일반 및 무기 화학 - 세 부분으로 - Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P. 일반 화학

학교 화학 과정은 8학년부터 과학의 일반 기초 연구로 시작됩니다. 가능한 원자 사이의 결합 유형, 결정 격자 유형 및 가장 일반적인 반응 메커니즘이 설명됩니다. 이것은 중요하지만 보다 구체적인 섹션인 무기물 연구의 기초가 됩니다.

그것은 무엇입니까

주기율표의 모든 원소의 구조 원리, 기본 성질 및 반응성을 고려하는 학문입니다. 무기물에서 중요한 역할은 주기율에 의해 수행되며, 이는 질량, 수 및 유형의 변화에 따라 물질의 체계적인 분류를 간소화합니다.

이 과정은 또한 표 요소의 상호 작용 중에 형성된 화합물을 다룹니다(유일한 예외는 유기물 장에서 고려되는 탄화수소 영역입니다). 무기 화학의 작업을 통해 실제로 받은 이론적 지식을 해결할 수 있습니다.

역사적 측면에서의 과학

"무기"라는 이름은 생물학적 유기체의 활동과 관련이없는 화학적 지식의 일부를 포함한다는 생각에서 나왔습니다.

시간이 지남에 따라 대부분의 유기계가 "무생물" 화합물도 생산할 수 있으며 모든 유형의 탄화수소가 실험실에서 합성된다는 것이 입증되었습니다. 따라서 독일 과학자 Wehler는 원소 화학의 염인 시안산암모늄으로부터 요소를 합성할 수 있었습니다.

두 과학 모두에서 연구 유형의 명명법 및 분류와 혼동을 피하기 위해 일반 화학에 이어 학교 및 대학 과정 프로그램은 기본 학문으로서 무기물 연구를 포함합니다. 과학 세계에서는 비슷한 순서가 유지됩니다.

무기 물질의 종류

화학은 무기물의 도입부가 원소의 주기율을 고려하는 물질의 제시를 제공합니다. 라는 가정에 기초한 특수한 유형의 원자 전하핵은 물질의 특성에 영향을 미치며 이러한 매개변수는 주기적으로 변경됩니다. 처음에 이 표는 원소의 원자량 증가를 반영하여 작성되었지만 곧 이 문제를 고려해야 하는 측면의 불일치로 인해 이 순서가 거부되었습니다. 무기물.

화학은 주기율표 외에도 속성의 주기성을 반영하는 약 100개의 숫자, 클러스터 및 다이어그램의 존재를 암시합니다.

현재 무기 화학 클래스와 같은 개념에 대한 통합 버전이 널리 사용됩니다. 표의 열은 물리 화학적 특성에 따라 요소를 표시하고 행은 서로 유사한 기간을 나타냅니다.

무기물의 단순 물질

주기율표의 기호와 자유 상태의 단체는 대부분 다른 것입니다. 첫 번째 경우에만 특정 보기원자, 두 번째 - 입자 연결 유형과 안정적인 형태의 상호 영향.

단순 물질의 화학 결합은 가족으로의 분할을 결정합니다. 따라서 금속과 비금속의 두 가지 광범위한 유형의 원자 그룹을 구별할 수 있습니다. 첫 번째 패밀리는 연구된 118개 요소 중 96개 요소를 포함합니다.

궤조

금속 유형은 입자 사이에 같은 이름의 결합이 있다고 가정합니다. 상호 작용은 방향성 및 불포화를 특징으로 하는 격자 전자의 사회화를 기반으로 합니다. 이것이 금속이 열을 잘 전도하고 전하를 잘 띠고 금속 광택, 가단성 및 가소성을 갖는 이유입니다.

일반적으로 금속은 붕소에서 아스타틴까지 직선을 그을 때 주기율표의 왼쪽에 있습니다. 이 선에 가까운 위치에 있는 요소는 대부분 경계 특성을 가지며 속성의 이중성을 나타냅니다(예: 게르마늄).

대부분의 금속은 염기성 화합물을 형성합니다. 이러한 물질의 산화 상태는 일반적으로 2를 초과하지 않습니다. 그룹에서는 금속성이 증가하고 기간에는 감소합니다. 예를 들어, 방사성 프랑슘은 나트륨보다 더 기본적인 특성을 나타내며 할로겐 계열에서는 요오드가 금속성 광택을 갖습니다.

그렇지 않으면 상황이 기간에 있습니다. 그들은 물질이있는 하위 수준을 완료합니다. 반대 속성. 주기율표의 수평 공간에서 나타나는 원소의 반응성은 염기성에서 양쪽성에서 산성으로 변합니다. 금속은 좋은 환원제입니다(결합이 형성될 때 전자를 받아들입니다).

비금속

이 유형의 원자는 무기 화학의 주요 클래스에 포함됩니다. 비금속은 주기율표의 오른쪽을 차지하며 일반적으로 산성 속성. 대부분의 경우 이러한 요소는 서로 화합물의 형태로 발생합니다(예: 붕산염, 황산염, 물). 자유 분자 상태에서 황, 산소 및 질소의 존재가 알려져 있습니다. 또한 몇 가지 이원자 비금속 가스가 있습니다. 위의 두 가지 가스 외에도 수소, 불소, 브롬, 염소 및 요오드가 있습니다.

그들은 지구상에서 가장 흔한 물질입니다. 규소, 수소, 산소 및 탄소가 특히 일반적입니다. 요오드, 셀레늄 및 비소는 매우 드뭅니다(여기에는 표의 마지막 기간에 있는 방사성 및 불안정한 구성도 포함됩니다).

화합물에서 비금속은 주로 산으로 작용합니다. 레벨을 완료하기 위해 추가 전자 수를 추가할 가능성이 있기 때문에 강력한 산화제입니다.

무기물로

하나의 원자 그룹으로 표시되는 물질 외에도 여러 가지 다른 구성을 포함하는 화합물이 있습니다. 이러한 물질은 2원(2개의 다른 입자로 구성), 3원소, 4원소 등일 수 있습니다.

두 가지 요소 물질

화학은 분자에서 결합의 이원성에 특히 중요성을 부여합니다. 무기 화합물의 종류는 원자 사이에 형성된 결합의 관점에서도 고려됩니다. 이온성, 금속성, 공유성(극성 또는 비극성) 또는 혼합일 수 있습니다. 일반적으로 이러한 물질은 염기성(금속 존재 시), 양쪽성(이중 - 특히 알루미늄의 특성) 또는 산성(산화 상태가 +4 이상인 원소가 있는 경우) 품질을 명확하게 나타냅니다.

세 가지 요소 연관

무기 화학의 주제에는 이러한 유형의 원자 결합에 대한 고려가 포함됩니다. 2개 이상의 원자 그룹으로 구성된 화합물(대부분 무기물은 3원소 종을 처리함)은 일반적으로 물리 화학적 매개변수에서 서로 크게 다른 구성 요소의 참여로 형성됩니다.

가능한 결합 유형은 공유, 이온 및 혼합입니다. 일반적으로 3 요소 물질은 원자 간 상호 작용의 힘 중 하나가 다른 것보다 훨씬 강하다는 사실 때문에 이진 물질과 거동이 유사합니다. 약한 물질은 두 번째 위치에서 형성되고 용액에서 더 빨리 해리하는 능력이 있습니다 .

무기 화학 수업

무기물 과정에서 공부하는 대부분의 물질은 구성과 특성에 따라 간단한 분류로 생각할 수 있습니다. 따라서 산화물과 염이 구별됩니다. 그들의 관계에 대한 고려는 거의 모든 무기 물질이 나타날 수있는 산화 된 형태의 개념에 대해 아는 것부터 시작하는 것이 좋습니다. 그러한 동료의 화학은 산화물에 관한 장에서 논의됩니다.

산화물

산화물은 산화 상태가 -2인 모든 화학 원소의 화합물입니다(각각 과산화물 -1). 결합의 형성은 O 2 (산소가 가장 전기 음성적인 요소일 때)의 환원과 함께 전자의 반환 및 부착으로 인해 발생합니다.

그들은 두 번째 원자 그룹에 따라 산성, 양쪽성 및 염기성 특성을 모두 나타낼 수 있습니다. 산화물에서 산화 상태가 +2를 초과하지 않는 경우, 비금속인 경우 - +4 이상. 매개변수의 이중 특성을 가진 샘플에서 +3의 값이 달성됩니다.

무기물의 산

산성 화합물은 수소 양이온의 함량으로 인해 7 미만의 중간 반응을 가지며, 이는 용액으로 들어가고 후속적으로 금속 이온으로 대체될 수 있습니다. 분류에 따르면 복잡한 물질입니다. 대부분의 산은 예를 들어 SO 3 수화 후 황산 형성에서 해당 산화물을 물로 희석하여 얻을 수 있습니다.

기초무기화학

이 유형의 화합물의 특성은 OH 하이드록실 라디칼의 존재로 인해 7 이상의 매질 반응을 제공합니다. 가용성 염기는 알칼리라고 하며 완전한 해리(분해 액체의 이온). 염 형성에서 OH기는 산성 잔기로 대체될 수 있다.

무기 화학은 다른 관점에서 물질을 설명할 수 있는 이중 과학입니다. protolytic 이론에서 염기는 수소 양이온 수용체로 간주됩니다. 이 접근 방식은 이러한 종류의 물질에 대한 개념을 확장하여 알칼리를 양성자를 수용할 수 있는 모든 물질이라고 부릅니다.

소금

이러한 유형의 화합물은 상호 작용의 산물이므로 염기와 산 사이에 있습니다. 따라서 금속 이온(때로는 암모늄, 포스포늄 또는 히드록소늄)은 일반적으로 양이온으로 작용하고 산 잔기는 음이온성 물질로 작용합니다. 염이 형성되면 수소는 다른 물질로 대체됩니다.

시약 수의 비율과 서로에 대한 강도에 따라 여러 유형의 상호 작용 제품을 고려하는 것이 합리적입니다.

염기성 염은 수산기가 완전히 치환되지 않은 경우 얻어집니다(이러한 물질은 알칼리성 환경을 가짐).
산성 염은 반대의 경우에 형성됩니다. 반응 염기가 없으면 수소가 부분적으로 화합물에 남아 있습니다.
가장 유명하고 이해하기 쉬운 것은 평균 (또는 일반) 샘플입니다. 물과 금속 양이온 또는 그 유사체 및 산 잔류 물이있는 물질의 형성으로 시약이 완전히 중화 된 산물입니다.

무기 화학은 각 클래스를 조각으로 나누는 것을 포함하는 과학입니다. 다른 시간: 일부 - 이전, 기타 - 이후. 보다 심층적 인 연구를 통해 4 가지 유형의 소금이 더 구별됩니다.

바이너리는 2개의 양이온이 있는 상태에서 단일 음이온을 포함합니다. 일반적으로 이러한 물질은 동일한 산 잔기를 가진 두 개의 염을 병합하여 얻습니다. 그러나 금속은 다릅니다.
혼합 유형은 이전 유형과 반대입니다. 기본은 두 가지 다른 음이온이 있는 하나의 양이온입니다.
결정질 수화물 - 결정화된 상태의 물이 있는 공식의 염.
착물은 양이온, 음이온 또는 둘 모두가 형성 요소와 함께 클러스터 형태로 제공되는 물질입니다. 이러한 염은 주로 하위 그룹 B의 원소에서 얻을 수 있습니다.

염으로 분류되거나 지식의 별도 장으로 분류될 수 있는 무기 화학의 실행에 포함된 다른 물질로는 수소화물, 질화물, 탄화물 및 금속간화물(합금이 아닌 여러 금속의 화합물)을 들 수 있습니다.

결과

무기화학은 관심분야에 상관없이 이 분야의 모든 전문가가 관심을 갖는 과학입니다. 여기에는 이 과목에서 학교에서 공부한 첫 번째 장이 포함됩니다. 무기 화학 과정은 이해하기 쉽고 간단한 분류에 따라 많은 양의 정보를 체계화합니다.

화학과는 기숙 학교 No. 18이 모스크바 주립 대학의 전문 교육 및 과학 센터로 변형 된 직후에 발생했습니다 (01.10.88의 소련 장관 협의회 법령 및 국가 교육 명령 11.16.88의 위원회).

그 전에는 기숙 학교에서 화학을 가르쳤습니다.

베데네바 마리나 세르게예브나- 1964년부터 1980년까지
- 1980년부터 1991년까지
타바첸코 나탈리아 블라디미로브나- 1986년부터 1989년까지

1989년 11월 13일 SASC에서 첫 번째 전문 화학 수업이 시작되었습니다. 그런 다음 18명의 학생이 등록했습니다. 모든 사람이 "마무리"에 도달한 것은 아닙니다. 1991년 첫 번째 화학 문제에서 8명만 있었습니다.

1989년 이후 화학과 교사의 구성. 크게 변하지 않았습니다. 화학과에서 일하고 일하고 있습니다.

갈린 알렉세이 미하일로비치	(Ph.D., 부교수) - 1991년부터 현재 시각
자고르스키 뱌체슬라프 빅토로비치	(D.Ped.Sc., 교수) - 1989년부터 현재 시각
멘델레예바 예카테리나 알렉산드로브나	(박사, 부교수) - 1990년 ~ 현재 시각
모로조바 나탈리아 이고레브나	(박사, 선임강사) - 1990년 ~ ~ 현재 시각
콜야스니코프 올렉 블라디미로비치	(어시스턴트) - 2004년부터 현재 시각
쿠바레프 알렉세이 뱌체슬라보비치	(어시스턴트) - 2005년부터 현재 시각
시게예프 알렉산더 세르게예비치	(박사, 조교) - 2008년부터 현재 시각
알레신 글렙	(실험실 조수) - 2009년부터 현재 시각
코레네프 유리 미하일로비치 (10.05.1936 - 09.08.2010)	(화학박사, 교수, 학과장) - 1989년 ~ 2010년
바타에바 엘레나 빅토로브나	(박사, 조교) - 1990년부터 1993년까지
피르쿨리예프 나미그 샤라페딘 오글리	(어시스턴트) - 1997년부터 1999년까지
프리샤즈뉴크 발렌티나 빅토로브나
타티아니나 이리나 바실리에브나	(어시스턴트) - 1989년부터 1991년까지
추라노프 세르게이 세르게예비치	(박사, 부교수) - 1989년 ~ 1997년
바타예프 바딤 알베르토비치	(박사) - 1997년부터 1998년까지

1991년부터 2010년까지 SUNC 화학 수업은 총 20회, 총 361명이 졸업했습니다. 이 중 298명의 졸업생(83%)이 모스크바 주립대학교에 입학했습니다. 졸업생 214명 중 대부분이 화학부와 재료과학부에 입학했습니다. 화학과 졸업생 물리학부(16), 역학 및 수학(15), 생물학(7), 지질학(6), 전산수학과 사이버네틱스(9), 기초의학부(6)에서 공부하고 공부함 ), 토양 과학(9). 사람들은 러시아 과학 아카데미의 All-Russian Chemical Combine, 러시아 화학 기술 대학, MEPhI, 의학 아카데미 등 다른 대학에도 입학합니다.

SASC MSU의 화학 수업 수업은 SASC의 학술 건물(강의 및 세미나)과 모스크바 주립 대학교 화학 학부(분석, 유기 및 무기 화학에 대한 워크숍)에서 진행됩니다.

화학, 물리학 및 수학 수업은 독창적 인 프로그램과 교과서에 따라 진행되며 저자는 해당 부서의 교사입니다. 제외하고 기본 코스화학과의 교사는 선택 과목을 실시합니다.

빠르고 발열 반응의 열역학 및 운동학(Zagorsky V.V.)
영어 화학(Mendeleeva E. A.)
인간과 물질(Mendeleeva E. A.)
화학 문제 해결 방법(Galin A. M.)
유전체학(O. V. Kolyasnikov)
단백질 화학 (O. V. Kolyasnikov)
나노기술 - 나노세계를 향하여 (Smirnov E. A.)
펜싱 (O. V. Kolyasnikov)
유기 교육 프로그램(Morozova N.I.)
통합 국가 시험 준비(Galin A.M., Kubarev A.V.)
이브닝 클럽(Zagorsky V. V.)

화학과의 교사는 "Soros Teacher"라는 보조금을 반복적으로 받았으며 학생을위한 화학 올림피아드, 고등학생을위한 여름 학교 및 학교 교사를위한 세미나의 조직 및 실시에 참여합니다.

화학과의 교사들은 다음과 같이 발표했습니다. 학습 가이드:

유기화학. 파트 I. 유기 물질의 구조 이론.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 1997. - 48p.
Mendeleeva E.A., Morozova N.I.
유기화학. 2부. 탄화수소.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 모스크바 출판사. 운타, 1999. - 64p.
ISBN 5-211-02588-1
Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P.
일반 및 무기 화학. 1부
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 1998. - 63 p.
Yu.M.Korenev, N.I.Morozova, A.I.Zhirov
무기화학 워크숍.
M.: 학교에 가세요. A.N. 콜모고로바, Ed. 모스크바 주립 대학, 1999. - 64p.
Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P., Mendeleeva E.A., Morozova N.I.
화학. 1부
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 2000. - 72 p.
Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P., Egorov E.N.
일반 및 무기 화학. 2부. 무기 화합물의 주요 부류.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 모스크바 대학 출판사, 2000. - 36 p.
Pirkuliyev N. Sh.
화학의 올림피아드 문제. 문제 유형 및 해결 방법.
M .: A. N. Kolmogorov의 이름을 딴 학교, "자가 교육", 2000. - 160 p.
자고르스키 V.V.
조명이 재미있습니다. 불꽃놀이: 역사, 이론, 실습.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, "자율 교육", 2000. - 64 p.
Mendeleeva E.A., Morozova N.I.
유기화학. 파트 III. 산소 함유 및 질소 함유 유기 화합물.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 모스크바 대학 출판부, 2001. - 56 p.
Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P.
일반 및 무기 화학. 파트 III. 화학 열역학 및 동역학의 기초.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 모스크바 대학 출판사, 2002. - 48 p.
Morozova N.I., Zagorsky V.V.
유용한 팁.
남: MAKS Press, 2003. - 31 p.
코레네프 Yu.M.

일반 및 무기 화학. 파트 IV. 용액의 물리적 및 화학적 특성.
M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorova, 모스크바 대학 출판사, 2004. - 49 p.
Morozova N.I., Zagorsky V.V.
시험에서 이기는 방법.
M., 2006. - 34p.
Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P., Morozova N.I.

일반 및 무기 화학. I 부. 기본 개념, 원자 구조, 화학 결합.

모로조바 N.I.
물질의 식별.
M.: MAKS Press, 2008. - 35 p.

체계적인 경험화학과 교사의 업무는 다음과 같습니다. 출판물:

"원자의 구조와 주기율"이라는 주제의 물리 및 수학 학교 프레젠테이션의 변형.
자고르스키 V.V.
러시아 화학 저널(D.I. Mendeleev의 이름을 따서 명명된 ZhRHO), 1994, v. 38, No. 4, p. 37 - 42
화학의 비표준 작업
V.V.Zagorsky, A.M.Galin, E.A.Mendeleeva, N.I.Morozova
러시아 화학 저널(D.I. Mendeleev의 이름을 따서 명명된 ZhRHO), 1994년, 38권, 4호, 89~90페이지
모스크바 주립 대학의 특수 교육 및 과학 센터의 물리학, 수학 및 경제학 수업에서 화학 교육
Galin.A.M., Zagorsky V.V., Mendeleeva E.A.
학교에서 화학 교육에 관한 국제 세미나 "Pushchinskaya 가을 - 96"(자료 수집), 모스크바, 1996. - 29 p.
자고르스키 V.V.
선생님에서 선생님으로. "스타"가 되는 방법.
M.: 출판사. UC DO MSU 학과, 1998 - 96p.
대학원에서의 화학: 익명 테스트를 통한 피드백.
AM Galin, V.V. Zagorsky, E.A. Mendeleeva
XLV Herzen Readings의 자료(전 러시아 과학 및 실용 회의)(1998년 5월 13일 - 16일), St. Petersburg,
48~49쪽.
졸업에 대한 진실(학교 졸업생이 화학을 아는 방법)
V.Zagorsky, E.Mendeleeva, A.Galin, N.Morozova
교사신문, 7호, 1999년 2월 23일, 8면
준비 중 과학 활동영재 고등학생: 과학적 세계관에 대한 대안의 필요성
V.V. 자고르스키
토. 국제 회의 "제3천년기의 문턱에 관한 과학 및 교육" 초록, 민스크, 3 - 6.10.2000, 1권, 56-57페이지
21세기 교육의 과제는 생태적 세계관의 형성이다
E.A. 멘델레예바
토. 국제 회의 "제3천년기의 문턱에 관한 과학 및 교육" 초록, 민스크, 3 - 6.10.2000, 2권, pp. 91-92

V.V. 자고르스키

일반 및 무기화학 - 세 부분으로 - 코레네프 Yu.M., 오브차렌코 V.P. - 2000, 2002.

이 방법론 매뉴얼은 무기 화학 과정의 프로그램에 따라 편집되었으며 모스크바 주립 대학의 전문 교육 및 과학 센터 A. N. Kolmogorov 학교의 화학 및 생물학 부서 학생들이 읽었습니다.
이 책은 무기 화합물의 주요 부류, 그 특성 및 획득 방법을 소개합니다.

제1장 기본 개념 및 정의 3
1.1. 문제 3의 구조
1.2. 화학 9의 양적 비율
1.3. 화학 기호 및 화학식 13
2장. 원자 20의 구조
2.1. 원자 20의 초기 모델
2.2. 원자 구조의 양자 역학 모델 26
3장. 화학 결합 41
3.1. 제목 41
3.2. 원자가 결합법 47
3.3. 분자 궤도법 53

1장. 산화물 3
§ 하나. 물리적 특성산화물 3
§ 2. 산화물의 분류 및 화학적 특성의 변화 패턴 .. 4
2.1. 화학적 성질에 따른 산화물 분류 4
2.2. 산화물의 특성 변화 패턴 5
§ 3. 산화물을 얻는 방법 7
§4. 산화물의 화학적 특성 9
4.1. 염기성 산화물 9
4.2. 산성 산화물 10
4.3. 양쪽성 산화물 10
4.4. 산화물의 일반적인 화학적 성질 11
2장. 산과 염기 13
§ 1. 산과 염기 이론 13
1.1. 전해질 이론 13
1.2. 원석기 이론 13
1.3. 전자 이론 14
§2. 산 16
2.1. 산의 분류 16
2.2. 산을 얻는 방법 19
2.3. 산을 얻는 일반적인 방법 19
2.4. 산의 화학적 성질 21
§삼. 그라운드 24
3.1. 기본 분류 24
3.2. 염기를 얻는 방법 25
3.3. 염기의 화학적 성질 27
3장. 소금 29
§ 1. 염분의 분류 29
§ 2. 소금을 얻는 방법 30
§ 3. 소금의 화학적 성질 33

1장 열역학의 기초 3
§ 1.1. 기본 정의 3
§ 1.2. 열역학 6의 제0법칙(시작)
1.3. 열역학 제1법칙(시작) 6
§ 1.3.2. 화합물 9 형성의 표준 열(엔탈피)
§ 1.3.3. 표준 연소 엔탈피 10
§ 1.3.4. 화학 결합의 표준 에너지(엔탈피) 10
§ 1.3.5. 승화, 증발 및 용융의 표준 엔탈피 11
§ 1.3.6. 전자 친화도, 이온화 전위, 전기 음성도 11
§ 1.3.7. 헤스의 법칙 13
§ 1.3.8. 본-하버 주기 14
§ 1.3.9. 키르히호프의 법칙 16
§ 1.4. 열역학 제2법칙(시작) 17
§ 1.4.1. 고전 열역학의 관점에서 본 엔트로피의 정의 18
§ 1.4.3. 엔트로피 개념의 통계적 해석 19
§ 1.4.4. 깁스 자유 에너지 21
§ 1.4.5. 화학적 잠재력 22
§ 1.4.6. 화학 평형 23
§ 1.4.7. 반응 방향 31
2장 동역학의 기초 35
§2.1. 화학 반응 속도 35
§ 2.2. 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인 37
§ 2.3. 화학 반응의 속도 상수를 결정하는 실험 방법 47

무료 다운로드 전자책편리한 형식으로 시청하고 읽으십시오.
일반 및 무기 화학 - 세 부분 - Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P. - fileskachat.com, 빠르고 무료 다운로드.

zip 다운로드
이 책은 아래에서 구입할 수 있습니다 최고의 가격러시아 전역에서 할인된 가격으로 배송됩니다.

"일반 및 무기 화학 파트 I 기본 개념, 원자 구조, A.N. Kolmogorov Moscow University Press 2000 UDC 546 LBC 24.1 K 66 Korenev Yu의 이름을 따서 명명된 화학 결합 학교. K 66 ... "

-- [ 페이지 1 ] --

Yu.M.Korenev, V.P.Ovcharenko

무기화학

기본 개념, 원자의 구조,

케미컬 본드

A.N. Kolmogorov의 이름을 딴 학교

모스크바 대학 출판부

Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P.

K 66 일반 및 무기 화학. 강의 코스. 1부

기본 개념, 원자 구조, 화학 결합. - 중.:

A. N. Kolmogorov의 이름을 딴 학교, Moscow University Press, 2000. – 60 p.

ISBN 5-211-04200- X

이 책은 무기 화합물의 주요 부류, 그 특성 및 획득 방법을 소개합니다.

ISBN 5-211-04200-X © Yu.M.Korenev, V.P.Ovcharenko, 1998

1장 기본 개념 및 정의 1.1. 물질의 구조 화학 및 기타 자연 과학의 기본 개념 중 하나는 원자입니다. 이 용어는 오랜 기원을 가지고 있습니다. 약 2500년 동안 존재해 왔습니다. 처음으로 원자의 개념은 기원전 5세기경 고대 그리스에서 시작되었습니다. 기원전 이자형. 원자론의 창시자는 고대 그리스 철학자 Leucippus1와 그의 제자 Democritus였습니다. 물질의 이산 구조에 대한 아이디어를 제시하고 "ATOM"이라는 용어를 도입한 사람들이었습니다.

데모크리토스의 가르침은 널리 퍼지지 않았고 오랫동안 역사적 기간화학(중세에는 연금술)에서는 아리스토텔레스(기원전 384~322) 이론이 지배적이었습니다.

아리스토텔레스의 가르침에 따르면 자연의 주요 원리는 추상적인 "원리"입니다. 추위, 열, 건조 및 습도가 결합되면 네 가지 주요 "요소-요소"가 형성됩니다.

흙, 공기, 불, 물.

그리고 19세기 초에야 영국 과학자인 John Dalton이 원자로 돌아와서 물질의 가장 작은 입자로 이 용어를 과학에 도입했습니다. 이것은 R. Boyle("The Skeptic Chemist" 책에서 그는 연금술사들의 아이디어에 결정적인 타격을 가함), J. Priestley 및 K. V. Scheele(산소의 발견), G. Cavendish와 같은 저명한 과학자들의 작업이 선행되었습니다. (수소의 발견), A. L. Lavoisier (단순 물질의 첫 번째 표를 편집하려는 시도), M. V. Lomonosov (원자 및 분자 이론의 주요 조항, 질량 보존 법칙), J. L. Proust (구성 불변성의 법칙) ) 그리고 많은 다른 사람들.

19세기 말에 이루어진 물리학 분야의 발견 - 20세기의 첫 번째 3분의 1은 과학자들로 하여금 원자 및 분자 이론을 완전히 다른 방식으로 보도록 강요했습니다. 원자는 복잡한 구조를 가지고 있으며 물질의 가장 작은 입자가 아니라는 것이 밝혀졌습니다.

여기에서 우리는 이 개념에 대한 구식 정의를 제공하지 않고 현대적 아이디어에 기반한 공식을 즉시 제공할 것입니다.

1 Leucippus () - 고대 그리스. 철학자. Leucippus의 삶에 대해 알려진 것은 거의 없습니다.

제 I 장 원자(그리스어 µ - 나눌 수 없음)는 독립적으로 존재할 수 있는 화학 원소의 가장 작은 입자이며 그 특성을 지닌다. 원자는 양전하를 띤 핵과 적절한 수의 전자로 구성된 전기적으로 중성인 마이크로시스템입니다.

화학 원소는 동일한 핵 전하를 가진 원자 유형입니다.

화학 원소는 물질 입자가 아니라 개념입니다. 이것은 원자가 아니라 다음을 특징으로 하는 원자들의 집합입니다. 특정 기호같은 핵전하로.

전자 [dr.gr. - 호박색(마찰에 의해 전기가 잘 통함)] - 정지 질량이 9.109 10–31 kg = 5.486 10–4인 안정한 소립자 a. e. m.2, 1.6 10-19 C와 같은 기본 음전하를 띤다.

화학 및 물리학에서 많은 문제를 풀 때 전자의 전하는 -1로 간주되고 다른 모든 입자의 전하는 이러한 단위로 표시됩니다. 전자는 모든 원자의 일부입니다.

양성자 (그리스어 - 첫 번째) - 모든 화학 원소의 원자 핵의 필수적인 부분 인 소립자는 정지 질량 mp \u003d 1.672 10-27 kg \u003d 1.007 a입니다. e.m. 및 전자의 전하와 크기가 동일한 기본 양전하, 즉 1.6 10-19 C.

핵에 있는 양성자의 수는 화학 원소의 원자 번호를 결정합니다.

중성자(위도 중성자 - 어느 쪽도 아니고 다른 쪽도 아님)는 정지 질량이 양성자의 나머지 질량을 약간 초과하는 전기적으로 중성인 소립자 mn = 1.675 10–27 kg = 1.009 a.u. 먹다.

양성자와 함께 중성자는 모든 원자핵의 일부입니다(하나의 양성자인 수소 동위원소 1H의 핵은 제외).

초등학교 지정 2 a. e.m. - 원자 질량 단위, 아래 참조.

양성자와 중성자의 일반화된(그룹) 이름은 핵자입니다.

질량 수 - 핵에 있는 핵자(양성자 및 중성자)의 총 수.

원자의 핵은 원소(Z)의 서수와 같은 수의 양성자와 중성자(N)로 구성됩니다. A = Z + N, 여기서 A는 질량수.

핵종(위도 핵 - 핵) - 원자핵의 일반 이름은 특정 수의 양성자와 중성자(양전하 및 질량수)가 특징입니다.

화학 원소를 나타내기 위해서는 하나의 양, 즉 핵의 전하, 즉 주기율표에서 원소의 서수만 지정하면 충분합니다. 핵종을 결정하려면 이것으로 충분하지 않습니다. 질량 번호도 표시해야 합니다.

때로는 완전히 정확하지는 않지만 "핵종"의 개념은 핵 자체가 아니라 전체 원자를 나타냅니다.

동위 원소 (그리스어 - 같은 + - 장소) - 다음을 가진 핵종 같은 숫자양성자이지만 질량수가 다릅니다.

동위 원소 - 주기율표에서 동일한 위치를 차지하는 핵종, 즉 동일한 화학 원소의 원자.

예: 11 Na, 23 Na, 24 Na는 나트륨 동위 원소입니다.

등압선(그리스어 - 같음 + - 무게) - 질량 수는 같지만 양성자의 수가 다른 핵종(즉,

다른 화학 원소와 관련됨), 예를 들어 90Sr, 90Y, Isotones - 동일한 수의 중성자를 가진 핵종.

오랫동안 화학자들은 단순 물질의 원자와 분자를 명확하게 구분하지 않았습니다. 1811년 A. Avogadro는 이러한 개념을 명확하게 정의할 수 있는 가설을 제안했지만 그의 동시대 사람들은 그것을 높이 평가하지 않았으며 1860년 카를스루에(독일)에서 열린 최초의 화학자 국제 회의 이후에야 인정되었습니다. 분자는 화학적 변형에 관여하는 물질의 가장 작은 입자로 이해되기 시작했습니다. 자연 과학이 발전함에 따라 분자의 정의는 약간의 변화를 겪었습니다.

분자(라틴어 두더지 - 질량의 작은 단위)는 특성을 결정하는 물질의 가장 작은 입자입니다. 하나 또는 다른 화학 원소의 원자로 구성되며 원자핵과 전자의 단일 시스템으로 존재합니다. 단원자 분자(예: 희가스)의 경우 원자와 분자의 개념이 일치합니다.

원자는 화학 결합에 의해 분자에 함께 고정되어 있습니다.

화학에서는 원자와 분자 외에 다른 구조 단위인 이온과 라디칼을 고려해야 합니다.

이온(그리스어) - 전자의 추가 또는 손실의 결과로 원자(또는 원자단)에서 형성된 전하를 띤 입자.

양전하를 띤 이온을 양이온(그리스어 - 다운 + 이온), 음전하를 띤 음이온(그리스어 - 업 + 이온)이라고 합니다.

예를 들어, K+는 칼륨 양이온, Fe2+는 철 양이온, NH+는 암모늄 양이온, Cl–는 염소 음이온(염화물 음이온), S2–는 황 음이온(설피다이온), SO 2는 황산염 음이온입니다.

라디칼(라틴어 라디칼 - 루트) - 짝을 이루지 않은 전자가 있는 입자(원자 또는 원자 그룹).

반응성이 매우 높습니다. 예를 들어, H는 수소 라디칼, Cl은 염소 라디칼, CH3는 메틸 라디칼입니다. 동시에, 짝을 이루지 않은 전자를 갖는 상자성 분자, 예를 들어 O2, NO, NO2는 라디칼이 아닙니다.

단순 물질은 한 화학 원소의 원자로 구성된 물질입니다.

단순 물질은 화학 원소의 존재 형태입니다.

많은 원소는 탄소(흑연, 다이아몬드, 카빈, 풀러렌), 인(백색, 적색, 흑색), 산소(오존, 산소)와 같은 몇 가지 단순한 물질의 형태로 존재할 수 있습니다.

약 400개의 단순 물질이 알려져 있습니다.

Allotrpy (그리스어 - 또 다른 + - 차례) - 분자의 원자 수 (예 : O2 및 O3) 또는 다른 결정 구조가 다른 둘 이상의 단순한 물질 형태로 존재하는 화학 원소의 능력 (흑연과 다이아몬드).

다형성(그리스어 µ - 다양함) - 다른 결정 구조와 다른 특성을 가진 두 가지 이상의 형태로 존재하는 고체의 능력.

이러한 형태를 다형성 수정이라고 합니다.

예를 들어 FeS2는 결정 구조가 다른 두 가지 물질(다형체)을 형성할 수 있습니다. 하나는 황철석이라고 하고 다른 하나는 마카사이트입니다. 이 물질은 동소체 변형입니까? 그렇지 않습니다.

동소체는 단순한 물질만을 의미하며 분자 구성의 차이와 결정 격자 구조의 차이를 모두 고려합니다. 우리가 단순 물질의 결정 격자 구조의 차이에 대해 이야기하고 있다면 다형성과 동소체의 개념은 일치합니다. 예를 들어 흑연과 다이아몬드는 동소체 형태 또는 다형성 형태라고 할 수 있습니다.

두 가지 이상의 분자, 산소를 형성할 가능성. O2와 O3 - 오존의 두 가지 동소체 형태를 형성합니다. 그들은 물리적 및 화학적 특성이 모두 다릅니다.

산소 O2 – 무색 가스, 냄새 없이. 오존 O3 - 가스 푸른 색특징적인 냄새가 있습니다 (그리스어에서 그 이름을 얻었습니다.

(오제인) - 냄새를 맡다).

액체 및 고체 상태에서 산소는 옅은 파란색입니다. 액체 상태의 오존은 강렬한 보라색을 띠며, 고체 상태의 오존은 검은 보라색입니다.

산소는 상자성, 오존은 반자성입니다.

산소와 오존의 화학적 활성은 크게 다릅니다. 오존은 산소보다 반응성이 높으며 더 강한 산화 특성을 나타냅니다.

산소가 자유 형태의 거의 모든 요소와 상호 작용한다는 사실에도 불구하고 많은 경우 이러한 반응은 고온에서만 발생합니다. 반면 오존은 산소가 불활성인 상태에서 많은 물질과 반응합니다. 예를 들어 오존은 수은과 은을 산화물로 산화시킵니다.

인. 백색과 적색의 두 가지 동소체 형태의 인이 알려져 있습니다.

백린은 P4 사면체 분자로 구성됩니다. 적린은 고분자 분자 P로 간주 될 수 있습니다. 물론 고체 상태에서 이러한 변형은 결정 격자 구조와 물리적 특성 모두에서 다릅니다.

모든 동소체 형태의 인은 또한 화학적 특성에서 상당한 차이를 나타내며, 이는 무엇보다도 다른 반응성으로 구성됩니다. 백린은 더 활동적인 형태이고, 적색은 덜 활동적인 형태입니다.

백린은 상온에서도 공기 중에서 천천히 산화되며(백린이 빛나는 이유), 적색은 공기 중에서 안정하여 가열되어야만 빛을 발합니다.

다양한 결정 격자의 형성 이 동소의 경우는 또한 단순 물질의 다형성으로 간주될 수 있습니다.

탄소. 탄소에 대한 몇 가지 동소 변형이 알려져 있습니다.

흑연, 다이아몬드, 카빈, 풀러렌.

흑연과 다이아몬드는 구조가 다른 원자 결정 격자를 형성합니다. 이 두 물질은 물리적 특성도 크게 다릅니다. 다이아몬드는 무색, 투명, 흑연은 흑색 회색, 불투명, 다이아몬드는 가장 단단한 물질, 흑연은 부드럽고 다이아몬드는 전기를 전도하지 않으며 흑연은 전기를 전도합니다. 정상적인 조건에서 다이아몬드는 준안정(덜 안정한) 형태입니다. 다이아몬드가 가열되면(t > 1,000°C) 흑연으로 비가역적으로 변합니다. 흑연에서 다이아몬드로의 전이는 더 높은 온도와 필연적으로 매우 높은 압력에서 진행됩니다.

주석. 주석의 두 가지 동소체 형태(회색과 흰색)가 잘 알려져 있습니다.

회색 주석(-주석)은 13.2°C 미만의 온도에서 존재하며 반도체 특성을 나타내며 밀도가 5.846g/cm3인 매우 취약한 물질입니다.

백색주석(-주석)은 물리적 성질상 대표적인 은백색 금속으로 열과 전류를 잘 전도하고 플라스틱이며 밀도는 7.295g/cm3이며 13.2~173°C의 온도 범위에서 안정하다. 이 온도 이상에서 -주석은 결정 격자의 구조가 다르고 밀도가 6.54g/cm3인 또 다른 변형 -주석으로 이동합니다.

많은 다형성(또는 동소체) 수정은 준안정 상태에 있을 수 있습니다.

예를 들어, 백색 주석은 과냉각되어 13.2℃ 이하의 온도에서 장기간 존재할 수 있지만 이러한 조건에서는 그 상태가 불안정하여 기계적 손상, 급격한 흔들림 등으로 인해 형태로의 급격한 전이가 발생할 수 있다. 이 잘 알려진 현상을 "주석 전염병"이라고 합니다.

불순물은 또한 한 형태에서 다른 형태로의 전환에 상당한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 비스무트를 약간 혼합하면 흰색 주석이 회색으로 전환되는 것을 실제로 방지하고 반대로 알루미늄을 추가하면 이러한 전환이 가속화됩니다.

각 동소체(또는 다형성) 형태에 대해 이 변형이 안정적인 특정 온도 및 압력 범위가 있습니다. 예를 들어, 최대 95.6 ° C의 온도에서 마름모꼴 유황 (-형태)이 안정적이고 더 높은 온도에서 단사정 (형태)입니다. 이 두 동소체 형태는 결정 격자 구조에서 서로 다릅니다.

복합 물질 또는 화합물은 다른 화학 원소의 원자로 구성된 물질입니다.

동형 (그리스어 - 같음, 유사 + μ - 형태) - 구성이 유사한 물질이 비슷한 크기의 원자, 이온 또는 원자 그룹이 무작위로 서로 대체되는 혼합 결정을 형성하는 능력.

예를 들어, 칼륨 명반 KAl(SO4)2 12 H2O의 결정에서 칼륨 이온은 루비듐 또는 암모늄 이온으로, Al3+ 이온은 Cr3+ 또는 Fe3+ 이온으로 대체될 수 있습니다. 이 경우, 칼륨 양이온은 루비듐 또는 암모늄 양이온과 동형이고 알루미늄 양이온은 크롬 또는 철 양이온과 동형입니다.

1.2. 화학의 양적 비율 원자와 분자의 질량은 매우 작으며 일반적으로 허용되는 측정 단위인 킬로그램을 값의 수치적 표현에 사용하는 것은 불편합니다. 따라서 원자와 분자의 질량을 표현하기 위해 또 다른 측정 단위인 원자 질량 단위(amu)가 사용됩니다.

원자 질량 단위(a.m.u.) - 원자, 분자 및 소립자.

원자 질량 단위는 탄소 핵종 12C 질량의 1/12입니다.

이 핵종의 질량은 SI 단위로 1.9927 10–26 kg입니다.

상대 원자 질량(구식 용어는 원자량)은 원자 질량 단위(a.m.u.)로 표시되는 원자의 질량입니다.

지정 Ar.

대부분의 천연 화학 원소는 동위 원소의 혼합물입니다. 따라서 요소의 상대 원자 질량은 육상 조건에서의 함량을 고려하여 동위 원소의 자연 혼합물의 상대 원자 질량의 평균값으로 간주됩니다. 주기율표에서 제공되는 것은 이러한 값입니다.

예를 들어, 산소는 16O, 17O 및 18O의 세 가지 동위 원소를 가지고 있으며, 이들의 원자량과 천연 혼합물의 함량은 표 3에 나와 있습니다.

각 동위 원소의 기여도를 고려한 원자 질량의 평균 값은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

여기서 Ar, j는 해당 동위 원소의 원자 질량이고, ni는 자연 혼합물의 함량(몰 분율)입니다. 이 공식에서 산소 원자 질량에 대해 표 3의 해당 값을 대입하면 다음을 얻습니다.

Ar = 15.995 0.99759 + 16.999 0.00037 + 17.999 0.0024 = 원자 질량과 질량 수는 절대적이라는 점에 유의하십시오. 다양한 개념: 첫 번째는 a로 표현되는 원자의 질량입니다. e.m, 두 번째는 핵의 핵자 수입니다. 원자 질량은 항상 정수인 질량 수와 달리 분수 값(12C 동위 원소에 대해서만 정수 값을 가짐)입니다.

수치적으로 이 양은 매우 가깝습니다. 예를 들어, 수소의 경우 원자 질량은 1.0078이고 질량 수는 1이고, 헬륨의 경우 원자 질량은 4.0026이고 질량 수는 4입니다.

상대 원자 질량은 다음과 같은 이유로 분수 값을 갖습니다.

1) 자연에 존재하는 대부분의 원소는 여러 동위원소의 혼합물이며, 주기율표는 천연 동위원소 조성 혼합물의 상대 원자량의 평균값을 나타낸다.

2) 단동위원소 원소(예: 23Na)의 경우 이 값은 a로 표현되는 핵자의 질량 때문에 분수이기도 합니다. m.u.는 정수가 아니며(표 3 참조) 핵이 형성되는 동안 Ebond = m c2 방정식에 따라 핵자 질량의 일부가 에너지로 변환됩니다. 여기서 c = 3 108 m/s는 속도입니다. 빛의 진공.

결합이 형성되는 동안 결합 입자 질량의 일부가 소비되는 에너지가 항상 방출됩니다. 화학 결합이 형성되는 경우 이 값은 매우 작으므로 여기서 질량 변화는 무시되고 형성된 입자의 질량은 화학 결합에 참여하는 입자의 질량의 합과 같다고 가정합니다. 형성. 핵이 형성되면 매우 많은 양의 에너지가 방출되며 "질량 결함"이 명확하게 보입니다.

분자량은 a로 표현되는 분자의 질량입니다. e.m. 분자의 질량은 실질적으로 구성 원자의 상대적 원자 질량의 합과 같습니다.

물질이 분자로 구성되지 않고 예를 들어 이온(NaCl)으로 구성되거나 올리고머[(H2O)n]인 경우 상대 분자량은 물질의 공식 단위에 대해 표시됩니다. 물질의 공식 단위는 주어진 물질의 최소량의 화학 조성으로 이해해야 합니다.

몰은 물질의 양을 측정하는 단위입니다. 지정.

1mol은 12C 탄소 동위원소 0.012kg에 있는 원자와 동일한 수의 구조 단위(원자, 분자, 이온, 라디칼)를 포함하는 물질의 양, 즉 물질(M)의 몰 질량은 이 물질의 질량( m) 대 양()의 비율과 같습니다.

이전 정의: 물질 1몰의 질량으로, 수치적으로는 분자량과 같지만 g/mol 단위로 표시됩니다. 아마도 처음에는 계산 문제의 해결을 용이하게 할 것입니다.

용어의 차이점을 확인하십시오. 몰 질량"와 "molecular weight"는 소리가 비슷하지만 다른 수의 물체를 나타냅니다. 첫 번째는 물질 1몰의 질량(즉, 6.022 1023 분자의 질량)이고 두 번째는 1의 질량입니다. 분자이며 다른 단위(g/mol 및 a)로 표시됩니다. e.m., 각각.

"물질의 양"이라는 개념과 그에 따른 측정 단위인 몰은 대부분의 화학 계산에 사용됩니다. 이 값은 물질의 질량, 구조 단위 수 및 부피(기체 또는 증기인 경우)와 고유하게 관련됩니다. 물질의 양이 주어지면 이러한 양은 계산하기 쉽습니다.

시스템에서 물질 A의 질량 분율은 전체 시스템의 질량에 대한 질량의 비율입니다(종종 이 값은 %로 표시됨).

질량 분율에 의한 계산과 관련된 모든 문제는 이 공식을 사용하여 해결해야 합니다. 성가신 기술적 오류를 피하기 위해 계산할 때 %를 즉시 공유로 변환하는 것이 좋습니다.

구성 요소의 부피 비율은 전체 시스템의 부피에 대한 구성 요소의 부피 비율입니다.

구성 요소의 몰 분율은 시스템의 모든 구성 요소의 총 몰 수에 대한 구성 요소 A의 물질 양(mol)의 비율입니다.

에너지 보존 법칙 - 에너지는 무에서 발생하지 않으며 흔적도 없이 사라지지 않지만 개별 유형은 엄격하게 정의된 등가 비율에 따라 서로 전달될 수 있습니다.

따라서 반응 생성물의 화학 결합 에너지가 반응물보다 크면 방출 된 에너지가 열, 빛의 형태로 방출되거나 이로 인해 일(예 : 폭발 또는 피스톤 운동)이 발생합니다. .

질량 보존 법칙 (M. V. Lomonosov, 1748) - 반응에 들어간 모든 물질의 질량은 모든 반응 생성물의 질량과 같습니다.

원자 및 분자 이론의 관점에서 질량 보존 법칙은 다음과 같이 설명됩니다. 화학 반응의 결과 원자는 사라지지 않고 일어나지 않지만 재배열됩니다. 반응 전후의 원자 수는 변하지 않기 때문에 총 질량도 변하지 않습니다.

이 법칙에 따라 모든 계산은 화학 반응 방정식에 따라 수행됩니다.

구성 불변의 법칙(Proust, 1806) - 모든 화합물은 잘 정의되고 일정한 구성을 가지고 있습니다.

이 법칙의 결과로 화합물의 조성은 그 제조 방법에 의존하지 않습니다.

구성이 이 법칙을 따르는 물질을 달토니드라고 합니다. 조성이 제조 방법에 따라 달라지는 물질을 베르톨리드(예: 전이 금속 산화물)라고 합니다.

다중비의 법칙(Dalton) - 두 원소가 서로 여러 화합물을 형성하는 경우, 한 원소의 질량량이 다른 원소의 동일한 질량과 결합하면 서로 작은 정수로 관련됩니다.

Avogadro의 법칙(1811) - 동일한 조건(온도 및 압력)에서 동일한 부피의 서로 다른 이상 기체는 동일한 수의 분자를 포함합니다.

Avogadro의 법칙 1°의 결과. 동일한 조건(온도 및 압력)에서 이상기체 1몰은 동일한 부피를 차지합니다.

정상 조건(해당 사항 없음):

-p \u003d 101325 Pa \u003d 101.325 kPa \u003d 1 atm \u003d 760 mm Hg. 미술.

- 모든 이상 기체의 몰 부피는 22.4 l/mol(22.4 10-2 m3)입니다.

2°. 동일한 조건(온도 및 압력)에서 이상 기체의 밀도는 몰 질량에 정비례합니다.

Avogadro의 법칙에 따르면 모든 이상 기체에 대해 동일한 조건(p 및 t)에서 비율 / V = const입니다.

기체의 경우 한 기체의 다른 기체에 대한 상대 밀도의 개념이 도입되었습니다. DA(X) - 기체 A에 대한 기체 X의 상대 밀도:

화학에는 모든 과학과 마찬가지로 기존의 기호 체계가 있으며 이에 대한 지식은 이 주제를 이해하는 데 필요합니다.

화학 기호는 일종의 알파벳으로 "단어"-화합물의 공식 및 "구"-화학 반응 방정식을 작성하는 데 도움을 받아 실제 발생하는 과정을 어느 정도 반영합니다.

중세 시대에도 당시 알려진 화학 원소는 천체를 나타내는 데 사용된 것과 같은 관습적인 기호로 지정되었습니다. 사실 연금술사의 아이디어에 따르면 당시 알려진 각 요소는 자체 천체에 해당했습니다.

연금술사의 일부 아이디어는 시적 형태로 반영됩니다.

중세에 채택된 천체의 명칭과 "해당" 화학 원소가 표 4에 나와 있습니다.

원소 천체 기호 물론 이러한 화학 원소를 나타내는 기호는 그다지 편리하지 않았습니다. 더욱이 1800년까지 약 1800개의 화학 원소가 알려졌고(일부는 아직 단순 물질로 분리되지 않았지만 주로 산화물의 형태로 알려짐) 그러한 상징의 사용이 불가능하게 되었습니다.

D. Dalton은 화학 원소에 대한 다른 지정을 제안했으며, 다음은 이 상징의 몇 가지 예입니다.

D. Dalton이 제안한 화학 원소의 기호 이러한 예에서 볼 수 있듯이 Dalton이 첫 글자를 사용하는 경우도 있습니다. 영어 제목요소(예: 철 - 철, 구리 - 구리, 납 - 납), 동그라미. 달튼의 원자론 발전에 지대한 공헌을 한 19세기 스웨덴의 저명한 화학자 옌스 야콥 베르셀리우스는 화학 원소 지정에 대한 완전히 새로운 상징성을 제안했다. 그는 각 화학 원소가 화학 원소의 상징이자 하나의 원자를 지정하는 고유한 특수 기호를 가져야 한다고 결정했습니다. 이러한 기호로 원소의 라틴어 이름의 첫 글자를 사용하는 것이 제안되었습니다(예: 수소 - 히드로헤늄 - 기호 H, 황 - 유황 - S 등). 두 요소의 이름이 동일한 문자로 시작하는 경우 이 요소의 이름에 두 번째 문자가 추가됩니다(예: C - 탄소, Cu - 구리, Cd - 카드뮴). 이것이 오늘날까지 전 세계적으로 사용되는 화학 원소의 기호가 나타난 방식입니다.

일부 요소(예: 철, 금, 납)는 고대부터 알려져 있으며 그 이름은 역사적 기원입니다.

지난 300년 동안 발견된 원소의 이름은 다음을 기반으로 합니다. 다양한 원칙:이 요소가 처음으로 분리 된 광물, 예를 들어 베릴륨 (광물 이름 - 베릴), 국가 이름 - 발견자의 고향, 예 : 게르마늄 (독일 화학자 K. Winkler ) 독일을 기리기 위해 일부 속성, 예를 들어 염소(그리스어 - 녹색), 인(그리스어에서.

- 빛, - 나는 나른다). 인공 요소는 멘델레븀, 아인슈타이늄과 같은 유명한 과학자를 기리기 위해 이름을 얻었습니다.

화학 원소의 기호가 정신적으로 사각형에 입력되면 필요한 경우이 사각형의 모서리가 추가 정보에 사용됩니다.

원소의 화학 기호를 사용하여 물질의 화학식을 작성합니다. 예를 들어, 황산 H2SO4의 공식은 이 화합물의 분자가 2개의 수소 원자, 1개의 황 원자 및 4개의 산소 원자로 구성되어 있음을 보여줍니다. 화학 공식을 사용하여 화학 반응 방정식을 작성하십시오. 예를 들면 다음과 같습니다.

식의 좌변에는 화학반응에 들어가는 물질(초기물질)을, 우변에는 반응에 의해 생성되는 물질(반응생성물)을, 식의 원자수는 방정식의 왼쪽에 있는 각 요소는 오른쪽에 있는 이 요소의 원자 수와 같아야 합니다(물질 질량 보존 법칙).

모든 화학식은 주어진 물질에 대한 특정 정보를 전달하는 조건부 기록이며 보고하려는 정보에 따라 다른 공식이 사용됩니다.

1° 분자식 (또는 총 공식)은 화합물의 질적 및 양적 구성 만 반영합니다. 즉,이 물질의 구성에 어떤 원자가 어떤 원소와 어떤 양으로 포함되어 있는지 보여주고 그 구조에 대해서는 아무 말도하지 않습니다 , 예를 들어:

2°. 그래픽 공식(종종 잘못 구조식이라고 함)은 추가 정보를 제공합니다. 정성적 및 정량적 구성 외에도 원자가 서로 연결된 순서를 보여주고 결합의 다양성(단순, 이중 , 트리플):

그러나 이러한 공식은 분자 구조에 대해 아무 것도 말하지 않습니다. 즉, 공간에서 원자의 상대적 배열을 반영하지 않습니다.

3°. 전자 공식은 그래픽과 비교하여 추가 정보를 전달합니다(실제로는 매우 유사하지만) - 결합 형성에 관여하는 원자가 전자와 짝을 이루지 않은 전자 및 공유되지 않은 전자의 존재를 보여줍니다 전자쌍:

4°. 구조식은 분자의 3차원적 표현을 제공하고 공간에서 원자의 상대적인 배열을 보여주는 적절한 투영으로 눈금으로 표시됩니다. 필요한 경우 구조식결합 길이(결합된 원자의 중심 사이의 거리)와 결합 각도(결합 사이의 각도)를 나타내는 표가 첨부되어 있습니다.

5°. 분자에 대한 관련 정보를 전달하거나 정보의 인식을 촉진하기 위해 공식의 다른 변형을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 자유 궤도 1의 존재를 보여줍니다. n에서 수소 1리터에 포함된 수소 원자 수. 에.?

해결책. 1몰의 이상 기체가 n에 있기 때문에. 와이. 22.4리터, 1리터의 수소(대략 이상적인 기체로 간주할 수 있음)에는 = 0.045몰의 수소 분자가 포함됩니다. 각 수소 분자는 2개의 원자로 구성되어 있으며, 이는 원자 수가 2 0.045 \u003d 0.09 mol의 두 배임을 의미합니다. 이 양의 물질에 몇 개의 원자가 있는지 찾으려면 Avogadro의 수를 곱하십시오.

2. 1 NaOH 분자의 질량은 얼마입니까?

해결책. 먼저 NaOH의 분자량을 단위로 계산합시다. 예를 들어 나트륨, 산소 및 수소의 원자 질량 값을 기반으로합니다.

이제 SI 단위로 변환해 보겠습니다.

3. 소립자로부터 헬륨 원자가 형성되는 동안 어떤 에너지가 방출됩니까?

해결책. 헬륨의 원자량은 4.0026 amu입니다. 예를 들어 헬륨을 구성하는 기본 입자의 총 질량을 계산해 보겠습니다.

2mp + 2mn + 2me = 2(1.007 + 1.009 + 5.5 10–4) = 4.0331 a.u. 먹다.

질량 결함은 또는 4입니다. CaO 1g을 과량의 물에 Bg의 질량으로 용해시킨 용액에서 물질의 질량 분율을 표현하십시오.

해결책. 이 문제를 해결하려면 산화칼슘이 물에 용해될 때 CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 반응이 일어나므로 수산화칼슘이 용질이 된다는 것을 기억해야 합니다.

우리는 반응 방정식에 따라 물질의 질량을 찾습니다.

용액의 질량은 이 용액을 형성하는 물질의 질량의 합입니다(반응이 침전되지 않고 가스가 방출되지 않으므로 더 이상 뺄 필요가 없음) A + B. 따라서 \u003d (100%).

5. 11.2리터의 염소와 22.4리터의 수소를 혼합합니다. 반응 후 혼합물에서 기체의 부피 분율을 찾으십시오.

해결책. 반응은 H2 + Cl2 = 2 HCl로 진행됩니다. 기체의 부피는 물질의 양에 비례하므로 수소 1부피는 염소 1부피와 반응하여 염화수소 2부피가 생성됩니다. 염소가 부족하여 완전히 반응합니다. 11.2리터의 수소가 반응하고 또 다른 11.2리터가 남습니다. 염화수소는 2 11.2 \u003d 22.4 리터가 될 것입니다.

시스템의 총 부피는 11.2 + 22.4 = 33.6리터입니다. 수소 11.2 / 33.6 = 0.33(33%)의 부피 분율, 염화수소 22.4 / 33.6 = 0.67(67%) 또는 6. 합금은 40% K와 60% Na를 포함합니다. 구성 요소의 몰 분율을 찾으십시오.

해결책. M(K) = 39, M(Na) = 23. 100g의 합금에 40g의 K가 포함되어 있으면 40/39 = 1.03mol입니다. 나트륨 60g은 60/23 = 2.61mol입니다.

합금 100g에 들어 있는 물질의 총량은 1.03 + 2.61 = 3.64mol입니다. 따라서 몰 분율은 칼륨 1.03 / 3.64 = 0.28(28%), 나트륨 2.61 / 3.64 = 0.72(72%) 또는 100 - 28 = 72%입니다.

7. 탄소와 수소의 조합은 질량으로 75%의 탄소를 포함합니다.

해결책. 수식을 일반 형식으로 작성해 보겠습니다. СхНу. 이 물질의 분자에 있는 탄소의 질량은 12x, 수소 - y에 비례합니다. 탄소의 질량 분율은 75%이므로 12x: y \u003d 75:25, 따라서 x: y \u003d 6.25: 25 \u003d 1:4가 됩니다.

원하는 공식 CH4.

8. 공기 중의 기체 밀도 0.55. 이 가스는 무엇입니까?

해결책. 공기의 평균 몰 질량은 29입니다. 기체의 몰 질량을 찾으려면 29에 기체 밀도를 곱합니다. 29 0.55 = 16. 이 몰 질량은 메탄 CH4에 해당하며 다른 옵션은 없습니다.

1. 1C는 몇 개의 전자를 포함하는가?

전자 1몰의 질량은 얼마입니까?

2. 3리터의 물에 포함된 수소 원자의 수 a) 20°C 및 1기압에서

b) 150°C 및 1기압에서?

3. 소립자로부터 1몰의 16O 핵종을 만들 때 방출되는 에너지는?

4. Xg의 칼륨을 1리터 부피의 과량의 물에 용해시켰다. 결과 용액에서 물질의 질량 분율은 얼마입니까?

5. 16.8리터의 염화수소와 5.6리터의 브롬화수소를 100ml의 물에 용해시켰다. 용액에 있는 물질의 질량 분율을 찾으십시오.

6. 2000°C에서 물의 열 해리도(즉, 열에 의해 분해되는 분자의 몰분율)는 약 2%입니다.

이 온도에서 평형 혼합물의 모든 성분의 몰 및 부피 분율을 계산하십시오.

7. 알코올의 밀도(20°C에서)가 0.79g/ml인 경우 부피 분율이 40%인 수용액에서 알코올의 질량 분율을 계산합니다.

8. 2개의 용액을 부었다: 10g의 20% 염화바륨 및 20g의 10% 황산칼륨. 모든 용질의 질량 분율을 찾으십시오.

9. 질소와 수소의 조합은 질량으로 87.5%의 질소를 포함합니다.

이 화합물의 공식을 찾으십시오.

10. 어떤 기체의 수소 밀도는 8.5입니다. 이 가스는 무엇입니까?

11. 질소, 산화철(III), 인산의 그래픽 공식을 그립니다.

지난 세기에 수행된 다양한 매체(가스, 용액, 용융물)를 통한 전류의 통과에 대한 연구는 원자의 복잡한 구조에 대한 아이디어를 촉발한 최초의 실험적 사실을 제공했습니다.

19세기의 30년대에 영국 물리학자 마이클 패러데이는 전기화학적 과정이 물질과 같은 전하가 본질적으로 불연속적이며 특정 최소 전하가 있음을 나타내는 특정 관계를 특징으로 한다는 것을 확립했습니다.

지난 세기 후반에 수행된 가스 방전관에 대한 실험은 원자의 구성이 음전하를 띤 입자를 포함해야 함을 분명히 보여주었습니다. 이 입자는 나중에 전자라고 불립니다. 희박 가스에 대한 이러한 실험은 상당히 단순한 설계를 가졌습니다. 두 개의 전극을 유리 튜브에 납땜한 다음 튜브를 약 10mmHg의 압력으로 배기했습니다. 미술.

(0.013Pa). 전극에 높은 전압(수 킬로볼트)을 가하고 튜브 벽의 빛과 잔류 가스에 의해 음극에서 양극으로 이동하는 입자의 흐름이 관찰되었습니다. 예를 들어 스피너와 같은 장애물이 이 빔의 경로에 배치되면 회전하기 시작하여 입자에 유한한 질량이 있음을 나타냅니다. 가스 방전 튜브가 평평한 커패시터의 판 사이에 배치되면 입자 플럭스는 그 중 하나, 즉 양으로 하전 된 것으로 편향되어 입자의 음전하를 나타냅니다.

1896년 Henri Becquerel은 우라늄 화합물을 연구하면서 한 원소의 원자가 자발적으로 붕괴하고 다른 화학 원소의 원자로 변형되는 방사능 현상을 발견했습니다. 그러한 변형은 눈에 보이지 않는 방사선 방출을 동반한다는 것이 발견되었습니다.

얼마 후, 배우자 Pierre Curie와 Maria Skłodowska-Curie는 화합물만이 보이지 않는 방사선을 방출한다는 것을 발견했습니다.3 전자는 발견된 최초의 소립자였습니다. 1874년

J. J. Stoney는 전류가 음전하를 띤 입자의 흐름이라고 제안했으며 이를 전자라고 불렀습니다. 그러나 전자 발견의 우선 순위는 전자의 존재를 실험적으로 증명하고 질량에 대한 전하의 비율을 결정한 J. J. Thomson에 의해 거의 보편적으로 인식되고 있습니다.

우라늄뿐만 아니라 다른 물질. 고된 작업의 결과, 그들은 두 가지 새로운 화학 원소, "라듐"과 "폴로늄"으로 명명되었습니다.

1899년에 Rutherford는 방사성 원소가 두 가지 유형의 방사선을 방출한다는 것을 발견했습니다. 나중에 방사성 물질이 세 가지 유형의 방사선을 방출할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. -방사선은 헬륨 원자 핵의 흐름이므로 -입자의 질량은 4a입니다. e.m 및 전하 +2, -선은 전자의 흐름이고 -선은 매우 짧은 파장의 전자기 복사입니다4.

이러한 모든 실험적 사실은 원자가 복잡한 구조를 가지고 있으며 전자를 포함해야 함을 나타냅니다. 그리고 원자 전체는 전기적으로 중성인 입자이기 때문에 전자의 음전하는 양전하로 보상되어야 합니다.

1900년경 J. J. Thomson은 양전하가 원자의 전체 부피를 균일하게 채우고 전자로 표시되는 음전하가 이 양전하를 띤 구체에 산재되어 있는 원자의 첫 번째 모델을 제안했습니다. 이 모델은 "톰슨 푸딩"이라고 불렸습니다. 모델은 그때까지 얻은 모든 실험 데이터를 설명할 수 없었습니다. 패러데이의 가스 방전관 실험과 실험을 어느 정도 설명했지만 가장 중요한 질문인 "이러한 전하 시스템이 어떻게 존재할 수 있는가?"5에도 불구하고 과학자들은 이 모델을 한동안 사용했습니다.

4 그 후 다른 유형의 방사성 붕괴가 발견되었습니다. +-붕괴(양전자 방출), 전자 포획(핵에 의한 궤도 전자 포획), 지연된 중성자 방출, 자발적 핵분열, 그리고 1961년 학자 Flerov의 지도 하에 , 양성자 붕괴.

5 정전기의 주요 정리 중 하나는 19세기에 영국의 물리학자이자 수학자인 S. 언쇼가 공식화한 정리입니다.

정지해 있는 점전하의 평형 구성은 인력과 반발력의 쿨롱 힘 외에 다른 힘이 작용하지 않으면 불안정합니다. 이 정리는 전하의 정적 시스템의 위치 에너지가 최소값을 가질 수 없다는 진술에서 따릅니다. 최소 위치 에너지의 존재는 필요조건안정적인 균형.

쌀. 1. 물질을 통한 -입자의 통과에 대한 실험.

1910년 Rutherford의 학생 Hans Geiger와 Ernest Marsden은 얇은 금속판의 입자 충격에 대한 실험을 수행했습니다. 그들은 대부분의 -입자가 궤적을 변경하지 않고 포일을 통과한다는 것을 발견했습니다. 그리고 우리가 톰슨의 원자 모델의 정확성을 받아들인다면 이것은 놀라운 일이 아닙니다.

놀라운 것은 일부 입자가 원래 궤적에서 벗어났고 모두가 놀랍게도 20,000개 중 약 1개의 입자가 180°에 가까운 각도로 이탈하여 다시 튕겨져 나왔다는 것입니다(그림 1 참조).

이 실험의 결과로부터 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.

1) 핵이라고 불리는 원자에 "장애물"이 있습니다.

2) 핵은 양전하를 띤다(그렇지 않으면 양전하를 띤 입자는 반사되지 않을 것이다);

3) 핵은 원자 자체의 치수에 비해 매우 작은 치수를 가지고 있습니다(-입자의 작은 부분만이 운동 방향을 변경했습니다).

4) 원자핵은 α-입자의 질량에 비해 질량이 크다.

-입자의 산란에 대한 실험을 통해 핵과 원자의 크기를 추정할 수 있었습니다.

- 핵의 직경은 10-15 - 10-14 m 정도, - 원자의 직경은 10-10 m 정도입니다.

얻은 결과를 설명하기 위해 Rutherford는 원자의 행성 구조에 대한 아이디어를 제시했습니다. 그는 원자를 다음과 같이 보았다. 태양계: 중심에는 주요 질량을 포함하는 핵과 원자의 전체 양전하가 있으며, 그 주위에서는 다른 궤도에서 전자가 회전합니다. 이 모델은 그 당시 축적된 실험 자료를 잘 설명했지만 두 가지 단점이 있었습니다.

1) 고전적 전기역학의 방정식에 따르면, 가속도를 가지고 움직이는 하전 입자(원자의 전자는 구심 가속도를 가지고 움직인다)는 에너지를 방출해야 한다.

이 경우 에너지 손실로 인해 궤도 반경이 감소하고 전자가 핵으로 떨어집니다.

2) 전자 궤적의 지속적인 변화는 또한 복사 주파수의 지속적인 변화와 결과적으로 지속적인 방출 스펙트럼에 기여해야 합니다. 그러나 실험에 따르면 수소의 방출 스펙트럼은 기체 상태의 다른 원자와 마찬가지로 여러 밴드로 구성됩니다.

이산적이다.

이 상황에서 벗어나는 방법은 1913년 덴마크 물리학자 Niels Bohr에 의해 발견되었는데, 그는 원자 구조 이론을 제안했습니다. 동시에 그는 원자의 행성 구조에 대한 이전의 생각을 완전히 버리지는 않았지만 그러한 시스템의 안정성을 설명하기 위해 고전 물리학의 법칙이 다음과 같은 시스템을 설명하는 데 항상 적용 가능한 것은 아니라고 가정했습니다. 원자, 그리고 두 가지 가정을 공식화했습니다.

보어의 첫 번째 가정. 전자는 엄격하게 정의된 정지 궤도에서 핵 주위를 회전할 수 있지만 에너지를 방출하거나 흡수하지 않습니다.

보어의 두 번째 가정. 한 궤도에서 다른 궤도로 이동할 때 전자는 에너지 양자를 흡수하거나 방출합니다.

Bohr는 원자의 전자에 대한 각운동량이 다음과 같이 수학적으로 쓸 수 있는 작용 양자의 정수와 동일한 이산 값을 취할 수 있다고 제안했습니다.

여기서 m은 전자 질량, v는 회전의 선형 속도, r은 궤도 반경, n은 1에서 무한대까지 정수 값을 취하는 주요 양자 수, h = 6.625 10–34 J /s는 플랑크 상수입니다. 식 (7)은 보어의 첫 번째 가정의 수학적 표현이다.

해당 궤도에서 전자의 에너지는 다음 식에 의해 결정됩니다.

이 방정식에서 n을 제외한 모든 양은 상수입니다.

따라서 원자에 있는 전자의 에너지는 주요 양자수의 값에 의해 결정됩니다. n = 1에서 수소 원자의 경우 E = 2.176 10–J 또는 13.6 eV(1 전자 볼트는 전자가 1볼트의 전위차를 통과할 때 얻는 에너지이며 1.6 10–19 J와 동일함) .

보어는 위의 방정식을 사용하여 수소 원자의 방출 스펙트럼을 계산했습니다.

수소 원자에서 전자는 첫 번째 궤도에서 최소 에너지를 갖습니다. 이 전자의 상태를 기저 상태 또는 여기되지 않은 상태라고 합니다. 이 전자에 충분한 에너지가 주어지면 부여된 에너지에 따라 반경이 큰 다른 궤도(예: 2번, 3번 궤도 등)로 이동할 수 있습니다. 이러한 상태를 들뜬 상태라고 하며 불안정합니다.

전자는 짧은 시간 동안 이 궤도에 머물렀다가 더 낮은 에너지를 가진 다른 궤도로 이동하여 결국 바닥 상태로 돌아갈 수 있습니다. 이러한 전환 동안 에너지는 전자기 복사의 형태로 방출됩니다.

1900년에 플랑크는 에너지의 복사와 흡수가 엄격하게 정의된 부분에서만 발생할 수 있다고 제안했으며 이를 양자라고 불렀습니다. 방사 주파수는 다음 방정식에 의해 에너지와 관련됩니다.

여기서 c는 3×108m/s와 같은 진공에서 빛의 속도입니다. 따라서 이 방사선의 주파수는 준위()의 에너지 차이에 따라 달라집니다. 파장에 따라 이 방사선은 X선, 자외선, 가시광선 또는 적외선과 같은 스펙트럼의 다른 영역에 속할 수 있습니다. 무화과에. 2는 스펙트럼의 다른 영역에서 복사를 일으키는 여기된 수소 원자에서 전자의 전이를 개략적으로 보여줍니다.

쌀. 2. 수소 원자의 전자 전이 Bohr의 계산은 실험적으로 얻은 결과와 매우 잘 일치하는 것으로 나타났습니다(표 6 참조).

발머 계열의 분광선 파장(가시 영역) 분광선을 자세히 조사한 결과, 그 중 일부는 하나가 아닌 여러 개의 밀접하게 배치된 선인 것으로 나타났습니다. 이것은 전자가 유사한 에너지를 갖는 다른 궤도가 있음을 나타냅니다. 이 사실을 설명하기 위해 Sommerfeld는 전자가 원형뿐만 아니라 타원 궤도에서도 회전할 수 있다고 제안했습니다.

그러나 보어의 이론은 보편적이지 않았다. 그 관점에서 자기장에서 수소 원자의 거동을 설명하는 것은 불가능했습니다. 또한 수소 분자의 형성을 설명하는 것은 불가능하며, 많은 전자 원자를 설명하는 데에는 근본적인 성질의 극복할 수 없는 어려움이 있습니다. 보어 이론은 실제로 화학에서 사용되지 않습니다.

이러한 어려움은 소우주에서 입자의 거동을 고려하는 양자 역학이라는 더 넓은 이론의 관점에서 원자 구조에 대한 설명에 접근하면 극복할 수 있습니다. 미시세계에서 일어나는 현상을 기술하는 법칙은 거대체의 행동을 기술하는 법칙과 상당히 다르다. 보어의 이론에 인위적으로 도입된 양자수 n은 양자이론의 관점에서 보다 일반적인 법칙의 불가피한 결과임이 밝혀졌다.

소우주의 이중성은 빛에 대해 처음으로 확립되었습니다. 한편, 빛은 간섭과 회절과 같은 현상을 특징으로 하며, 이는 파동의 관점에서만 설명할 수 있습니다. 한편, 광전효과의 현상은 이 이론의 관점에서 기술될 수 없다. 이것은 빛에 대한 미립자(라틴어 corpusculum - 입자에서 유래) 특성을 가정하여 수행할 수 있습니다. 1905년에 아인슈타인은 빛이 광자 또는 양자라는 입자의 형태로 방출된다고 제안했습니다. 각 광자는 방정식(11)에 의해 정의된 에너지를 갖습니다.

빛의 입자성으로 인해 광자는 반드시 일정한 질량을 가져야 합니다. 광자의 나머지 질량은 0이며, 광자는 움직일 때 동적 질량을 얻습니다. 이 질량을 계산하기 위해 아인슈타인은 질량과 에너지의 등가 방정식을 제안했습니다.

방정식 (11)과 (12)를 결합하면 다음을 얻습니다.

또는 여기서 p는 광자의 운동량입니다.

1924년 프랑스 물리학자 드 브로이(de Broglie)는 미시세계의 이중성 개념에 기초하여 전자가 특정 파장을 갖고 있으며 그 파장은 궤도에 정수 번 맞는다고 제안했습니다. 이것은 2r = n을 의미합니다.

1927년 De Broglie의 가정은 실험적 확인을 받았습니다. 미국 물리학자 Davison과 Germer는 염화나트륨 결정에 의한 전자의 회절을 관찰했습니다.

양자화의 원리는 보어의 이론에 임의로 도입되었다. 그것은 주로 고전 역학의 법칙을 사용했습니다. 전자의 파동 특성, 광전 효과의 발견, 완전히 흑체에 대한 실험은 양자 역학이라는 새로운 물리학 분야의 창안으로 이어졌습니다.

E. Schrödinger와 W. Heisenberg가 창작에 중요한 역할을 했습니다.

원자의 양자 역학 모델은 보어가 제안한 모델만큼 명확하지 않으며, 원자 구조의 양자 역학 모델의 양자 역학의 수학적 장치는 수학적 장치를 사용하지 않고 순수하게 질적으로 고려됩니다. 다음 섹션에서 제시될 대부분의 내용은 독자가 증거 없이 "믿음으로" 받아들여야 합니다. 양자 수는 원자에서 전자의 거동을 설명하기 위해 간단히 소개되지만 슈뢰딩거 방정식의 해의 결과입니다.

2.2. 원자 구조의 양자 역학 모델 Heisenberg는 미시적 물체와 거시적 물체의 관찰에서 근본적인 차이점을 지적했습니다. 원칙적으로 모든 물체의 관찰은 두 가지 경우로 귀결됩니다.

1) 객체 자체가 모든 신호를 제공합니다. 예를 들어, 작동 중인 엔진의 소음, 열 복사 등.

2) 관측 대상은 빛, 전파 등의 조사와 같은 영향을 받아 반사된 신호를 기록합니다(레이더, 반향 측위에서 널리 사용됨). 더욱이, 관찰된 물체에 대한 충격이 강할수록 반사된 신호가 더 강하고(ceteris paribus) 물체의 등록이 더 안정적입니다.

우리에게 친숙한 거대 물체가 관찰되면 전자기 복사(빛, 전파 등)의 작용이 위치나 속도를 변경하지 않습니다. 소우주의 물체, 예를 들어 전자를 관찰할 때는 상황이 완전히 다릅니다. 전자에 대한 빛 양자의 작용에 따라 전자의 속도는 변하지 않습니다. 따라서 광자의 작용으로 특정 시점에서 전자의 위치를 결정한 후에는 같은 순간에 속도를 결정할 수 없습니다. 이미 변경되었습니다.

하이젠베르크는 "불확실성 관계"라고 하는 관계를 제안했습니다.

여기서 p는 입자 운동량 값의 불확실성이고 x는 좌표의 불확실성입니다. 이 관계에서 전자의 좌표가 더 정확하게 결정될수록 운동량은 덜 정확하게 결정되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 다시 말해, 전자의 궤적에 대해 이야기하는 것은 의미가 없습니다. 왜냐하면 후자를 설명하기 위해서는 전자의 좌표와 매 순간의 운동량을 모두 정확히 알아야 하기 때문입니다. 원자의 보어 모델). 불확정성 관계는 전자와 같은 작은 입자의 운동에 대한 그러한 정확한 설명이 불가능하다는 것, 즉 전자의 궤도(궤적) 개념 자체가 유지될 수 없음을 보여줍니다. 원자에서 전자의 거동을 설명하는 완전히 다른 방법이 필요하며 이는 양자 역학에 의해 제공됩니다. 양자 역학에서 전자의 거동을 설명하기 위해 두 가지 위치가 초기입니다.

1) 전자의 운동은 파동이다.

2) 전자의 거동에 대한 우리의 지식은 확률론적(또는 통계적) 성격을 띤다.

첫 번째 조항에 대한 일부 설명은 이미 제공되었습니다(25페이지). 두 번째 입장에 대해 논평해 보겠습니다. 하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면 입자의 위치는 결코 정확하게 결정할 수 없습니다. 이 경우 가장 좋은 방법은 입자가 공간 V = x y z의 영역에 있을 확률을 나타내는 것입니다.

1926년 슈뢰딩거는 원자에서 전자의 거동을 설명하기 위해 파동 함수를 도입한 방정식을 제안했습니다. 방정식은 믿을 수 없을 정도로 간단합니다.

여기서 E는 입자의 총 에너지, 는 파동 함수, H는 해밀턴입니다. Hamiltonian은 에너지 방정식을 풀기 위해 파동 함수로 수행해야 하는 수학 연산을 보여줍니다. 파동 함수의 물리적 의미는 결정하기 어렵지만 계수의 제곱 | |2는 주어진 공간 영역에서 전자를 찾을 확률을 결정합니다.

슈뢰딩거 방정식은 수소 및 수소 유사 원자(즉, 핵과 하나의 전자로 구성된 시스템)에 대해 정확히 풀립니다. 수소 원자에 대한 이 방정식의 해에서 원자에서 전자의 거동은 4개의 양자수로 설명됩니다.

1° 주양자수 n. 다음을 정의하는 무한대까지 값을 취할 수 있습니다.

a) 에너지 준위의 수(보어의 이론에서 궤도의 수)

b) 이 수준에 위치한 전자의 에너지 간격;

c) 궤도의 크기(보어의 이론에서 궤도의 반지름)

d) 주어진 에너지 수준의 하위 수준 수(첫 번째 수준은 하나의 하위 수준으로 구성되고 두 번째 수준은 두 번째 수준, 세 번째 수준은 세 수준 등으로 구성됨).

e) D. I. Mendeleev의 주기율표에서 주요 양자 수의 값은 기간 수에 해당합니다.

때때로 그들은 주요 양자 번호의 문자 지정을 사용합니다. 즉, n의 각 숫자 값은 특정 문자 지정에 해당합니다.

2°. 궤도 또는 방위각 양자수 l. 궤도 양자 수는 전자의 각운동량(운동량), 에너지의 정확한 값 및 궤도의 모양을 결정합니다.

"궤도"의 새로운 개념은 "궤도"라는 단어처럼 들리지만 완전히 다른 의미를 갖습니다. 오비탈은 전자를 발견할 확률이 일정한 값(90~95%)을 갖는 공간 영역입니다. 때로는이 영역의 경계면을 궤도라고하며 그림에서 일반적으로이 영역의 단면은 좌표의 원점을 통과하고 그림의 평면에 놓인 평면으로 묘사됩니다. 원자핵의 중심은 좌표의 원점에 있습니다. 궤도의 개념은 궤도와 달리 전자의 정확한 좌표에 대한 지식을 의미하지 않습니다. 궤도 양자 수는 주 양자 수에 따라 달라지며 다음 값을 취합니다.

주양자수 n의 각 값은 궤도양자수 l의 n개 값에 해당한다. 예를 들어, n \u003d 1이면 l은 n \u003d 2에 대해 하나의 값(l \u003d 0)만 사용하고 값 l은 0과 1 등의 두 값을 사용합니다. l의 각 숫자 값은 특정 기하학적 궤도의 모양과 문자 지정이 할당됩니다. 처음 네 문자 지정은 역사적 기원이며 다음 하위 수준 간의 전자 전환에 해당하는 스펙트럼 선의 특성과 관련이 있습니다. s, p, d, f - 스펙트럼 선의 이름을 지정하는 데 사용되는 영어 단어의 첫 글자 날카로운), 주요(메인), 확산(확산), 기본(메인). 다른 하위 레벨의 지정은 알파벳 순서로 되어 있습니다: g, h, ....

의미 l l 하위 수준의 수 모든 하위 수준은 두 가지 양자 숫자로 결정됩니다. 주 숫자(작성할 때 일반적으로 숫자 값을 나타냄)와 궤도(작성할 때 일반적으로 문자 지정을 사용). 예를 들어, n = 2 및 l = 1인 에너지 하위 수준은 다음과 같이 작성해야 합니다.

2p 하위 레벨. l 값이 같은 모든 궤도는 동일한 기하학적 모양을 가지며 주요 양자 수 값에 따라 크기가 다릅니다. 즉, 유사한 수치입니다. 예를 들어, l = 0인 모든 오비탈(s-오비탈)은 구 모양을 갖지만 주요 양자 수 n의 값에 따라 반지름이 다릅니다. n의 값이 클수록 오비탈의 크기가 커집니다. 예를 들어 1s 오비탈은 가장 작은 치수, 2s 오비탈의 반경은 더 크고 3s는 훨씬 더 큽니다.

3°. 자기양자수 ml. 핵 주위의 전자의 회전은 폐쇄 회로에서 전류의 움직임과 비교할 수 있습니다. 이 경우 자기장이 발생하며 그 강도는 전자의 회전면에 수직으로 향합니다. 원자가 외부 자기장에 있는 경우 양자 역학 개념에 따라 이 자기장의 방향에 대한 자기 모멘트의 투영이 정수가 되도록 전자를 배열해야 합니다(그림 3 참조). 동시에 0을 포함하여 음수와 양수 값을 모두 사용할 수 있습니다.

자기 모멘트 투영의 수치는 자기 양자수입니다. 궤도 양자 수의 값이 l이면 자기 양자 수는 0을 포함하여 -l에서 + l까지의 값을 취합니다. 총 값 수는 2l + 1입니다.

쌀. 3. 자기 양자 수의 물리적 의미 따라서 자기 양자 수는 선택한 좌표계를 기준으로 공간에서 궤도의 위치를 결정합니다.

ml의 가능한 값의 총 수는 주어진 하위 수준의 궤도가 공간에서 배열될 수 있는 방법의 수, 즉

하위 수준의 총 궤도 수입니다.

하위 수준의 궤도 궤도 양자 수 l = 0은 자기 양자 수 ml = 0의 고유한 값에 해당합니다. 이 값은 구 모양을 가진 모든 s-궤도를 특징으로 합니다. 이 경우 자기 양자 수는 하나의 값만 취하기 때문에 각 s-하위 수준은 단 하나의 오비탈로 구성됩니다. p-하위 수준을 고려해 보겠습니다. l = 1에서 궤도는 아령 모양(체적 "8")이고 자기 양자 수는 다음 값을 취합니다. ml = – 1, 0, + 1(세 값), 따라서 p-서브레벨은 3개의 오비탈로 구성되며 이 오비탈은 3개의 좌표축을 따라 위치하며 각각 px, py, pz로 표시됩니다. d-서브레벨의 경우 l = 2, ml = – 2, – 1, 0, + 1, + 2(값)이고 모든 d-서브레벨은 5개의 오비탈로 구성되며 공간에서 특정 방식으로 배열됩니다(그림 1 참조). 6) 각각 dxy, dxz, dzy, d z 2 및 d x 2 y 2로 지정됩니다. 5개의 dorbitals 중 4개는 4개의 꽃잎 장미 모양으로 되어 있으며, 각각은 2개의 덤벨로 구성되어 있습니다. 다섯 번째 궤도는 a입니다. 적도 평면(d z 2 -궤도)에 토러스가 있고 z 축을 따라 위치한 덤벨. d x 2 y 2 오비탈의 "꽃잎"은 x 및 y 축을 따라 위치합니다. 궤도 dxy, dxz 및 dyz는 각 축 사이에 있습니다.

쌀. 4. s-, p- 및 d-오비탈의 공간 구성 네 번째 에너지 준위는 s, p, d 및 f의 4가지 하위 수준으로 구성됩니다. 그 중 처음 세 개는 위에서 논의한 것과 유사하고 네 번째 f-하위 수준은 이미 7개의 궤도로 구성되어 있으며 공간 구성이 매우 복잡하므로 고려하지 않겠습니다.

4°. 스핀 양자수(전자 스핀), ms. 1926년

Uhlenbeck과 Goldsmith는 궤도 운동 외에도 전자가 중심을 통과하는 자체 축을 중심으로 회전에 참여해야 함을 보여주었습니다. 따라서 전자는 자신의 각운동량을 가져야 하고 하전입자이므로 자기모멘트가 된다. 이 표현은 매우 원시적이지만 명확하게 사용되었으므로 사용하겠습니다.

축을 중심으로 한 전자의 회전 방향은 두 가지뿐입니다.

시계 방향 및 시계 반대 방향. 따라서 스핀 양자 수는 + 1과 1의 두 가지 값만 취합니다.

쌀. 5. 전자 스핀의 출현(Uhlenbeck과 Goldsmith에 따르면) 따라서 원자의 전자 상태는 4개의 양자 수 값 집합에 의해 결정됩니다. "궤도"의 개념은 위에서 제공되었습니다(29페이지 참조). 양자수의 물리적 의미를 설명하는 데 사용되었고 다음에 사용될 용어 중 일부를 보다 명확하게 정의해 보겠습니다.

궤도 양자 번호 값이 같은 궤도 그룹은 에너지 하위 준위를 형성합니다.

주 양자수의 동일한 값을 갖는 모든 오비탈의 집합, 즉 가까운 에너지 값을 갖는 오비탈은 에너지 준위를 형성합니다.

수소 원자의 구조를 설명할 때 특별한 문제가 없다면 - 바닥 상태에서 최소 에너지로 궤도를 차지해야 하는 하나의 전자만 있는 경우 다중 전자 원자의 구조를 설명할 때 다음을 고려해야 합니다. 전자와 핵뿐만 아니라 다른 전자와도 상호 작용을 설명합니다. 이것은 전자가 원자의 다양한 하위 수준을 채우는 순서의 문제를 야기합니다. 이 순서는 세 가지 "규칙"에 의해 결정됩니다.

1. 파울리 원칙. 하나의 원자는 4개의 양자수 모두에 대해 동일한 값 세트를 갖는 2개의 전자를 가질 수 없습니다.

이것은 전자가 적어도 하나의 양자수의 값에서 달라야 함을 의미합니다. 처음 세 개의 양자 수는 전자가 위치한 궤도를 나타냅니다. 그리고 두 개의 전자가 같은 세트를 가지고 있다면 이것은 그들이 같은 궤도에 있다는 것을 의미합니다. Pauli 원칙에 따라 스핀 값이 달라야 합니다. 이로부터 스핀 값이 반대인 두 개의 전자만 하나의 오비탈에 있을 수 있습니다.

에너지 수준의 "용량"을 결정하려면, 즉

주요 양자 수 n과 같은 수준에 있을 수 있는 최대 전자 수에 대해 다음 표를 작성합니다.

처음 세 가지 에너지 준위의 최대 전자 용량 이 표는 주어진 에너지 준위에서 오비탈 수가 n 값에 따라 산술 진행을 형성함을 보여줍니다. 여기서 첫 번째 항은 a1 = 1이고 마지막 항은 다음과 같습니다. a = 2l + 1. 진행 차이는 2이고 구성원 수는 - n입니다. 이 경우 진행의 합 Sn은 다음과 같습니다.

고려 l = n - 따라서 주 양자 수 n의 값을 갖는 에너지 준위에서 궤도의 총 수는 n2와 같습니다. 그리고 하나의 오비탈에는 두 개의 전자만 있을 수 있으므로 에너지 준위의 최대 전자 용량은 2n2입니다.

원자에서 전자의 상태를 기록하는 특정 형태가 있습니다.

예를 들어, 수소 원자의 바닥 상태는 다음과 같습니다.

이것은 첫 번째 에너지 준위에서 s-하위 준위에 하나의 전자가 있음을 의미합니다. 양자 세포를 사용하여 하위 수준에 대한 전자 분포를 기록하는 또 다른 형태가 있습니다.

이 경우 궤도는 일반적으로 사각형으로 표시되고 전자는 스핀 기호에 따라 화살표로 표시됩니다. 그러면 수소 원자의 전자 구조는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

붕소 원자와 같이 많은 수의 전자를 가진 원자의 전자 구조는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

2. 훈트의 법칙. 이 규칙은 한 하위 수준 내에서 오비탈이 전자로 채워지는 순서를 결정합니다.

Hund의 규칙은 다음과 같이 공식화됩니다. "하나의 하위 수준 내에서 전자는 전체 스핀이 최대가 되도록 궤도에 배열됩니다. 즉, 하위 수준은 짝을 이루지 않은 전자의 최대 수를 가져야 합니다." p-하위 레벨을 채우는 예에서 이 규칙의 구현을 고려하십시오.

옵션 1 총 스핀 옵션 2 총 스핀 Hund의 규칙에 따라 오비탈은 첫 번째 옵션에 따라 채워집니다.

3. 최소 에너지 원칙(Klechkovsky의 규칙).

수소와 같은 원자(핵과 하나의 전자로 구성된 마이크로시스템)의 에너지 레벨 채우기는 주요 양자 수 n(n = 1, 2, 3, ... 등)의 단조로운 성장에 따라 발생합니다. n의 각 값에 대해 하위 수준은 0에서 (n – 1)까지의 값을 취하는 궤도 양자 수 l이 증가하는 순서로 채워져야 합니다. 그리고 다음 에너지 레벨의 충전은 이전 레벨이 완전히 채워져야만 시작됩니다. 에너지 준위의 최대 전자 수는 공식 2n2에 의해 결정되므로 기간의 최대 전자 수는 다음과 같아야 합니다.

그러나 실제로는 주기율표에서 다른 그림이 관찰됩니다.

이 표에서 볼 수 있듯이 주기는 쌍으로 배열되며 유일한 예외는 첫 번째 주기가 두 개의 요소만 포함하고 첫 번째 에너지 준위가 채워지고 하나의 하위 준위로 구성되며 내부 전자가 없습니다. 외부 수준의 구조에 영향을 줄 수 있습니다. 다른 경우에는 다음 그림이 관찰됩니다. 세 번째 기간의 구조는 두 번째 기간의 구조와 유사하고(둘 다 8개 요소 포함), 다섯 번째 기간의 구조는 네 번째 기간의 구조와 유사합니다(둘 다 18개 요소), 7번째 요소는 6번째 요소(각각 32개 요소)의 구조와 유사합니다.

V. M. Klechkovsky가 제안한 그룹으로 전자의 분포가 현실과 훨씬 더 잘 일치합니다. "원자에서 각 전자는 에너지가 최소가 되는 하위 수준을 차지합니다."

전자의 에너지는 주양자수의 값뿐만 아니라 궤도의 값에 의해서도 결정된다는 것을 위에서 언급했습니다. 따라서 처음에 전자로 채워질 하위 준위를 결정하기 위해 , 두 양자 수의 값을 모두 고려해야 합니다.

실제 적용을 위해 Klechkovsky 규칙은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다.

그것에 해당하는 주 및 궤도 양자수의 값의 합을 증가시키는 시퀀스.

b) “여러 하위 수준에 대해 이 합계의 동일한 값의 경우 주 양자 번호가 가장 작은 값을 갖는 하위 수준이 먼저 채워집니다.”

이 규칙의 특정 적용을 고려하십시오.

합계 (n + l)의 처음 두 값은 각각 1과 2와 같으며, 대안, 그리고 하위 수준은 1과 2의 순서로 채워집니다. 합계 값 3부터 시작하여 2p 하위 수준 또는 3s 하위 수준을 채우는 두 가지 옵션이 발생합니다. Klechkovsky 규칙에 따라 n이 더 작은 값을 갖는 하위 수준, 즉 2p 하위 수준을 선택합니다.

그런 다음 3s 하위 수준이 채워집니다. 또한, 값 n + l = 4. 다시 두 가지 값이 있습니다. 3p 하위 수준 및 4s 하위 수준(이전 것과 유사한 경우)입니다. 3p- 그 다음 4s-sublevel이 먼저 채워집니다. 3d 하위 수준은 n + l의 합이 4초보다 크기 때문에 무료로 유지됩니다.

에너지 하위 레벨을 채우는 순서:

그러나 그러한 채우기는 특정 지점까지 발생합니다. 원자핵의 전하가 증가함에 따라 하위 준위의 에너지 변화를 고려하면(그림 8 참조) 모든 하위 준위의 에너지가 감소함을 알 수 있습니다. 그러나 다른 하위 수준에서 에너지 감소율은 동일하지 않습니다. 따라서 칼슘 이전에 3d 하위 수준의 에너지가 4s보다 높으면 스칸듐 및 후속 요소에서 시작하여 Fe2+ 이온(1s22s22p63s23p63d6)의 전자 구조에서 알 수 있듯이 에너지가 급격히 감소합니다. 이온의 주어진 전자 구조에서 철의 2개의 원자가 전자가 덜 에너지적으로 유리한 4s 하위 수준을 남겼음을 알 수 있습니다. 유사한 에너지 역전이 5s 및 4f 하위 수준뿐만 아니라 6s 및 5f 하위 수준에서도 관찰됩니다.

쌀. 6. 핵 전하의 증가에 따른 하위 수준의 에너지 변화 계획.

그 결과, 완전 및 반만 채워진 하위 수준이 안정성이 증가한 것으로 나타났습니다. 따라서 d 하위 수준의 경우 안정적인 전자 구성은 d 10 및 d 5이고 f 하위 수준의 경우 각각 f 14 및 f 7입니다. 이것은 일부 요소의 외부 에너지 준위 구조의 이상을 설명합니다. 예를 들면, 크롬에서 원자가 전자는 3d 44s2에 위치해야 하지만 실제로는 - 3d 54s1, 구리는 3d 94s2, 그러나 실제로는 3d 104s1입니다. s-하위 준위에서 d-하위 준위로 전자의 유사한 전이가 몰리브덴, 은, 금 및 f-원소에서도 관찰됩니다.

외부 에너지 준위의 구조에는 주로 악티늄족의 구조에 몇 가지 다른 이상이 있으며 여기에서는 다루지 않습니다.

원자에서 전자의 상태는 4개의 양자수의 값 세트에 의해 결정되며, 각각은 특정 물리량. 처음 세 개의 양자 수에 대해 기하학적 해석을 도입할 수도 있습니다.

주 양자 수 n은 오비탈의 크기를 결정하고, 오비탈 양자 수 l은 오비탈의 기하학적 모양을 결정하고, 자기 양자 수 ml는 선택한 좌표계를 기준으로 공간에서 오비탈의 위치를 결정합니다.

흥분되지 않은 상태에서 전자로 원자의 에너지 하위 수준을 채우는 것은 세 가지 규칙을 따릅니다.

파울리의 법칙, 훈트의 법칙, 클레흐코프스키의 법칙.

1. Rb+ 이온의 전자는 다음 궤도에 있을 수 있습니까?

1) 4p; 2) 3f; 3) 5초; 4) 5p?

해결책. 원소 Rb는 주기율표 주기의 V족의 주요 하위 그룹 I에 있으며, 이는 전자 준위가 주요 양자 수 n = 5: 5s1로 채우기 시작한다는 것을 의미합니다. Rb+ 이온은 외부 전자를 잃었습니다. 이것은 여기되지 않은 Rb+ 이온의 5p 또는 5s 궤도에 전자가 없다는 것을 의미합니다. 그러나 원자가 여기되면 전자는 이러한 궤도로 이동할 수 있습니다.

끝에서 두 번째 수준(n = 4): 4s2p6d 0f 0을 묘사해 보겠습니다. 다른 s-원소(즉, 주기율표의 I 또는 II족 주요 하위 그룹의 요소인 s- 하위 수준이 채워짐). 4d 및 4f 하위 수준이 비어 있는 이유는 무엇입니까? 사실 4d 하위 수준의 에너지는 5s보다 높고 4f는 6s보다 훨씬 높으며 에너지가 낮은 하위 수준이 먼저 채워집니다(Klechkovsky의 규칙). 따라서 Rb+ 전자는 4p 궤도에 있을 수 있습니다.

그들이 3f 궤도에있을 수 있는지 여부는 여전히 남아 있습니다. n = 궤도 양자 수 l은 s, p 및 d 하위 수준에 해당하는 0,1,2 값을 취합니다. 그리고 3f 하위 수준은 단순히 존재하지 않습니다.

2. 전자 배열이 1s22s2p63s2p6인 세 입자(원자, 이온)의 예를 들어 보십시오.

해결책. 적합한 아이템주기율표 - Ar(세 번째 전자 - 외부 - 전자 수준). 그러한 전자 구성을 가진 다른 원자는 없다는 것이 분명합니다. 그러나 우리는 일반적으로 안정적인 8 전자 껍질에 1-3 전자가 부족한 원소를 획득하여 음이온이되는 경향이 있으며 다음 단계에 1-3 전자를 가지고 있으면 포기하고 양성이된다는 것을 알고 있습니다. 이온. . 따라서 Cl–, S2–, P3–, K+, Ca2+, Sc3+가 될 수 있습니다. 원하는 세 가지 입자를 선택하십시오.

3. 스핀 양자수가 단일 값인 1인 경우 V 주기에는 몇 개의 원소가 있습니까?

해결책. 실제로, 스핀 양자 수는 알다시피 + 1과 - 1의 두 가지 다른 값을 취합니다. 단일 값을 가졌다면 전자 껍질은 전자 수의 절반을 수용할 수 있습니다. 다른 양자수 집합(파울리 원리), 결과적으로 기간의 요소는 2배 적습니다.

4. 우리 세계에서 1) 1차원으로 전환하는 동안 어떤 양자 수와 어떻게 변경되어야 한다고 생각하십니까?

2) 5차원?

해결책. 이 질문에 답하기 위해서는 4개의 양자수 중 어느 것이 공간의 차원과 관련이 있는지 이해해야 합니다.

주요 양자 수 n은 전자 수준(껍질, 층)의 수를 결정하고 주로 전자 구름의 크기를 특성화합니다.

공간의 차원(0이 아님)이 이 특성에 영향을 미치지 않는다는 것은 분명합니다.

궤도 양자 수 l은 전자 구름의 모양을 나타냅니다. 3차원에 더하여 우리는 시각적으로 2차원과 1차원 세계만 상상할 수 있습니다. 2차원 세계에서 전자 구름은 다른 모든 것과 마찬가지로 평평해 지지만 모양 개념은 그대로 유지됩니다. 본질적으로, 종이의 체적 전자 구름의 이미지, 시트의 평면으로의 투영은 어느 정도 2차원 세계로의 전환입니다. 1차원은 여기서 형태의 개념이 지워지고 크기(길이)만 남는다. 아마도 이 경우 궤도 양자 수는 의미를 잃을 것입니다.

우리가 우리 공간보다 더 높은 차원의 공간을 고려한다면 여기에서 "형태"의 개념이 훨씬 더 넓어지고 전자의 다양한 형태를 설명하기 위해 더 많은 다른 값이 필요하다는 것을 배제 할 수 없습니다 주어진 n에 대한 구름

자기 양자 수 ml는 전자 구름의 공간 방향을 특성화하며, 이는 차원에 직접적으로 의존함을 의미합니다. l = 0의 경우 ml는 유일한 값 0을 취할 수 있으며, 이는 구형 대칭 s-cloud의 공간에서 방향의 유일한 가능성을 반영합니다. l = 1 ml의 경우 3 다른 의미: – 1, 0, 1 – 아령 모양의 p-구름은 px, py, pz와 같은 다른 좌표축을 따라 확장될 수 있습니다. 공간의 차원, 즉

좌표축의 수가 변하면 전자구름의 배열 가능성도 변하는데, 이는 ml 집합이 다르다는 것을 의미한다.

주어진 l에 대한 ml의 다른 값의 수가 주어진 하위 수준에서 오비탈의 수를 결정하기 때문에 이는 화학에 상당한 변화를 가져옵니다.

ms - 스핀 양자수 - 두 가지 값, 즉 +와 -를 취합니다. 이것은 오비탈에 두 개의 "반대로 꼬인" 전자가 있을 수 있다는 사실을 반영합니다. 일반적으로 스핀은 전자의 고유 각운동량과 관련되어 있으므로 공간의 다른 차원으로 전이할 때 변할 수 있습니다.

1. D. I. Mendeleev가 공식화한 주기율법 위반 사례를 주기율표에서 많이 찾으십시오.

"원소의 화학적 및 물리적 특성은 원자량과 주기적인 관계에 있습니다." 이러한 위반 사항을 어떻게 설명할 수 있습니까?

2. a) 여기되지 않은 전자, b) 여기된 Na+ 이온의 전자가 2s, 2d, 3f, 4s, 5d 오비탈에 있을 수 있습니까? 신이 옳다고 하다.

3. 주기율표의 I 및 II 기간의 원소 원자의 전자 구조를 작성하십시오.

4. 다음을 포함하는 입자만 포함하는 복합 물질의 두 가지 예를 들어 보십시오. 전자 구조 1s22s2p6.

5. 여기되지 않은 리튬 원자의 최외각 전자에 대한 양자수는 얼마입니까?

6. 어떤 우주 Y에 양자수 집합이 있다고 가정합니다.

우주 Y의 주기율표의 III 주기에는 몇 개의 원소가 있을 것인가?

Y 우주에는 몇 개의 차원이 있을 수 있다고 생각합니까?

7. 다른 일정한 양자 수와 함께 스핀이 ms = ± 1 값을 가질 경우 주기율표의 두 번째 기간에 요소 수는 어떻게 변경됩니까?

8. 원자핵에는 몇 개의 양성자와 중성자가 포함되어 있는가? a) 7Li;

b) 119Sn; c) 235U?

분자 화학 물질대표하다 복잡한 시스템원자핵과 전자. 분자의 원자는 주로 정전기력에 의해 유지됩니다. 이 경우 화학 결합으로 연결되어 있다고 합니다. 화학 결합은 외부의 s-전자와 p-전자와 전외층의 d-전자에 의해 수행됩니다. 이 연결은 다음 매개변수가 특징입니다.

1. 결합 길이 - 화학적으로 결합된 두 원자 사이의 핵간 거리.

2. 원자가 각도 - 화학적으로 결합된 원자의 중심을 통과하는 가상선 사이의 각도.

3. 결합 에너지 - 기체 상태에서 분해하는 데 소비되는 에너지의 양.

4. 결합의 다중도 - 원자 간의 화학 결합이 수행되는 전자 쌍의 수.

분자의 원자는 에너지와 전자 상태가 근본적으로 이전 장에서 논의 된 구조가 논의 된 고립 된 원자와 다르기 때문에 조건부 개념입니다. 2개의 양성자와 1개의 전자로 구성된 가장 단순한 시스템에서 입자 사이에 어떤 힘이 발생하는지 고려합시다(그림 9 참조). 두 개의 양성자를 합치면 그들 사이에 반발력이 생겨 안정적인 시스템을 얻는 것에 대해 이야기 할 필요가 없습니다. 그들의 필드에 하나의 전자를 배치합시다. 여기서 두 가지 경우가 발생할 수 있습니다.

쌀. 9. 핵과 H +의 전자 사이의 상호 작용력 분포.

전자가 양성자 사이에 있을 때(a), 전자가 둘 중 하나 뒤에 있을 때(b)입니다. 두 경우 모두 인력이 발생합니다. 첫 번째 경우, 양성자 중심을 통과하는 축의 이러한 힘(돌출부)의 구성 요소는 반발력(그림 9a 참조)으로 반대 방향으로 향하고 이를 보상할 수 있습니다.

이것은 에너지적으로 안정적인 시스템을 만듭니다. 두 번째 경우에는 인력의 구성 요소가 다른 방향으로 향하고(그림 9b 참조) 양성자 간의 반발력 균형에 대해 이야기하기가 어렵습니다. 따라서 분자 또는 이온의 형성과 함께 화학 결합이 발생하려면 전자가 주로 핵간 공간에 있어야 합니다. 이 영역은 전자가 존재할 때 화학 결합이 형성되기 때문에 결합 영역이라고 합니다. 핵 뒤의 영역은 전자가 들어갈 때 화학 결합이 형성되지 않기 때문에 풀림이라고합니다. 여기서는 H + 이온에서 화학 결합이 형성되는 가장 간단한 경우를 고려했습니다. 수소 분자에 유사한 추론을 적용하면 결합 영역에 두 번째 전자가 출현하면 시스템이 훨씬 더 안정화된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 따라서 안정적인 화학 결합을 형성하려면 적어도 하나의 전자쌍이 필요합니다.

이 경우 전자 스핀은 역평행이어야 합니다.

다른 방향으로 지시합니다. 화학 결합의 형성은 시스템의 총 에너지 감소를 동반해야 합니다.

쌀. 10. 두 개의 수소 원자로 이루어진 계의 위치 에너지 변화 다음과 같이 두 개의 수소 원자에 접근하는 예를 사용하여 시스템의 위치 에너지 변화를 고려하십시오. 원자가 서로 매우 먼 거리에 있으면 상호 작용하지 않으며 그러한 시스템의 에너지는 0에 가깝습니다. 그들이 접근함에 따라 한 원자의 전자와 다른 원자의 핵 사이에 인력이 발생하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

이러한 힘은 원자 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 증가합니다. 시스템의 에너지가 감소합니다. 원자가 서로 접근함에 따라 원자핵과 전자 사이의 반발력이 역할을 하기 시작합니다.

반발력의 증가는 거리의 6승에 반비례합니다. 위치 에너지 곡선은 최소값을 통과한 후 급격히 상승합니다(그림 10).

곡선에서 최소값의 위치에 해당하는 거리는 평형 핵간 거리이며 화학 결합의 길이를 결정합니다. 분자의 원자는 평형 위치에 대한 진동 운동에 참여하기 때문에 원자 사이의 거리는 끊임없이 변화합니다. 즉, 원자가 서로 단단히 연결되어 있지 않습니다.

평형 거리는 주어진 온도에서 어떤 평균값에 해당합니다. 온도가 상승함에 따라 진동 진폭이 증가합니다. 충분히 높은 온도에서 원자는 서로 무한히 먼 거리로 날아갈 수 있으며, 이는 화학 결합이 끊어지는 것과 같습니다. 에너지 축을 따라 최소의 깊이는 화학 결합 에너지를 결정하고 반대 부호로 취한 이 에너지의 값은 주어진 이원자 입자의 해리 에너지와 같을 것입니다. 전자가 평행한 스핀을 가진 수소 원자가 서로 접근하면 원자 사이에 척력 만 발생하고 이러한 시스템의 위치 에너지가 증가합니다 (그림 10).

쌀. 11. 두 개의 정현파를 추가한 결과.

위에서 언급했듯이 s-, p- 및 d-전자는 전자 구름의 기하학적 구성이 서로 다른 화학 결합 형성에 참여합니다. 다양한 표지판공간에서 파동 기능. 화학 결합의 발생을 위해서는 파동 함수의 동일한 부호로 전자 껍질 부분을 겹칠 필요가 있습니다. 그렇지 않으면 화학 결합이 형성되지 않습니다.

이 설명은 첫 번째 근사에서 파동 함수로 식별할 수 있는 두 개의 정현파 중첩의 예를 통해 쉽게 설명할 수 있습니다(그림 11 참조).

동일한 영역에서 부호가 다른 두 정현파를 중첩하는 경우(그림 11a), 총 구성 요소는 0과 같을 것입니다. 연결이 없습니다. 반대의 경우에는 진동 진폭이 추가되고 새로운 정현파가 형성됩니다. 즉, 화학 결합이 형성되었습니다(그림 11b).

전자 구름의 대칭에 따라 화학 결합이 형성되는 중첩의 결과로 전체 전자 구름은 다른 대칭을 갖게 되며 이에 따라 세 가지 유형으로 나뉩니다.

그리고 - 연결.

통신은 원자 중심을 연결하는 선을 따라 구름이 겹칠 때 이루어지며, 핵간 공간에서 최대 전자 밀도가 달성되고 원자 중심을 연결하는 선에 대해 원통형 대칭을 이룹니다. 그림에서 알 수 있듯이. 12에서 볼 수 있듯이 구형 대칭으로 인해 s 전자는 항상 결합 형성에 참여합니다. 그들은 다른 원자의 다음 전자와 중첩의 결과로 결합을 형성합니다: s–, pX–, d X 2 Y 2 전자. 다른 오비탈(예: pY 또는 pZ)에 있는 전자의 경우 전자 밀도가 반대 부호를 갖는 영역에 겹침이 있기 때문에 화학 결합의 형성이 불가능합니다. s-전자에 의한 결합 형성의 가능성은 소진되지 않으며 두 개의 pX 또는 pX와 같은 다른 전자 구름이 중첩되는 경우 형성될 수 있습니다. 12. - 연결 형성의 몇 가지 예.

결합은 전자 구름이 원자 중심을 연결하는 선의 위와 아래에 겹칠 때 발생합니다. 전체 전자 구름도 이 축에 대해 대칭이지만 -결합의 경우처럼 원통형 대칭을 갖지 않습니다. 공간적 배열로 인해 pY - pY, pZ - pZ, pY - dXY와 같은 궤도 쌍의 전자에 의해 결합이 형성됩니다.

연결은 평행한 평면에 위치한 전자 구름의 꽃잎 네 개 모두가 겹침으로 인해 d-전자에 의해서만 형성됩니다. 이것은 dXY - dXY, dXZ - dXZ, dYZ - dYZ 전자가 결합 형성에 관여할 때 가능합니다.

전자 구름의 대칭성을 기반으로 한 화학 결합의 분류는 위에서 고려되었습니다. 분자의 원자 사이의 전자 밀도 분포의 특성에 따라 화학 결합을 분류하는 또 다른 접근 방식이 있습니다.

화학 결합은 전자 쌍이 하나 또는 다른 원자에 속한다는 관점에서 고려됩니다. 세 가지 경우가 가능합니다. 첫번째:

전자쌍은 분자에서 두 개의 동일한 원자를 연결합니다. 이 경우 양쪽 모두에 동등하게 속합니다. 분자에는 양전하와 음전하의 무게 중심이 분리되어 있지 않습니다.

그것들은 일치하며 이러한 결합을 공유 비극성이라고합니다. 전자쌍이 두 개의 다른 원자에 결합하면 더 전기음성도가 높은 원자 쪽으로 이동합니다. 양전하와 음전하의 무게 중심이 분리되어 결합이 극성이 되어 공유 극성 결합이라고 합니다.

세 번째 경우는 전자 쌍이 원자 중 하나의 소유로 완전히 전달되는 것과 관련이 있습니다. 이것은 전기 음성도, 즉 전기장에서 전자 쌍을 유지하는 능력이 크게 다른 두 원자의 상호 작용 중에 발생합니다. 이 경우 전자를 기증한 원자는 양전하를 띤 이온이 되고 전자를 받은 원자는 음전하를 띤다. 이 경우 결합을 이온이라고합니다.

결합의 성질은 물질의 물리화학적 성질을 크게 결정합니다.

분자가 공유 비극성 결합을 특징으로 하는 물질은 고체 상태에서 분자 및 원자 결정 격자를 형성할 수 있습니다. 분자 격자에서 매우 약한 분자간 상호 작용이 관찰됩니다. 분자는 순간적으로 유도된 쌍극자의 형성으로 인해 결정 격자의 노드에 유지됩니다. 분자에서 음전하와 양전하의 무게 중심 분리는 한 쌍의 전자의 회전과 핵 중 하나 뒤의 특정 시점에서의 위치로 인해 발생합니다. 분자에서 이러한 상태는 매우 짧은 시간 동안 관찰됩니다. 따라서 이러한 쌍극자를 순시라고합니다. 그러나 이 시간은 다른 분자에 쌍극자를 유도하기에 충분합니다. 순간 및 유도 쌍극자의 형성을 통해 분자를 결합하는 힘을 종종 반 데르 발스 힘이라고 합니다. 일반적으로 반 데르 발스 힘은 쌍극자-쌍극자, 방향성, 분산 등 분자간 상호 작용의 모든 힘을 포함합니다. 반 데르 발스 힘은 매우 약하기 때문에 약간의 가열에도 결정 격자가 쉽게 파괴됩니다. 분자 결정 격자를 갖는 모든 물질은 녹는점과 끓는점이 낮습니다. 순간 쌍극자 형성의 확률이 증가함에 따라 분자의 전자 수에 따라 반 데르 발스 힘이 증가합니다. 수소는 한 쌍의 전자를 가지고 있기 때문에 끓는점이 가장 낮습니다. 산소와 질소 분자는 쌍당 전자 함량이 다릅니다. 끓는점은 13도 차이가 납니다.

반대로 원자 결정 격자를 가진 단순 물질은 녹는점과 끓는점이 매우 높은 것이 특징입니다. 이 경우 무한한 수의 원자가 비극성 공유 결합으로 거대한 분자로 연결됩니다. 공유 비극성 결합을 깨는 에너지는 높습니다. 따라서 이러한 결정 격자를 파괴하기 위해서는 많은 에너지 비용이 필요하다. 동시에 물질이 결정 격자에서 하나의 원자간 거리를 특징으로 하는 경우 경도도 매우 높습니다. 예를 들어 다이아몬드가 있습니다.

분자 내의 원자가 공유 극성 결합으로 연결되어 있고 분자 격자를 갖는 물질의 녹는점과 끓는점도 낮지만 비극성 분자를 가진 물질보다 높습니다. 대부분은 실온에서 기체입니다.

예를 들면 염화수소, 황화수소 등이 있습니다. 쌍극자 모멘트의 크기와 끓는점 사이에는 직접적인 관계가 없습니다. 대부분 암모니아, 물 및 불화수소를 제외하고 화합물의 분자량에 의해 결정됩니다.

일련의 유사한 화합물에서 이러한 화합물은 가장 높은 녹는점과 끓는점을 가지며 급격한 증가는 분자 사이의 수소 결합 형성으로 설명됩니다.

전기 음성 원자. 그들은 분자의 전자 밀도를 자신 쪽으로 강하게 이동시킵니다. 그 결과, 수소는 실질적으로 자유 궤도를 형성하고, 예를 들어 불소 원자는 자유 전자쌍을 갖는다. 도너-수용체 메커니즘에 의해 분자 사이에 추가 결합을 형성하는 것이 가능하게 되며, 이는 액체뿐만 아니라 기체 상태에서도 조성 (HF)n 및 (H2O)n의 분자가 존재하도록 합니다. 이러한 분자의 존재는 유사체의 동일한 값과 비교하여 끓는점과 녹는점을 증가시킵니다.

가장 높은 녹는점과 끓는점은 이온이 위치한 결정 격자의 노드에 있는 물질에 의해 소유됩니다.

이것은 양이온과 음이온의 강한 정전기적 상호작용 때문입니다. 같은 이온의 반발력은 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 훨씬 적습니다. 결과적으로 이온 결정 격자를 가진 모든 물질은 형성 에너지 값이 높습니다. 이온 결합은 할로겐화물, 산화물 및 질산염, 황산염 등과 같은 염에서 수행됩니다. 이온 결정의 파괴는 상당한 열 에너지를 필요로 하며, 이는 높은 녹는점과 끓는점을 결정하며, 이는 차례로 전하에 따라 달라집니다. 이온, 반경 및 전자 라이닝. 전하가 높을수록 이온의 반경이 작을수록 녹는점이 높아집니다. 이온성 물질의 또 다른 특성은 전기를 잘 전도하는 용융물을 형성하는 능력입니다.

따라서 우리는 화합물의 물리화학적 특성이 화합물의 화학 결합 특성에 크게 의존한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

이미 언급했듯이 화학 결합을 형성하는 전자 쌍은 일반적으로 두 개의 핵을 사용합니다. 이 경우 각 전자의 운동은 이 시스템에 대한 슈뢰딩거 방정식의 해인 새로운 파동 함수로 설명됩니다. 이 파동함수는 원자함수와 다르며 특정 분자오비탈에 해당하는 분자함수라고 한다. 분자 궤도는 시스템의 총 에너지의 특정 값이 특징입니다. 원자와 마찬가지로 분자에도 일련의 에너지 준위가 있습니다. 그러나 이들에 대한 슈뢰딩거 방정식의 엄격한 솔루션을 얻을 수 없으므로 분자 파동 함수가 지정되는 방식이 서로 다른 근사 계산 방법에 의존합니다. 대부분 폭넓은 사용원자가 결합 방법과 분자 궤도 방법의 두 가지 방법을 받았습니다.

원자가 결합 방법에서 화학 결합은 2-전자 및 2-중심으로 간주됩니다. 즉, 결합을 형성하는 한 쌍의 전자가 두 원자 사이의 공간에 국한되어 있으며 일반적으로 사용됩니다. 공통 전자쌍의 형성에는 두 가지 가능한 메커니즘이 있습니다. 첫 번째는 교환이라고 하며 서로 다른 원자에 속하고 스핀이 반대인 두 전자의 쌍으로 구성됩니다. 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

도너-수용체 메커니즘이라고 하는 두 번째 메커니즘은 한 원자에서 공통으로 사용하는 전자 쌍과 다른 원자에서 자유 궤도를 제공하여 화학 결합을 형성합니다.

전자쌍을 제공하는 원자를 도너(donor)라고 하고 자유 궤도를 갖는 원자를 억셉터(acceptor)라고 합니다. 이 경우 연결 형성 체계는 다음과 같습니다.

구성 예측 가능성 고려 화합물수소와 주기율표 제2주기의 원소: Li, Be, B, C, N, O, F, 수소 원자에는 전자가 하나만 있고 교환에 따라 결합 형성이 일어나기 때문에 기구.

2s 하위 수준의 리튬 원자에는 1개의 짝을 이루지 않은 전자가 있으므로 화합물은 LiH 조성을 가져야 합니다. 베릴륨 원자는 이 하위 준위가 채워져 있고 하나의 짝을 이루지 않은 전자가 없으므로 베릴륨은 단일 화학 결합을 형성해서는 안됩니다. 붕소 및 다음 원소(C, N, O, F)의 경우 2p 하위 수준이 연속적으로 채워지고 이러한 원소의 원자는 특정 수의 짝을 이루지 않은 전자를 갖게 됩니다. 결합 형성에서 짝을 이루지 않은 전자의 존재만 고려하면 이러한 요소에 대해 다음이 형성되어야 합니다. 수소화합물: BH, CH2, NH3, H2O, HF. 이것은 화학 결합 형성을 위한 교환 메커니즘만을 사용하여 실험 데이터와 충돌할 수 있음을 보여줍니다. 베릴륨은 조성 BeH2의 수소와 화합물을 형성하고, 붕소의 수소 화합물도 다른 조성을 가지며, 수소를 가진 가장 간단한 탄소 화합물은 조성 CH4를 가지고 있습니다.이 모순을 제거하십시오.이 모순을 제거하십시오.두 번째 기간의 원소의 원자가 여기 상태의 분자 형성에 참여한다고 가정하면 가능합니다. p-하위 수준으로 전달합니다. 그러나 여기서 실험 데이터와의 또 다른 불일치가 발생합니다. s-전자와 p-전자의 에너지가 다르기 때문에 그들이 형성하는 화학 결합의 에너지도 달라야 하며, 따라서 그러한 E-H 결합의 길이는 달라야 합니다(형성에 관련된 오비탈 유형에 따라 다름) . s 및 p 하위 수준의 에너지를 평균화하고 이미 다른 유형의 궤도에 있는 전자의 에너지가 동일한 새로운 수준의 형성이라는 가정을 도입하여 이론과 실험을 조화시키는 것이 가능합니다. 그리고 이것이 그렇다면 Hund의 법칙에 따라 원자에 최대 수의 짝을 이루지 않은 전자가 나타납니다. 이 가설을 혼성화 현상이라고 하며, 하위 준위의 에너지를 평균한 결과 형성된 오비탈을 혼성화라고 합니다. 당연히 이 경우 전자 구름의 모양과 공간에서의 위치가 모두 변경됩니다. 하이브리드 오비탈의 형성에 관여하는 오비탈에 따라 다양한 유형의 혼성화 및 생성된 하이브리드 오비탈의 공간 구성이 고려됩니다(그림 14 참조). 생성된 하이브리드 오비탈의 수는 혼성화에 들어간 총 오비탈 수와 같아야 합니다. 어떤 궤도가 서로 상호 작용하는지에 따라 여러 유형의 혼성화가 고려됩니다.

sp 혼성화. 이 현상은 s-오비탈과 하나의 p-오비탈을 포함하며 결과적으로 sp-하이브리드라고 하는 두 개의 새로운 유형의 오비탈이 형성됩니다. 이 오비탈은 그림과 같은 모양을 가지며 축이 동일한 직선 위에 놓여 180°의 각도를 형성합니다. 베릴륨 원자의 sp-하이브리드 궤도는 BeH2 분자의 결합 형성에 참여하며 분자는 선형 구조를 가지고 있습니다.

쌀. 14. 다양한 sp2 혼성화를 위한 전자 구름의 공간적 배열. s-오비탈과 두 개의 p-오비탈이 상호 작용을 시작하여 sp2-하이브리드라고 하는 새로운 유형의 세 오비탈이 형성됩니다(그림 14 참조). 이 오비탈의 축은 같은 평면에 있으며 두 축 사이의 각도는 120°입니다. 예를 들어, BF3 분자의 붕소 원자는 sp2 하이브리드 상태이고 이 분자는 붕소 원자가 중심에 있는 정삼각형 모양입니다.

sp3 혼성화. 이 경우 초기 것들은 s-오비탈과 세 개의 p-오비탈입니다. 혼성화의 결과로 sp3-하이브리드라는 4개의 새로운 오비탈이 형성됩니다(그림 14 참조). 이 궤도의 축은 중심에서 사면체의 꼭짓점으로 향하고 축 사이의 각도는 109°28입니다. CH4는 이러한 유형의 혼성화가 일어나는 메탄 분자이며 수소 원자의 사면체 배열을 가지고 있습니다. 암모니아 분자(NH3)에서 질소원자도 sp3-hybrid 상태에 있으며, 수소원자와 공통으로 전자쌍 3개가 결합 형성에 참여하며, 전자쌍 1개(고립전자쌍)는 수소원자에만 속한다. 질소 원자. 암모니아 분자의 기하학적 구조를 예측하려면 질소 원자가 정사면체의 중심에 위치해야 하며 수소 원자는 세 개의 꼭짓점에, 고독한 전자쌍은 네 번째 꼭짓점에 위치해야 합니다. 당연히 이 전자쌍의 위치는 실험적 방법으로 고정될 수 없고 수소와 질소 원자의 위치만 발견된다. 이 모든 것이 암모니아 분자가 피라미드 모양을 가지고 있다는 사실로 이어집니다. 유사하게, 우리는 물 분자의 구조를 고려할 수 있습니다. 그것에서 두 개의 고립 된 산소 전자 쌍은 사면체의 두 정점을 차지하고 다른 두 개는 수소 원자가 차지하여 물 분자의 각진 모양을 만듭니다. 하나의 직선이 두 점을 통해 그려질 수 있기 때문에 선형이 될 것이 분명하기 때문에 이러한 위치에서 HF 분자의 기하학을 설명하는 것은 의미가 없습니다.

비공유 전자쌍은 결합(사회화, 공통)보다 더 확산된 "전자 구름"을 형성하므로 더 큰 부피를 차지하여 사면체에 비해 결합 각도가 감소합니다.

원자가 전자는 s 및 p 궤도뿐만 아니라 d에도 있습니다. 후자는 또한 하이브리드 궤도의 형성에 참여합니다. d-오비탈을 포함하는 혼성화에는 sp3d2와 sp3d의 두 가지 경우가 있습니다. 첫 번째 경우 분자는 팔면체 구조를 구현하고 두 번째 경우에는 삼각 쌍뿔이 형성됩니다.

하이브리드 오비탈의 형성에 대한 가정은 원자가 결합 이론에서 큰 성과였지만 자연에서 발견되는 분자의 가능한 모든 공간 구성을 설명하지는 못했습니다.

분자의 공간 구조에 대한 보다 일반적인 이론은 순수한 정전기 개념에 기초하여 Gillespie에 의해 제안되었습니다. Sidwick과 Powell이 요약한 많은 양의 실험 자료를 기반으로 했습니다. 이론의 주요 조항은 다음과 같습니다.

1. 분자 또는 이온의 기하학은 중심 원자의 원자가 껍질에 있는 전자쌍의 수에 의해서만 결정됩니다.

2. 전자 쌍은 원자의 원자가 껍질에서 이러한 배열을 취하며, 서로 최대로 제거됩니다. 즉, 전자 쌍은 마치 서로 반발하는 것처럼 행동합니다. 이 경우에 구현된 기하학적 다면체는 데카르트-오일러 공식을 따릅니다. "정점 수 + 면 수 - 모서리 수는 2입니다."

3. 비결합 전자쌍이 차지하는 공간의 면적은 결합 전자쌍이 차지하는 면적보다 큽니다.

4. 결합 전자쌍이 차지하는 공간 영역의 크기는 리간드의 전기음성도가 증가하고 중심 원자의 전기음성도가 감소함에 따라 감소한다.

5. 이중 결합의 두 전자 쌍은 단일 결합의 한 전자 쌍보다 더 큰 공간 영역을 차지합니다.

"연방 주립 예산 교육 기관 무르만스크 주립 공과 대학 철학과 철학 방법론 및 학생(학사)을 위한 제어 작업 주제 . 철학 과학, 교수 Natalia Nikolaevna Nikulina, Ph.D. 철학 과학, 부교수 Natalia Vladimirovna...»

« 셀레즈네프 A.D. 프로냐킨 집행 절차 교육 및 방법론 콤플렉스모스크바 2009 1 UDC 347.9 LBC 67.410 C 29 Seleznev V.A., Pronyakin A.D. EXECUTIVE PRODUCTION: UchebnoS 29 체계적인 컴플렉스. – M.: 에드. Center EAOI, 2009. - 216 p. ISBN 978-5-374-00010-8 교육 매뉴얼은 다음에 따라 준비되었습니다 ... "

I.I. 아이.아이. Molchanov-Sibirskogo SER I I LIBRARY 및 T R E M I. XXI 세기. 144호 UDC 025.5+025.6 B B K 78.349.2+78.379 B83 시리즈 편집장 보로딘 보로디나, V.A. 정보 서비스: 설명, 표, 도표: 방법론자를 위한 특별 과정 B83. - M.: Liberea-Bibinform, 2013. - 80p. ISBN 978-5-8167-0054-2 매뉴얼은 모든 측면을 다룹니다...»

"문학 문학 라인 V. F. CHERTOV 프로그램 5-11 교과서 방법론적 보조 수업 Chertov V. F., Trubina L. A., Ippolitova N. A. 및 기타. 일반 문화 기관 프로그램 : 기반 형성은 일반 교육을 구현합니다. 문학: 4 교수법과 후속 조치 및 의사 소통 능력의 과제. 5-11 학년 (교육 방법론적 com 수준의 기초에 대한 학생들 사이의 기본 및 프로필 부가가치세 형성) / Ed. V.F...."

"하지만. A. Ivin LOGIC 인도주의 및 사회 경제적 전문 분야 학생들과 고등 교육 기관의 훈련 분야에 대한 학문 분야에 대한 교과서로 러시아 연방 교육 과학부의 철학에 관한 과학 및 방법론위원회에서 권장 모스크바 ONICS 세계와 교육 2008 UDC 16 (075.8) BBK 87.4ya73 I17 검토자: Nikiforov A.L. - Dr. Philosophy. Sciences, Prof., Leading Science. 러시아 과학 아카데미 철학 연구소의 회원; Pereverzev V. N. - 박사 ... "

"벨로루시 공화국 교육부 POLOTSKY STATE UNIVERSITY 형법 및 범죄학과 구현을 위한 방법론적 지침 학기 논문징계로 형법. 전문 분야의 일반 파트 24-01-02 Jurisprudence Novopolotsk, 2012 UDC 형법 및 범죄학 부서 회의에서 승인을 위해 고려 및 권장됨 회의록 No. dated, _2012 Head. 부서 I.V. Veger 방법론 위원회의 출판 승인 및 추천...»

“도시 경제의 관리, 경제 과학 후보, 부교수 R.Zh 편집. Sirazhdinova는 관리 분야의 교육을 위한 교육 및 방법론 협회 협의회에서 전문 주 및 시립 관리 전문 분야의 교과서로 승인했습니다. UDC 365 (075.8) LBC 65.44ya73 O-64 검토자: A.N. Kirillova, 모스크바 정부 관리 모스크바 시립 대학교, 경제학 박사. 과학, 교수, T.G. Morozov, 전 러시아 통신 ... "

“전문가 위원회 V.D.를 승인합니다. Shadrikov 2014년 2월 28일 고등 교육의 기본 교육 프로그램에 대한 독립적인 평가 결과 보고서 060201 Dentistry Tyumen State Medical Academy 개발: 프로젝트 관리자: A.L. Drondin / AKKORK 전문가: I.A. 솔로프 / N.V. Ushakova / 모스크바 - 목차 I. 대학에 대한 일반 정보 II. 기본 교육 프로그램 1의 현황 및 지역 개발 동향에 대한 독립적인 평가 결과에 대한 보고서... 민법그리고 프로세스 AGREED APPROVED SD V.G.의 법률 사무소 부회장 Krashenina _ O.A. Goncharova __ 2008 _ 2008 노동법, 전문 분야 030501 법학 편집 분야의 교육 및 방법론적 복합 ... "

“독일어(공부 4년차) 독일어 교육 방법론 키트 독일어 I.L. BIM 및 DR. 시리즈 학업 학교 교과서 프로그램 2–11 교과서 워크북 2학년 제어 작업연습 문제 모음 읽기용 도서 교사용 도서 오디오 응용 프로그램 Bim I.L., Ryzhova L.I. (카세트, CD MP3) 독일어: 2학년: 교과서 교육 기관: 오후 2시 : 1부. 작가의 콜시야 교육이 만들어낸 선은 ~까지의 기간 동안 -... "

"교육 방향의 교육 과정을 보장하기 위해 교육 기관에서 개발한 교육, 방법론, 방법론 및 기타 문서에 대한 정보 110800.62 Agroengineering No. 교육, 방법론, 방법론 및 기타 자료의 이름에 따른 분야 이름(저자, 장소 출판, 연도 과정간행물, 유통) 1) History, 2013 분야의 교육 및 방법론적 복합체. 2) 러시아의 상징: 역사와 현대. Khoruzhaya S.V., Salchinkina ... "

«목차 1. 당사자 정의 5 2. 전문 5 3. 일반 규정 6 4. 단체협약의 목적 6 5. 노사관계 7 5.1. 고용 7 5.1.1. 일반 조항 7 5.1.2. 교직원 채용 절차 8 5.1.3. 과학자 채용 절차 8 5.1.4. 대학 구조 부서장 채용 절차 5.1.5. 직업 설명 5.2. 노동에 대한 보수 5.2.1. 일반 요구사항 5.2.2. 발행 조직 돈 5.2.3. 자귀..."

“교육적, 방법론적 지원 시행 중인 프로그램명 과목 수업 교과서 및 교재 수량 교육 초기 아동의 노래 목소리 발달. 팝재즈아트 팝송 1-3 2 체계적인 개발. 1990 (성악 공연) O. Stepanov. 흰 구름입니다. 2 예시적인 커리큘럼 V. Tsvetkov. 그들은 나에게 앵무새를 샀다. 음악 학교와 Y. Verizhnikov의 팝송. 가을 멜로디. 학교의 음악 부서 Yu. Verizhnikov. 로완 무리.... "

"에서. Byishev atynday Atbe University Kitaphanasy Aparatty Bulletin №6 Sizderdi kitapkhanaa zheltosan ayynda kelip tsken zhaa debiettermen tanystyramyz. 참고 문헌 sipattama № Blim Authors. 아타우이. 자일리. Оу Subscribers ment Economics 1 346 1 Nurpeisova A.K., Zhandykeeva G.E., Tleubekova A.D. H86 Ksiporyn ekonomikasy zhne kipkerlik yyty neg_zg_ aspect_ler_. – 알마티: LEM, 2012.-336 p. Ksiporyn ekonomikias zhne ksipkerlik yyty neg_zgі aspectіlerі ou raly...»

"GOLDEN PSYCHE Competition 올해의 심리 실습 후보 지명 프로젝트 학생들의 교육 결과 모니터링 : 진단 키트 개학, 학습 및 행동 학습 저자 : M.R. Bityanova, T.V. 베글로바, T.V. 머쿨로바, A.G. Teplitskaya(모스크바) 1학년을 위한 진단 키트(워크북 학교 시작, 학습 및 행동 학습 및 방법론적 지원)의 생성은 2011년부터 2014년까지 3년 동안 설계된 장기 프로젝트의 첫 번째 단계입니다... »

« 권장 사항 가치 평가 및 기록 보관 기금 선택 러시아 연방인력에 관한 문서 모스크바 2014 2 지침 러시아 연방 기록 보관 기금 / Rosarkhiv, VNIIDAD에 대한 인력에 대한 문서의 가치 및 선택에 대한 조사. - M. - 2014 - p. 방법론적 권장 사항은 다음을 반영합니다. ... "

"내용 교과 과정 1 2-8 2013-2014 학년도 Z 학년도 시스템을 위한 과외 교과 과정 활동 계획 MBU 학교 번호 32 2 9-18(1-3학년)-5 기본 19 구현을 위한 조건 시스템 요구 사항 3 표준. 초등 교양 교육의 기본 교육 프로그램 22-33 시행을 위한 인사 조건 설명 3.2. 주요 33-34의 구현을위한 심리적 및 교육적 조건 교육 프로그램초등 일반 교육 3.3. 경제적 지원구현..."

"화학 및 기술 교육 교육 기관 벨로루시 국가에 대한 벨로루시 공화국 고등 교육 기관의 교육 및 방법론 협회 기술 대학 BSTU 교수 승인 _I.M. Zharsky __2010 r. 교육 프로그램전문용 1 - 36 07 01 00 기계 및 장치 화학 산업및 기업 건축 자재화학 기술 및 공학부 기계 및 공학부...»

일반 및 무기 화학. Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P.

M.: 학교에 가세요. A.N. Kolmogorov, 모스크바 주립 대학, 2000-2002; 60초.+36초.+48초.

이 방법론 매뉴얼은 무기 화학 과정의 프로그램에 따라 편집되었으며 모스크바 주립 대학의 전문 교육 및 과학 센터 A. N. Kolmogorov 학교의 화학 및 생물학 부서 학생들이 읽었습니다.

이 책은 무기 화합물의 주요 부류, 그 특성 및 획득 방법을 소개합니다.

체재: djvu/zip

크기: 5 68KB

/ 파일 다운로드

부분 나.

부분 Ⅱ.

1장. 산화물 3
§ 1. 산화물의 물리적 특성 3
§ 2. 산화물의 분류 및 화학적 특성의 변화 패턴 .. 4
2.1. 화학적 성질에 따른 산화물 분류 4
2.2. 산화물의 특성 변화 패턴 5
§ 3. 산화물을 얻는 방법 7
§4. 산화물의 화학적 특성 9
4.1. 염기성 산화물 9
4.2. 산성 산화물 10
4.3. 양쪽성 산화물 10
4.4. 산화물의 일반적인 화학적 성질 11
2장. 산과 염기 13
§ 1. 산과 염기 이론 13
1.1. 전해질 이론 13
1.2. 원석기 이론 13
1.3. 전자 이론 14
§2. 산 16
2.1. 산의 분류 16
2.2. 산을 얻는 방법 19
2.3. 산을 얻는 일반적인 방법 19
2.4. 산의 화학적 성질 21
§삼. 그라운드 24
3.1. 기본 분류 24
3.2. 염기를 얻는 방법 25
3.3. 염기의 화학적 성질 27
3장. 소금 29
§ 1. 염분의 분류 29
§ 2. 소금을 얻는 방법 30
§ 3. 소금의 화학적 성질 33