Pick_himiya_ro_md_popel Strany 1 - 50 - Prevrátiť PDF Prevziať FlipHTML5
Popis: pick_himiya_ro_md_11_popel
Prečítajte si textovú verziu
Pavel Popeli, Liudmila Krâklea CHEMISTRY Príručka pre štandardnú úroveň pre 11. ročník všeobecných vzdelávacích inštitúcií s vyučovacím jazykom rumunským/moldavským Odporúčané ministerstvom školstva a vedy Ukrajiny Černovice „Bukrek“ 2019
znečistenie životného prostredia v priemyselných podnikoch, tepelných elektrárňach, vozidlách, tiež pri spracovaní rôznych odpadov. V tejto príručke, rovnako ako v predchádzajúcich, sú najdôležitejšie definície uvedené farebným písmom. Nové pojmy, zmysluplné slová, nadpisy odsekov, dôležité informácie sú oddelené kurzívou alebo tučným písmom. Opis chemického experimentu (laboratórne experimenty, praktická práca) je oddelený farebnými čiarami. Pomocný materiál je vľavo označený farebnou čiarou a na okraji sú vybrané niektoré zaujímavé fakty a informácie. Pre pohodlnú prácu s príručkou je navrhnutý index predmetu. Každý odsek obsahuje otázky, cvičenia, problémy rôznej zložitosti. Ďalší podrobnejší materiál je uvedený v časti „Pre inkvizítorov“. Tabuľka elektronegativity prvkov, klasifikácie anorganických látok, ich chemických vlastností a metód ich získavania sú uvedené v prílohách. Dôsledne a vytrvalo pracujte s príručkou, snažte sa nájsť odpovede na všetky otázky, ktoré môžu vzniknúť v procese vystavovania nového materiálu. Dúfame, že táto príručka posilní váš záujem o chémiu a pomôže vám dosiahnuť nové úspechy v učení. Autori 4
Kapitola Zákon periodicity. Elektronická štruktúra atómu Čítaním materiálu v tejto kapitole si zapamätáte zloženie a štruktúru atómov, rozšírite si vedomosti o distribúcii elektrónov na orbitáloch, budete vedieť sebavedomejšie predpovedať hodnotu valenčných a oxidačných stupňov prvkov. atómy. Presvedčíte sa tiež o dôležitosti zákona periodicity pre vedu o chémii, naučíte sa používať informácie uvedené v periodickej tabuľke, hlbšie pochopíte zvláštnosti, ktoré existujú vo svete látok, a uvedomíte si, že periodicitu medzi chemickými prvkami určuje štruktúra. atómy. 1 Atómy. Chemické prvky. Zákon periodicity Záležitosť v tomto odseku vám pomôže:> zapamätať si zloženie a štruktúru atómu; > opakovať súčasné znenie zákona periodicity. Štruktúra atómu. Budete vedieť, že atóm je najmenšia elektrónovo neutrálna častica látky, ktorá sa skladá z kladne nabitého jadra a záporne nabitého elektrónu (e „), ktorý sa okolo neho pohybuje (obr. 1). V jadre sú dva druhy častíc - 5
obsahuje elektróny s rovnakou energiou alebo veľmi blízke. Elektróny na prvej úrovni majú najnižšiu energiu; pretože sú umiestnené v polohe najbližšie k jadru atómu. Druhá úroveň je obsadená elektrónmi s vyššou energiou, tretia - s ešte vyššou energiou a. elektróny, ktoré zaberajú poslednú hladinu energie, sa nazývajú vonkajšie. Schéma 1 A Energetické hladiny Energia ------ 4f elektrón ____ 4d 4 ________________ ii '-'-'-____ 4p ------ 3d 3 ---------------- ----------------------- 43 s \ "------ 3 s 2 ____________________ 2 s . 2 s 1 . Je úroveň energie pod úrovňou počet úrovní atómu, na ktorom sú umiestnené elektróny, sa zhoduje s počtom období, v ktorom sa prvok nachádza. Číslo energetickej úrovne označuje množstvo podúrovní v ňom. Prvá úroveň obsahuje podúrovňu (Îs), druhá - dve podúrovne (2s, 2p), tretí - tri (3s, 3p, 3 d) atď. (Schéma 1) Zápis každej úrovne je rovnaký ako u príslušných orbitálov ► Aké maximálne množstvo elektrónov možno nájsť na energetických úrovniach 1 a 2 Elektronická štruktúra atómov Poradie dokončenia s elektrónmi úrovní a pod úrovňami v atómoch je v súlade so schémou 1: Îs - ^ 2s - ^ 2p - ^ 3s - ^ 3p - ^ 4s - ^ 3d - ^ 4p - ^. 11
zľava doprava slabnú a zvyšujú sa kyslé vlastnosti. Pre zlúčeniny tohto typu, ako aj pre jednoduché látky, dochádza k periodickej zmene vlastností so zvyšujúcimi sa nábojmi jadier elementárnych atómov. 31. Aké zvláštnosti elektronickej štruktúry atómov spôsobujú kovový alebo nekovový charakter prvkov? 32. Ak by sa dala získať jednoduchá látka pre prvok č. 118, bola by to kovová alebo nekovová látka? Prečo? 33. Je zmena stavu agregácie jednoduchých látok prvkov v obdobiach dva a tri periodická? Argumentujte svojou odpoveďou. 34. Porušuje sa periodicita oxidov, ak sa nepoužívajú vyššie oxidy pre fosfor, síru a chlór, ale pre iné (napríklad P20 3, S 02, C120)? 35. Nastáva periodická zmena sily kyselín - derivátov vyšších oxidov nekovových prvkov? Odpovedzte na odpoveď 1 pomocou informácií v tabuľke 5. 36. Z údajov v tabuľke 5 urobte záver o výmene chemických vlastností hydrátov oxidov prvkov v skupine periodickej tabuľky. Bude charakter týchto zmien rovnaký pre všetky skupiny? 28
Kapitola Chemická väzba. Štruktúra látky Je nemožné si predstaviť, že v okolitom svete existujú iba jednotlivé atómy, ióny. Pri vzniku látky, rovnakých alebo rôznych atómov, sa ióny s opačnými nábojmi navzájom kombinujú (okrem atómov inertných prvkov). Molekuly sa tiež viažu, ale nie tak silno ako iné častice. Kombinácia najviac stredných častíc látok sa nazýva chemická väzba. V tejto kapitole sú zovšeobecnené údaje o druhoch chemických väzieb (schéma 2), sú stanovené ich najdôležitejšie vlastnosti a pozornosť je venovaná mechanizmu tvorby kovalentných väzieb. Ďalej je uvedená štruktúra a vlastnosti iónových látok s molekulárnou a atómovou štruktúrou, sú uvedené informácie o amorfných a kryštalických látkach. Schéma 2 Kovalentná iónová chemická väzba kovového vodíka (Cu, Fe) (NaCl, K3P 0 4) (medzi polárnymi molekulami vody, alkoholu, 29 proteínov) nepolárna (HCl, S 02) (H2, 02, P4)
Dôležitou vlastnosťou chemickej väzby je jej energia. Keď sa vytvorí chemická väzba, energia sa uvoľní, ale keď sa zničí, absorbuje sa. 5 Iónová väzba. Iónové zlúčeniny Materiál v tomto odseku vám pomôže:> zapamätať si zvláštnosti iónovej väzby; > objasniť, ako odpor iónovej väzby závisí od náboja a polomeru iónov; > pochopiť vplyv iónovej väzby na vlastnosti zlúčenín. Ióny. Budete vedieť, že atómy sa môžu vzdať elektrónov, sčítať ich a zmeniť sa na nabité častice - ióny. Schéma tvorby pozitívne a negatívne nabitých iónov: Li - e Li +; F + a „-» F; ls 22s \\ Îs2, 1s22s22 /, ls 22s22pe alebo [He ^ s1 alebo [Не] alebo [He] 2s32p5 alebo [Ne]> Aký je všeobecný názov kladne nabitých, záporne nabitých iónov? Existujú jednoduché ióny a zlúčeniny. Každý jednoduchý ión pozostáva z jedného chemického prvku: H +, Ca2 +, Fe3 +, L, S2
. Zlúčené ióny sú zložené najmenej z dvoch prvkov: OEL, CO3, PO4 \ ", HCOO (atómy v nich sú spojené kovalentnými väzbami). Pre mnoho zložených iónov je charakteristická symetrická štruktúra. N 0 3 dusičnanový a uhličitanový ión CO | “(obr. 3, a) majú tvar pravidelného trojuholníka, v strede ktorého sa nachádza atóm dusíka alebo uhlíka, a v uhloch - tri atómy kyslíka.
líšia sa nevýznamne, zatiaľ čo ich úlohy - dvakrát. 31
v molekulách kyslíka a dusíka - dvojitými a trojitými väzbami: H-H Cl-Cl 0: 0 N. N Je zaujímavé H -H Cl-Cl 0 = 0 N = N vedieť Jednoduché spojenie Už viete, že jednoduché spojenie, ktoré nastane potom, sa niekedy nazýva spojenie prekrytia orbitálov s vytvorením jednej časti. spoločné: 00 H -H C l-C l Dvojité pripojenie má dve zložky a trojité pripojenie - tri komponenty. Podrobnejšie sú uvedené v ročenke 10. ročníka na základe príkladov molekúl uhľovodíkov - eténu C 2H 4 alebo H 2C = CH 2 a eténu C 2 H 2 alebo HC = CH. Zložkou dvojitých a trojitých väzieb je spoločný pár elektrónov, ktorý vzniká prekrytím orbitálov v časti priestoru. Druhá zložka (v trojitej väzbe sú dve) je podmienená prekrytím príslušných orbitálov na dvoch častiach vesmíru: ► Ktoré orbitály v molekulách kyslíka a nitrogénu sa prekrývajú a ako? V molekulách benzénu C6H6 a v niektorých ďalších organických látkach sa medzi atómami uhlíka vytvára špecifická kovalentná väzba spojená v uzavretom reťazci. Jednou zo zložiek tejto väzby je sústava šiestich kolektivizovaných elektrónov v tvare p: 35
Tento systém je znázornený na vzorci pre štruktúru molekuly guľou uprostred šesťuholníka: H Hr A r H H I H Je zaujímavý Dôležitým znakom kovalentnej väzby je známa polarita alebo nepolarita. Dvojica nábojov na spoločnom elektróne sa môže pohybovať ku každému atómu v jednom z dvoch atómov - k najelektronovejšej molekule HBr tive. Preto atóm získava nevýznamný záporný náboj + 0,12, menej ako 1, a tento (H) a - 0, 1 2 ďalší atóm - podobný náboj, ale s (Br). '& + & - sign naopak, tj kladné: H Br (6 Br. Ak nedôjde k pohybu spoločného páru elektrónov (atómy patria jednému alebo druhému prvku s rovnakou elektronegativitou), väzba je nepolárna. ►Uveďte vzorce molekúl s polárnymi a nepolárnymi kovalentnými väzbami: Br2, H20, SC14, PH3, Cl2Ov Kovalentná väzba je dosť silná, na jej zničenie je potrebné vynaložiť veľké množstvo energie. Napríklad molekula chlóru CI - CI sa začína rozpúšťať v atómoch pri teplote 1000 ° С a molekula dusíka N = N - pri teplote 3000 ° C. Vo viacerých kovalentných väzbách má jedna zo zložiek vyššiu „odolnosť“ ako ostatné (ostatné). Presvedčili ste sa o tom tým, že ste sa naučili chemické vlastnosti látky Nenasýtené uhľovodíky interagujú s vodíkom, halogény, halogenovodíky, ktoré sa menia na nasýtené zlúčeniny. Výsledkom je zničenie najslabších zložiek väzieb 36
ich dvojité a trojité väzby medzi atómami uhlíka a tieto väzby sa menia na jednoduché väzby: H 2C = CH 2 + H 2 - »H 3C-CH3; HC = CH C H B r = C H B r? ^ CHBr2-CH B r2. Mechanizmus tvorby kovalentnej väzby. Študovaný na začiatku odseku sa mechanizmus kovalentnej väzby tvorením spoločného páru elektrónov z nepárových elektrónov atómov nazýva výmena; zdá sa, že atómy sa s týmito elektrónmi menia. Podľa mechanizmu z atómov sa tvoria kyslík, dusík, molekuly vody, molekuly sírovodíka, aminokyseliny atď. V molekule amoniaku NH3 sa teda nepárové elektróny atómu dusíka spolu s Is elektrónom atómov vodíka podieľajú na tvorbe troch bežných párov elektrónov (tri jednoduché kovalentné väzby): H: N: H alebo NH HH Existuje ďalší mechanizmus, ktorým sa objavuje kovalentná väzba. Pozrime sa na príklad tvorby amónneho iónu NHp n h 3 + h + = n h;. Kombinácia dvoch častíc sa uskutočňuje pri interakcii amoniaku s kyslým roztokom1, v ktorom sú obsiahnuté vodíkové katióny (po elektrolytickej disociácii kyseliny). Po kontakte molekuly amoniaku NH3 s iónmi H + prechádza dvojica elektrónov Îs atómu dusíka na neobsadenú obežnú dráhu iónu 4 na H - N: *
С \\ Я + H 1 1 Tieto reakcie sú popísané v § 19. 37
Obr. 6. Iónový model H30 + Molekulárne a 99 látok s atómovou štruktúrou. Kovalentné väzby kombinujú atómy v molekulách nekovov, oxidov kyselín, ich kyselín, zlúčenín nekovových prvkov s vodíkom, organickými látkami - ich uhľovodíkmi, alkoholmi, aldehydmi, amínmi, bielkovinami atď. (obr. 7). Obr. 7. Molekulárne štruktúrne látky Budete vedieť, že veľa molekulárne štruktúrovaných látok má zápach (medzi nimi - vanilín, kyselina octová, amoniak, sírovodík, benzén), nízke teploty topenia. Vysvetľuje to skutočnosť, že molekuly sa navzájom veľmi slabo priťahujú. Existuje malé množstvo jednoduchých a zložených látok s atómovou štruktúrou; V nich sú všetky atómy spojené kovalentnými väzbami a kúsok (kryštál) tejto látky je ako obrovská molekula. Grafit, diamant, červený fosfor, oxid kremičitý majú takúto štruktúru (obr. 8). Látky s atómovou štruktúrou sa nerozpúšťajú vo vode, organických rozpúšťadlách, topia sa pri veľmi vysokých teplotách. Diamant, karbid kremíka SiC, nitrid bóru BN vynikajú veľmi vysokou tvrdosťou. 39
Pre tuhé látky existujú stavy: kryštalický a ja mám sirotský1. ^ Kryštalické látky. V 8. ročníku, keď ste sa oboznámili so zlúčeninami, ktoré tvoria ióny, ste zistili, že tvoria kryštály (obr. 11). Krištáľ je pevné samoformované telo, ktoré má ploché fazety (povrchy) a rovné jazyky (zápästia). Obr. 11. Minerálne vzorky Obr. 12. Kryštály kuchynskej soli sú vo forme kociek a krištáľová mriežka cukru - komplikovanejší tvar. Najmenšie (časticové modely látok - ióny Na + a CP v soliach, sféricko-valcovité) molekuly C | 2H220 | v cukre - sú umiestnené v kryštáli v prísnom poradí, ktoré sa opakuje v rôznych smeroch. Model vnútornej štruktúry kryštálu sa nazýva kryštálová mriežka. Toto je schéma alebo model na umiestnenie najmenších častíc do malého objemu kryštálu. Podľa štruktúry látky sa rozlišujú iónové, molekulárne a atómové kryštalické siete (obr. 12). iónový (NaCl) molekulárny (C 02solid) atómový (Si02) 1Termín pochádza z gréckeho slova amorphos - beztvarý. 46
Kapitola Chemické reakcie 9 Štúdiom materiálu v tejto kapitole sa dozviete viac o reakciách, ktoré súčasne prebiehajú v dvoch protiľahlých častiach, dozviete sa o chemickej rovnováhe a faktoroch, ktoré ovplyvňujú zmenu rovnováhy. Získate tiež informácie o interakcii niektorých solí s vodou a aplikácii redoxných reakcií v zdrojoch chemického prúdu. Ďalej vám v tejto kapitole predstavíme nový typ riešenia problémov a navrhneme metódy ich riešenia. 9 Reverzibilné a nevratné chemické reakcie Predmet tohto odseku vám pomôže: У zapamätať si klasifikáciu chemických reakcií podľa smeru prúdenia; У dozvedieť sa o transformácii nezvratnej reakcie na reverzibilnú po zmene vonkajších podmienok; > pochopiť, prečo je elektrolytická disociácia jej kyseliny reverzibilný proces a disociácia bázy alebo soli je nezvratný proces. Viete, že existujú rôzne typy chemických reakcií. Každá metóda ich klasifikácie je založená na určitých vlastnostiach (napríklad 49