моль - единица количества вещества СИ, обозначается моль. В 1 моле содержится столько молекул (атомов, ионов или каких-либо др. структурных элементов вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг 12С (углерода с атомной массой 12), т. е. 6,022·1023 (см. Авогадро постоянная).
атом(от греч. atomos — неделимый) - мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. В центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома; вокруг движутся электроны, образующие электронные оболочки, размеры которых (~10-8 см) определяют размеры атома.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре (заряд всех электронов атома равен заряду ядра), число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Атомы могут присоединять или отдавать электроны, становясь отрицательно или положительно заряженными ионами. Химические свойства атомов определяются в основном числом электронов во внешней оболочке; соединяясь химически, атомы образуют молекулы.
Важная характеристика атома — его внутренняя энергия, которая может принимать лишь определенные (дискретные) значения, соответствующие устойчивым состояниям атома, и изменяется только скачкообразно путем квантового перехода. Поглощая определенную порцию энергии, атом переходит в возбужденное состояние (на более высокий уровень энергии). Из возбужденного состояния атом, испуская фотон, может перейти в состояние с меньшей энергией (на более низкий уровень энергии). Уровень, соответствующий минимальной энергии атома, называется основным, остальные — возбужденными. Квантовые переходы обусловливают атомные спектры поглощения и испускания, индивидуальные для атомов всех химических элементов.
электрон - (е, е-), стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой ок. 9·10-28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электрон — один из основных структурных элементов вещества; электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств твердых тел.
протон - (от греч. protos — первый) (р), стабильная элементарная частица со спином 1/2 и массой в 1836 электронных масс (~10-24 г), относящаяся к барионам; ядро легкого изотопа атома водорода (протия). Вместе с нейтронами протоны образуют все атомные ядра.
нейтрон(англ. neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой) (n) - нейтральная элементарная частица со спином 1/2 и массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс; относится к барионам. В свободном состоянии нейтрон нестабилен и имеет время жизни ок. 16 мин. Вместе с протонами нейтрон образуют атомные ядра; в ядрах нейтрон стабилен.
нуклиды - общее название атомных ядер (и атомов), характеризующихся числом протонов в ядре Z, числом нейтронов N и общим числом нуклонов A = Z + N, которое называется массовым числом. Обозначается химическим символом Н с индексами. Радиоактивные ядра и атомы называются радионуклидами.
массовое число - число нуклонов в атомном ядре. Обычно указывается слева вверху у символа химического элемента (напр., 10В).
Атом - так Демокрит назвал мельчайшие неделимые частицы материи разных форм и размеров, соединяющихся в различные ощущаемые вещества и
способные - пересоединяясь - переходить в другие вещества.
Основные положения Атомно-молекулярной теории:
1. Мельчайшей м химически неизменяемой частицей вещества является атом.
2. Атом состоит из ядра и оболочки.
3. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов. Оболочка атома состоит из отрицательно заряженных электронов.
Количество протонов стандартного атома (электрически нейтрального) равно количеству электронов.
4. Электроны двигаются вокруг ядра с большой скоростью и по не вполне определенной орбите. Поэтому принято рассматривать электронную оболочку атома как электронное облако, или орбиталь.
5. Протоны и нейтроны - это самые плотные материальные образования + они тесно прилегают друг к другу в ядре атома + масса протонов и нейтронов значительно превосходит (примерно в 1800 раз) массу электрона. То есть большая часть атомной массы сосредоточена в крохотном по объему ядре.
6. Атом с определенным количеством протонов в ядре называется химическим элементом. Известно более 100 химических элементов.
7. Атомы взаимодействуют и, соединяясь, образуют молекулы.
8. Молекулы - соединясь - образуют вещества, являясь при этом наименьшими частицами вещества, обладающими его свойствами. Вещества в химии называют также химическими соединениями.
9. Связи атомов в молекуле и молекул в веществе имеют электромагнитную природу (электрон-протон) и называются химическими связями. Валентностью (латинское волеизъявление) атома называют число химических связей этого атома в данном химическом соединении.
10. Молекулы состоящие из атомов одного вида образуют простые вещества. В состав сложных веществ входят атомы нескольких химических элементов.
11. Химические элементы принято представлять химическими символами - первыми буквами их латинского названия.
12. Состав химических соединений обозначается с помощью химических формул: символы элементов с индексами, указывающими число атомов данного элемента в составе молекулы.
13. Атом/молекула с неравным количеством протонов и электронов называется атомным/молекулярным ионом.
14. Атом с неравным количеством протонов и нейтронов называется атомным изотопом.
15. Простые вещества различной пространственной структуры называются аллотропными модификациями химического элемента. Более обще: способность химического соединения пребывать в различных кристаллических формах называется полиморфизмом (графит и алмаз).
16. Индивидуальные молекулы существуют только в газовой фазе. Поэтому химические формулы газообразных веществ отражают состав их молекул. Такие формулы называют молекулярными, или истинными.
17. В жидкостях и твердом состоянии молекулы образуют агрегаты с разомкнутыми связями. Соответствующие химические формулы представляют, как правило, только соотношение числа входящих сюда различных атомов. Такие формулы называют простейшими, или эмпирическими (опытными).
18. Химической реакцией называют превращение вещества/веществ вследствие взаимодействия молекул, поглощения энергии, перестройки структуры.
модель Резерфорда - планетарная модель строения атома:
1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома.
2. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре(масса электрона равна 1/1823 а.е.м.)
3.Вокруг ядра вращаются электроны. Их число равно положительному заряду ядра.
модель Бора - планетарная модель:
1. Электрон может вращаться вокруг ядра не по произвольным орбитам, а только по строго определенным(стационарным)
круговым орбитам.
Радиус орбиты(r) и скорость электрона(v) связаны квантовым соотношением
Бора: mvr=nh m - масса электрона, n- номер орбиты, h -
постоянная Планка(h = 1,05•10-34 Дж•с)
2.При движении по стационарным орбитам электрон не излучает и не поглощает энергии
3. Соответствующая лестничная модель Периодической системы элементов.
квантовая модель
1) Электрон имеет двойственную(корпускулярно-волновую) природу.
2) Для электрона невозможно одновременно точно измерить координату и скорость.
3) Электрон в атоме не движется по определенным траекториям а может находится в любой части околоядерного пространства.
4) Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов.
квантовые числа электронов
орбиталь: гибридная - негибридная
электронная облочка
электронная конфигурация
энергия взаимодействия в атомах
атомно-молекулярная теория
распределение электронов в атомах - объясняется тремя принципами
1) принцип Паули
2) правило Гунда
3) принцип наименьшей энергии
строение атома и молекул - на сегодняшний день объясняется квантовой теорией
текучесть - свойство сред пластически или вязко деформироваться под действием механических напряжений. Количественно текучесть — величина, обратная вязкости. У газов и жидкостей текучесть проявляется при любых напряжениях, у пластичных твердых тел — лишь при высоких напряжениях, превышающих предел текучести.
вязкость (внутреннее трение),
1) свойство газов и жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. При ламинарном течении среды
вязкость проявляется в том, что при сдвиге соседних слоев среды относительно друг друга возникает сила противодействия — напряжение сдвига,
которое для обычных сред пропорционально скорости относительного сдвига слоев (гипотеза Ньютона). Коэффициент пропорциональности называется
коэффициентом динамической вязкости или просто вязкостью. Отношение коэффициента динамической вязкости к плотности среды называется
кинематическим коэффициентом вязкости или кинематической вязкостью. Для многих веществ (растворы полимеров, дисперсные системы и др.)
гипотеза Ньютона несправедлива (это — т. н. неньютоновские жидкости), их сопротивление ламинарному течению характеризуется эффективной
вязкостью.
2)свойство твердых тел необратимо поглощать механическую энергию, полученную телом при его деформации. Внутреннее трение проявляется, напр.,
в затухании свободных колебаний.
поверхностное натяжение - стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии (поверхностную энергию) на границе раздела с газовой фазой (напр., с собственным паром) или др. жидкой или твердой фазой. Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз при постоянной температуре. Поверхностное натяжение жидкости часто определяют как силу, действующую на единицу длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Благодаря поверхностному натяжению капля жидкости при отсутствии внешних воздействий принимает форму шара.
теплоемкость - количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы повысить его температуру на 1 К, точнее — отношение количества теплоты, полученного телом (веществом) при бесконечно малом изменении его состояний в каком-либо процессе, к вызванному им приращению температуры. Теплоемкость единицы массы называют удельной теплоемкостью.
элекролиз(от греч. elektron — янтарь и от греч. lysis — разложение, растворение, распад) - совокупность процессов электрохимического окисления — восстановления, происходящих на погруженных в электролит электродах при прохождении электрического тока. Применяется для получения многих веществ (металлов, водорода, хлора и др.), при нанесении металлических покрытий (гальваностегия), воспроизведении формы предметов (гальванопластика). См. также Электродные процессы, Фарадея законы.
электроотрицательность - атома, условная величина, характеризующая способность атома в молекуле приобретать отрицательный заряд (притягивать электроны). Зная электроотрицательность, можно определить полярность ковалентной связи, вычислить эффективные заряды атомов и др.
законы сохранения - законы, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются с течением времени при различных процессах. Важнейшие законы сохранения — законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда. Кроме этих строгих законов сохранения существуют приближенные законы сохранения, которые справедливы лишь для определенного круга процессов; напр., сохранение четности нарушается лишь слабыми взаимодействиями.
фазовые диаграммы вещества
фазовые состояния и их особости
газовые законы
тепловые законы
термодинамика(от греч. therme — тепло и греч. dynamis — сила) - раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. (Неравновесные процессы изучает термодинамика неравновесных процессов.) Термодинамика строится на основе фундаментальных принципов — начал термодинамики, которые являются обобщением многочисленных наблюдений и результатов экспериментов (см. Первое начало термодинамики, Второе начало термодинамики, Третье начало термодинамики). Термодинамика возникла в 1-й пол. 19 в. в связи с развитием теории тепловых машин (С. Карно) и установлением закона сохранения энергии (Ю. Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Основные этапы развития термодинамики связаны с именами Р. Клаузиуса и У. Томсона (формулировки второго начала термодинамики), Дж. Гиббса (метод термодинамических потенциалов), В. Нернста (третье начало термодинамики) и др. Различают химическую термодинамику, техническую термодинамику и термодинамику различных физических явлений.
принципы Паули,
Гунда,
наименьшей энергии
закон Бойля-Мариотта - произведение объема данной массы идеального газа на его давление постоянно при постоянной температуре; установлен независимо Р. Бойлем (1662) и Э. Мариоттом (1676).
закон Шарля - давление pt идеального газа неизменной массы и объема возрастает при нагревании линейно: pt = po (1+a t), где pt и po — давление газа при температурах t и О °С, a = 1/273 К-1 . Открыт в 1787 французским ученым Ж. Шарлем (1746-1823), уточнен Ж. Гей-Люссаком (1802).
универсальный газовый закон
уравнение Клапейрона-Менделеева - найденная Б. П. Э. Клапейроном (1834) зависимость между физическими величинами, определяющими состояние идеального газа (давлением p, его объемом V и абсолютной температурой T): pV=BT, где B=M/u ( М — масса газа, u — его молекулярная масса, R — газовая постоянная). Для 1 моля идеального газа (Д. И. Менделеев, 1874) pV = RT.
закон постоянства состава Пруста
закон кратных соотношений Дальтона - 1) давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с
другом, равно сумме их парциальных давлений;
2) растворимость компонента газовой смеси в данной жидкости при постоянной температуре пропорциональна парциальному давлению этого
компонента. Открыты Дж. Дальтоном соответственно в 1801 и 1803.
закон объемных соотношений Гей-Люссака - при постоянном давлении и температуре объемы реагирующих друг с другом газов, а также объемы газообразных продуктов реакции относятся как небольшие целые числа. Напр., в реакции Н2 + Сl2 = 2НСl отношение объемов газов равно 1:1:2. Справедлив лишь для идеального газа. Установлен Ж. Л. Гей-Люссаком соответственно в 1802 и 1808.
молевой закон Авогадро
закон сохранения массы Ломоносова-Луавазье