Уральский государственный аграрный университет д.х.н., проф. Хонина Татьяна

научную дисциплину ХИМИЯ


Екатеринбург 2019
Л-1

Материя, вещество. Физические и химические свойства вещества.
Строение вещества. Строение атома.

Качественная и количественная характеристика состава атомов.
3. Строение электронных оболочек атомов. Квантовые числа. Энергетические уровни и подуровни, атомные электронные орбитали.
4. Правила составления электронных формул и схем строения электронных оболочек атомов (принцип минимальной энергии, правила Клечковского, Хунда, принцип Паули).
5. Химические (окислительные, восстановительные) свойства атомов химических элементов и порядок их определения.

2

Материя, вещество. Физические и химические свойства вещества Химия –

наука, изучающая состав, строение и свойства вещества Основные понятия химии Материя, вещество Простые и сложные вещества Физические и химические свойства вещества Разделы химии Молекула – наименьшая частица простого или сложного вещества, сохраняющая его химические свойства Атом – наименьшая частица простого вещества, сохраняющая его химические свойства

3

количественная характеристика состава атомов

Квантово- механическая модель атома

Атом – сложная

система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронной оболочки

Ядро атома –сложное образование, состоящее из положительно заряженных элементарных частиц – протонов и нейтральных (незаряженных) – нейтронов

Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра называется химическим элементом (118)

Изотопы – атомы химических элементов, имеющие одинаковый заряд ядра (число протонов), но различное число нейтронов.

порциями (квантами)

Корпускулярно-волновой дуализм микрообъекта – сочетание свойств частицы и волны

Вероятностный

подход к описанию процессов микромира

5

уровни и подуровни, атомные электронные орбитали
Квантовые числа
Главное квантовое число

(n) – характеризует уровень энергии электрона (энергетический уровень Eур.) и средние размеры электронной оболочки. Чем меньше значение n, тем меньше энергия уровня и средний размер электронной оболочки.

Орбитальное квантовое число (l) – характеризует подуровень энергии электрона (энергетический подуровень Eподур.) и форму электронного облака. Чем меньше значение l, тем меньше энергия подуровня. Форма электронных облаков различна: s, p, d и f – электроны.

Магнитное квантовое число (ml ) – характеризует ориентацию электронного облака (s, p, d и f) в атомном пространстве .

Спиновое квантовое число (ms ) характеризует собственный механический момент движения электрона

0, 1, 2, 3…… (n-1) Значения l Обозначения атомных

электронных орбиталей (и электронов) 0 s 1 p 2 d 3 f l характеризует энергию электрона данного подуровня и форму атомной электронной орбитали

8

Значения ml

10

ml характеризует ориентацию электронной орбитали в атомном пространстве; число орбиталей равно количеству значений ml для каждого энергетического подуровня.

электрона (обусловленный вращением вокруг собственной оси)

электронных оболочек атомов (принцип минимальной энергии, правила Клечковского, Хунда, принцип

Паули).


Электронная формула атома – это условная запись, в которой все электроны атома распределены по энергетическим уровням и подуровням

1H 1s1 2He 1s2


10Ne 1s22s22p6 18Ar 1s22s22p6 3s23p6


22Ti 1s22s22p6 3s23p6 4s23d2

в основном состоянии
уровень не с минимально возможным значением n,

а с наименьшим значением суммы (n + l ). Энергетические подуровни с одинаковыми значениями (n + l) заполняются по мере увеличения значения n:
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p

(n+l): 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8

l=0 (s) l=1 (p) l=2 (d) l=3 (f)

15

2He: 1s2


10Ne: 1s22s22p6 18Ar: 1s22s22p6 3s23p6


22Ti 1s22s22p6 3s23p6 4s23d2

118 Og: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s23d104p6 5s24d10 5p6

6s24f14 5d106p6

7s25f146d10 7p6

118 Og: [Rn]

7s25f146d10 7p6

(1945)
Принцип Паули:
В атоме не может быть двух

электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковы. Электроны должны различаться значениями хотя бы одного квантового числа.

17

в пределах определенного энергетического подуровня) электроны располагаются таким образом, чтобы

их суммарный спин был максимальным.

18

и порядок их определения

Окислители и восстановители

1. Атомы, имеющие на

наружном энергетическом уровне1,2,3 и реже 4 электрона, участвуя в химических реакциях, отдают эти электроны другим атомам и превращаются в положительно заряженные ионы, проявляя при этом восстановительные свойства (или металлические)

2. Атомы, имеющие на наружном энергетическом уровне 7, 6, 5 и реже 4 электрона, участвуя в химических реакциях, принимают от других атомов недостающие до 8 число электронов и превращаются в отрицательно заряженные ионы, проявляя при этом окислительные свойства (или неметаллические)

др. Химия. Учебное пособие/.
М.: Академия, 2012.

2. И.К. Циткович. Курс

аналитической химии. –
Изд. “Лань”, 2007.

3. И.И. Грандберг. Н.Л. Нам. Органическая химия.-
Дрова, 2009.

Дополнительная:
Г.П. Хомченко, И.К. Циткович. Неорганическая
химия. – М.. Высшая школа, 2009.

Методические указания для самостоятельной работы

21

вещество. Предмет науки химия
2. Качественная и количественная характеристика состава атомов
3.

Строение электронных оболочек атомов. Квантовые числа. Энергетические уровни и подуровни, атомные электронные орбитали.
4. Правила составления электронных формул и схем строения электронных оболочек атомов (принцип минимальной энергии, правила Клечковского, Хунда, принцип Паули)
5. Химические (окислительные, восстановительные) свойства атомов химических элементов и порядок их определения
6. Сущность периодического закона. Причина периодической повторяемости химических свойств и количественных характеристик атомов с увеличение зарядов их ядер
7. Строение периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. Характер и причины изменения металлических и неметаллических свойств, радиусов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности атомов в периодах и группах периодической системы
8. Основные типы химической связи (ковалентная, ионная, металлическая), механизм их образования и свойства
9. Классы сложных неорганических соединений. Состав, номенклатура, химические свойства и реакции оксидов, кислот, оснований и солей

вещества, закон постоянства состава вещества, закон Авогадро и два следствия

из него. Применение этих законов для вычисления состава, массы и объема веществ
11. Основы термохимии. Тепловой эффект химической реакции, изменение энтальпии химической реакции. Закон Гесса. Пример расчета изменения энтальпии реакции
12. Понятия скорости гомогенной и гетерогенной реакций. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, давления, температуры. Закон действия масс, правило Вант-Гоффа.
13. Сущность химического равновесия и условие его наступления. Константа химического равновесия. Определение направления смещение химического равновесия в соответствии с принципом Ле Шателье.
14. Понятие раствор. Типы растворов. Способы выражения состава (концентрации) растворов
15. Теория электролитической диссоциации. Степень и константа диссоциации. Сильные и слабые электролиты
16. Диссоциация воды, ионное произведение воды. Водородный показатель. Шкала рН растворов
17. Реакции ионного обмена, условия их протекания. Порядок составления ионных уравнений
18. Гидролиз солей
19. Сущность окислительно-восстановительных реакций и условие их протекания. Степени окисления атомов и порядок их определения. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакции на основе метода электронного баланса
20. Комплексные соединения металлов, их состав и поведение (устойчивость) в растворах. Константа нестойкости комплексных ионов.
21. Химия s,p,d- и f-элементов таблицы Менделеева
22. Химия биогенных элементов. Понятие о микроэлементах.