которых содержат разное число нейтронов.

несколько простых веществ (аллотропические видоизменения элемента).
Видоизменения элемента могут отличаться:

- числом атомов

O2 – молекула О3 – молекула
кислорода озона
- расположением атомов в молекуле.

С-углерод

(Ar , Mr ).
а)- абсолютные массы атомов очень малы
mа (Н)=1,67

∙10-27 кг, mа (С)=19,93∙10-27 кг
б)- введена условная атомная единица массы
1 а.е.м. =

в)

Аr (элемента)= mа/1 а.е.м - относитель. атомная масса

Аr(Н) = 1,67∙ 10-27 1,667∙ 10-27 = 1,008

Мr = ΣАr

(атомов, ионов, радикалов, молекул) в системе.

1. Авогадро рассчитал, что в 12 г
12С содержится 6,02 ·10²³ атомов.
Количество вещества, которое
содержит столько же структурных
единиц, сколько и 12 г изотопа 12С,
(1811 г.) обозначается как 1 моль
1 моль = 6,02 ∙ 10 23 частиц ( NA – число Авогадро )

2. Масса одного моля вещества, выраженная в граммах называется молярная масса вещества 1 моль =М (г/моль)

Р=101325 Па) один моль любого газа занимает один

и тот же молярный объем Vm = 22,4 л/моль
1моль = 22,4 л
4. При иных условиях используется уравнение Клапейрона-Менделеева PV = nRT
P -давление газа, Па, V- объем газа, м3
T- температура, К
R – молярная газ. постоянная (8,314 Па∙м3/моль∙К)

Таким образом,
моль вещества можно найти разными способами:
n = m/M = N/NA = V/Vm= PV/RT

101,3 кПа,
V0 - объём

газа при н.у.
T0 = 273 К (00С)

Задачи
1. Определить количество вещества (моль), содержащегося в 34 граммах, 44,8 л и 12,04∙1023 молекулах аммиака (NH3 – газ) при н.у.

3. Вычислить массу 2 л водорода при
Т=150 С и Р=100,7 кПа.

2. Вычислить массу 2 л водорода при н.у.

Задача. Масса ортофосфорной кислоты равна 49 г. Определить: – количество

кислоты (моль) – массу атомов водорода в ней (г)

реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции.

2Н2 + O2 = 2Н2O

Фундаментальный закон сохранения массы

(материальный баланс по атомам элементов,
стехиометрические коэффициенты)

Атомы элементов при химических реакциях сохраняются, не возникают из ничего, так же как и не исчезают в никуда.

1841, Г.И.Гесс
Энергия изолированной системы есть

величина постоянная, возможнен лишь переход одного вида энергии в другой
Н2 + ½ О2 = Н2О + 241 кДж

энергетический баланс (термохимическое уравнение реакции).

баланс
(окислительно – восстановительные реакции).

находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Фундаментальный периодический закон
1869 г

Валентность- число связей, которое может образовать

атом данного элемента с атомами других элементов:
принято, что валентность H (I), О(II)
максим. валентность элементов = № группы
-миним. валентность элементов = 8 - № группы

1803 г.

Стехиометрические законы

Атомы элементов соединяются в химические соединения только в определенных массовых отношениях (как простые целые числа), которые задаются их валентностью.

количественный состав, независимо от способа получения и места нахождения:

Cu(OH)2 = H2O + CuO
2Н2 + O2 = 2Н2O
Са(ОН) 2 + H2SO4 = 2Н2O + CaSO4

Закон постоянства состава

Молекула воды всегда состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Пруст
(1806 г)

(Гей-Люссак, 1808 г.)‏

- объемы газов, нацело
реагирующих друг с другом,
относятся между собой и
к объемам образующихся
газов, как небольшие целые числа
2Н2 + О2 = 2Н2О

Объясняется законом Авогадро :
в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (Т и Р) содержится одно и то же число молекул.

масса одного газа во столько раз больше другого, во сколько раз больше его молярная масса

Мв-ва=Мгаза∙Dпо газу

Мв-ва=ρ ∙Vm

ρг/л – плотность в-ва в газообразном состоянии

А +В = С + D
mA : mB = Mэк.А : Mэк.В

Эквивалентная масса (молярная масса эквивалента) – это масса 1 моль эквивалентов (г/моль-экв)

Рихтер, Волластон 1804

М эк. = М·f

Эквивалент – это реальная или условная частица (часть частицы), которая взаимодействует с 1 атомом водорода или 1 электроном.
Фактор эквивалентности (f) - доля частицы, составляющая эквивалент
f = 1/ ω·n.
ω – степень окисления частицы
n – число таких частиц

М эк. = М·f

веществ фактор эквивалентности элемента марганца (Mn) равен 1/4

KMnO4 K2MnO4
MnO2 MnSO4

массы для веществ

H2 H2O2 NH3 CH4

калия в следующих реакциях:

KMnO4 MnSO4
Mn+7 + 5e = Mn+2
Мэк (KMnO4) = 158/5 = 31,6 г/моль-экв

KMnO4 K2MnO4
Mn+7 + 1e = Mn+6
Мэк (KMnO4) = 158/1 = 158 г/моль-экв

Задача. Определить металл, если он 2-х валентен и в его оксиде

содержится 22,2 % кислорода.

Задача. При взаимодействии 7,8 г одновалентного металла с водой выделилось 2,24

л (н.у.) водорода. Определить: – массу (г) прореагировавшей воды – молярную массу (г/моль) образовавшейся щелочи

ТЕСТ 1. Определить молярную массу газа, если 1 л его при

давлении 1,2∙105па и температуре 270 С имеет массу 0,96 г.