หลักสูตรเคมีในโรงเรียนเริ่มต้นในชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 ด้วยการศึกษาพื้นฐานทั่วไปของวิทยาศาสตร์: มีการอธิบายประเภทของพันธะระหว่างอะตอมที่เป็นไปได้ประเภทของผลึกคริสตัลและกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุด สิ่งนี้กลายเป็นรากฐานสำหรับการศึกษาส่วนที่สำคัญ แต่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น - อนินทรีย์

มันคืออะไร

เป็นศาสตร์ที่พิจารณาถึงหลักการของโครงสร้าง คุณสมบัติพื้นฐาน และปฏิกิริยาขององค์ประกอบทั้งหมดในตารางธาตุ กฎธาตุมีบทบาทสำคัญในสารอนินทรีย์ ซึ่งปรับปรุงการจำแนกสารอย่างเป็นระบบตามการเปลี่ยนแปลงของมวล จำนวน และประเภท

หลักสูตรนี้ยังครอบคลุมถึงสารประกอบที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร่วมกันขององค์ประกอบของตาราง (ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือพื้นที่ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งพิจารณาในบทของสารอินทรีย์) งานในเคมีอนินทรีย์ช่วยให้คุณได้รับความรู้เชิงทฤษฎีที่ได้รับในทางปฏิบัติ

วิทยาศาสตร์ในด้านประวัติศาสตร์

ชื่อ "อนินทรีย์" ปรากฏตามแนวคิดที่ว่าครอบคลุมความรู้ทางเคมีส่วนหนึ่งที่ไม่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา

เมื่อเวลาผ่านไป ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าโลกอินทรีย์ส่วนใหญ่สามารถผลิตสารประกอบ "ไม่มีชีวิต" และสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนทุกชนิดในห้องปฏิบัติการ ดังนั้น จากแอมโมเนียมไซยาเนตซึ่งเป็นเกลือในองค์ประกอบทางเคมี เวห์เลอร์นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันจึงสามารถสังเคราะห์ยูเรียได้

เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับระบบการตั้งชื่อและการจำแนกประเภทของงานวิจัยทั้งในสาขาวิทยาศาสตร์ โปรแกรมของหลักสูตรโรงเรียนและมหาวิทยาลัย ตามวิชาเคมีทั่วไป เกี่ยวข้องกับการศึกษาสารอนินทรีย์เป็นวินัยพื้นฐาน ในโลกวิทยาศาสตร์ มีการรักษาลำดับที่คล้ายคลึงกัน

ประเภทของสารอนินทรีย์

เคมีจัดให้มีการนำเสนอเนื้อหาดังกล่าวในบทเบื้องต้นของสารอนินทรีย์พิจารณากฎธาตุของธาตุ แบบพิเศษโดยมีสมมติฐานว่า ประจุปรมาณูนิวเคลียสส่งผลต่อคุณสมบัติของสาร และพารามิเตอร์เหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงตามวัฏจักร ในขั้นต้น ตารางถูกสร้างขึ้นเพื่อสะท้อนการเพิ่มขึ้นของมวลอะตอมของธาตุ แต่ในไม่ช้า ลำดับนี้ก็ถูกปฏิเสธเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันในด้านที่ควรคำนึงถึงในประเด็นนี้ สารอนินทรีย์.

เคมี นอกเหนือจากตารางธาตุแล้ว ยังชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของตัวเลข กลุ่ม และไดอะแกรมประมาณร้อยตัวที่สะท้อนถึงความเป็นคาบของคุณสมบัติ

ในปัจจุบัน การพิจารณาแนวคิดเช่นคลาสของเคมีอนินทรีย์แบบรวมเป็นเวอร์ชันรวมได้รับความนิยม คอลัมน์ของตารางระบุองค์ประกอบขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีกายภาพในแถว - ช่วงเวลาใกล้เคียงกัน

สารอย่างง่ายในอนินทรีย์

เครื่องหมายในตารางธาตุและสารอย่างง่ายในสภาวะอิสระมักเป็นสิ่งที่แตกต่างกัน ในกรณีแรกเท่านั้น มุมมองเฉพาะอะตอมในวินาที - ประเภทของการเชื่อมต่อของอนุภาคและอิทธิพลซึ่งกันและกันในรูปแบบที่มั่นคง

พันธะเคมีในสารธรรมดาเป็นตัวกำหนดการแบ่งตัวออกเป็นครอบครัว ดังนั้นจึงสามารถแยกแยะกลุ่มอะตอมได้กว้างสองประเภท - โลหะและอโลหะ ครอบครัวแรกประกอบด้วย 96 องค์ประกอบจาก 118 ที่ศึกษา

โลหะ

ประเภทโลหะถือว่ามีพันธะที่มีชื่อเดียวกันระหว่างอนุภาค ปฏิสัมพันธ์นี้ขึ้นอยู่กับการขัดเกลาทางสังคมของอิเล็กตรอนของโครงข่ายซึ่งมีลักษณะเป็นทิศทางไม่และไม่อิ่มตัว นั่นคือเหตุผลที่โลหะนำความร้อนและประจุได้ดี มีความมันวาวของโลหะ มีความอ่อนตัว และมีลักษณะเป็นพลาสติก

ตามอัตภาพ โลหะจะอยู่ทางด้านซ้ายในตารางธาตุเมื่อมีการลากเส้นตรงจากโบรอนไปยังแอสทาทีน องค์ประกอบที่อยู่ใกล้ตำแหน่งกับเส้นนี้ส่วนใหญ่มักจะมีลักษณะเป็นขอบเขตและมีคุณสมบัติเป็นคู่ (เช่น เจอร์เมเนียม)

โลหะส่วนใหญ่เป็นสารประกอบพื้นฐาน สถานะออกซิเดชันของสารดังกล่าวมักจะไม่เกินสอง ความเป็นโลหะในกลุ่มจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ในช่วงระยะเวลาหนึ่งจะลดลง ตัวอย่างเช่น แฟรนเซียมกัมมันตภาพรังสีแสดงคุณสมบัติพื้นฐานมากกว่าโซเดียม และในกลุ่มฮาโลเจน ไอโอดีนยังมีเงาโลหะอีกด้วย

มิฉะนั้นสถานการณ์อยู่ในช่วง - พวกเขาเสร็จสิ้นระดับย่อยที่มีสารกับ คุณสมบัติตรงข้าม. ในปริภูมิแนวนอนของตารางธาตุ ปฏิกิริยาที่ปรากฎของธาตุจะเปลี่ยนจากพื้นฐานไปเป็นแอมโฟเทอริกเป็นกรด โลหะเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี (รับอิเล็กตรอนเมื่อเกิดพันธะ)

อโลหะ

อะตอมประเภทนี้รวมอยู่ในคลาสหลักของเคมีอนินทรีย์ อโลหะอยู่ทางด้านขวาของตารางธาตุ ซึ่งแสดงโดยทั่วไป คุณสมบัติของกรด. ส่วนใหญ่แล้วองค์ประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นในรูปแบบของสารประกอบซึ่งกันและกัน (เช่นบอเรต, ซัลเฟต, น้ำ) ในสถานะโมเลกุลอิสระ การมีอยู่ของกำมะถัน ออกซิเจน และไนโตรเจนเป็นที่ทราบกันดี นอกจากนี้ยังมีก๊าซอโลหะไดอะตอมมิกหลายชนิด - นอกเหนือจากสองก๊าซข้างต้นแล้ว ได้แก่ ไฮโดรเจน ฟลูออรีน โบรมีน คลอรีน และไอโอดีน

สารเหล่านี้เป็นสารที่พบได้บ่อยที่สุดในโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ซิลิคอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และคาร์บอน ไอโอดีน ซีลีเนียม และสารหนูมีน้อยมาก (รวมถึงการกำหนดค่ากัมมันตภาพรังสีและไม่เสถียรซึ่งอยู่ในช่วงสุดท้ายของตาราง)

ในสารประกอบ อโลหะมีพฤติกรรมเด่นเป็นกรด พวกมันเป็นสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังเนื่องจากมีความเป็นไปได้ในการเพิ่มจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มเติมเพื่อให้ระดับสมบูรณ์

ในอนินทรีย์

นอกจากสารที่แสดงโดยอะตอมกลุ่มหนึ่งแล้ว ยังมีสารประกอบที่มีรูปแบบที่แตกต่างกันหลายแบบ สารดังกล่าวอาจเป็นเลขฐานสอง (ประกอบด้วยสองอนุภาคที่แตกต่างกัน) สามองค์ประกอบสี่องค์ประกอบและอื่น ๆ

สารสองธาตุ

เคมีให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความเท่าเทียมของพันธะในโมเลกุล คลาสของสารประกอบอนินทรีย์ยังพิจารณาจากมุมมองของพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม อาจเป็นไอออนิก โลหะ โควาเลนต์ (แบบมีขั้วหรือไม่มีขั้ว) หรือแบบผสมก็ได้ โดยปกติสารดังกล่าวจะแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน (ในที่ที่มีโลหะ) แอมฟอร์เทอริก (อลูมิเนียมคู่ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยเฉพาะ) หรือกรด (หากมีองค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชัน +4 และสูงกว่า) อย่างชัดเจน

สามองค์ประกอบร่วม

หัวข้อของเคมีอนินทรีย์รวมถึงการพิจารณาความสัมพันธ์ของอะตอมประเภทนี้ สารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมมากกว่าสองกลุ่ม (ส่วนใหญ่มักเป็นอนินทรีย์จัดการกับสปีชีส์สามองค์ประกอบ) มักจะเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของส่วนประกอบที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในพารามิเตอร์ทางเคมีกายภาพ

ประเภทของพันธะที่เป็นไปได้คือโควาเลนต์ ไอออนิก และแบบผสม โดยปกติแล้ว สารสามองค์ประกอบจะมีลักษณะคล้ายกันกับสารเลขฐานสองเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมมีความแข็งแรงกว่าสารอื่นมาก: สารที่อ่อนแอจะเกิดขึ้นในสถานที่ที่สองและมีความสามารถในการแยกตัวออกจากกันได้เร็วขึ้นในสารละลาย .

วิชาเคมีอนินทรีย์

สารส่วนใหญ่ที่ศึกษาในหลักสูตรอนินทรีย์สามารถพิจารณาได้ตามการจำแนกประเภทง่ายๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและคุณสมบัติ ดังนั้นออกไซด์และเกลือจึงมีความโดดเด่น การพิจารณาความสัมพันธ์ของพวกเขาจะดีกว่าที่จะเริ่มต้นด้วยการทำความคุ้นเคยกับแนวคิดของรูปแบบออกซิไดซ์ซึ่งสารอนินทรีย์เกือบทุกชนิดสามารถปรากฏได้ เคมีของผู้ร่วมงานดังกล่าวจะกล่าวถึงในบทเกี่ยวกับออกไซด์

ออกไซด์

ออกไซด์เป็นสารประกอบขององค์ประกอบทางเคมีใดๆ ที่มีออกซิเจนในสถานะออกซิเดชัน -2 (ในเปอร์ออกไซด์ -1 ตามลำดับ) การก่อตัวของพันธะเกิดขึ้นเนื่องจากการส่งคืนและการยึดติดของอิเล็กตรอนด้วยการลดลงของ O 2 (เมื่อออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีไฟฟ้ามากที่สุด)

พวกเขาสามารถแสดงคุณสมบัติทั้งที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริกและพื้นฐานขึ้นอยู่กับอะตอมกลุ่มที่สอง หากอยู่ในออกไซด์ไม่เกินสถานะออกซิเดชัน +2 หากไม่ใช่โลหะ - ตั้งแต่ +4 ขึ้นไป ในตัวอย่างที่มีพารามิเตอร์เป็นสองเท่า จะได้รับค่า +3

กรดในอนินทรีย์

สารประกอบที่เป็นกรดมีปฏิกิริยาปานกลางน้อยกว่า 7 เนื่องจากเนื้อหาของไฮโดรเจนไอออนบวก ซึ่งสามารถเข้าไปในสารละลายและต่อมาจะถูกแทนที่ด้วยไอออนของโลหะ ตามการจำแนกประเภท เป็นสารที่ซับซ้อน กรดส่วนใหญ่สามารถรับได้โดยการเจือจางออกไซด์ที่สอดคล้องกับน้ำ เช่น ในการก่อตัวของกรดซัลฟิวริกหลังการให้น้ำของ SO 3

เคมีอนินทรีย์พื้นฐาน

คุณสมบัติของสารประกอบประเภทนี้เกิดจากการมี OH ไฮดรอกซิลเรดิคัลซึ่งให้ปฏิกิริยาของตัวกลางที่สูงกว่า 7 เบสที่ละลายน้ำได้เรียกว่าอัลคาลิสซึ่งเป็นสารที่แรงที่สุดในกลุ่มนี้เนื่องจากการแตกตัวอย่างสมบูรณ์ (สลายตัวเป็น ไอออนในของเหลว) หมู่ OH ในการก่อตัวของเกลือสามารถถูกแทนที่ด้วยสารตกค้างที่เป็นกรด

เคมีอนินทรีย์เป็นศาสตร์สองศาสตร์ที่สามารถอธิบายสารจากมุมมองที่แตกต่างกัน ในทฤษฎีโปรโตไลติก เบสถือเป็นตัวรับไอออนบวกของไฮโดรเจน วิธีการนี้ขยายแนวคิดของสารประเภทนี้ โดยเรียกสารที่เป็นด่างว่าสารใดๆ ที่สามารถรับโปรตอนได้

เกลือ

สารประกอบประเภทนี้อยู่ระหว่างเบสกับกรด เนื่องจากเป็นผลคูณของปฏิกิริยา ดังนั้น ไอออนของโลหะ (บางครั้งแอมโมเนียม ฟอสโฟเนียม หรือไฮดรอกโซเนียม) มักจะทำหน้าที่เป็นไอออนบวก และกรดที่ตกค้างทำหน้าที่เป็นสารประจุลบ เมื่อเกิดเกลือขึ้น ไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยสารอื่น

ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของจำนวนรีเอเจนต์และความแข็งแกร่งของรีเอเจนต์ที่สัมพันธ์กัน การพิจารณาผลิตภัณฑ์ปฏิสัมพันธ์หลายประเภท:

• เกลือพื้นฐานจะได้มาหากกลุ่มไฮดรอกซิลไม่ถูกแทนที่อย่างสมบูรณ์ (สารดังกล่าวมีสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง)
• เกลือของกรดจะเกิดขึ้นในกรณีตรงกันข้าม - หากไม่มีฐานทำปฏิกิริยา ไฮโดรเจนบางส่วนยังคงอยู่ในสารประกอบ
• ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงและเข้าใจง่ายที่สุดคือตัวอย่างโดยเฉลี่ย (หรือปกติ) ซึ่งเป็นผลคูณของการทำให้เป็นกลางอย่างสมบูรณ์ของรีเอเจนต์ด้วยการก่อตัวของน้ำและสารที่มีเพียงไอออนบวกของโลหะหรืออะนาล็อกและกรดตกค้าง

เคมีอนินทรีย์เป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งแต่ละชั้นเรียนออกเป็นชิ้น ๆ ซึ่งถือว่าอยู่ใน ต่างเวลา: บ้าง - ก่อน อื่น - ทีหลัง ด้วยการศึกษาในเชิงลึกมากขึ้น เกลืออีก 4 ประเภทมีความโดดเด่น:

• ไบนารีมีประจุลบเพียงตัวเดียวต่อหน้าสองไอออนบวก โดยปกติ สารดังกล่าวได้มาจากการรวมเกลือสองชนิดที่มีกรดตกค้างเหมือนกัน แต่มีโลหะต่างกัน
• ชนิดผสมเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับประเภทก่อนหน้า: พื้นฐานของมันคือไอออนบวกหนึ่งตัวที่มีประจุลบสองชนิด
• ผลึกไฮเดรต - เกลือในสูตรที่มีน้ำอยู่ในสถานะตกผลึก
• สารเชิงซ้อนคือสารที่มีไอออนบวก ประจุลบ หรือทั้งสองอย่างปรากฏอยู่ในรูปแบบของกระจุกที่มีองค์ประกอบการขึ้นรูป เกลือดังกล่าวสามารถหาได้จากองค์ประกอบของกลุ่มย่อย B เป็นหลัก

เนื่องจากสารอื่นๆ ที่รวมอยู่ในการปฏิบัติเคมีอนินทรีย์ ซึ่งสามารถจำแนกเป็นเกลือหรือแยกเป็นบทแห่งความรู้ เราสามารถตั้งชื่อไฮไดรด์ ไนไตรด์ คาร์ไบด์ และอินเตอร์เมทัลไลด์ (สารประกอบของโลหะหลายชนิดที่ไม่ใช่โลหะผสม)

ผลลัพธ์

เคมีอนินทรีย์เป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจสำหรับผู้เชี่ยวชาญทุกคนในสาขานี้ โดยไม่คำนึงถึงความสนใจของเขา รวมถึงบทแรกที่เรียนที่โรงเรียนในหัวข้อนี้ หลักสูตรเคมีอนินทรีย์จัดให้มีการจัดระบบข้อมูลจำนวนมากตามการจำแนกประเภทที่เข้าใจได้ง่าย

ภาควิชาเคมีเกิดขึ้นไม่นานหลังจากการเปลี่ยนแปลงของโรงเรียนประจำหมายเลข 18 เป็นศูนย์การศึกษาและวิทยาศาสตร์เฉพาะทางของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก (พระราชกฤษฎีกาของคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตหมายเลข 1241 จาก 01.10.88 และคำสั่งของการศึกษาของรัฐ คณะกรรมการ 11.16.88)

ก่อนหน้านั้น วิชาเคมีที่โรงเรียนประจำสอนโดย:

Vedeneeva Marina Sergeevna- ตั้งแต่ พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2523
- ตั้งแต่ปี 1980 ถึง 1991
Tabachenko Natalya Vladimirovna- ตั้งแต่ปี 2529 ถึง 2532

เมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน พ.ศ. 2532 ชั้นเรียนเคมีเฉพาะทางกลุ่มแรกเริ่มเรียนที่ SASC จากนั้นมีนักเรียน 18 คนลงทะเบียนเรียน ไม่ใช่ทุกคนที่ "เสร็จสิ้น" - ในปี 1991 ในปัญหาทางเคมีครั้งแรกมีเพียง 8 คนเท่านั้น

องค์ประกอบของอาจารย์ภาควิชาเคมีตั้งแต่ปี พ.ศ. 2532 ไม่ได้เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ที่ภาควิชาเคมีทำงานและกำลังทำงาน:

Galin Alexey Mikhailovich	(ปริญญาเอก, รองศาสตราจารย์) - ตั้งแต่ พ.ศ. 2534 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Zagorsky Vyacheslav Viktorovich	(ด.ป.ช., ศาสตราจารย์) - ตั้งแต่ พ.ศ. 2532 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Mendeleeva Ekaterina Alexandrovna	(ปริญญาเอก, รองศาสตราจารย์) - ตั้งแต่ 1990 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Morozova Natalya Igorevna	(ปริญญาเอก อาจารย์อาวุโส) - ตั้งแต่ 1990 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Kolyasnikov Oleg Vladimirovich	(ผู้ช่วย) - ตั้งแต่ปี 2547 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Kubarev Alexey Vyacheslavovich	(ผู้ช่วย) - ตั้งแต่ 2005 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Sigeev Alexander Sergeevich	(ปริญญาเอกผู้ช่วย) - ตั้งแต่ 2008 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Aleshin Gleb	(ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการ) - ตั้งแต่ 2009 ถึง ปัจจุบัน เวลา
Korenev Yury Mikhailovich (10.05.1936 - 09.08.2010)	(ปริญญาเอกเคมี, ศาสตราจารย์, หัวหน้าภาควิชา) - ตั้งแต่ พ.ศ. 2532 ถึง พ.ศ. 2553
Bataeva Elena Viktorovna	(ปริญญาเอกผู้ช่วย) - ตั้งแต่ปี 1990 ถึง 1993
Pirkuliyev Namig Sharafeddin-ogly	(ผู้ช่วย) - ตั้งแต่ปี 1997 ถึง 1999
Prisyazhnyuk Valentina Viktorovna
Tatyanina Irina Vasilievna	(ผู้ช่วย) - ตั้งแต่ปี 1989 ถึง 1991
Churanov Sergey Sergeevich	(ปริญญาเอก, รองศาสตราจารย์) - ตั้งแต่ พ.ศ. 2532 ถึง พ.ศ. 2540
Bataev Vadim Albertovich	(ปริญญาเอก) - ตั้งแต่ 1997 ถึง 1998

ระหว่างปี 2534 ถึง พ.ศ. 2553 มีการสำเร็จการศึกษาระดับเคมีของ SUNC 20 ครั้ง รวมเป็น 361 คน ในจำนวนนี้ มีบัณฑิต 298 คน (83%) เข้ามหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก ผู้สำเร็จการศึกษาส่วนใหญ่ - 214 - เข้าสู่คณะเคมีและคณะวัสดุศาสตร์ ผู้สำเร็จการศึกษาจากชั้นเรียนเคมีศึกษาและศึกษาที่คณะฟิสิกส์ (16) กลศาสตร์และคณิตศาสตร์ (15) ชีววิทยา (7) ธรณีวิทยา (6) คณะคณิตศาสตร์และไซเบอร์เนติกส์ (9) คณะแพทยศาสตร์พื้นฐาน (6 ), วิทยาศาสตร์ดิน (9) ). พวกเขายังเข้ามหาวิทยาลัยอื่น ๆ เช่น All-Russian Chemical Combine ของ Russian Academy of Sciences, Russian Chemical Technical University, MEPhI, Medical Academy เป็นต้น

ชั้นเรียนในชั้นเรียนเคมีของ SASC MSU จัดขึ้นในอาคารวิชาการของ SASC (การบรรยายและการสัมมนา) และที่คณะเคมีของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก (การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเคมีวิเคราะห์ อินทรีย์ และอนินทรีย์)

ชั้นเรียนในวิชาเคมีและฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ดำเนินการตามหลักสูตรและตำราดั้งเดิมซึ่งผู้เขียนเป็นอาจารย์ของภาควิชา ยกเว้น คอร์สพื้นฐานอาจารย์ภาควิชาเคมีดำเนินการวิชาเลือก:

• อุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเร็วและคายความร้อน (Zagorsky V.V. )
• เคมีเป็นภาษาอังกฤษ ( Mendeleeva E.A. )
• มนุษย์และสาร (Mendeleeva E. A. )
• วิธีแก้ปัญหาทางเคมี (Galin A. M. )
• จีโนมิกส์ (O. V. Kolyasnikov)
• เคมีโปรตีน (O. V. Kolyasnikov)
• นาโนเทคโนโลยี - สู่นาโนเวิลด์ (Smirnov E. A. )
• ฟันดาบ (O.V. Kolyasnikov)
• โปรแกรมการศึกษาอินทรีย์ (Morozova N.I. )
• การเตรียมตัวสำหรับการสอบ Unified State (Galin A.M. , Kubarev A.V. )
• สโมสรยามเย็น (Zagorsky V.V. )

อาจารย์ภาควิชาเคมีได้รับทุน "ครูโซรอส" หลายครั้งพวกเขาเข้าร่วมในองค์กรและดำเนินการโอลิมปิกเคมีสำหรับเด็กนักเรียนโรงเรียนภาคฤดูร้อนสำหรับนักเรียนมัธยมปลายและการสัมมนาสำหรับครูในโรงเรียน

อาจารย์ภาควิชาเคมีเผยแพร่ดังนี้ คู่มือการเรียน:

• 
  เคมีอินทรีย์ ส่วนที่ 1 ทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova, 1997. - 48 หน้า
• Mendeleeva E. A. , Morozova N. I.
  เคมีอินทรีย์ ส่วนที่ 2 ไฮโดรคาร์บอน
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova สำนักพิมพ์แห่งมอสโก อุนตา, 2542. - 64 น.
  ISBN 5-211-02588-1
• Korenev Yu. M. , Ovcharenko V. P.
  เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. ส่วนที่ 1
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova, 1998. - 63 p.
• Yu.M.Korenev, N.I.Morozova, A.I.Zhirov
  การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเคมีอนินทรีย์
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. เอ.เอ็น. โคลโมโกโรวา เอ็ด มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก 2542 - 64 หน้า
• Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P. , Mendeleeva E.A. , Morozova N.I.
  เคมี. ส่วนที่ 1
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova, 2000. - 72 หน้า
• Korenev Yu. M. , Ovcharenko V. P. , Egorov E. N.
  เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. ส่วนที่ 2 สารประกอบอนินทรีย์ประเภทหลัก
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก, 2000. - 36 หน้า
  
• Pirkuliyev N. Sh.
  ปัญหาโอลิมปิกในวิชาเคมี ประเภทของปัญหาและวิธีการแก้ไข
  M.: โรงเรียนตั้งชื่อตาม A. N. Kolmogorov, "การศึกษาด้วยตนเอง", 2000. - 160 หน้า
  
• Zagorsky V.V.
  ไฟเป็นเรื่องตลก ดอกไม้ไฟ: ประวัติศาสตร์ ทฤษฎี การปฏิบัติ
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova, "การศึกษาด้วยตนเอง", 2000. - 64 หน้า
• Mendeleeva E.A. , Morozova N.I.
  เคมีอินทรีย์ ส่วนที่ 3 สารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจน
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก 2544 - 56 หน้า
  
• Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P.
  เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. ส่วนที่ 3 พื้นฐานของอุณหพลศาสตร์เคมีและจลนศาสตร์
  ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก 2545 - 48 หน้า
  
• Morozova N.I. , Zagorsky V.V.
  เคล็ดลับที่เป็นประโยชน์.
  M: MAKS Press, 2546. - 31 น.
• Korenev Yu.M.
เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. ส่วนที่สี่ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสารละลาย
ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก 2547 - 49 หน้า
• Morozova N.I. , Zagorsky V.V.
  วิธีที่จะชนะการสอบ
  ม., 2549. - 34 น.
• Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P. , Morozova N.I.
เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. ส่วนที่ 1 แนวคิดพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม พันธะเคมี
ม.: โรงเรียนพวกเขา. A.N. Kolmogorova, MAKS Press, 2008. - 81 p.
• โมโรโซว่า N.I.
  การระบุสาร
  M.: MAKS Press, 2551. - 35 น.

ประสบการณ์เชิงระเบียบผลงานของอาจารย์ภาควิชาเคมีมีดังนี้ สิ่งพิมพ์:

• การนำเสนอในรูปแบบต่างๆ ในโรงเรียนกายภาพและคณิตศาสตร์ในหัวข้อ "โครงสร้างของอะตอมและกฎธาตุ"
  Zagorsky V.V.
  Russian Chemical Journal (ZhRHO ตั้งชื่อตาม D.I. Mendeleev), 1994, v. 38, No. 4, p. 37 - 42
• งานที่ไม่ได้มาตรฐานในวิชาเคมี
  V.V.Zagorsky, A.M.Galin, E.A. Mendeleeva, N.I.Morozova
  Russian Chemical Journal (ZhRHO ตั้งชื่อตาม D.I. Mendeleev), 1994, vol. 38, No. 4, p. 89 - 90
• การสอนเคมีในชั้นเรียนฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ และเศรษฐศาสตร์ของศูนย์การศึกษาและวิทยาศาสตร์พิเศษของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก
  Galin.A.M. , Zagorsky V.V. , Mendeleeva E.A.
  สัมมนานานาชาติเรื่องการสอนเคมีที่โรงเรียน "Pushchinskaya Autumn - 96" (คอลเลกชันของวัสดุ), มอสโก, 1996. - 29 หน้า
• Zagorsky V.V.
  จากครูสู่ครู. จะเป็น "ดารา" ได้อย่างไร
  ม.: สำนักพิมพ์. ภาควิชา UC DO MSU, 1998 - 96p.
• เคมีในบัณฑิตวิทยาลัย: ผลตอบรับจากการทดสอบแบบไม่ระบุชื่อ
  A.M. Galin, V.V. Zagorsky, E.A. Mendeleeva
  วัสดุของการอ่าน XLV Herzen (การประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติทั้งหมดของรัสเซีย) (13-16 พฤษภาคม 1998), เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก,
  น. 48 - 49.
• ความจริงเกี่ยวกับการสำเร็จการศึกษา (วิธีที่ผู้สำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนรู้วิชาเคมี)
  V.Zagorsky, E. Mendeleeva, A.Galin, N.Morozova
  หนังสือพิมพ์ครู ฉบับที่ 7 23 กุมภาพันธ์ 2542 หน้า 8
• เตรียมความพร้อม กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์นักเรียนมัธยมปลายที่มีพรสวรรค์: ความต้องการทางเลือกอื่นนอกเหนือจากโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์
  VV Zagorsky
  ในวันเสาร์ บทคัดย่อของ International Congress "Science and Education on the Threshold of the III Millennium", Minsk, 3 - 6.10.2000, book 1, pp. 56-57
• งานด้านการศึกษาของศตวรรษที่ 21 คือการสร้างโลกทัศน์ทางนิเวศวิทยา
  E.A. Mendeleeva
  ในวันเสาร์ บทคัดย่อของ International Congress "Science and Education on the Threshold of the III Millennium", Minsk, 3 - 6.10.2000, book 2, pp. 91-92

วี.วี. ซากอร์สกี้

เคมีทั่วไปและอนินทรีย์ - ในสามส่วน - Korenev Yu.M., Ovcharenko V.P. - 2000, 2002.

คู่มือระเบียบวิธีนี้จัดทำขึ้นตามหลักสูตรวิชาเคมีอนินทรีย์และอ่านโดยนักศึกษาภาควิชาเคมีและชีววิทยาของโรงเรียน A. N. Kolmogorov แห่งศูนย์การศึกษาและวิทยาศาสตร์เฉพาะทางของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก
หนังสือเล่มนี้แนะนำประเภทหลักของสารประกอบอนินทรีย์คุณสมบัติและวิธีการได้มา

บทที่ 1 แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความ 3
1.1. โครงสร้างของสสาร 3
1.2. อัตราส่วนเชิงปริมาณในวิชาเคมี 9
1.3. สัญลักษณ์และสูตรทางเคมี 13
บทที่ 2 โครงสร้างของอะตอม 20
2.1. อะตอมรุ่นแรกๆ 20
2.2. แบบจำลองทางกลควอนตัมของโครงสร้างของอะตอม26
บทที่ 3 พันธะเคมี 41
3.1. หัวข้อ 41
3.2. วิธีพันธะวาเลนซ์ 47
3.3. วิธีการโคจรระดับโมเลกุล 53

บทที่ 1 ออกไซด์ 3
§ หนึ่ง. คุณสมบัติทางกายภาพออกไซด์3
§ 2 การจำแนกประเภทของออกไซด์และรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมี .. 4
2.1. การจำแนกออกไซด์ตามคุณสมบัติทางเคมี 4
2.2. รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของออกไซด์5
§ 3 วิธีการรับออกไซด์7
§4. คุณสมบัติทางเคมีของออกไซด์9
4.1. ออกไซด์พื้นฐาน9
4.2. กรดออกไซด์ 10
4.3. แอมโฟเทอริกออกไซด์ 10
4.4. คุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของออกไซด์11
บทที่ 2 กรดและเบส 13
§ 1. ทฤษฎีกรดและเบส 13
1.1. ทฤษฎีอิเล็กโทรไลต์ 13
1.2. ทฤษฎี Protolithic 13
1.3. ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ 14
§2. กรด 16
2.1. การจำแนกกรด 16
2.2. วิธีการรับกรด 19
2.3. วิธีการทั่วไปในการรับกรดใดๆ 19
2.4. คุณสมบัติทางเคมีของกรด21
§3. กราวด์ 24
3.1. การจำแนกฐาน 24
3.2. วิธีการรับฐาน 25
3.3. คุณสมบัติทางเคมีของเบส 27
บทที่ 3 เกลือ 29
§ 1. การจำแนกประเภทของเกลือ 29
§ 2 วิธีการรับเกลือ 30
§ 3 คุณสมบัติทางเคมีของเกลือ 33

บทที่ 1 พื้นฐานของเทอร์โมไดนามิกส์ 3
§ 1.1. คำจำกัดความพื้นฐาน 3
§ 1.2. กฎเลขศูนย์ (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์6
§ 1.3. กฎข้อที่หนึ่ง (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์6
§ 1.3.2. ความร้อนมาตรฐาน (เอนทาลปี) ของการก่อตัวของสารประกอบ 9
§ 1.3.3 มาตรฐานเอนทาลปีของการเผาไหม้ 10
§ 1.3.4. พลังงานมาตรฐาน (เอนทาลปี) ของพันธะเคมี 10
§ 1.3.5. เอนทาลปีมาตรฐานของการระเหิด การระเหย และการหลอมเหลว 11
§ 1.3.6. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน ศักย์อิออไนเซชัน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ 11
§ 1.3.7. กฎของเฮสส์13
§ 1.3.8. กำเนิด-ฮาเบอร์ วัฏจักร 14
§ 1.3.9. กฎของเคอร์ชอฟฟ์ 16
§ 1.4. กฎข้อที่สอง (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์ 17
§ 1.4.1. ความหมายของเอนโทรปีจากมุมมองของอุณหพลศาสตร์คลาสสิก 18
§ 1.4.3. การตีความทางสถิติของแนวคิดของเอนโทรปี19
§ 1.4.4. Gibbs ฟรีพลังงาน21
§ 1.4.5. ศักยภาพทางเคมี 22
§ 1.4.6. สมดุลเคมี 23
§ 1.4.7. ทิศทางปฏิกิริยา 31
บทที่ 2 พื้นฐานของจลนศาสตร์ 35
§2.1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 35
§ 2.2. ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 37
§ 2.3. วิธีการทดลองเพื่อกำหนดอัตราคงที่ของปฏิกิริยาเคมี 47

ดาวน์โหลดฟรี e-bookในรูปแบบที่สะดวก ดูและอ่าน:
ดาวน์โหลดหนังสือเคมีทั่วไปและอนินทรีย์ - ในสามส่วน - Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P. - fileskachat.com ดาวน์โหลดได้รวดเร็วและฟรี

ดาวน์โหลด zip
สามารถซื้อหนังสือเล่มนี้ด้านล่าง ราคาที่ดีที่สุดลดราคาพร้อมจัดส่งทั่วรัสเซีย

“ เคมีทั่วไปและอนินทรีย์ส่วนที่ 1 แนวคิดพื้นฐาน, โครงสร้างของอะตอม, โรงเรียนพันธะเคมีตั้งชื่อตาม A.N. Kolmogorov สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก 2000 UDC 546 LBC 24.1 K 66 Korenev Yu เค 66 ... "

-- [ หน้า 1 ] --

Yu.M.Korenev, V.P.Ovcharenko

เคมีอนินทรีย์

แนวคิดพื้นฐาน โครงสร้างของอะตอม

พันธะเคมี

โรงเรียนตั้งชื่อตาม A.N. Kolmogorov

สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก

Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P.

K 66 เคมีทั่วไปและอนินทรีย์ หลักสูตรการบรรยาย ส่วนที่ 1

แนวคิดพื้นฐาน โครงสร้างอะตอม พันธะเคมี – ม.:

โรงเรียนตั้งชื่อตาม A.N. Kolmogorov, Moscow University Press, 2000. – 60 p.

ISBN 5–211–04200–X

หนังสือเล่มนี้แนะนำประเภทหลักของสารประกอบอนินทรีย์คุณสมบัติและวิธีการได้มา

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

© I.N. Korovin - ออกแบบ 2000

บทที่ 1 แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความ 1.1 โครงสร้างของสสาร หนึ่งในแนวคิดพื้นฐานของเคมีและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติอื่นๆ คือ อะตอม คำนี้มีต้นกำเนิดมายาวนาน มันมีมาประมาณ 2500 ปีแล้ว นับเป็นครั้งแรกที่แนวคิดเกี่ยวกับอะตอมมีต้นกำเนิดในกรีกโบราณ ราวศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสตกาล BC อี ผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเกี่ยวกับปรมาณูคือนักปรัชญาชาวกรีกโบราณ Leucippus และลูกศิษย์ของเขา Democritus พวกเขาเป็นผู้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารที่ไม่ต่อเนื่องและแนะนำคำว่า "ATOM"

คำสอนของเดโมคริตุสไม่แพร่หลายและเป็นเวลานาน ยุคประวัติศาสตร์ในวิชาเคมี (และในยุคกลาง - การเล่นแร่แปรธาตุ) ทฤษฎีของอริสโตเติล (384 - 322 ปีก่อนคริสตกาล) ครอบงำ

ตามคำสอนของอริสโตเติล หลักการสำคัญของธรรมชาติคือ "หลักการ" ที่เป็นนามธรรม ได้แก่ ความเย็น ความร้อน ความแห้ง และความชื้น เมื่อรวมกันแล้วจะมี "องค์ประกอบ-องค์ประกอบ" หลักสี่ประการ:

ดิน อากาศ ไฟ และน้ำ

และเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 เท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จอห์น ดาลตัน กลับมาเป็นอะตอมในฐานะอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร และนำคำนี้ไปใช้ในวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้นำหน้าด้วยผลงานของนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นเช่น R. Boyle (ในหนังสือ "The Skeptic Chemist" เขาได้จัดการกับความคิดของนักเล่นแร่แปรธาตุ) J. Priestley และ K. V. Scheele (การค้นพบออกซิเจน), G. Cavendish (การค้นพบไฮโดรเจน), A. L. Lavoisier (ความพยายามที่จะรวบรวมตารางแรกของสารอย่างง่าย), M. V. Lomonosov (บทบัญญัติหลักของทฤษฎีอะตอมและโมเลกุล, กฎการอนุรักษ์มวล), J. L. Proust (กฎของความคงตัวขององค์ประกอบ ) และอื่น ๆ อีกมากมาย.

การค้นพบในสาขาฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 - ช่วงที่สามของศตวรรษที่ 20 บังคับให้นักวิทยาศาสตร์มองทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลในลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ปรากฎว่าอะตอมมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและไม่ใช่อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร

ที่นี่เราจะไม่ให้คำจำกัดความที่ล้าสมัยของแนวคิดนี้ แต่จะกำหนดสูตรตามแนวคิดสมัยใหม่ทันที

1 Leucippus () - กรีกโบราณ นักปรัชญา แทบไม่มีใครรู้เรื่องชีวิตของ Leucippus

บทที่ 1 อะตอม (กรีก µ - แบ่งไม่ได้) เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีที่สามารถดำรงอยู่อย่างอิสระและเป็นผู้ถือคุณสมบัติของมัน อะตอมเป็นระบบไมโครที่เป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนจำนวนที่เหมาะสม

องค์ประกอบทางเคมีคืออะตอมชนิดหนึ่งที่มีประจุนิวเคลียร์เหมือนกัน

องค์ประกอบทางเคมีเป็นแนวคิด ไม่ใช่อนุภาควัสดุ นี่ไม่ใช่อะตอม แต่เป็นชุดของอะตอมที่มีลักษณะเฉพาะคือ สัญญาณบางอย่างที่มีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน

อิเล็กตรอน [dr.gr. - สีเหลืองอำพัน (ถูกประจุไฟฟ้าด้วยแรงเสียดทาน)] - อนุภาคมูลฐานที่เสถียรและมีมวลพักเท่ากับ 9.109 10–31 กก. = 5.486 10–4 ก. e. m.2 และมีประจุลบเบื้องต้นเท่ากับ 1.6 10–19 C

ในวิชาเคมีและฟิสิกส์ เมื่อแก้ปัญหาหลายอย่าง ประจุของอิเล็กตรอนจะถูกแปลงเป็น -1 และประจุของอนุภาคอื่นๆ จะถูกแสดงออกมาในหน่วยเหล่านี้ อิเล็กตรอนเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมทั้งหมด

โปรตอน (กรีก - แรก) - อนุภาคมูลฐานซึ่งเป็นส่วนสำคัญของนิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด มีมวลพัก mp \u003d 1.672 10–27 kg \u003d 1.007 a e. m. และประจุไฟฟ้าบวกเบื้องต้นที่มีขนาดเท่ากับประจุของอิเล็กตรอน เช่น 1.6 10–19 C.

จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสกำหนดเลขอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี

นิวตรอน (lat. neutrum - ไม่ใช่อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่น) เป็นอนุภาคมูลฐานที่เป็นกลางทางไฟฟ้าโดยมีมวลนิ่งอยู่เหนือมวลที่เหลือของโปรตอน mn = 1.675 10–27 kg = 1.009 au กิน.

นอกจากโปรตอนแล้ว นิวตรอนยังเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอมทั้งหมด (ยกเว้นนิวเคลียสของไฮโดรเจนไอโซโทป 1H ซึ่งเป็นโปรตอนหนึ่งตัว)

ระดับประถมศึกษาที่กำหนด 2 ก. e.m. - หน่วยมวลอะตอม ดูด้านล่าง

ชื่อทั่วไป (กลุ่ม) ของโปรตอนและนิวตรอนคือนิวคลีออน

จำนวนมวล - จำนวนนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอน) ในนิวเคลียส

นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอน ซึ่งมีจำนวนเท่ากับเลขลำดับของธาตุ (Z) และนิวตรอน (N) A = Z + N โดยที่ A คือ เลขมวล.

นิวไคลด์ (lat. นิวเคลียส - นิวเคลียส) - ชื่อทั่วไปของนิวเคลียสอะตอมมีลักษณะเฉพาะด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอน (ประจุบวกและเลขมวล)

เพื่อที่จะระบุองค์ประกอบทางเคมี ก็เพียงพอแล้วที่จะระบุชื่อปริมาณเดียวเท่านั้น - ประจุของนิวเคลียสคือ เลขลำดับของธาตุในระบบธาตุ เพื่อตรวจสอบนิวไคลด์เท่านั้นยังไม่พอ - คุณต้องระบุจำนวนมวลด้วย

บางครั้ง แนวคิดของ "นิวไคลด์" ไม่ได้หมายถึงตัวนิวเคลียสเอง แต่หมายถึงอะตอมทั้งหมด

ไอโซโทป (กรีก - เหมือนกัน + - ที่) - นิวไคลด์ที่มี เบอร์เดียวกันโปรตอน แต่มีเลขมวลต่างกัน

ไอโซโทป - นิวไคลด์ครอบครองที่เดียวกันในระบบธาตุเช่น อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน

ตัวอย่างเช่น 11 Na, 23 Na, 24 Na คือไอโซโทปโซเดียม

ไอโซบาร์ (กรีก - เท่ากับ + - น้ำหนัก) - นิวไคลด์ที่มีเลขมวลเท่ากัน แต่จำนวนโปรตอนต่างกัน (เช่น

ที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน) ตัวอย่างเช่น 90Sr, 90Y, ไอโซโทน - นิวไคลด์ที่มีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน

เป็นเวลานานนักเคมีไม่ได้แยกความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างอะตอมและโมเลกุลของสารธรรมดา ในปี ค.ศ. 1811 A. Avogadro เสนอสมมติฐานที่ทำให้สามารถกำหนดแนวคิดเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน แต่ผู้ร่วมสมัยของเขาไม่เห็นคุณค่าและได้รับการยอมรับในปี 1860 เท่านั้นหลังจากการประชุมนักเคมีระหว่างประเทศครั้งแรกที่ Karlsruhe (ประเทศเยอรมนี) เมื่อ โมเลกุลเริ่มเข้าใจว่าเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เมื่อวิทยาศาสตร์ธรรมชาติพัฒนาขึ้น คำจำกัดความของโมเลกุลก็มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง

โมเลกุล (จิ๋วของโมลละติน - มวล) เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่กำหนดคุณสมบัติของมัน ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งองค์ประกอบหรือต่างกันและมีอยู่เป็นระบบเดียวของนิวเคลียสของอะตอมและอิเล็กตรอน ในกรณีของโมเลกุลเดี่ยว (เช่น ก๊าซมีตระกูล) แนวคิดของอะตอมและโมเลกุลจะตรงกัน

อะตอมถูกยึดเข้าด้วยกันเป็นโมเลกุลโดยพันธะเคมี

ในวิชาเคมี นอกจากอะตอมและโมเลกุลแล้ว เราต้องพิจารณาหน่วยโครงสร้างอื่นๆ นั่นคือ ไอออนและอนุมูล

ไอออน (กรีก - ไป) - อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากอะตอม (หรือกลุ่มอะตอม) อันเป็นผลมาจากการเพิ่มหรือการสูญเสียอิเล็กตรอน

ไอออนที่มีประจุบวกเรียกว่าไพเพอร์ (กรีก - ลง + ไอออน) ประจุลบ - แอนไอออน (กรีก - ขึ้น + ไอออน)

ตัวอย่างเช่น K+ คือโพแทสเซียมไอออนบวก Fe2+ คือไอออนบวกของเหล็ก NH + คือไอออนบวกของแอมโมเนียม Cl– คือไอออนของคลอรีน (คลอไรด์ไอออน) S2– คือไอออนของกำมะถัน (ซัลฟิดาเนียน) SO 2 คือไอออนของซัลเฟต

อนุมูล (Latin radicalis - root) - อนุภาค (อะตอมหรือกลุ่มของอะตอม) ที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กัน

พวกมันมีปฏิกิริยาสูง ตัวอย่างเช่น H คือไฮโดรเจนเรดิคัล Cl คือคลอรีนเรดิคัล CH3 คือเมทิลเรดิคัล ในเวลาเดียวกัน โมเลกุลพาราแมกเนติก เช่น O2, NO, NO2 ที่มีอิเลคตรอนแบบ unpaired จะไม่ใช่อนุมูล

สารธรรมดาคือสารที่ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งชนิด

สารธรรมดาเป็นรูปแบบของการมีอยู่ขององค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบหลายอย่างสามารถมีอยู่ในรูปของสารง่ายๆ หลายอย่าง เช่น คาร์บอน (กราไฟต์ เพชร ปืนสั้น ฟูลเลอรีน) ฟอสฟอรัส (ขาว แดง ดำ) ออกซิเจน (โอโซน ออกซิเจน)

รู้จักสารง่าย ๆ ประมาณ 400 ชนิด

Allotrpy (กรีก - อีก + - เทิร์น) - ความสามารถขององค์ประกอบทางเคมีที่จะมีอยู่ในรูปของสารธรรมดาสองชนิดขึ้นไปที่มีจำนวนอะตอมในโมเลกุลต่างกัน (เช่น O2 และ O3) หรือในโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน (กราไฟท์และเพชร).

ความหลากหลาย (กรีก µ - หลากหลาย) - ความสามารถของของแข็งที่มีอยู่ในรูปแบบสองรูปแบบขึ้นไปด้วยโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่แตกต่างกัน

รูปแบบดังกล่าวเรียกว่าการปรับเปลี่ยนหลายรูปแบบ

ตัวอย่างเช่น FeS2 สามารถสร้างสารสองชนิดที่มีโครงสร้างผลึกต่างกัน (โพลีมอร์ฟส์): ตัวหนึ่งเรียกว่าไพไรต์และอีกอันคือมาคาไซต์ สารเหล่านี้มีการดัดแปลง allotropic หรือไม่? ไม่ได้.

Allotropy หมายถึงสารธรรมดาเท่านั้นและพิจารณาทั้งความแตกต่างในองค์ประกอบของโมเลกุลและความแตกต่างในโครงสร้างของผลึกขัดแตะ หากเรากำลังพูดถึงความแตกต่างในโครงสร้างของผลึกขัดแตะของสารธรรมดา แนวคิดของความหลากหลายและการแบ่งแยกก็เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น กราไฟต์และเพชรสามารถกล่าวได้ว่าเป็นรูปแบบอัลโลทรอปิกหรือรูปแบบพหุสัณฐาน

ความเป็นไปได้ของการสร้างโมเลกุลสองประเภทขึ้นไปคือออกซิเจน สร้างรูปแบบ allotropic สองรูปแบบ: O2 และ O3 - โอโซน แตกต่างกันทั้งคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ออกซิเจน O2 – ก๊าซไม่มีสี,ไม่มีกลิ่น โอโซน O3 - แก๊ส สีฟ้ามีกลิ่นเฉพาะตัว (ได้ชื่อมาจากภาษากรีกด้วย

(โอเซอิน) - กลิ่น).

ในสถานะของเหลวและของแข็ง ออกซิเจนมีสีฟ้าอ่อน โอโซนในสถานะของเหลวมีสีม่วงเข้ม ในสถานะของแข็งเป็นสีม่วงดำ

ออกซิเจนเป็นพาราแมกเนติก โอโซนเป็นไดแม่เหล็ก

กิจกรรมทางเคมีของออกซิเจนและโอโซนแตกต่างกันอย่างมาก โอโซนมีปฏิกิริยามากกว่าออกซิเจนและแสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ที่แรงกว่า

แม้ว่าออกซิเจนจะมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดในรูปแบบอิสระ แต่ในหลายกรณี ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น ในทางกลับกัน โอโซนทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิดภายใต้สภาวะที่ออกซิเจนยังคงเฉื่อย เช่น โอโซนจะออกซิไดซ์ปรอทและเงินให้เป็นออกไซด์

ฟอสฟอรัส. รู้จักรูปแบบ allotropic ของฟอสฟอรัส: สีขาวและสีแดง

ฟอสฟอรัสขาวประกอบด้วยโมเลกุลสี่เหลี่ยมจตุรัส P4 ฟอสฟอรัสแดงถือได้ว่าเป็นโมเลกุลของพอลิเมอร์ P แน่นอนว่าในสถานะของแข็ง การปรับเปลี่ยนเหล่านี้แตกต่างกันทั้งในโครงสร้างของผลึกขัดแตะและในคุณสมบัติทางกายภาพ

ฟอสฟอรัสในรูปแบบ allotropic ทั้งหมดยังแสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางเคมีซึ่งประการแรกประกอบด้วยปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ฟอสฟอรัสขาวเป็นรูปแบบที่แอคทีฟมากกว่า ในขณะที่สีแดงเป็นรูปแบบแอคทีฟน้อยกว่า

ฟอสฟอรัสขาวจะค่อย ๆ ออกซิไดซ์ในอากาศแม้ในอุณหภูมิปกติ (ซึ่งเป็นสาเหตุของการเรืองแสงของฟอสฟอรัสขาว) ในขณะที่สีแดงจะคงตัวในอากาศและจะสว่างขึ้นเมื่อได้รับความร้อนเท่านั้น

การก่อตัวของผลึกคริสตัลต่างๆ กรณีของ allotropy นี้ถือได้ว่าเป็นความหลากหลายทางสัณฐานวิทยาของสารธรรมดา

คาร์บอน. การดัดแปลง allotropic หลายอย่างเป็นที่รู้จักสำหรับคาร์บอน:

กราไฟท์, เพชร, ปืนสั้น, ฟูลเลอรีน

กราไฟต์และเพชรก่อตัวเป็นโครงผลึกอะตอมซึ่งมีโครงสร้างต่างกัน สารทั้งสองนี้มีความแตกต่างกันอย่างมากในคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน: เพชรไม่มีสี, โปร่งใส, กราไฟต์เป็นสีเทาดำ, ทึบแสง, เพชรเป็นสารที่แข็งที่สุด, กราไฟท์อ่อน, เพชรไม่นำไฟฟ้า, กราไฟท์นำไฟฟ้า ภายใต้สภาวะปกติ เพชรเป็นรูปแบบที่แพร่กระจายได้ (เสถียรน้อยกว่า) เมื่อเพชรได้รับความร้อน (t > 1,000°C) เพชรจะเปลี่ยนเป็นกราไฟต์อย่างถาวร การเปลี่ยนกราไฟท์เป็นเพชรจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นและต้องใช้แรงดันที่สูงมาก

ดีบุก. ดีบุกสองรูปแบบที่เป็นที่รู้จักกันดีคือสีเทาและสีขาว

ดีบุกสีเทา (-tin) มีอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2 ° C แสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเป็นสารที่เปราะบางมากที่มีความหนาแน่น 5.846 g / cm3

ดีบุกขาว (-tin) เป็นโลหะสีเงิน-ขาวทั่วไปในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ นำความร้อนและกระแสไฟฟ้าได้ดี เป็นพลาสติก ความหนาแน่น 7.295 g/cm3 และคงตัวในช่วงอุณหภูมิ 13.2 - 173°C อุณหภูมิที่สูงกว่านี้ -tin ผ่านการดัดแปลงอื่น - -tin ซึ่งมีโครงสร้างผลึกขัดแตะต่างกันและมีความหนาแน่น 6.54 g / cm3

การปรับเปลี่ยนหลายรูปแบบ (หรือ allotropic) สามารถอยู่ในสถานะ metastable นั่นคือมีอยู่เป็นเวลานานภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของพวกเขา ("ในพื้นที่ต่างประเทศ")

ตัวอย่างเช่น ดีบุกสีขาวสามารถ supercool และมีอยู่เป็นเวลานานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 13.2 ° C อย่างไรก็ตาม สถานะของมันไม่เสถียรภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ดังนั้นความเสียหายทางกล การสั่นที่คมชัด ฯลฯ อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วไปยังแบบฟอร์ม ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีนี้เรียกว่า "โรคระบาดดีบุก"

สิ่งเจือปนมีผลอย่างมากต่อการเปลี่ยนผ่านจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่ง ตัวอย่างเช่นส่วนผสมเล็กน้อยของบิสมัทช่วยป้องกันการเปลี่ยนของสีขาวเป็นสีเทาและการเพิ่มอลูมิเนียมช่วยเร่งการเปลี่ยนแปลงนี้

สำหรับแต่ละรูปแบบ allotropic (หรือ polymorphic) มีช่วงอุณหภูมิและความดันที่เฉพาะเจาะจงซึ่งการปรับเปลี่ยนนี้มีความเสถียร ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิสูงถึง 95.6 ° C กำมะถันขนมเปียกปูน (-form) มีความเสถียรและที่อุณหภูมิสูงขึ้น monoclinic (แบบฟอร์ม) รูปแบบ allotropic ทั้งสองนี้แตกต่างกันในโครงสร้างของผลึกขัดแตะ

สารประกอบหรือสารประกอบคือสารที่ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ

Isomorphism (กรีก - เท่ากัน, คล้ายกัน + µ - รูปแบบ) - ความสามารถของสารที่คล้ายคลึงกันในองค์ประกอบเพื่อสร้างผลึกผสมซึ่งอะตอม ไอออน หรือกลุ่มอะตอมที่มีขนาดใกล้เคียงกันจะสุ่มเข้ามาแทนที่กัน

ตัวอย่างเช่น ในผลึกโพแทสเซียมสารส้ม KAl(SO4)2 12 H2O โพแทสเซียมไอออนสามารถแทนที่ด้วยรูบิเดียมหรือแอมโมเนียมไอออน และไอออน Al3+ ด้วยไอออน Cr3+ หรือ Fe3+ ในกรณีนี้ โพแทสเซียม cations เรียกว่า isomorphic กับ rubidium หรือ แอมโมเนียม cations ในขณะที่ cations ของอะลูมิเนียมเป็น isomorphic กับ chromium หรือ ไอออน cation

1.2. อัตราส่วนเชิงปริมาณในวิชาเคมี มวลของอะตอมและโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก และไม่สะดวกที่จะใช้หน่วยวัดที่ยอมรับโดยทั่วไป - กิโลกรัม - สำหรับการแสดงออกเชิงตัวเลขของค่าของพวกมัน ดังนั้น เพื่อแสดงมวลของอะตอมและโมเลกุล จึงใช้หน่วยวัดอื่น - หน่วยมวลอะตอม (amu)

หน่วยมวลอะตอม (a.m.u.) - หน่วยวัดมวลของอะตอม โมเลกุลและ อนุภาคมูลฐาน.

1/12 ของมวลของคาร์บอนนิวไคลด์ 12C ถือเป็นหน่วยมวลอะตอม

มวลของนิวไคลด์นี้มีหน่วย SI คือ 1.9927 10–26 กก.

มวลอะตอมสัมพัทธ์ (คำที่ล้าสมัยคือน้ำหนักอะตอม) คือมวลของอะตอมที่แสดงในหน่วยมวลอะตอม (a.m.u.)

อา.

องค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของไอโซโทป ดังนั้น ค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมสัมพัทธ์ของส่วนผสมตามธรรมชาติของไอโซโทปของมัน โดยคำนึงถึงเนื้อหาในสภาพพื้นโลก จึงเป็นมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ เป็นค่าเหล่านี้ที่ให้ไว้ในระบบธาตุ

ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนมีสามไอโซโทป 16O 17O และ 18O มวลอะตอมและเนื้อหาในส่วนผสมตามธรรมชาติแสดงไว้ในตารางที่ 3

ค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมโดยคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของไอโซโทปแต่ละตัว คำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

โดยที่ Ar, j คือมวลอะตอมของไอโซโทปที่สอดคล้องกัน ni คือเนื้อหาในส่วนผสมตามธรรมชาติ (ในเศษส่วนโมล) แทนที่ในสูตรนี้ด้วยค่าที่สอดคล้องกันจากตารางที่ 3 สำหรับมวลอะตอมของออกซิเจนเราได้รับ:

Ar = 15.95 0.99759 + 16.999 0.00037 + 17.999 0.0024 = โปรดทราบว่ามวลอะตอมและเลขมวลนั้นแน่นอน แนวความคิดต่างๆ: อันแรกคือมวลของอะตอม แสดงใน a. e.m. และตัวที่สองคือจำนวนนิวเคลียสในนิวเคลียส มวลอะตอมเป็นค่าเศษส่วน (มีค่าจำนวนเต็มสำหรับไอโซโทป 12C เท่านั้น) ตรงกันข้ามกับเลขมวล ซึ่งเป็นจำนวนเต็มเสมอ

ปริมาณเหล่านี้ใกล้เคียงกันมาก ตัวอย่างเช่น สำหรับไฮโดรเจน มวลอะตอมคือ 1.0078 และเลขมวลคือ 1 สำหรับฮีเลียมจะมีมวลอะตอมเท่ากับ 4.0026 และเลขมวลคือ 4

มวลอะตอมสัมพัทธ์มีค่าเศษส่วนด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

1) ธาตุส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทปหลายชนิด และตารางธาตุระบุค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมสัมพัทธ์ของส่วนผสมขององค์ประกอบไอโซโทปตามธรรมชาติ

2) สำหรับธาตุโมโนไอโซโทป (เช่น 23Na) ค่านี้จะเป็นเศษส่วนด้วย เนื่องจากมวลของนิวคลีออนแสดงใน a m.u. ไม่ใช่จำนวนเต็ม (ดูตารางที่ 3) และในระหว่างการก่อตัวของนิวเคลียส ส่วนหนึ่งของมวลนิวคลีออนจะถูกแปลงเป็นพลังงานตามสมการ Ebond = m c2 โดยที่ c = 3 108 m/s คือความเร็ว ของแสงในสุญญากาศ

ในระหว่างการก่อตัวของพันธะใด ๆ พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเสมอซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมวลของอนุภาคที่มีผลผูกพัน ในกรณีของการเกิดพันธะเคมี ค่านี้มีค่าน้อยมาก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของมวลจึงถูกละเลยที่นี่ และถือว่ามวลของอนุภาคที่ก่อตัวขึ้นนั้นเท่ากับผลรวมของมวลของอนุภาคที่เข้าร่วมใน รูปแบบ. เมื่อเกิดนิวเคลียสขึ้น พลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา และมองเห็น "ข้อบกพร่องของมวล" ได้อย่างชัดเจน

น้ำหนักโมเลกุลคือมวลของโมเลกุลซึ่งแสดงเป็น e. m. มวลของโมเลกุลจะเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมสัมพัทธ์ของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบ

หากสารไม่ได้ประกอบด้วยโมเลกุล แต่ ตัวอย่างเช่น ของไอออน (NaCl) หรือเป็นโอลิโกเมอร์ [(H2O)n] น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์จะถูกระบุสำหรับหน่วยสูตรของสาร หน่วยสูตรของสารควรเข้าใจว่าเป็นองค์ประกอบทางเคมีของปริมาณที่น้อยที่สุดของสารที่กำหนด

โมลเป็นหน่วยวัดปริมาณของสาร กำหนด

1 โมล คือปริมาณของสารที่มีจำนวนหน่วยโครงสร้างเท่ากัน (อะตอม โมเลกุล ไอออน อนุมูล) เนื่องจากมีอะตอมใน 0.012 กิโลกรัมของไอโซโทปคาร์บอน 12C กล่าวคือ มวลโมลาร์ของสาร (M) คือ เท่ากับอัตราส่วนของมวลของสารนี้ ( ม.) ต่อปริมาณ ():

คำนิยามเดิม: มวลของสารหนึ่งโมล โดยเป็นตัวเลขเท่ากับน้ำหนักโมเลกุลของสาร แต่แสดงเป็นหน่วยกรัม/โมล บางทีในตอนแรกอาจช่วยแก้ปัญหาการคำนวณได้

สังเกตความแตกต่างในแง่: มวลกราม” และ “น้ำหนักโมเลกุล” คล้ายกันในเสียง แต่หมายถึงวัตถุจำนวนต่างกัน อันแรกคือมวลของสารหนึ่งโมล (เช่น มวล 6.022 1,023 โมเลกุล) และอันที่สองคือมวลของหนึ่ง โมเลกุล และพวกมันถูกแสดงออกในหน่วยต่าง ๆ - g/mol และ a e.m. ตามลำดับ

แนวคิดของ "ปริมาณของสาร" และหน่วยของการวัด - โมลจึงถูกนำมาใช้ในการคำนวณทางเคมีส่วนใหญ่ ค่านี้สัมพันธ์กันอย่างเฉพาะเจาะจงกับมวล จำนวนหน่วยโครงสร้าง และปริมาตร (หากเป็นก๊าซหรือไอระเหย) ของสาร หากให้ปริมาณของสารปริมาณเหล่านี้สามารถคำนวณได้ง่าย

เศษส่วนมวลของสาร A ในระบบคืออัตราส่วนของมวลต่อมวลของสารทั้งระบบ (โดยปกติค่านี้แสดงเป็น%):

ปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณด้วยเศษส่วนมวลควรแก้ไขโดยใช้สูตรนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทางเทคนิคที่น่ารำคาญ เราแนะนำให้แปลง% เป็นหุ้นทันทีเมื่อทำการคำนวณ

เศษส่วนของปริมาตรของส่วนประกอบคืออัตราส่วนของปริมาตรของส่วนประกอบต่อปริมาตรของทั้งระบบ:

เศษส่วนโมลของส่วนประกอบคืออัตราส่วนของปริมาณของสาร (โมล) ของส่วนประกอบ A ต่อจำนวนโมลของส่วนประกอบทั้งหมดของระบบ:

กฎการอนุรักษ์พลังงาน - พลังงานไม่ได้เกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่ได้หายไปอย่างไร้ร่องรอย แต่แต่ละประเภทสามารถผ่านเข้าหากันได้ตามอัตราส่วนที่เทียบเท่าที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

ดังนั้น หากพลังงานของพันธะเคมีในผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยามีค่ามากกว่าในตัวทำปฏิกิริยา พลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน แสง หรืองานจะเกิดขึ้นเนื่องจากมัน (เช่น การระเบิดหรือการเคลื่อนที่ของลูกสูบ) .

กฎการอนุรักษ์มวล (M.V. Lomonosov, 1748) - มวลของสารทั้งหมดที่เข้าสู่ปฏิกิริยามีค่าเท่ากับมวลของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาทั้งหมด

จากมุมมองของทฤษฎีอะตอมและโมเลกุล กฎการอนุรักษ์มวลได้อธิบายไว้ดังนี้ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี อะตอมจะไม่หายไปและไม่เกิดขึ้น แต่มีการจัดเรียงใหม่ เนื่องจากจำนวนอะตอมก่อนและหลังปฏิกิริยายังคงไม่เปลี่ยนแปลง มวลรวมของอะตอมจึงไม่เปลี่ยนแปลง

ตามกฎหมายนี้ การคำนวณทั้งหมดจะดำเนินการตามสมการของปฏิกิริยาเคมี

กฎความคงตัวขององค์ประกอบ (Proust, 1806) - สารประกอบเคมีทุกชนิดมีองค์ประกอบที่ชัดเจนและคงที่

จากผลของกฎหมายนี้ องค์ประกอบของสารประกอบเคมีไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียมสารประกอบ

สารที่องค์ประกอบเป็นไปตามกฎหมายนี้เรียกว่าดัลโทไนด์ สารที่มีองค์ประกอบขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียมเรียกว่า เบิร์ทโธไลด์ (เช่น ออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน)

กฎของอัตราส่วนหลายเท่า (ดาลตัน) - ถ้าธาตุสองธาตุประกอบกันเป็นสารประกอบหลายตัว ดังนั้นปริมาณมวลของธาตุหนึ่งที่รวมกับปริมาณมวลเดียวกันของอีกธาตุหนึ่งจะสัมพันธ์กันเป็นจำนวนเต็มขนาดเล็ก

กฎของอโวกาโดร (1811) - ปริมาตรเท่ากันของก๊าซในอุดมคติที่แตกต่างกันภายใต้สภาวะเดียวกัน (อุณหภูมิและความดัน) มีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน

ผลที่ตามมาจากกฎของอโวกาโดร 1° 1 โมลของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะเดียวกัน (อุณหภูมิและความดัน) มีปริมาตรเท่ากัน

ภายใต้สภาวะปกติ (n.a.):

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

- ปริมาตรโมลาร์ของก๊าซในอุดมคติใดๆ คือ 22.4 ลิตร/โมล (22.4 10–2 ลูกบาศก์เมตร)

2° ความหนาแน่นของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะเดียวกัน (อุณหภูมิและความดัน) เป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลโมลาร์:

เนื่องจากเป็นไปตามกฎของอโวกาโดรว่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน (p และ t) สำหรับก๊าซในอุดมคติใด ๆ อัตราส่วน / V = ​​​​const.

สำหรับก๊าซ แนวคิดเรื่องความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซหนึ่งกับอีกก๊าซหนึ่งถูกนำมาใช้ DA(X) - ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของแก๊ส X สำหรับแก๊ส A:

ในวิชาเคมี เช่นเดียวกับในทุกวิทยาศาสตร์ มีระบบสัญญาณแบบธรรมดา ความรู้ซึ่งจำเป็นต่อการเข้าใจเรื่องนี้

สัญลักษณ์ทางเคมีเป็นตัวอักษรชนิดหนึ่ง โดยที่พวกเขาเขียน "คำ" - สูตรของสารประกอบและ "วลี" - สมการของปฏิกิริยาเคมี ซึ่งสะท้อนถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นจริงในระดับหนึ่ง

แม้แต่ในยุคกลาง องค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักกันในขณะนั้นก็ยังถูกกำหนดด้วยสัญลักษณ์ทั่วไป เช่นเดียวกับองค์ประกอบที่ใช้ในการกำหนดเทห์ฟากฟ้า ความจริงก็คือตามความคิดของนักเล่นแร่แปรธาตุธาตุแต่ละธาตุที่รู้จักในเวลานั้นสอดคล้องกับเทห์ฟากฟ้าของตัวเอง

ความคิดบางอย่างของนักเล่นแร่แปรธาตุสะท้อนให้เห็นในรูปแบบบทกวี:

การกำหนดวัตถุท้องฟ้าและองค์ประกอบทางเคมี "ที่สอดคล้องกัน" ซึ่งนำมาใช้ในยุคกลางได้แสดงไว้ในตารางที่ 4

สัญลักษณ์วัตถุท้องฟ้า แน่นอนว่าสัญลักษณ์ดังกล่าวสำหรับการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีไม่สะดวกมาก ยิ่งไปกว่านั้น ในปี ค.ศ. 1800 รู้จักองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 1,800 องค์ประกอบ (แม้ว่าบางส่วนยังไม่ได้ถูกแยกออกเป็นสารธรรมดา แต่เป็นที่รู้จักส่วนใหญ่อยู่ในรูปของออกไซด์) และการใช้สัญลักษณ์ดังกล่าวก็เป็นไปไม่ได้

ดี. ดาลตันเสนอการกำหนดอื่นๆ สำหรับองค์ประกอบทางเคมี ด้านล่างนี้คือตัวอย่างบางส่วนของสัญลักษณ์นี้:

สัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีที่เสนอโดย D. Dalton ดังที่เห็นได้จากตัวอย่างเหล่านี้ ในบางกรณี Dalton ใช้อักษรตัวแรก ชื่อภาษาอังกฤษองค์ประกอบ (เช่น: เหล็ก - เหล็ก, ทองแดง - ทองแดง, ตะกั่ว - ตะกั่ว) วงกลม Jens Jakob Berzelius นักเคมีชาวสวีเดนที่มีชื่อเสียงในศตวรรษที่ 19 ซึ่งมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อการพัฒนาทฤษฎีอะตอมมิกของ Dalton ได้เสนอสัญลักษณ์ใหม่สำหรับการกำหนดองค์ประกอบทางเคมี เขาตัดสินใจว่าองค์ประกอบทางเคมีแต่ละอย่างควรมีเครื่องหมายพิเศษซึ่งในเวลาเดียวกันจะเป็นสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีและกำหนดหนึ่งอะตอม เป็นสัญลักษณ์ดังกล่าว จึงเสนอให้ใช้อักษรตัวแรกของชื่อละตินของธาตุ (เช่น ไฮโดรเจน - ฮิโดรเฮเนียม - สัญลักษณ์ H, กำมะถัน - กำมะถัน - S, ฯลฯ ) ในกรณีที่ชื่อขององค์ประกอบทั้งสองขึ้นต้นด้วยตัวอักษรเดียวกัน จะมีการเพิ่มตัวอักษรตัวที่สองลงในชื่อขององค์ประกอบนี้ เช่น C - carbon, Cu - copper, Cd - แคดเมียม นี่คือลักษณะที่สัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีปรากฏขึ้นซึ่งใช้กันทั่วโลกจนถึงทุกวันนี้

ธาตุบางชนิด (เช่น เหล็ก ทอง ตะกั่ว) เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ และชื่อของธาตุเหล่านี้มีที่มาจากประวัติศาสตร์

ชื่อขององค์ประกอบที่ค้นพบในช่วง 300 ปีที่ผ่านมาขึ้นอยู่กับ หลักการต่างๆ: โดยแร่ที่องค์ประกอบนี้ถูกแยกออกเป็นครั้งแรกเช่นเบริลเลียม (ตามชื่อของแร่ - เบริล) ตามชื่อของประเทศ - บ้านเกิดของผู้ค้นพบเช่นเจอร์เมเนียม (นักเคมีชาวเยอรมัน K. Winkler ) เพื่อเป็นเกียรติแก่ประเทศเยอรมนีโดยคุณสมบัติบางอย่างเช่น คลอรีน (จากกรีก - เขียว), ฟอสฟอรัส (จากภาษากรีก.

- เบา - ฉันพก) องค์ประกอบประดิษฐ์ได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น mendelevium, einsteinium

หากสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีถูกป้อนลงในสี่เหลี่ยมจตุรัส ถ้าจำเป็นให้ใช้มุมของสี่เหลี่ยมนี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:

ใช้สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุ เขียนสูตรเคมีของสาร ตัวอย่างเช่น สูตรของกรดซัลฟิวริก H2SO4 แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของสารประกอบนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอม อะตอมกำมะถันหนึ่งอะตอม และออกซิเจนสี่อะตอม ใช้สูตรเคมี เขียนสมการปฏิกิริยาเคมี เช่น

สารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี (สารตั้งต้น) จะถูกเขียนไว้ทางด้านซ้ายของสมการ และสารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา (ผลคูณของปฏิกิริยา) จะถูกเขียนไว้ทางด้านขวาของสมการและจำนวนอะตอมของ แต่ละองค์ประกอบทางด้านซ้ายของสมการควรเท่ากับจำนวนอะตอมขององค์ประกอบนี้ทางด้านขวา (กฎการอนุรักษ์มวลของสาร)

สูตรทางเคมีใดๆ เป็นบันทึกแบบมีเงื่อนไขที่นำข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับสารหนึ่งๆ และสูตรต่างๆ ที่ใช้จะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ต้องการรายงาน

1° สูตรโมเลกุล (หรือสูตรรวม) สะท้อนเฉพาะองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารประกอบนั่นคือมันแสดงให้เห็นว่าอะตอมขององค์ประกอบใดและในปริมาณใดที่รวมอยู่ในองค์ประกอบของสารนี้และไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับโครงสร้างของมัน , ตัวอย่างเช่น:

2° สูตรกราฟิก (มักเรียกว่าสูตรโครงสร้างผิดพลาด) ให้ข้อมูลเพิ่มเติม: นอกเหนือจากองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณแล้วยังแสดงให้เห็นว่าอะตอมเชื่อมต่อกันในลำดับใดและยังระบุถึงความหลายหลากของพันธะ (ง่ายสองเท่า , สามเท่า):

อย่างไรก็ตาม สูตรเหล่านี้ไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุล กล่าวคือ ไม่สะท้อนการจัดเรียงของอะตอมในอวกาศ

3° สูตรอิเล็กทรอนิกส์มีข้อมูลเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับกราฟิก (แม้ว่าในความเป็นจริงจะคล้ายกันมาก) - แสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนของวาเลนซ์ตัวใดมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะตลอดจนการปรากฏตัวของอิเล็กตรอนที่ไม่ได้รับการจับคู่และไม่แบ่ง คู่อิเล็กตรอน:

4° สูตรโครงสร้างถูกวาดบนมาตราส่วน ในการฉายภาพที่เหมาะสม ซึ่งให้การแสดงภาพสามมิติของโมเลกุลและแสดงการจัดเรียงแบบสัมพัทธ์ของอะตอมในอวกาศ ถ้าจำเป็นให้ สูตรโครงสร้างมีการแนบตารางซึ่งระบุความยาวของพันธะ (ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของอะตอมที่ถูกผูกมัด) และมุมพันธะ (มุมระหว่างพันธะ)

5 ° เป็นไปได้ที่จะใช้รูปแบบต่างๆ ของสูตรในการถ่ายทอดข้อมูลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับโมเลกุลหรืออำนวยความสะดวกในการรับรู้ข้อมูล เช่น แสดงการมีอยู่ของวงโคจรอิสระ 1 ไฮโดรเจน 1 ลิตรมีกี่อะตอมที่ n ที่.?

การตัดสินใจ. เนื่องจาก 1 โมลของก๊าซในอุดมคติใดๆ อยู่ที่ n ย. 22.4 ลิตร จากนั้นไฮโดรเจน 1 ลิตร (เราถือได้ว่าเป็นก๊าซในอุดมคติโดยประมาณ) จะมีโมเลกุลไฮโดรเจน = 0.045 โมล โมเลกุลไฮโดรเจนแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยสองอะตอม ซึ่งหมายความว่าจำนวนอะตอมนั้นใหญ่เป็นสองเท่า: 2 0.045 \u003d 0.09 โมล ในการหาจำนวนอะตอมในสสารนี้ ให้คูณด้วยเลขของ Avogadro:

2. มวลของ 1 โมเลกุลของ NaOH คืออะไร?

การตัดสินใจ. ก่อนอื่นให้เราคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของ NaOH ในหน่วยของ a e. m. ตามค่ามวลอะตอมของโซเดียม ออกซิเจน และไฮโดรเจน

ทีนี้มาแปลงเป็นหน่วย SI:

3. พลังงานใดที่ปล่อยออกมาระหว่างการก่อตัวของอะตอมฮีเลียมจากอนุภาคมูลฐาน?

การตัดสินใจ. มวลอะตอมของฮีเลียมคือ 4.0026 amu e. m. คำนวณมวลรวมของอนุภาคมูลฐานที่ประกอบเป็นฮีเลียม:

2mp + 2mn + 2me = 2(1.007 + 1.009 + 5.5 10–4) = 4.0331 au กิน.

มวลข้อบกพร่องคือหรือ 4 CaO 1 กรัมละลายในน้ำส่วนเกินโดยมีมวล B กรัม แสดงเศษส่วนมวลของสารในสารละลายที่ได้

การตัดสินใจ. ในการแก้ปัญหานี้ ต้องจำไว้ว่าเมื่อแคลเซียมออกไซด์ละลายในน้ำ จะเกิดปฏิกิริยา CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 ดังนั้น แคลเซียมไฮดรอกไซด์จะเป็นตัวละลาย

เราหามวลของสารตามสมการปฏิกิริยา:

มวลของสารละลายคือผลรวมของมวลของสารที่สร้างสารละลายนี้ (เนื่องจากปฏิกิริยาไม่ตกตะกอนและไม่มีการปล่อยก๊าซ จึงไม่ต้องลบสิ่งใด) A + B ดังนั้น \u003d (100%)

5. ผสมคลอรีน 11.2 ลิตร และไฮโดรเจน 22.4 ลิตร หาเศษส่วนของปริมาตรของก๊าซในของผสมหลังปฏิกิริยา

การตัดสินใจ. ปฏิกิริยาเกิดขึ้น H2 + Cl2 = 2 HCl เนื่องจากปริมาตรของก๊าซเป็นสัดส่วนกับปริมาณของสาร ดังนั้นไฮโดรเจน 1 ปริมาตรจะทำปฏิกิริยากับคลอรีน 1 ปริมาตร และเกิดไฮโดรเจนคลอไรด์ 2 ปริมาตร คลอรีนขาดตลาด มันจะทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ ไฮโดรเจนจะเกิดปฏิกิริยา 11.2 ลิตร และจะเหลืออีก 11.2 ลิตร ไฮโดรเจนคลอไรด์จะกลายเป็น 2 11.2 \u003d 22.4 ลิตร

ปริมาตรรวมของระบบคือ 11.2 + 22.4 = 33.6 ลิตร เศษส่วนปริมาตรของไฮโดรเจน 11.2 / 33.6 = 0.33 (33%) ไฮโดรเจนคลอไรด์ 22.4 / 33.6 = 0.67 (67%) หรือ 6 โลหะผสมประกอบด้วย 40% K และ 60% Na หาเศษส่วนโมลของส่วนประกอบ

การตัดสินใจ. M(K) = 39, M(Na) = 23. ถ้าโลหะผสม 100 g มี K 40 g ก็จะเท่ากับ 40/39 = 1.03 โมล โซเดียม 60 กรัม คือ 60/23 = 2.61 โมล

ปริมาณรวมของสารในโลหะผสม 100 กรัมคือ 1.03 + 2.61 = 3.64 โมล ดังนั้นเศษส่วนของโมล: โพแทสเซียม 1.03 / 3.64 = 0.28 (28%) โซเดียม 2.61 / 3.64 = 0.72 (72%) หรือ 100 - 28 = 72%

7. การรวมกันของคาร์บอนและไฮโดรเจนประกอบด้วยคาร์บอน 75% โดยมวล

การตัดสินใจ. ลองเขียนสูตรในรูปแบบทั่วไป: СхНу มวลของคาร์บอนในโมเลกุลของสารนี้มีสัดส่วนกับ 12x, ไฮโดรเจน - y เนื่องจากเศษส่วนมวลของคาร์บอนคือ 75% เราจึงได้: 12x: y \u003d 75: 25 ดังนั้น x: y \u003d 6.25: 25 \u003d 1: 4

สูตรที่ต้องการ CH4

8. ความหนาแน่นของก๊าซในอากาศ 0.55 ก๊าซนี้คืออะไร?

การตัดสินใจ. มวลโมลาร์เฉลี่ยของอากาศคือ 29 หากต้องการหามวลโมลาร์ของแก๊ส ให้คูณ 29 ด้วยความหนาแน่นของแก๊ส: 29 0.55 = 16 มวลโมลาร์นี้ตรงกับมีเทน CH4 ไม่มีทางเลือกอื่น

1. ประจุรวมของอิเล็กตรอนเท่ากับ 1 C?

มวลของอิเล็กตรอน 1 โมลเป็นเท่าไหร่?

2. มีไฮโดรเจนอยู่กี่อะตอมในน้ำ 3 ลิตร ก) ที่อุณหภูมิ 20°C และ 1 atm;

b) ที่ 150°C และ 1 atm?

3. พลังงานใดจะถูกปล่อยออกมาเมื่อนิวไคลด์ 16O 1 โมลเกิดขึ้นจากอนุภาคมูลฐาน?

4. โพแทสเซียม X กรัมละลายในน้ำส่วนเกินที่มีปริมาตร 1 ลิตร เศษส่วนมวลของสารในสารละลายที่ได้คือเท่าใด

5. ไฮโดรเจนคลอไรด์ 16.8 ลิตร และไฮโดรเจนโบรไมด์ 5.6 ลิตร ละลายในน้ำ 100 มล. หาเศษส่วนมวลของสารในสารละลาย

6. ที่ 20000°C ระดับของการแยกตัวจากความร้อน (กล่าวคือ ส่วนโมลของโมเลกุลที่สลายตัวด้วยความร้อน) ของน้ำจะอยู่ที่ประมาณ 2%

คำนวณเศษส่วนโมลาร์และปริมาตรของส่วนประกอบทั้งหมดในส่วนผสมสมดุลที่อุณหภูมินี้

7. คำนวณเศษส่วนมวลของแอลกอฮอล์ในสารละลายที่มีปริมาตร 40% หากความหนาแน่นของแอลกอฮอล์ (ที่ 20°C) เท่ากับ 0.79 ก./มล.

8. เทสารละลายสองชนิด: แบเรียมคลอไรด์ 20% 10 กรัมและโพแทสเซียมซัลเฟต 10% 20 กรัม หาเศษส่วนมวลของตัวถูกละลายทั้งหมด

9. การรวมกันของไนโตรเจนกับไฮโดรเจนประกอบด้วยไนโตรเจน 87.5% โดยมวล

หาสูตรของสารประกอบนี้

10. ก๊าซบางชนิดมีความหนาแน่นของไฮโดรเจนเท่ากับ 8.5 ก๊าซนี้คืออะไร?

11. วาดสูตรกราฟิกของไนโตรเจน เหล็กออกไซด์ (III) กรดฟอสฟอริก

การศึกษาการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านสื่อต่างๆ (ก๊าซ, สารละลาย, ละลาย) ดำเนินการในศตวรรษที่ผ่านมาได้ให้ข้อเท็จจริงจากการทดลองครั้งแรกที่กระตุ้นให้เกิดแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างที่ซับซ้อนของอะตอม

ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday ได้กำหนดว่ากระบวนการทางเคมีไฟฟ้ามีลักษณะเฉพาะด้วยความสัมพันธ์บางอย่าง ซึ่งบ่งชี้ว่าประจุไฟฟ้า เช่น สสาร มีลักษณะไม่ต่อเนื่องกัน และมีประจุขั้นต่ำอยู่บ้าง

การทดลองกับท่อระบายแก๊สซึ่งดำเนินการในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมาแสดงให้เห็นชัดเจนว่าองค์ประกอบของอะตอมต้องมีอนุภาคที่มีประจุลบซึ่งต่อมาเรียกว่าอิเล็กตรอน3 การทดลองเหล่านี้กับก๊าซแรร์ไฟด์มีการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย อิเล็กโทรดสองอันถูกบัดกรีในหลอดแก้ว จากนั้นหลอดก็ถูกอพยพออกไปยังแรงดันประมาณ 10 มม. ปรอท ศิลปะ.

(0.013 ป่า). ไฟฟ้าแรงสูง (หลายกิโลโวลต์) ถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรด และจากการเรืองแสงของผนังท่อและก๊าซที่เหลือ สังเกตเห็นการไหลของอนุภาคที่เคลื่อนจากขั้วลบไปยังขั้วบวก หากมีการวางสิ่งกีดขวางใด ๆ เช่น สปินเนอร์ ไว้ในเส้นทางของลำแสงนี้ มันก็เริ่มหมุน ซึ่งบ่งชี้ว่าอนุภาคมีมวลจำกัด หากวางท่อปล่อยก๊าซไว้ระหว่างเพลตของตัวเก็บประจุแบบแบน ฟลักซ์ของอนุภาคก็ถูกเบี่ยงเบนไปทางหนึ่งในนั้น กล่าวคือ หลอดที่มีประจุบวกซึ่งบ่งชี้ว่ามีประจุลบของอนุภาค

ในปี พ.ศ. 2439 อองรี เบคเคอเรล ซึ่งทำงานร่วมกับสารประกอบยูเรเนียม ได้ค้นพบปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี - การสลายตามธรรมชาติของอะตอมของธาตุหนึ่งและการแปรสภาพเป็นอะตอมของธาตุเคมีอื่น พบว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมาพร้อมกับการแผ่รังสีที่มองไม่เห็นด้วยตา

ต่อมาไม่นาน คู่สมรสของปิแอร์ กูรี และมาเรีย สโลโดว์สกา-คูรี ค้นพบว่าไม่เพียงแต่สารประกอบปล่อยรังสีที่มองไม่เห็น 3 อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานตัวแรกที่ค้นพบ ในปี 1874

J.J. Stoney เสนอว่ากระแสไฟฟ้าเป็นกระแสของอนุภาคที่มีประจุลบ ซึ่งเขาเรียกว่าอิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม ลำดับความสำคัญของการค้นพบอิเล็กตรอนนั้นแทบจะเป็นที่รู้จักในระดับสากลโดย J.J. Thomson ซึ่งทดลองพิสูจน์การมีอยู่ของอิเล็กตรอนและกำหนดอัตราส่วนของประจุต่อมวล

ยูเรเนียมแต่ยังมีสารอื่นๆ อันเป็นผลมาจากการทำงานอันอุตสาหะ พวกเขาค้นพบใหม่สองตัว องค์ประกอบทางเคมีซึ่งมีชื่อว่า "เรเดียม" และ "พอโลเนียม"

ในปี พ.ศ. 2442 รัทเทอร์ฟอร์ดค้นพบว่าธาตุกัมมันตภาพรังสีปล่อยรังสีสองประเภทซึ่งเขาเรียกว่า - และ - รังสี ต่อมาพบว่าสารกัมมันตภาพรังสีสามารถแผ่รังสีได้ 3 ประเภท คือ และ -การแผ่รังสีเป็นกระแสของนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม ดังนั้น -อนุภาคจึงมีมวล 4 a e.m. และประจุไฟฟ้า +2, -รังสีเป็นกระแสอิเล็กตรอน และ -รังสีเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก4

ข้อเท็จจริงจากการทดลองทั้งหมดนี้ระบุว่าอะตอมมีโครงสร้างที่ซับซ้อนและต้องมีอิเล็กตรอนด้วย และเนื่องจากอะตอมทั้งหมดเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ประจุลบของอิเล็กตรอนจึงต้องได้รับการชดเชยด้วยประจุบวก

ราวปี 1900 เจ.เจ. ทอมสันได้เสนอแบบจำลองอะตอมรุ่นแรก โดยที่ประจุบวกจะเติมปริมาตรทั้งหมดของอะตอมอย่างสม่ำเสมอ และประจุลบซึ่งแสดงโดยอิเล็กตรอนจะกระจายอยู่ในทรงกลมที่มีประจุบวกนี้ รุ่นนี้เรียกว่า "พุดดิ้งทอมสัน" ตัวแบบไม่สามารถอธิบายข้อมูลการทดลองทั้งหมดที่ได้รับในขณะนั้นได้ อธิบายการทดลองและการทดลองของฟาราเดย์ด้วยท่อจ่ายก๊าซในระดับหนึ่ง แต่ไม่สามารถตอบคำถามที่สำคัญที่สุดได้: "ระบบประจุไฟฟ้าดังกล่าวมีอยู่ได้อย่างไร" อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังใช้แบบจำลองนี้มาระยะหนึ่งแล้ว

4 ต่อจากนั้น มีการค้นพบการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีประเภทอื่นๆ: +-การสลายตัว (การปล่อยโพซิตรอน) การจับอิเล็กตรอน (การจับอิเล็กตรอนในวงโคจรด้วยนิวเคลียส) การปลดปล่อยนิวตรอนที่ล่าช้า การแตกตัวของนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นเอง และในปี 2504 ภายใต้การนำของนักวิชาการเฟลรอฟ โปรตอนสลายตัว

5 หนึ่งในทฤษฎีบทหลักของไฟฟ้าสถิตคือทฤษฎีบทที่คิดค้นขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ เอส. เอิร์นชอว์:

การกำหนดค่าสมดุลใดๆ ของประจุไฟฟ้าแบบจุดที่อยู่นิ่งจะไม่เสถียร ถ้านอกเหนือจากแรงดึงดูดและแรงผลักของคูลอมบ์แล้ว ไม่มีแรงอื่นกระทำกับพวกมัน ทฤษฎีบทนี้ตามมาจากข้อความที่ว่าพลังงานศักย์ของระบบไฟฟ้าสถิตย์ของประจุไฟฟ้าไม่สามารถมีค่าต่ำสุดได้ การปรากฏตัวของพลังงานศักย์ขั้นต่ำคือ เงื่อนไขที่จำเป็นความสมดุลที่มั่นคง

ข้าว. 1. การทดลองทางผ่านของอนุภาคผ่านสสาร

ในปี 1910 Hans Geiger และ Ernest Marsden นักเรียนของ Rutherford ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการทิ้งระเบิดด้วยอนุภาคของแผ่นโลหะบาง ๆ พวกเขาพบว่าอนุภาค - ส่วนใหญ่ผ่านฟอยล์โดยไม่เปลี่ยนวิถี และไม่น่าแปลกใจเลยที่ถ้าเรายอมรับความถูกต้องของแบบจำลองอะตอมของทอมสัน

สิ่งที่น่าประหลาดใจก็คืออนุภาคบางตัวเบี่ยงเบนไปจากวิถีโคจรเดิม และที่น่าประหลาดใจของทุกคนคือ มีอนุภาคประมาณ 1 ใน 20,000 ตัวที่เบี่ยงเบนไปในมุมใกล้กับ 180 ° กล่าวคือ กระดอนกลับ (ดูรูปที่ 1)

จากผลการทดลองนี้ สามารถสรุปได้ดังนี้

1) มี "อุปสรรค" บางอย่างในอะตอมซึ่งเรียกว่านิวเคลียส

2) นิวเคลียสมีประจุบวก (มิฉะนั้นจะมีประจุบวก - อนุภาคจะไม่ถูกสะท้อนกลับ)

3) นิวเคลียสมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดของอะตอม (มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของ -อนุภาคเท่านั้นที่เปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนที่)

4) นิวเคลียสมีมวลมากเมื่อเทียบกับมวลของอนุภาค

การทดลองเกี่ยวกับการกระเจิงของอนุภาคยังทำให้สามารถประมาณขนาดของนิวเคลียสและอะตอมได้:

- นิวเคลียสมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10–15 - 10–14 ม. - อะตอมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10–10 ม.

เพื่ออธิบายผลลัพธ์ที่ได้รับ รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างดาวเคราะห์ของอะตอม เขามองอะตอมเป็น ระบบสุริยะ: ตรงกลางคือนิวเคลียสที่มีมวลหลักและประจุบวกทั้งหมดของอะตอม และรอบ ๆ ในวงโคจรที่แตกต่างกัน อิเล็กตรอนจะหมุน โมเดลนี้อธิบายวัสดุทดลองที่สะสมในเวลานั้นค่อนข้างดี แต่มีข้อเสียสองประการ:

1) ตามสมการของอิเล็กโทรไดนามิกแบบคลาสสิก อนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง (และอิเล็กตรอนในอะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสู่ศูนย์กลาง) จะต้องแผ่พลังงานออกมา

ในกรณีนี้ การสูญเสียพลังงานจะทำให้รัศมีของวงโคจรลดลงและการตกของอิเล็กตรอนไปยังนิวเคลียส

2) การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในวิถีอิเล็กตรอนควรมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในความถี่การแผ่รังสี และด้วยเหตุนี้ สเปกตรัมการแผ่รังสีอย่างต่อเนื่อง แต่จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าสเปกตรัมการแผ่รังสีของไฮโดรเจน เช่นเดียวกับอะตอมอื่นๆ ในสถานะก๊าซ ประกอบด้วยแถบหลายวง กล่าวคือ

เป็นแบบแยกส่วน

ทางออกจากสถานการณ์นี้พบในปี 1913 โดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr ผู้เสนอทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม ในเวลาเดียวกัน เขาไม่ได้ละทิ้งความคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับโครงสร้างดาวเคราะห์ของอะตอมทั้งหมด แต่เพื่ออธิบายความเสถียรของระบบดังกล่าว เขาตั้งสมมติฐานว่ากฎของฟิสิกส์คลาสสิกมักใช้อธิบายระบบต่างๆ เช่น อะตอม และกำหนดสัจธรรมสองประการ

สมมติฐานแรกของบอร์ อิเล็กตรอนสามารถหมุนรอบนิวเคลียสในวงโคจรคงที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ในขณะที่พวกมันไม่ปล่อยหรือดูดซับพลังงาน

สมมุติฐานที่สองของบอร์ เมื่อเคลื่อนที่จากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่ง อิเล็กตรอนจะดูดซับหรือปล่อยพลังงานควอนตัม

บอร์แนะนำว่าโมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนในอะตอมสามารถรับค่าที่ไม่ต่อเนื่องได้เท่ากับจำนวนเต็มของควอนตัมการกระทำเท่านั้น ซึ่งสามารถเขียนทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้

โดยที่ m คือมวลอิเล็กตรอน v คือความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของมัน r คือรัศมีของวงโคจร n คือเลขควอนตัมหลักซึ่งใช้ค่าจำนวนเต็มจาก 1 ถึงอนันต์และ h = 6.625 10–34 J /s คือค่าคงที่ของพลังค์ สมการ (7) คือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของสมมุติฐานแรกของบอร์

พลังงานของอิเล็กตรอนในวงโคจรที่สอดคล้องกันถูกกำหนดโดยนิพจน์:

ในสมการนี้ ปริมาณทั้งหมดยกเว้น n เป็นค่าคงที่

ดังนั้น พลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมจึงถูกกำหนดโดยค่าของเลขควอนตัมหลัก สำหรับอะตอมไฮโดรเจนที่ n = 1, E = 2.176 10–J หรือ 13.6 eV (1 อิเล็กตรอนโวลต์คือพลังงานที่อิเล็กตรอนได้รับเมื่อผ่านความต่างศักย์ 1 โวลต์ และเท่ากับ 1.6 10–19 J) .

บอร์คำนวณสเปกตรัมการแผ่รังสีของอะตอมไฮโดรเจนโดยใช้สมการข้างต้น

ในอะตอมของไฮโดรเจน อิเล็กตรอนมีพลังงานต่ำสุดในวงโคจรแรก สถานะของอิเล็กตรอนนี้เรียกว่าสถานะพื้นหรือไม่ตื่นเต้น หากอิเล็กตรอนได้รับพลังงานเพียงพอ มันก็จะไปยังวงโคจรอื่นที่มีรัศมีขนาดใหญ่ได้ เช่น วงโคจรหมายเลข 2, 3 เป็นต้น ขึ้นอยู่กับพลังงานที่ส่งไป สภาพเช่นนี้เรียกว่าตื่นเต้นไม่เสถียร

อิเล็กตรอนสามารถอยู่ในวงโคจรเหล่านี้ได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ แล้วเคลื่อนที่ไปยังวงโคจรอื่นด้วยพลังงานที่ต่ำกว่า และกลับสู่สถานะพื้นดินในที่สุด ในช่วงการเปลี่ยนภาพเหล่านี้ พลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ในปี 1900 พลังค์แนะนำว่าการแผ่รังสีและการดูดกลืนพลังงานสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในส่วนที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น ซึ่งเขาเรียกว่าควอนตั้ม ความถี่การแผ่รังสีสัมพันธ์กับพลังงานโดยสมการ:

โดยที่ c คือความเร็วของแสงในสุญญากาศเท่ากับ 3 108 m/s ดังนั้นความถี่ของการแผ่รังสีนี้จึงขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างพลังงานของระดับ () รังสีนี้สามารถอยู่ในบริเวณต่างๆ ของสเปกตรัมได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น: X-ray, อัลตราไวโอเลต, ที่มองเห็นได้หรืออินฟราเรด ในรูป 2 แผนผังแสดงการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนที่ถูกกระตุ้น ซึ่งทำให้เกิดการแผ่รังสีในบริเวณต่างๆ ของสเปกตรัม

ข้าว. 2. การเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมของไฮโดรเจน การคำนวณของ Bohr กลายเป็นข้อตกลงที่ดีเยี่ยมกับผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลอง (ดูตารางที่ 6)

ความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมในชุด Balmer (บริเวณที่มองเห็นได้) จากการศึกษาเส้นสเปกตรัมอย่างละเอียด ปรากฏว่าเส้นสเปกตรัมบางเส้นไม่ใช่เส้นเดียว แต่มีระยะห่างกันหลายเส้น สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีวงโคจรต่างกันซึ่งอิเล็กตรอนมีพลังงานใกล้เคียงกัน เพื่ออธิบายข้อเท็จจริงนี้ ซอมเมอร์เฟลด์แนะนำว่าอิเล็กตรอนสามารถหมุนได้ไม่เพียงแต่เป็นวงกลม แต่ยังอยู่ในวงโคจรวงรีด้วย

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของบอร์ไม่เป็นสากล จากจุดยืน มันเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายพฤติกรรมของอะตอมไฮโดรเจนในสนามแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายการก่อตัวของโมเลกุลไฮโดรเจนและความยากลำบากที่ผ่านไม่ได้ของธรรมชาติพื้นฐานเกิดขึ้นในคำอธิบายของอะตอมของอิเล็กตรอนจำนวนมาก ทฤษฎีบอร์ไม่นำไปใช้จริงในวิชาเคมี

ความยากลำบากเหล่านี้สามารถเอาชนะได้หากเราเข้าใกล้คำอธิบายโครงสร้างของอะตอมจากมุมมองของทฤษฎีที่กว้างขึ้น - กลศาสตร์ควอนตัมซึ่งพิจารณาพฤติกรรมของอนุภาคในพิภพเล็ก กฎที่อธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในโลกขนาดเล็กนั้นแตกต่างอย่างมากจากกฎที่อธิบายพฤติกรรมของแมโครบอดี เลขควอนตัม n ซึ่งถูกนำมาใช้ในทางทฤษฎีของบอร์ กลายเป็นผลสืบเนื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของกฎทั่วไปจากมุมมองของทฤษฎีควอนตัม

ธรรมชาติสองประการของพิภพเล็กถูกสร้างขึ้นสำหรับแสงเป็นครั้งแรก ในอีกด้านหนึ่ง แสงมีลักษณะเฉพาะจากปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การรบกวนและการเลี้ยวเบน ซึ่งสามารถอธิบายได้จากมุมมองของธรรมชาติคลื่นเท่านั้น ในทางกลับกัน ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกไม่สามารถอธิบายได้จากมุมมองของทฤษฎีนี้ ซึ่งสามารถทำได้โดยสมมติว่า corpuscular (จากภาษาละติน corpusculum - particle) มีลักษณะเป็นแสง ในปี ค.ศ. 1905 ไอน์สไตน์แนะนำว่าแสงจะถูกปล่อยออกมาในรูปของอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอนหรือควอนตัม โฟตอนแต่ละตัวมีพลังงานที่กำหนดโดยสมการ (11)

จากลักษณะรูปร่างของแสง โฟตอนต้องมีมวลเท่ากัน มวลที่เหลือของโฟตอนมีค่าเท่ากับศูนย์ และเมื่อเคลื่อนที่ โฟตอนจะได้มวลไดนามิก ในการคำนวณมวลนี้ Einstein เสนอสมการความสมมูลของมวลและพลังงาน:

การรวมสมการ (11) และ (12) เข้าด้วยกัน เราจะได้:

หรือโดยที่ p คือโมเมนตัมของโฟตอน

ในปี ค.ศ. 1924 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เดอ บรอกลี ตามแนวคิดเรื่องธรรมชาติสองโลกขนาดเล็ก เสนอว่าอิเล็กตรอนมีความยาวคลื่นหนึ่ง ซึ่งพอดีกับวงโคจรเป็นจำนวนเต็มจำนวนครั้ง ซึ่งหมายความว่า 2r = n

ข้อสันนิษฐานของ De Broglie ในปี 1927 ได้รับการยืนยันจากการทดลอง นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Davison และ Germer สังเกตเห็นการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนโดยผลึกโซเดียมคลอไรด์

หลักการของการหาปริมาณถูกนำมาใช้ในทฤษฎีของบอร์โดยพลการ ส่วนใหญ่ใช้กฎของกลศาสตร์คลาสสิก การค้นพบคุณสมบัติคลื่นของอิเล็กตรอน โฟโตอิเล็กทริก การทดลองกับวัตถุสีดำสนิท นำไปสู่การสร้างสาขาฟิสิกส์ใหม่ - กลศาสตร์ควอนตัม

มีบทบาทสำคัญในการสร้างโดย E. Schrödinger และ W. Heisenberg

แบบจำลองทางกลควอนตัมของอะตอมไม่ชัดเจนเท่าแบบจำลองที่ Bohr เสนอ และอุปกรณ์ทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัมของแบบจำลองทางกลควอนตัมของโครงสร้างของอะตอมจะได้รับการพิจารณาในเชิงคุณภาพอย่างหมดจด โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ สิ่งที่จะนำเสนอในตอนต่อไปส่วนใหญ่ผู้อ่านจะต้องยอมรับ "ด้วยศรัทธา" โดยไม่มีหลักฐาน ตัวเลขควอนตัมจะถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมอย่างง่าย ๆ ในขณะที่พวกมันเป็นผลมาจากการแก้สมการชโรดิงเงอร์

2.2. แบบจำลองควอนตัมเครื่องกลของโครงสร้างของอะตอมไฮเซนเบิร์กชี้ให้เห็นความแตกต่างพื้นฐานในการสังเกตวัตถุขนาดเล็กและขนาดใหญ่ โดยหลักการแล้ว การสังเกตวัตถุใดๆ ก็ตาม แบ่งออกเป็นสองกรณี:

1) วัตถุเองให้สัญญาณใดๆ ตัวอย่างเช่น เสียงจากเครื่องยนต์ที่กำลังวิ่ง การแผ่รังสีความร้อน ฯลฯ

2) วัตถุที่สังเกตได้อยู่ภายใต้อิทธิพลบางอย่าง เช่น การฉายรังสีด้วยแสง คลื่นวิทยุ ฯลฯ และสัญญาณที่สะท้อนกลับจะถูกบันทึกไว้ (ตามที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเรดาร์ ในการกำหนดตำแหน่งสะท้อนกลับ) ยิ่งกว่านั้น ยิ่งแรงกระแทกบนวัตถุที่สังเกตยิ่งแรง สัญญาณที่สะท้อนยิ่งแรง (ceteris paribus) และการลงทะเบียนของวัตถุยิ่งน่าเชื่อถือมากขึ้น

หากสังเกตวัตถุมหภาคที่เราคุ้นเคย การกระทำของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (แสง คลื่นวิทยุ ฯลฯ) ที่กระทำต่อวัตถุนั้นจะไม่เปลี่ยนตำแหน่งหรือความเร็ว สถานการณ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเมื่อสังเกตวัตถุในพิภพเล็ก ๆ เช่นอิเล็กตรอน ภายใต้การกระทำของแสงควอนตัมบนอิเล็กตรอน ความเร็วของอิเล็กตรอนจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น เมื่อกำหนดตำแหน่งของอิเล็กตรอนในช่วงเวลาหนึ่งภายใต้การกระทำของโฟตอน เราจึงไม่สามารถระบุความเร็วของมันได้ในขณะเดียวกัน - มันเปลี่ยนไปแล้ว

ไฮเซนเบิร์กเสนอความสัมพันธ์ซึ่งเรียกว่า "ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอน":

โดยที่ p คือความไม่แน่นอนในค่าโมเมนตัมของอนุภาค และ x คือความไม่แน่นอนในพิกัดของมัน จากความสัมพันธ์นี้ยิ่งกำหนดพิกัดของอิเล็กตรอนได้แม่นยำมากเท่าใด โมเมนตัมของอิเล็กตรอนก็จะยิ่งมีความแม่นยำน้อยลงเท่านั้น และในทางกลับกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะพูดถึงวิถีโคจรของอิเล็กตรอน เนื่องจากเพื่อที่จะอธิบายอย่างหลัง จำเป็นต้องรู้ทั้งพิกัดของอิเล็กตรอนและโมเมนตัมของมันอย่างชัดเจนในแต่ละช่วงเวลา (ซึ่งรวมอยู่ใน แบบจำลองอะตอมของบอร์) ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนแสดงให้เห็นว่าคำอธิบายที่แม่นยำของการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็กเช่นอิเล็กตรอนนั้นเป็นไปไม่ได้ นั่นคือแนวคิดของวงโคจร (วิถี) ของอิเล็กตรอนนั้นไม่สามารถป้องกันได้ จำเป็นต้องใช้วิธีการอธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงซึ่งจัดทำโดยกลศาสตร์ควอนตัม ในกลศาสตร์ควอนตัม เพื่ออธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอน ตำแหน่งเริ่มต้นสองตำแหน่ง:

1) การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนมีลักษณะเป็นคลื่น

2) ความรู้ของเราเกี่ยวกับพฤติกรรมของอิเล็กตรอนมีลักษณะน่าจะเป็น (หรือทางสถิติ)

มีการชี้แจงบางส่วนเกี่ยวกับข้อกำหนดแรกแล้ว (ในหน้า 25) ให้เราแสดงความคิดเห็นในตำแหน่งที่สอง ตามหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ตำแหน่งของอนุภาคไม่สามารถกำหนดได้อย่างแน่นอน สิ่งที่ดีที่สุดที่ควรทำในกรณีนี้คือการระบุความน่าจะเป็นที่อนุภาคจะอยู่ในพื้นที่ของอวกาศ V = x y z

ในปีพ.ศ. 2469 ชโรดิงเงอร์ได้เสนอสมการที่มีการแนะนำฟังก์ชันคลื่นเพื่ออธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอม สมการนั้นง่ายอย่างหลอกลวง:

โดยที่ E คือพลังงานทั้งหมดของอนุภาค คือ ฟังก์ชันคลื่น และ H คือ แฮมิลตัน Hamiltonian จะแสดงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่คุณต้องดำเนินการด้วยฟังก์ชันคลื่นเพื่อแก้สมการของพลังงาน ความหมายทางกายภาพของฟังก์ชันคลื่นนั้นยากต่อการกำหนด แต่กำลังสองของโมดูลัส | |2 กำหนดความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณพื้นที่ที่กำหนด

สมการชโรดิงเงอร์ได้รับการแก้ไขแล้วสำหรับไฮโดรเจนและอะตอมคล้ายไฮโดรเจน (นั่นคือ สำหรับระบบที่ประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว) จากการแก้สมการของอะตอมไฮโดรเจนนี้ พฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอมนั้นอธิบายด้วยเลขควอนตัมสี่ตัว

1° หมายเลขควอนตัมหลัก n. สามารถนำค่าจากไปเป็นอนันต์ ซึ่งกำหนด:

ก) จำนวนระดับพลังงาน (ในทฤษฎีของบอร์ จำนวนวงโคจร);

b) ช่วงพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับนี้

c) ขนาดของออร์บิทัล (ในทฤษฎีของบอร์ รัศมีของวงโคจร);

d) จำนวนระดับย่อยของระดับพลังงานที่กำหนด (ระดับแรกประกอบด้วยหนึ่งระดับย่อย ที่สอง - สอง ที่สาม - สาม ฯลฯ )

e) ในระบบธาตุของ D. I. Mendeleev ค่าของตัวเลขควอนตัมหลักจะสอดคล้องกับจำนวนงวด

บางครั้งพวกเขาใช้การกำหนดตัวอักษรของตัวเลขควอนตัมหลัก นั่นคือ ค่าตัวเลขแต่ละค่าของ n จะสอดคล้องกับการกำหนดตัวอักษรบางตัว:

2° หมายเลขควอนตัมวงโคจรหรือราบ l หมายเลขควอนตัมโคจรกำหนดโมเมนตัมเชิงมุม (โมเมนตัม) ของอิเล็กตรอน ค่าที่แน่นอนของพลังงานและรูปร่างของออร์บิทัล

แนวคิดใหม่ของ "orbital" ฟังดูเหมือนคำว่า "orbit" แต่มีความหมายแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การโคจรเป็นพื้นที่ของช่องว่างซึ่งความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนมีค่าที่แน่นอน (90 - 95%) บางครั้งพื้นผิวขอบเขตของภูมิภาคนี้เรียกว่าวงโคจรและในร่างตามกฎแล้วส่วนของภูมิภาคนี้จะถูกวาดโดยระนาบที่ผ่านจุดกำเนิดของพิกัดและนอนอยู่ในระนาบของร่าง จุดศูนย์กลางของนิวเคลียสอะตอมอยู่ที่จุดกำเนิดของพิกัด แนวความคิดของการโคจร ซึ่งแตกต่างจากวงโคจร ไม่ได้หมายความถึงความรู้เกี่ยวกับพิกัดที่แน่นอนของอิเล็กตรอน หมายเลขควอนตัมโคจรขึ้นอยู่กับหมายเลขควอนตัมหลักและใช้ค่าต่อไปนี้:

และแต่ละค่าของจำนวนควอนตัมหลัก n สอดคล้องกับค่า n ของจำนวนควอนตัมวงโคจร ล. ตัวอย่างเช่น ถ้า n \u003d 1 แล้ว l ใช้เพียงค่าเดียว (l \u003d 0) สำหรับ n \u003d 2 ค่า l จะใช้สองค่า: 0 และ 1 เป็นต้น ค่าตัวเลขแต่ละค่าของ l จะสอดคล้องกับเรขาคณิตบางค่า รูปร่างของออร์บิทัลและถูกกำหนดให้เป็นตัวอักษร การกำหนดตัวอักษรสี่ตัวแรกมีต้นกำเนิดทางประวัติศาสตร์และเกี่ยวข้องกับธรรมชาติของเส้นสเปกตรัมที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างระดับย่อยเหล่านี้: s, p, d, f - ตัวอักษรตัวแรกของคำภาษาอังกฤษที่ใช้ตั้งชื่อเส้นสเปกตรัมที่คมชัด ( คม), เงินต้น (หลัก), กระจาย (กระจาย), พื้นฐาน (หลัก) การกำหนดระดับย่อยอื่นๆ เรียงตามลำดับตัวอักษร: g, h, ....

ความหมาย l l จำนวนระดับย่อย ระดับย่อยใดๆ ถูกกำหนดโดยตัวเลขควอนตัมสองตัว - ตัวหลัก (เมื่อเขียน มักจะระบุค่าตัวเลข) และวงโคจร (เมื่อเขียน มักจะใช้การกำหนดตัวอักษร) ตัวอย่างเช่น ระดับย่อยของพลังงานที่ n = 2 และ l = 1 ควรเขียนเป็น:

ระดับย่อย 2p ออร์บิทัลทั้งหมดที่มีค่า l เท่ากันมีรูปทรงเรขาคณิตเหมือนกันและขึ้นอยู่กับค่าของตัวเลขควอนตัมหลักซึ่งมีขนาดต่างกันนั่นคือตัวเลขที่คล้ายกัน ตัวอย่างเช่น ออร์บิทัลทั้งหมดที่ l = 0 (s-orbitals) มีรูปร่างเป็นทรงกลม แต่มีรัศมีต่างกัน ขึ้นอยู่กับค่าของเลขควอนตัมหลัก n ยิ่งค่าของ n มากเท่าใด ขนาดของออร์บิทัลก็จะยิ่งมากขึ้น เช่น ออร์บิทัล 1s จะมี ขนาดที่เล็กที่สุด, รัศมีของวงโคจร 2s นั้นใหญ่กว่า, 3s นั้นยิ่งใหญ่กว่า

3° เลขควอนตัมแม่เหล็ก มล. การหมุนของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสสามารถเปรียบเทียบได้กับการเคลื่อนที่ของกระแสในวงจรปิด ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นซึ่งความแรงของมันตั้งฉากกับระนาบการหมุนของอิเล็กตรอน หากอะตอมอยู่ในสนามแม่เหล็กภายนอก ตามแนวคิดทางกลของควอนตัม อิเล็กตรอนของอะตอมจะต้องถูกจัดเรียงเพื่อให้การคาดการณ์ของโมเมนต์แม่เหล็กในทิศทางของสนามแม่เหล็กเป็นจำนวนเต็ม (ดูรูปที่ 3) ในขณะเดียวกัน ก็สามารถดึงทั้งค่าลบและค่าบวก รวมทั้งศูนย์ด้วย

ค่าตัวเลขของการฉายภาพของโมเมนต์แม่เหล็กคือเลขควอนตัมแม่เหล็ก หากค่าของเลขควอนตัมโคจรคือ l เลขควอนตัมแม่เหล็กจะใช้ค่าตั้งแต่ - l ถึง + l รวมถึงศูนย์ จำนวนค่าทั้งหมดจะเป็น 2l + 1

ข้าว. 3. ความหมายทางกายภาพของเลขควอนตัมแม่เหล็ก ดังนั้น หมายเลขควอนตัมแม่เหล็กจะกำหนดตำแหน่งของออร์บิทัลในอวกาศที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดที่เลือก

จำนวนรวมของค่าที่เป็นไปได้ของ ml แสดงจำนวนวิธีที่ออร์บิทัลของระดับย่อยที่กำหนดสามารถจัดเรียงในอวกาศได้เช่น

จำนวนออร์บิทัลทั้งหมดในระดับย่อย

ออร์บิทัลในระดับย่อย หมายเลขควอนตัมของออร์บิทัล l = 0 สอดคล้องกับค่าเฉพาะของจำนวนควอนตัมแม่เหล็ก ml = 0 ค่าเหล่านี้แสดงลักษณะของ s-orbitals ทั้งหมดที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม เนื่องจากในกรณีนี้ เลขควอนตัมแม่เหล็กใช้ค่าเพียงค่าเดียว แต่ละระดับย่อยของ s จะประกอบด้วยออร์บิทัลเดียวเท่านั้น ให้เราพิจารณา p-sublevel ใด ๆ ที่ l = 1 ออร์บิทัลนั้นมีรูปร่างเหมือนดัมเบลล์ (ปริมาตร "แปด") หมายเลขควอนตัมแม่เหล็กใช้ค่าต่อไปนี้ ml = – 1, 0, + 1 (สามค่า) ดังนั้น p-sublevel ประกอบด้วยสามออร์บิทัล และออร์บิทัลเหล่านี้ตั้งอยู่ตามแกนพิกัดสามแกนและแสดงด้วย px, py, pz ตามลำดับ สำหรับ d-sublevel l = 2 ml = – 2, – 1, 0, + 1, + 2 (values) และ d-sublevel ใด ๆ ประกอบด้วยห้าออร์บิทัลซึ่งจัดเรียงในลักษณะที่แน่นอนในอวกาศ (ดูรูปที่ 6) และตามลำดับถูกกำหนด dxy, dxz, dzy, d z 2 และ d x 2 y 2 สี่ในห้า dorbitals อยู่ในรูปของกลีบกุหลาบสี่กลีบซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยดัมเบลล์สองตัวออร์บิทัลที่ห้าคือ ดัมเบลล์ที่มีพรูในระนาบเส้นศูนย์สูตร (d z 2 -orbital) และตั้งอยู่ตามแนวแกน z "กลีบ" ของวงโคจรขนาด d x 2 y 2 จะอยู่ตามแนวแกน x และ y ออร์บิทัล dxy, dxz และ dyz อยู่ระหว่างแกนตามลำดับ

ข้าว. 4. การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของ s-, p- และ d-orbitals ระดับพลังงานที่สี่ประกอบด้วยสี่ระดับย่อย – s, p, d และ f สามตัวแรกนั้นคล้ายกับที่กล่าวไว้ข้างต้น และอันที่สี่คือ f-sublevel ประกอบด้วยออร์บิทัลเจ็ดออร์บิทัลแล้ว การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ซึ่งค่อนข้างซับซ้อน และเราจะไม่พิจารณาพวกมัน

4° สปินควอนตัมจำนวน (อิเล็กตรอนสปิน), ms. ในปี พ.ศ. 2469

Uhlenbeck และ Goldsmith แสดงให้เห็นว่านอกจากการเคลื่อนที่ของวงโคจรแล้ว อิเล็กตรอนจะต้องมีส่วนร่วมในการหมุนรอบแกนของมันเองที่เคลื่อนผ่านจุดศูนย์กลาง ดังนั้นอิเล็กตรอนจะต้องมีโมเมนตัมเชิงมุมของตัวเอง และเนื่องจากมันเป็นอนุภาคที่มีประจุ จึงเป็นโมเมนต์แม่เหล็ก การแสดงนี้ค่อนข้างดั้งเดิม แต่ใช้เพื่อความชัดเจน ดังนั้นเราจะใช้มัน

มีเพียงสองทิศทางของการหมุนอิเล็กตรอนรอบแกนของมันเท่านั้น:

ตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา ดังนั้น เลขควอนตัมสปินจึงใช้เพียงสองค่า: + 1 และ 1

ข้าว. 5. การเกิดขึ้นของการหมุนของอิเล็กตรอน (ตาม Uhlenbeck และ Goldsmith) ดังนั้นสถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมจะถูกกำหนดโดยชุดค่าของตัวเลขควอนตัมสี่ตัว แนวคิดของ "วงโคจร" ได้รับข้างต้น (ดูหน้า 29) ให้เรากำหนดคำศัพท์บางคำที่ใช้ในการอธิบายความหมายทางกายภาพของตัวเลขควอนตัมให้ชัดเจนยิ่งขึ้น และจะนำไปใช้ในสิ่งต่อไปนี้

กลุ่มของออร์บิทัลที่มีค่าเท่ากันของเลขควอนตัมออร์บิทัลจะสร้างระดับย่อยของพลังงาน

เซตของออร์บิทัลทั้งหมดที่มีค่าเท่ากันของเลขควอนตัมหลัก กล่าวคือ ออร์บิทัลที่มีค่าพลังงานใกล้เคียงจะสร้างระดับพลังงาน

หากไม่มีปัญหาพิเศษในการอธิบายโครงสร้างของอะตอมไฮโดรเจน - มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวซึ่งในสถานะพื้นดินควรมีวงโคจรที่มีพลังงานน้อยที่สุดจากนั้นเมื่ออธิบายโครงสร้างของอะตอมหลายอิเล็กตรอนจำเป็นต้องคำนึงถึง ปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนไม่เพียงแต่กับนิวเคลียส แต่ยังรวมถึงอิเล็กตรอนอื่นๆ ด้วย สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาของลำดับที่อิเล็กตรอนเติมระดับย่อยต่าง ๆ ในอะตอม ลำดับนี้ถูกกำหนดโดย "กฎ" สามข้อ

1. หลักการเปาลี อะตอมหนึ่งตัวไม่สามารถมีอิเล็กตรอนสองตัวที่มีค่าชุดเดียวกันสำหรับตัวเลขควอนตัมทั้งสี่ตัว

ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนจะต้องมีค่าต่างกันอย่างน้อยหนึ่งเลขควอนตัม ตัวเลขควอนตัมสามตัวแรกแสดงถึงการโคจรที่อิเล็กตรอนตั้งอยู่ และถ้าอิเล็กตรอนสองตัวมีเซตเดียวกัน แสดงว่าพวกมันอยู่ในวงโคจรเดียวกัน ตามหลักการของ Pauli พวกเขาจะต้องแตกต่างกันในมูลค่าของการหมุน จากนี้ไปจะมีอิเล็กตรอนเพียงสองตัวที่มีค่าการหมุนตรงข้ามเท่านั้นที่สามารถอยู่ในวงโคจรเดียวได้

เพื่อกำหนด "ความจุ" ของระดับพลังงานคือ

จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่สามารถอยู่ในระดับที่มีเลขควอนตัมหลัก n เราจะรวบรวมตารางต่อไปนี้:

ความจุทางอิเล็กทรอนิกส์สูงสุดของระดับพลังงานสามระดับแรก ตารางแสดงให้เห็นว่าจำนวนออร์บิทัลที่ระดับพลังงานที่กำหนด ขึ้นอยู่กับค่าของ n ก่อให้เกิดความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ โดยที่เทอมแรกคือ a1 = 1 และอันสุดท้ายคือ an = 2l + 1 ความแตกต่างของความก้าวหน้าคือ 2 และสมาชิกจำนวน - n ผลรวม Sn ของความก้าวหน้าในกรณีนี้จะเท่ากับ:

และคำนึงถึง ล. = n - ดังนั้นจำนวนออร์บิทัลทั้งหมดที่ระดับพลังงานด้วยค่าของเลขควอนตัมหลัก n เท่ากับ n2 และเนื่องจากมีเพียงสองอิเล็กตรอนเท่านั้นที่สามารถอยู่ในวงโคจรเดียว เราจึงได้ความจุทางอิเล็กทรอนิกส์สูงสุดของระดับพลังงานคือ 2n2

มีรูปแบบบางอย่างในการบันทึกสถานะของอิเล็กตรอนในอะตอม

ตัวอย่างเช่น สำหรับสถานะพื้นของอะตอมไฮโดรเจน จะมีลักษณะดังนี้:

ซึ่งหมายความว่าในระดับพลังงานแรก มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในระดับ s-sub มีรูปแบบอื่นในการบันทึกการกระจายของอิเล็กตรอนในระดับย่อย - โดยใช้เซลล์ควอนตัม

ในกรณีนี้ ออร์บิทัลจะถูกแทนด้วยสี่เหลี่ยม และอิเล็กตรอนด้วยลูกศร หรือ ขึ้นอยู่กับสัญญาณของการหมุน จากนั้นโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมไฮโดรเจนสามารถอธิบายได้ดังนี้:

โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนจำนวนมาก เช่น อะตอมโบรอน สามารถเขียนได้ดังนี้

2. กฎของฮันด์ กฎนี้กำหนดลำดับที่ออร์บิทัลเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนภายในหนึ่งระดับย่อย

กฎของ Hund มีสูตรดังนี้: "ภายในหนึ่งระดับย่อย อิเล็กตรอนจะถูกจัดเรียงเป็นออร์บิทัลในลักษณะที่สปินทั้งหมดของพวกมันมีค่าสูงสุด กล่าวคือ ควรมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่จำนวนสูงสุดที่ระดับย่อย" พิจารณาการนำกฎนี้ไปใช้ในตัวอย่างการเติม p-sublevel

ตัวเลือกที่ 1 การหมุนทั้งหมด ตัวเลือกที่ 2 การหมุนทั้งหมด ตามกฎของ Hund ออร์บิทัลจะถูกเติมตามตัวเลือกแรก นั่นคือ อันดับแรก อิเล็กตรอนครอบครองออร์บิทัลอิสระทั้งหมดแล้วจึงจับคู่กัน

3. หลักการของพลังงานน้อยที่สุด (กฎของ Klechkovsky)

การเติมระดับพลังงานในอะตอมคล้ายไฮโดรเจน (ไมโครซิสเต็มที่ประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว) เกิดขึ้นตามการเติบโตซ้ำซากจำเจของจำนวนควอนตัมหลัก n (n = 1, 2, 3, ... เป็นต้น) สำหรับแต่ละค่าของ n จะต้องเติมระดับย่อยตามลำดับการเพิ่มจำนวนควอนตัมออร์บิทัล l ซึ่งรับค่าตั้งแต่ 0 ถึง (n – 1) และการเติมระดับพลังงานถัดไปจะเริ่มต้นก็ต่อเมื่อระดับก่อนหน้าเต็มเท่านั้น จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในระดับพลังงานถูกกำหนดโดยสูตร 2n2 ดังนั้นจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในช่วงเวลาควรเป็นดังนี้:

อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง มีภาพที่ต่างออกไปในตารางธาตุ:

ดังจะเห็นได้จากตารางนี้ คาบเรียงกันเป็นคู่ ยกเว้นคาบแรกซึ่งมีองค์ประกอบเพียง 2 ธาตุ ซึ่งระดับพลังงานแรกถูกเติมประกอบด้วยหนึ่งระดับย่อย และไม่มีอิเล็กตรอนภายในที่ อาจส่งผลต่อโครงสร้างของระดับภายนอก ในกรณีอื่นๆ จะสังเกตภาพต่อไปนี้ โครงสร้างช่วงที่สามคล้ายกับโครงสร้างของช่วงที่สอง (และทั้งสองมีองค์ประกอบ 8) โครงสร้างของช่วงที่ห้าคล้ายกับโครงสร้างของช่วงที่สี่ (และทั้งสองประกอบด้วย 18 องค์ประกอบ) ที่เจ็ดคล้ายกับโครงสร้างขององค์ประกอบที่หก (32 องค์ประกอบแต่ละ)

ข้อตกลงที่ดีกว่ามากกับความเป็นจริงนั้นมาจากการกระจายอิเล็กตรอนในกลุ่มที่เสนอโดย V. M. Klechkovsky: “ในอะตอม อิเล็กตรอนแต่ละตัวครอบครองระดับย่อยซึ่งพลังงานของมันจะมีน้อยที่สุด”

มันถูกกล่าวไว้ข้างต้นว่าพลังงานของอิเล็กตรอนนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยค่าของเลขควอนตัมหลักเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่าของออร์บิทัลด้วยด้วยดังนั้นเพื่อกำหนดว่าระดับย่อยใดจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนตั้งแต่แรก จำเป็นต้องคำนึงถึงค่าของตัวเลขควอนตัมทั้งสองด้วย

สำหรับการใช้งานจริง กฎ Klechkovsky สามารถกำหนดได้ดังนี้:

ลำดับของการเพิ่มผลรวมของค่าของตัวเลขควอนตัมหลักและออร์บิทัลที่สอดคล้องกับค่าเหล่านั้น

b) “ในกรณีของค่าเดียวกันของผลรวมนี้สำหรับหลายระดับย่อย ระดับย่อยที่หมายเลขควอนตัมหลักมีค่าน้อยที่สุดจะถูกเติมก่อน”

พิจารณาการประยุกต์ใช้กฎนี้โดยเฉพาะ:

สำหรับสองค่าแรกของผลรวม (n + l) เท่ากับ 1 และ 2 ตามลำดับจะไม่มี ทางเลือกอื่นและระดับย่อยจะถูกเติมตามลำดับต่อไปนี้: 1 วินาที และ 2 วินาที เริ่มต้นด้วยมูลค่ารวม 3 สองตัวเลือกเกิดขึ้น: เพื่อเติมระดับย่อย 2p หรือระดับย่อย 3s ตามกฎของ Klechkovsky เราเลือกระดับย่อยที่ n มีค่าน้อยกว่า นั่นคือระดับย่อย 2p

จากนั้นระดับย่อย 3s จะเต็มไป นอกจากนี้ ค่า n + l = 4 ยังมีค่าดังกล่าวอีกสองค่า: สำหรับระดับย่อย 3p และสำหรับระดับย่อย 4s (กรณีที่คล้ายกับค่าก่อนหน้า) 3p- และ 4s-sublevel จะถูกเติมก่อน ระดับย่อย 3 มิติยังคงว่างอยู่ เนื่องจากผลรวม n + l สำหรับมันมากกว่า 4 วินาที

ลำดับของการเติมพลังงานระดับย่อย:

แต่การเติมดังกล่าวเกิดขึ้นถึงจุดหนึ่ง หากเราพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานของระดับย่อยด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียสของอะตอม (ดูรูปที่ 8) เราจะเห็นว่าพลังงานของระดับย่อยทั้งหมดลดลง แต่อัตราพลังงานลดลงในระดับย่อยต่างกันไม่เท่ากัน ดังนั้นหากก่อนแคลเซียมระดับย่อย 3 มิติมีพลังงานสูงกว่า 4 วินาทีจากนั้นเริ่มจากสแกนเดียมและองค์ประกอบที่ตามมาพลังงานของมันจะลดลงอย่างรวดเร็วตามที่เห็นได้จากโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของไอออน Fe2+ (1s22s22p63s23p63d6) จะเห็นได้จากโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ที่กำหนดของไอออนที่วาเลนซ์อิเล็กตรอนของเหล็ก 2 ตัวได้ปล่อยให้ระดับย่อย 4s ที่ไม่เอื้ออำนวยต่อพลังงาน มีการสังเกตการผกผันของพลังงานที่คล้ายกันสำหรับระดับย่อย 5s และ 4f เช่นเดียวกับระดับย่อย 6s และ 5f

ข้าว. 6. แผนการเปลี่ยนแปลงพลังงานของระดับย่อยด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุของนิวเคลียส

ต่อมาพบว่าระดับย่อยที่สมบูรณ์และครึ่งหนึ่งมีความเสถียรเพิ่มขึ้น ดังนั้น สำหรับระดับย่อย d การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เสถียรคือ d 10 และ d 5 และสำหรับระดับย่อย f คือ f 14 และ f 7 ตามลำดับ ซึ่งจะอธิบายความผิดปกติในโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอกขององค์ประกอบบางอย่าง เช่น ในโครเมียม วาเลนซ์อิเล็กตรอนควรอยู่ในตำแหน่ง 3d 44s2 แต่ในความเป็นจริง 3d 54s1 ทองแดงควรมี 3d 94s2 แต่ในความเป็นจริง 3d 104s1 การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันของอิเล็กตรอนจากระดับ s-sub ไปเป็น d-sublevel นั้นพบได้ในโมลิบดีนัม เงิน ทอง และในองค์ประกอบ f

นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติอื่นๆ บางอย่างในโครงสร้างของระดับพลังงานภายนอก ซึ่งส่วนใหญ่ในแอคติไนด์จะไม่นำมาพิจารณาในที่นี้

สถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมถูกกำหนดโดยชุดค่าของตัวเลขควอนตัมสี่ตัวซึ่งแต่ละค่าสะท้อนถึงค่าหนึ่ง ปริมาณทางกายภาพ. สำหรับตัวเลขควอนตัมสามตัวแรก เราสามารถแนะนำการตีความทางเรขาคณิตได้เช่นกัน:

หมายเลขควอนตัมหลัก n กำหนดขนาดของออร์บิทัล หมายเลขควอนตัมออร์บิทัล l กำหนดรูปทรงเรขาคณิตของออร์บิทัล หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก ml กำหนดตำแหน่งของออร์บิทัลในอวกาศที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดที่เลือก

การเติมพลังงานในระดับย่อยของอะตอมด้วยอิเล็กตรอนในสภาวะที่ไม่ถูกกระตุ้นนั้นเป็นไปตามกฎสามข้อ:

หลักการของ Pauli กฎของ Hund และกฎของ Klechkovsky

1. อิเล็กตรอนของ Rb+ ion สามารถอยู่ในออร์บิทัลต่อไปนี้ได้หรือไม่:

1) 4p; 2) 3f; 3) 5 วินาที; 4) 5p?

การตัดสินใจ. องค์ประกอบ Rb อยู่ในกลุ่มย่อยหลัก I ของกลุ่ม V ของช่วงเวลาของตารางธาตุ ซึ่งหมายความว่าระดับอิเล็กทรอนิกส์เริ่มเติมด้วยเลขควอนตัมหลัก n = 5: 5s1 ไอออน Rb+ สูญเสียอิเล็กตรอนภายนอก ซึ่งหมายความว่าไม่มีอิเล็กตรอนอยู่บนออร์บิทัล 5p หรือ 5s ของ Rb+ ion ที่ไม่ถูกกระตุ้น อย่างไรก็ตาม อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปยังออร์บิทัลเหล่านี้ได้เมื่ออะตอมตื่นเต้น

เรามาพูดถึงระดับสุดท้ายกัน (n = 4): 4s2p6d 0f 0 มันมีอิเล็กตรอน 8 ตัว เช่นเดียวกับองค์ประกอบ s ใด ๆ (นั่นคือองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I หรือ II ของตารางธาตุซึ่ง s- ระดับย่อยเต็ม) เหตุใดระดับย่อย 4d และ 4f จึงว่างเปล่า ความจริงก็คือพลังงานของระดับย่อย 4d นั้นสูงกว่า 5s และ 4f นั้นสูงกว่า 6s และระดับย่อยที่มีพลังงานต่ำกว่าจะถูกเติมก่อน (กฎของ Klechkovsky) ดังนั้น Rb+ อิเล็กตรอนสามารถอยู่ในออร์บิทัล 4p ได้

คงต้องรอดูกันต่อไปว่าจะอยู่ใน 3f orbitals ได้หรือไม่ สำหรับ n = หมายเลขควอนตัมโคจร l ใช้ค่า 0,1,2 ซึ่งสอดคล้องกับระดับย่อย s, p และ d และระดับย่อย 3f ก็ไม่มีอยู่จริง

2. ยกตัวอย่างอนุภาคสามตัว (อะตอม ไอออน) ที่มีโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ 1s22s2p63s2p6

การตัดสินใจ. รายการที่เหมาะสมระบบธาตุ - Ar (อิเล็กตรอนในระดับที่สาม - ภายนอก - อิเล็กทรอนิกส์) เป็นที่ชัดเจนว่าไม่มีอะตอมอื่นที่มีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว แต่เรารู้ว่าธาตุที่ขาดตามกฎ 1-3 อิเล็กตรอนไปยังเปลือกอิเล็กตรอน 8 ตัวที่เสถียร มักจะได้รับพวกมันและกลายเป็นไอออนลบและมีอิเล็กตรอน 1-3 ในระดับถัดไป ยอมแพ้และกลายเป็นบวก ไอออน. . มันสามารถเป็น Cl–, S2–, P3–, K+, Ca2+, Sc3+... เลือกอนุภาคสามตัวที่คุณต้องการ

3. จะมีองค์ประกอบกี่ตัวในช่วง V ถ้าหมายเลขสปินควอนตัมมีค่าเดียว - 1?

การตัดสินใจ. ในความเป็นจริง เลขควอนตัมสปินใช้ค่าสองค่าที่แตกต่างกัน: + 1 และ - 1 หากมีค่าเดียว เปลือกอิเล็กตรอนสามารถรองรับจำนวนอิเล็กตรอนได้ครึ่งหนึ่ง เนื่องจากทั้งหมดต้องต่างกัน อีกชุดของจำนวนควอนตัม (หลักการเปาลี) และด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบในช่วงเวลาจึงน้อยกว่า 2 เท่า

4. ตัวเลขควอนตัมใดและในความคิดของคุณควรเปลี่ยนอย่างไรระหว่างการเปลี่ยนจากโลกของเราเป็น 1) หนึ่งมิติ

2) ห้ามิติ?

การตัดสินใจ. ในการตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องเข้าใจว่าตัวเลขควอนตัม 4 ตัวใดที่เกี่ยวข้องกับมิติของพื้นที่

หมายเลขควอนตัมหลัก n กำหนดจำนวนระดับอิเล็กทรอนิกส์ (เปลือก, เลเยอร์) และส่วนใหญ่กำหนดลักษณะของเมฆอิเล็กตรอน:

เป็นที่ชัดเจนว่าขนาดของช่องว่าง (ไม่ใช่ศูนย์) ไม่ส่งผลต่อลักษณะนี้

หมายเลขควอนตัมโคจร l แสดงลักษณะรูปร่างของเมฆอิเล็กตรอน นอกจากสามมิติแล้ว เราสามารถจินตนาการถึงโลกสองมิติและหนึ่งมิติได้ด้วยสายตา ในโลกสองมิติ เมฆอิเล็กตรอนจะมีลักษณะแบนราบเหมือนทุกสิ่ง แต่แนวคิดเรื่องรูปร่างจะยังคงอยู่ โดยพื้นฐานแล้ว รูปภาพของเมฆอิเล็กตรอนเชิงปริมาตรบนกระดาษ การฉายภาพไปยังระนาบของแผ่นกระดาษ เป็นการเปลี่ยนไปสู่โลกสองมิติในระดับหนึ่ง สำหรับมิติเดียวที่นี่แนวคิดของรูปแบบถูกลบทิ้งเหลือเพียงขนาด (ความยาว) ในกรณีนี้จำนวนควอนตัมของวงโคจรจะสูญเสียความหมายไป

หากเราพิจารณาช่องว่างที่มีมิติที่สูงกว่าของเรา แนวคิดของ "รูปแบบ" ที่นี่จะกว้างขึ้นมากและไม่สามารถตัดออกได้ว่าค่า l ที่แตกต่างกันจะต้องใช้เพื่ออธิบายรูปแบบต่างๆ ของอิเล็กตรอนทั้งหมด เมฆสำหรับ n.

หมายเลขควอนตัมแม่เหล็ก ml กำหนดลักษณะการวางแนวเชิงพื้นที่ของเมฆอิเล็กตรอน ซึ่งหมายความว่าจะขึ้นอยู่กับมิติโดยตรง สำหรับ l = 0, ml สามารถใช้ค่าเดียวได้ 0 ซึ่งสะท้อนถึงความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียวของการวางแนวในอวกาศของ s-cloud ที่สมมาตรทรงกลม สำหรับ l = 1 ml ใช้เวลา 3 ความหมายต่างกัน: – 1, 0, 1 – p-cloud รูปดัมเบลล์สามารถขยายได้ตามแกนพิกัดที่แตกต่างกัน: px, py, pz ถ้ามิติของพื้นที่คือ

จำนวนแกนพิกัดจะเปลี่ยนไป จากนั้นจำนวนความเป็นไปได้ในการจัดเรียงของเมฆอิเล็กตรอนก็จะเปลี่ยนไปด้วย ซึ่งหมายความว่าชุด ml จะแตกต่างกัน

เนื่องจากจำนวนค่า ml ที่แตกต่างกันสำหรับ l ที่กำหนดจำนวน orbitals ที่ระดับย่อยที่กำหนดจึงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่สำคัญ

ms - หมุนหมายเลขควอนตัม - รับสองค่า: + และ - สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นความจริงที่ว่าในวงโคจรอาจมีอิเล็กตรอน "บิดตรงข้าม" สองตัว โดยปกติการหมุนจะสัมพันธ์กับโมเมนตัมเชิงมุมที่แท้จริงของอิเล็กตรอน ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเปลี่ยนไปใช้มิติอื่นของอวกาศ

1. ค้นหาในระบบธาตุตามจำนวนกรณีการละเมิดกฎหมายเป็นระยะตามที่กำหนดโดย D. I. Mendeleev:

"คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของธาตุมีความสัมพันธ์เป็นระยะกับน้ำหนักอะตอม" จะอธิบายการละเมิดเหล่านี้ได้อย่างไร?

2. อิเลคตรอนของ a) ไม่ถูกกระตุ้น, b) ไอออน Na+ ที่ตื่นเต้นสามารถอยู่ใน 2s, 2d, 3f, 4s, 5d orbitals ได้หรือไม่? ให้เหตุผล

3. เขียนโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมขององค์ประกอบของช่วงเวลา I และ II ของระบบธาตุ

4. ยกตัวอย่างสารเชิงซ้อนสองตัวอย่างที่มีเฉพาะอนุภาคที่มี โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ 1s22s2p6.

5. เลขควอนตัมของอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของอะตอมลิเธียมที่ไม่ถูกกระตุ้นคืออะไร?

6. สมมติว่าจักรวาล Y มีชุดของเลขควอนตัม:

จะมีองค์ประกอบกี่ธาตุในช่วง III ของระบบคาบของจักรวาล Y?

คุณคิดว่าจักรวาล Y จะมีได้กี่มิติ?

7. จำนวนขององค์ประกอบจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วงที่สองของระบบธาตุของเรา ถ้าด้วยตัวเลขควอนตัมคงที่อื่นๆ สปินจะมีค่า ms = ± 1?

8. จำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม a) 7Li;

ข) 119Sn; ค) 235U?

โมเลกุล สารเคมีแทน ระบบที่ซับซ้อนนิวเคลียสของอะตอมและอิเล็กตรอน อะตอมในโมเลกุลถูกยึดโดยแรงไฟฟ้าสถิตเป็นหลัก ในกรณีนี้ กล่าวกันว่าเชื่อมโยงกันด้วยพันธะเคมี พันธะเคมีดำเนินการโดยอิเล็กตรอน s- และ p ของอิเล็กตรอนชั้นนอกและอิเล็กตรอน d ของชั้นพรี-นอก การเชื่อมต่อนี้มีคุณลักษณะโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

1. ความยาวของพันธะ - ระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ระหว่างอะตอมสองอะตอมที่มีพันธะเคมี

2. มุมวาเลนซ์ - มุมระหว่างเส้นจินตภาพผ่านจุดศูนย์กลางของอะตอมที่ถูกพันธะทางเคมี

3. พลังงานพันธะ - ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำลายมันในสถานะก๊าซ

4. พันธะหลายหลาก - จำนวนคู่อิเล็กตรอนที่ทำพันธะเคมีระหว่างอะตอม

อะตอมในโมเลกุลเป็นแนวคิดแบบมีเงื่อนไข เนื่องจากสถานะพลังงานและอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมนั้นแตกต่างจากอะตอมแบบแยกตัวโดยพื้นฐาน โครงสร้างที่ได้กล่าวถึงในบทที่แล้ว ให้เราพิจารณาว่ากองกำลังใดเกิดขึ้นระหว่างอนุภาคในระบบที่ง่ายที่สุดซึ่งประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว (ดูรูปที่ 9) ถ้าเรานำโปรตอนสองตัวมารวมกัน แรงผลักจะเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน และไม่จำเป็นต้องพูดถึงการได้มาซึ่งระบบที่เสถียร ลองวางอิเล็กตรอนหนึ่งตัวลงในสนามของพวกมัน สองกรณีอาจเกิดขึ้นที่นี่

ข้าว. 9. การกระจายแรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างนิวเคลียสและอิเล็กตรอนใน H +

ครั้งแรกเมื่ออิเล็กตรอนอยู่ระหว่างโปรตอน (a) และครั้งที่สองเมื่ออยู่ข้างหลังหนึ่งในนั้น (b) ในทั้งสองกรณี แรงดึงดูดเกิดขึ้น ในกรณีแรก ส่วนประกอบของแรง (การฉายภาพ) เหล่านี้บนแกนที่เคลื่อนผ่านศูนย์กลางโปรตอนจะถูกชี้นำในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงผลัก (ดูรูปที่ 9a) และสามารถชดเชยพวกมันได้

สิ่งนี้สร้างระบบที่เสถียรอย่างกระฉับกระเฉง ในกรณีที่สอง ส่วนประกอบของแรงดึงดูดจะพุ่งไปในทิศทางที่ต่างกัน (ดูรูปที่ 9b) และเป็นการยากที่จะพูดถึงการสร้างสมดุลระหว่างแรงผลักระหว่างโปรตอน ตามมาด้วยการเกิดพันธะเคมีกับการก่อตัวของโมเลกุลหรือไอออน อิเล็กตรอนจะต้องเป็นส่วนใหญ่ในอวกาศระหว่างนิวเคลียร์ บริเวณนี้เรียกว่าบริเวณพันธะ เพราะเมื่อมีอิเล็กตรอนอยู่ที่นั่น จะเกิดพันธะเคมีขึ้น บริเวณด้านหลังนิวเคลียสเรียกว่าคลายเพราะเมื่ออิเล็กตรอนเข้าไปจะไม่เกิดพันธะเคมี ที่นี่ กรณีที่ง่ายที่สุดของการก่อตัวของพันธะเคมีในไอออน H + ได้รับการพิจารณา ด้วยการใช้เหตุผลที่คล้ายคลึงกันกับโมเลกุลไฮโดรเจน เราสามารถสรุปได้ว่าการปรากฏตัวของอิเล็กตรอนตัวที่สองในบริเวณการจับทำให้ระบบมีเสถียรภาพมากขึ้น ดังนั้น จำเป็นต้องมีอิเล็กตรอนคู่อย่างน้อยหนึ่งคู่เพื่อสร้างพันธะเคมีที่เสถียร

อิเล็กตรอนที่หมุนในกรณีนี้จะต้องไม่ขนานกัน กล่าวคือ

มุ่งไปในทิศทางที่ต่างกัน การก่อตัวของพันธะเคมีจะต้องมาพร้อมกับการลดลงของพลังงานทั้งหมดของระบบ

ข้าว. 10. การเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของระบบไฮโดรเจนสองอะตอม เช่น พิจารณาการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของระบบโดยใช้ตัวอย่างแนวทางของอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม เมื่ออะตอมอยู่ห่างจากกันและกันมาก อะตอมจะไม่โต้ตอบและพลังงานของระบบดังกล่าวใกล้จะถึงศูนย์ เมื่อพวกเขาเข้าใกล้ แรงดึงดูดจะเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กตรอนของอะตอมหนึ่งกับนิวเคลียสของอีกอะตอมหนึ่ง และในทางกลับกัน

แรงเหล่านี้เพิ่มขึ้นผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอะตอม พลังงานของระบบลดลง เมื่ออะตอมเข้าใกล้กัน แรงผลักระหว่างนิวเคลียสและอิเล็กตรอนของพวกมันก็เริ่มมีบทบาท

การเพิ่มขึ้นของแรงขับไล่แปรผกผันกับกำลังที่หกของระยะทาง เส้นพลังงานศักย์เคลื่อนผ่านจุดต่ำสุด แล้วพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 10)

ระยะทางที่สอดคล้องกับตำแหน่งของค่าต่ำสุดบนเส้นโค้งคือระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ที่สมดุลและกำหนดความยาวของพันธะเคมี เนื่องจากอะตอมในโมเลกุลมีส่วนร่วมในการเคลื่อนที่แบบสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งสมดุล ระยะห่างระหว่างพวกมันจึงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา กล่าวคือ อะตอมไม่ได้เชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา

ระยะสมดุลสอดคล้องที่อุณหภูมิที่กำหนดกับค่าเฉลี่ยบางค่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แอมพลิจูดการสั่นจะเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิสูงพอสมควร อะตอมสามารถแยกตัวออกจากกันในระยะทางที่ห่างไกลกันมาก ซึ่งจะสอดคล้องกับการแตกของพันธะเคมี ความลึกของค่าต่ำสุดตามแกนพลังงานกำหนดพลังงานพันธะเคมี และค่าของพลังงานนี้ ซึ่งถ่ายด้วยเครื่องหมายตรงข้าม จะเท่ากับพลังงานการแยกตัวของอนุภาคไดอะตอมมิกที่กำหนด หากอะตอมของไฮโดรเจนเข้าใกล้กันซึ่งอิเล็กตรอนที่มีการหมุนขนานกันจะมีเพียงแรงผลักที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมและพลังงานศักย์ของระบบดังกล่าวจะเพิ่มขึ้น (รูปที่ 10)

ข้าว. 11. ผลบวกไซนัสสองอัน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น s-, p- และ d-electrons มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี โดยมีรูปแบบทางเรขาคณิตที่แตกต่างกันของเมฆอิเล็กตรอนและ ป้ายต่างๆการทำงานของคลื่นในอวกาศ สำหรับการเกิดขึ้นของพันธะเคมี จำเป็นต้องซ้อนทับส่วนต่าง ๆ ของเปลือกอิเล็กตรอนด้วยสัญญาณเดียวกันของฟังก์ชันคลื่น มิฉะนั้นจะไม่เกิดพันธะเคมีขึ้น

ประโยคนี้สามารถอธิบายได้ง่าย ๆ ด้วยตัวอย่างการซ้อนทับของไซนัสสองอัน ซึ่งในการประมาณค่าแรกนั้น สามารถระบุได้ด้วยฟังก์ชันคลื่น (ดูรูปที่ 11):

ในกรณีของการทับซ้อนของไซนูซอยด์สองตัวที่มีสัญญาณต่างกันในพื้นที่เดียวกัน (รูปที่ 11a) ส่วนประกอบทั้งหมดจะเท่ากับศูนย์ - ไม่มีการเชื่อมต่อ ในกรณีตรงกันข้าม แอมพลิจูดการแกว่งจะถูกเพิ่มเข้าไปและไซนัสอยด์ใหม่จะถูกสร้างขึ้น - พันธะเคมีได้ก่อตัวขึ้น (รูปที่ 11b)

ขึ้นอยู่กับความสมมาตรของเมฆอิเล็กตรอน อันเป็นผลมาจากการทับซ้อนกันของพันธะเคมี เมฆอิเล็กตรอนทั้งหมดจะมีสมมาตรที่แตกต่างกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นสามประเภท:

และ - การเชื่อมต่อ

การสื่อสารจะดำเนินการเมื่อเมฆทับซ้อนกันตามเส้นที่เชื่อมต่อศูนย์กลางของอะตอม ในขณะที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงสุดทำได้ในอวกาศระหว่างนิวเคลียร์และมีความสมมาตรทรงกระบอกที่สัมพันธ์กับเส้นที่เชื่อมต่อศูนย์กลางของอะตอม ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 12 เนื่องจากความสมมาตรของทรงกลม s-อิเล็กตรอนจึงมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเสมอ พวกเขาสร้างพันธะอันเป็นผลมาจากการทับซ้อนกับอิเล็กตรอนต่อไปนี้ของอะตอมอื่น: s–, pX–, d X 2 Y 2 อิเล็กตรอน สำหรับอิเล็กตรอนในออร์บิทัลอื่น เช่น pY หรือ pZ การก่อตัวของพันธะเคมีนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากมีการทับซ้อนกันในพื้นที่ที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมีสัญญาณตรงข้ามกัน ความเป็นไปได้ของการเกิดพันธะโดย s-electrons ยังไม่หมดไป มันสามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีที่เมฆอิเล็กตรอนอื่นทับซ้อนกัน เช่น pX หรือ pX สองตัวและรูปที่ 12. ตัวอย่างบางส่วนของการก่อตัวของ -การเชื่อมต่อ

พันธะเกิดขึ้นเมื่อเมฆอิเล็กตรอนทับซ้อนกันเหนือและใต้เส้นที่เชื่อมศูนย์กลางของอะตอม เมฆอิเล็กตรอนทั้งหมดมีความสมมาตรเกี่ยวกับแกนนี้เช่นกัน แต่ไม่มีสมมาตรทรงกระบอกเช่นในกรณีของ -พันธะ เนื่องจากการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของพวกมัน พันธะจึงถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนบนคู่ออร์บิทัลเช่น pY - pY, pZ - pZ, pY - dXY

การเชื่อมต่อเกิดขึ้นจากอิเล็กตรอนดีเท่านั้นเนื่องจากการทับซ้อนกันของกลีบเมฆอิเล็กตรอนทั้งสี่ที่อยู่ในระนาบคู่ขนาน สิ่งนี้เป็นไปได้เมื่ออิเล็กตรอน dXY - dXY, dXZ - dXZ, dYZ - dYZ เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ

การจำแนกประเภทของพันธะเคมีตามความสมมาตรของเมฆอิเล็กตรอนได้รับการพิจารณาข้างต้น มีอีกแนวทางหนึ่งในการจำแนกพันธะเคมี ตามลักษณะของการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมในโมเลกุล กล่าวคือ

พันธะเคมีพิจารณาจากมุมมองของการเป็นของคู่อิเล็กตรอนกับอะตอมหนึ่งหรืออีกอะตอม เป็นไปได้สามกรณี อันดับแรก:

คู่อิเล็กตรอนเชื่อมโยงอะตอมที่เหมือนกันสองอะตอมในโมเลกุล ในกรณีนี้จะเป็นของทั้งคู่เท่าๆ กัน ในโมเลกุลไม่มีการแยกจุดศูนย์ถ่วงของประจุบวกและประจุลบ

พวกมันเกิดขึ้นพร้อมกันและพันธะดังกล่าวเรียกว่าโควาเลนต์ไม่มีขั้ว หากคู่อิเล็กตรอนจับอะตอมที่ต่างกันสองอะตอม ก็จะเคลื่อนเข้าหาอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากขึ้น จุดศูนย์ถ่วงของประจุบวกและประจุลบถูกแยกออกจากกัน พันธะจะกลายเป็นขั้วและเรียกว่าพันธะโควาเลนต์

กรณีที่สามเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนคู่อิเล็กตรอนที่สมบูรณ์ไปสู่ความครอบครองของอะตอมตัวใดตัวหนึ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร่วมกันของอะตอมสองอะตอมที่แตกต่างกันอย่างมากในด้านอิเล็กโตรเนกาติวีตี้นั่นคือความสามารถในการเก็บอิเล็กตรอนคู่ไว้ในสนามไฟฟ้า ในกรณีนี้ อะตอมที่บริจาคอิเล็กตรอนจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก และอะตอมที่รับอิเล็กตรอนจะกลายเป็นประจุลบ ในกรณีนี้เรียกว่าพันธะอิออน

ลักษณะของพันธะส่วนใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของสาร

สารที่โมเลกุลมีลักษณะเฉพาะด้วยพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วสามารถสร้างโครงผลึกโมเลกุลและอะตอมในสถานะของแข็งได้ ในโครงข่ายโมเลกุลจะสังเกตเห็นปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอมาก โมเลกุลถูกกักไว้ที่โหนดของโครงผลึกเนื่องจากการก่อตัวของไดโพลที่เกิดขึ้นทันทีและเกิดขึ้น การแยกจุดศูนย์ถ่วงของประจุลบและประจุบวกในโมเลกุลเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนของอิเล็กตรอนคู่หนึ่งและตำแหน่งของมันในบางช่วงเวลาหลังนิวเคลียสตัวใดตัวหนึ่ง สถานะดังกล่าวในโมเลกุลนั้นสังเกตได้ในเวลาอันสั้น ดังนั้นไดโพลดังกล่าวจึงเรียกว่าทันที อย่างไรก็ตาม คราวนี้ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดไดโพลกับโมเลกุลอื่น แรงที่ยึดเหนี่ยวโมเลกุลผ่านการก่อตัวของไดโพลที่เกิดขึ้นทันทีและถูกเหนี่ยวนำมักเรียกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์ ในกรณีทั่วไป แรง Van der Waals จะรวมแรงใดๆ ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล: ไดโพล-ไดโพล, การปฐมนิเทศ, การกระจายตัว ฯลฯ แรง Van der Waals นั้นอ่อนมาก อันเป็นผลมาจากการที่โครงตาข่ายคริสตัลถูกทำลายได้ง่ายโดยความร้อนเล็กน้อย สารทั้งหมดที่มีตะแกรงผลึกโมเลกุลมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ แรงแวนเดอร์วาลส์จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนอิเล็กตรอนในโมเลกุล เมื่อความน่าจะเป็นของการเกิดไดโพลชั่วขณะเพิ่มขึ้น ไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอน 1 คู่ จึงมีจุดเดือดต่ำที่สุด โมเลกุลของออกซิเจนและไนโตรเจนต่างกันในเนื้อหาของอิเล็กตรอนต่อคู่ จุดเดือดของพวกเขาแตกต่างกันโดย 13 C.

ในทางกลับกัน สารธรรมดาที่มีตาข่ายคริสตัลอะตอมมีลักษณะเฉพาะด้วยจุดหลอมเหลวและจุดเดือดที่สูงมาก ในกรณีนี้ อะตอมจำนวนอนันต์เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้วในโมเลกุลขนาดยักษ์ พลังงานในการทำลายพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วมีพลังงานสูง ดังนั้นเพื่อทำลายตาข่ายคริสตัลดังกล่าวจึงต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ในเวลาเดียวกัน หากสสารมีลักษณะเฉพาะด้วยระยะห่างระหว่างอะตอมในโครงผลึกก็จะมีความแข็งสูงมากเช่นกัน ตัวอย่างคือเพชร

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารที่อะตอมในโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์และมีโครงข่ายโมเลกุลต่ำเช่นกัน แต่สูงกว่าสารที่มีโมเลกุลไม่มีขั้ว ส่วนใหญ่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง

ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เป็นต้น ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างขนาดของโมเมนต์ไดโพลกับจุดเดือด เป็นไปได้มากว่าจะถูกกำหนดโดยน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบ ยกเว้นแอมโมเนีย น้ำ และไฮโดรเจนฟลูออไรด์

สารประกอบเหล่านี้ มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงสุด อธิบายได้ชัดเจนจากการเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล

อะตอมอิเล็กโทรเนกาทีฟ พวกเขาเปลี่ยนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลไปทางตัวเองอย่างรุนแรง เป็นผลให้ไฮโดรเจนก่อตัวเป็นวงโคจรที่เป็นอิสระและตัวอย่างเช่นอะตอมฟลูออรีนมีคู่อิเล็กตรอนอิสระ มันเป็นไปได้ที่จะสร้างพันธะเพิ่มเติมระหว่างโมเลกุลโดยกลไกตัวรับผู้บริจาคซึ่งนำไปสู่การดำรงอยู่ของโมเลกุลขององค์ประกอบ (HF)n และ (H2O)n ไม่เพียง แต่ในของเหลว แต่ยังอยู่ในเฟสของแก๊สด้วย การปรากฏตัวของโมเลกุลดังกล่าวทำให้จุดเดือดและจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับค่าเดียวกันสำหรับแอนะล็อก

จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงสุดนั้นถูกครอบครองโดยสารในโหนดของตาข่ายคริสตัลซึ่งมีไอออนอยู่

นี่เป็นเพราะปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่รุนแรงของไอออนบวกและลบ แรงผลักของไอออนที่คล้ายคลึงกันนั้นน้อยกว่ามาก เนื่องจากพวกมันอยู่ห่างจากกันมาก เป็นผลให้สารทั้งหมดที่มีโครงผลึกไอออนิกมีค่าพลังงานการก่อตัวของมันสูง พันธะไอออนิกดำเนินการในเฮไลด์ ออกไซด์ และในเกลือ เช่น ไนเตรต ซัลเฟต ฯลฯ การทำลายผลึกไอออนิกต้องใช้พลังงานความร้อนจำนวนมาก ซึ่งจะกำหนดจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ซึ่งจะขึ้นอยู่กับประจุของ ไอออน รัศมี และเยื่อบุอิเล็กทรอนิกส์ ยิ่งประจุสูงและรัศมีของไอออนเล็กลงเท่าใด จุดหลอมเหลวก็จะยิ่งสูงขึ้น คุณสมบัติของสารไอออนิกอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการสร้างสารหลอมเหลวที่นำไฟฟ้าได้ดี

ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของสารประกอบนั้นขึ้นอยู่กับธรรมชาติของพันธะเคมีในสารประกอบนั้นอย่างมาก

คู่อิเล็กตรอนที่ก่อตัวเป็นพันธะเคมี ดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้น มีการใช้นิวเคลียสสองนิวเคลียสโดยทั่วไป ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะถูกอธิบายโดยฟังก์ชันคลื่นใหม่ ซึ่งเป็นคำตอบของสมการชโรดิงเงอร์สำหรับระบบนี้ ฟังก์ชันคลื่นนี้แตกต่างจากฟังก์ชันของอะตอมและเรียกว่าฟังก์ชันโมเลกุลที่สอดคล้องกับการโคจรของโมเลกุลโดยเฉพาะ ออร์บิทัลโมเลกุลมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าบางอย่างของพลังงานทั้งหมดของระบบ ในโมเลกุล เช่นเดียวกับในอะตอม มีลำดับของระดับพลังงาน อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะได้วิธีแก้ปัญหาอย่างเข้มงวดของสมการชโรดิงเงอร์สำหรับพวกเขา ดังนั้นจึงใช้วิธีคำนวณโดยประมาณที่แตกต่างกันไปตามวิธีการระบุฟังก์ชันคลื่นโมเลกุล ที่สุด ใช้กันอย่างแพร่หลายได้รับสองวิธี: วิธีการของพันธะเวเลนซ์และวิธีการออร์บิทัลของโมเลกุล

ในวิธีการของพันธะเวเลนซ์ พันธะเคมีถือเป็นสองอิเล็กตรอนและสองศูนย์ กล่าวคือ อิเล็กตรอนคู่หนึ่งที่สร้างพันธะจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในช่องว่างระหว่างสองอะตอมและใช้งานทั่วไป มีสองกลไกที่เป็นไปได้สำหรับการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนทั่วไป อันแรกเรียกว่าการแลกเปลี่ยนและประกอบด้วยการจับคู่ของอิเล็กตรอนสองตัวที่เป็นของอะตอมต่างกันและมีสปินที่ตรงกันข้าม สามารถแสดงออกได้ดังนี้

กลไกที่สองเรียกว่ากลไกการรับผู้บริจาคนำไปสู่การก่อตัวของพันธะเคมีโดยการจัดหาอิเล็กตรอนคู่หนึ่งสำหรับการใช้งานทั่วไปโดยอะตอมหนึ่งและการโคจรอิสระโดยอีกอะตอมหนึ่ง

อะตอมที่ให้คู่อิเล็กตรอนเรียกว่าผู้บริจาคและอะตอมที่มีวงโคจรอิสระเรียกว่าตัวรับ รูปแบบการสร้างการเชื่อมต่อในกรณีนี้มีลักษณะดังนี้:

พิจารณาความเป็นไปได้ในการทำนายองค์ประกอบ สารประกอบทางเคมีระหว่างไฮโดรเจนกับธาตุในคาบที่สองของระบบธาตุ: Li, Be, B, C, N, O, F เนื่องจากมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในอะตอมไฮโดรเจน และการเกิดพันธะจะเกิดขึ้นตามการแลกเปลี่ยน กลไก.

อะตอมลิเธียมในระดับย่อย 2s มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่หนึ่งตัว ดังนั้น สารประกอบนี้จึงต้องมีองค์ประกอบ LiH อะตอมของเบริลเลียมมีระดับย่อยนี้เต็มและไม่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีการจับคู่เพียงตัวเดียว ดังนั้นเบริลเลียมจึงไม่ควรเกิดพันธะเคมีเพียงตัวเดียว สำหรับโบรอนและองค์ประกอบต่อไปนี้ (C, N, O, F) ระดับย่อย 2p จะถูกเติมอย่างต่อเนื่อง และอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้จะมีอิเล็กตรอนที่ไม่คู่กันจำนวนหนึ่ง หากในการก่อตัวของพันธะพิจารณาเฉพาะการปรากฏตัวของอิเล็กตรอนที่ไม่คู่ควรดังนั้นสำหรับองค์ประกอบเหล่านี้ควรสร้างสิ่งต่อไปนี้: สารประกอบไฮโดรเจน: BH, CH2, NH3, H2O, HF. นี่แสดงให้เห็นว่าการใช้กลไกการแลกเปลี่ยนสำหรับการก่อตัวของพันธะเคมีเพียงอย่างเดียวสามารถขัดแย้งกับข้อมูลการทดลองได้: เบริลเลียมก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีไฮโดรเจนขององค์ประกอบ BeH2 สารประกอบไฮโดรเจนของโบรอนก็มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันเช่นกัน สารประกอบคาร์บอนกับไฮโดรเจนที่ง่ายที่สุดมีองค์ประกอบ CH4 ขจัดความขัดแย้งนี้ที่เป็นไปได้โดยสมมติว่าอะตอมขององค์ประกอบในช่วงที่สองในการก่อตัวของโมเลกุลมีส่วนร่วมในสถานะตื่นเต้นเช่น s-อิเล็กตรอนจะเสื่อมสภาพและผ่านไป p-ระดับย่อย แต่ที่นี่เกิดความคลาดเคลื่อนอีกอย่างกับข้อมูลการทดลอง เนื่องจากพลังงานของอิเล็กตรอน s- และ p ต่างกัน พลังงานของพันธะเคมีที่ก่อตัวขึ้นจึงต้องแตกต่างกัน ดังนั้นพันธะ E–H ดังกล่าวจึงต้องมีความยาวต่างกัน (ขึ้นอยู่กับประเภทของออร์บิทัลที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัว) . เป็นไปได้ที่จะประสานทฤษฎีและการทดลองโดยการแนะนำสมมติฐานของการเฉลี่ยพลังงานของระดับ s- และ p-sub และการก่อตัวของระดับใหม่ที่พลังงานของอิเล็กตรอนอยู่แล้วในวงโคจรของประเภทที่แตกต่างกันจะเหมือนกัน และหากเป็นเช่นนี้ ตามกฎของ Hund จำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่คู่ควรสูงสุดจะปรากฏในอะตอม สมมติฐานนี้เรียกว่าปรากฏการณ์ของการผสมข้ามพันธุ์ และออร์บิทัลที่เกิดขึ้นจากการหาค่าเฉลี่ยพลังงานของระดับย่อยเรียกว่าไฮบริด โดยธรรมชาติแล้ว ในกรณีนี้ ทั้งรูปร่างของเมฆอิเล็กตรอนและตำแหน่งของพวกมันในอวกาศจะเปลี่ยนไป ขึ้นอยู่กับว่าออร์บิทัลชนิดใดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของออร์บิทัลแบบไฮบริด การผสมพันธุ์แบบต่างๆ และการจัดโครงแบบเชิงพื้นที่ของออร์บิทัลแบบไฮบริดที่ได้นั้นจะถูกพิจารณา (ดูรูปที่ 14.) จำนวนออร์บิทัลลูกผสมที่ได้ควรเท่ากับจำนวนออร์บิทัลทั้งหมดที่เข้าสู่การผสมพันธุ์ การผสมพันธุ์หลายประเภทขึ้นอยู่กับว่าออร์บิทัลมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน:

sp การผสมพันธุ์ ปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับ s- และหนึ่ง p-orbitals และด้วยเหตุนี้ ออร์บิทัลชนิดใหม่สองออร์บิทัลจึงเกิดขึ้น ซึ่งเรียกว่า sp-hybrid ออร์บิทัลเหล่านี้มีรูปร่างดังแสดงในรูปภาพ แกนของพวกมันอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน สร้างมุม 180° ออร์บิทัล sp-hybrid ของอะตอมเบริลเลียมมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะในโมเลกุล BeH2 และโมเลกุลมีโครงสร้างเชิงเส้น

ข้าว. 14. การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของเมฆอิเล็กตรอนสำหรับการผสมแบบ sp2 แบบต่างๆ s- และ p-orbitals สองตัวเข้าสู่การทำงานร่วมกันอันเป็นผลมาจากการที่ออร์บิทัลชนิดใหม่สามออร์บิทัลถูกสร้างขึ้นซึ่งเรียกว่า sp2-hybrid (ดูรูปที่ 14.) แกนของออร์บิทัลเหล่านี้อยู่ในระนาบเดียวกัน และมุมระหว่างพวกมันคือ 120° ตัวอย่างเช่น อะตอมโบรอนในโมเลกุล BF3 อยู่ในสถานะไฮบริด sp2 และโมเลกุลนี้มีรูปร่างของสามเหลี่ยมปกติที่มีอะตอมโบรอนอยู่ตรงกลาง

การผสมพันธุ์ sp3 ในกรณีนี้ ตัวตั้งต้นคือ s- และ p-orbitals สามตัว อันเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์ทำให้เกิดออร์บิทัลใหม่สี่ออร์บิทัล - sp3-hybrid (ดูรูปที่ 14.) แกนของออร์บิทัลเหล่านี้ชี้จากจุดศูนย์กลางไปยังจุดยอดของจัตุรมุข มุมระหว่างแกนคือ 109°28 CH4 เป็นโมเลกุลมีเทนที่เกิดการผสมข้ามพันธุ์และมีการจัดเรียงอะตอมของไฮโดรเจนในทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส ในโมเลกุลแอมโมเนีย (NH3) อะตอมไนโตรเจนยังอยู่ในสถานะ sp3-hybrid อิเล็กตรอนสามคู่อยู่ร่วมกับอะตอมไฮโดรเจนและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะและอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง (คู่อิเล็กตรอนเดี่ยว) เป็นของเท่านั้น อะตอมไนโตรเจน ในการทำนายเรขาคณิตของโมเลกุลแอมโมเนีย อะตอมไนโตรเจนควรถูกวางไว้ที่ศูนย์กลางของจัตุรมุข อะตอมของไฮโดรเจนที่จุดยอดสามจุด และอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่จุดยอดที่สี่ โดยธรรมชาติแล้ว ตำแหน่งของคู่อิเล็กตรอนนี้ไม่สามารถแก้ไขได้โดยวิธีการทดลอง พบเฉพาะตำแหน่งของอะตอมไฮโดรเจนและไนโตรเจนเท่านั้น ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าโมเลกุลแอมโมเนียมีรูปร่างเสี้ยม ในทำนองเดียวกัน เราสามารถพิจารณาโครงสร้างของโมเลกุลของน้ำได้ ในนั้นออกซิเจนสองคู่ที่โดดเดี่ยวครอบครองสองจุดยอดของจัตุรมุขและอีกสองอันถูกครอบครองโดยอะตอมไฮโดรเจนซึ่งนำไปสู่รูปร่างเชิงมุมของโมเลกุลน้ำ ไม่มีเหตุผลที่จะอธิบายเรขาคณิตของโมเลกุล HF จากตำแหน่งเหล่านี้ เนื่องจากเป็นที่ชัดเจนว่ามันจะเป็นเส้นตรง เนื่องจากเส้นตรงหนึ่งเส้นสามารถลากผ่านจุดสองจุดได้

คู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งแยกจะสร้าง "เมฆอิเล็กตรอน" ที่กระจัดกระจายมากกว่าพันธะ (ทางสังคมทั่วไป) ดังนั้นจึงใช้ปริมาตรที่มากกว่า ส่งผลให้มุมพันธะลดลงเมื่อเทียบกับแบบจัตุรมุข

เวเลนซ์อิเล็กตรอนไม่ได้อยู่บน s- และ p-orbitals เท่านั้น แต่ยังอยู่บน d ด้วย หลังยังมีส่วนร่วมในการก่อตัวของออร์บิทัลลูกผสม การผสมพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับ d-orbitals มีสองกรณี: sp3d2 และ sp3d ในกรณีแรก โมเลกุลจะใช้โครงสร้างแปดด้าน และในกรณีที่สอง ไบพีระมิดตรีโกณมิติจะเกิดขึ้น

สมมติฐานของการก่อตัวของออร์บิทัลแบบไฮบริดเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ในทฤษฎีพันธะเวเลนซ์ แต่ไม่ได้อธิบายการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของโมเลกุลที่พบในธรรมชาติ

Gillespie เสนอทฤษฎีทั่วไปมากขึ้นเกี่ยวกับโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล โดยอิงจากแนวคิดเรื่องไฟฟ้าสถิตล้วนๆ โดยอิงจากสื่อการทดลองจำนวนมากที่สรุปโดยซิดวิกและพาวเวลล์ บทบัญญัติหลักของทฤษฎีมีดังนี้:

1. เรขาคณิตของโมเลกุลหรือไอออนถูกกำหนดโดยจำนวนคู่อิเล็กตรอนในเปลือกเวเลนซ์ของอะตอมกลางเท่านั้น

2. คู่อิเล็กตรอนใช้การจัดเรียงดังกล่าวบนเปลือกเวเลนซ์ของอะตอมซึ่งพวกมันจะถูกลบออกจากกันอย่างเต็มที่นั่นคือคู่อิเล็กตรอนมีพฤติกรรมราวกับว่าพวกมันผลักกัน รูปทรงหลายเหลี่ยมเรขาคณิตที่เกิดขึ้นในกรณีนี้เป็นไปตามสูตร Descartes-Euler: "จำนวนจุดยอด + จำนวนหน้า - จำนวนขอบเป็นสอง"

3. พื้นที่ว่างที่ครอบครองโดยอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่ไม่ผูกมัดนั้นใหญ่กว่าพื้นที่ที่ครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนพันธะ

4. ขนาดของพื้นที่ว่างที่ถูกครอบครองโดยคู่พันธะของอิเล็กตรอนจะลดลงเมื่ออิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของลิแกนด์เพิ่มขึ้นและอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมกลางลดลง

5. คู่อิเล็กตรอนสองคู่ของพันธะคู่ครอบครองพื้นที่ที่ใหญ่กว่าหนึ่งคู่อิเล็กตรอนของพันธะเดี่ยว

"สถาบันการศึกษางบประมาณแห่งสหพันธรัฐของการศึกษาระดับมืออาชีพที่สูงขึ้น MURMANSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY ภาควิชาปรัชญา PHILOSOPHY METHODOLOGICAL INSTRUCTIONS และรูปแบบของงานควบคุมสำหรับนักเรียน (ปริญญาตรี) ของรูปแบบการติดต่อของการศึกษาทุกพื้นที่ของการฝึกอบรม 2012 MSTU Murmanhna, . ปรัชญา วิทยาศาสตร์ ศาสตราจารย์ Natalia Nikolaevna Nikulina, Ph.D. ปรัชญา วิทยาศาสตร์ รองศาสตราจารย์ Natalia Vladimirovna...»

« Seleznev A.D. โพรยากิน กระบวนการบังคับใช้ ศูนย์ฝึกอบรมและมาตรวิทยามอสโก 2009 1 UDC 347.9 LBC 67.410 C 29 Seleznev V.A. , Pronyakin A.D. ฝ่ายผลิต: UchebnoS 29 ระเบียบวิธีที่ซับซ้อน – ม.: เอ็ด. ศูนย์ EAOI, 2552. - 216 น. ISBN 978-5-374-00010-8 คู่มือการฝึกอบรมได้จัดทำขึ้นตาม ... "

“ สถาบันงบประมาณของรัฐด้านวัฒนธรรม Irkutsk Regional State Universal Library ตั้งชื่อตาม I.I. ครั้งที่สอง Molchanov-Sibirskogo S E R I I LIBRARY และ T R E M I. ศตวรรษที่ XXI ฉบับที่ 144 UDC 025.5+025.6 B B K 78.349.2+78.379 B83 บรรณาธิการบริหารของซีรีส์ โบโรดิน โบโรดินา, V.A. บริการข้อมูล: คำอธิบาย ตาราง ไดอะแกรม: หลักสูตรพิเศษ B83 สำหรับนักระเบียบวิธี - M.: Liberea-Bibinform, 2556. - 80 น. ISBN 978-5-8167-0054-2 คู่มือครอบคลุมทุกด้าน...»

“ สายวรรณกรรมวรรณกรรมของชุดระเบียบวิธีการศึกษาภายใต้รุ่นของ V. F. CHERTOV โปรแกรม 5–11 ตำราเรียนระเบียบวิธีช่วย CLASSES Chertov V. F. , Trubina L. A. , Ippolitova N. A. และอื่น ๆ โปรแกรมการศึกษาทั่วไป การก่อตัวของสถาบันตามกิจกรรมทั่วไป: วรรณคดี : 4 แนวทางการสอนและงานการติดตามและสมรรถนะในการสื่อสาร เกรด 5-11 (การสร้างภาษีมูลค่าเพิ่มขั้นพื้นฐานและรายละเอียดในหมู่นักเรียนตามระดับของระเบียบวิธีการศึกษา) / ศ. วี เอฟ...."

"แต่. A. Ivin LOGIC แนะนำโดยสภาวิทยาศาสตร์และระเบียบวิธีด้านปรัชญาของกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ของสหพันธรัฐรัสเซียเป็นตำราเรียนเกี่ยวกับวินัยลอจิกสำหรับนักเรียนพิเศษด้านมนุษยธรรมและเศรษฐกิจและสังคมและสาขาการฝึกอบรมของสถาบันการศึกษาระดับสูงของมอสโก ONICS World and Education 2008 UDC 16 (075.8) BBK 87.4ya73 I17 ผู้วิจารณ์: Nikiforov A. L. - Dr. Philosophy วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. สมาชิกของสถาบันปรัชญาแห่ง Russian Academy of Sciences; Pereverzev V. N. - ดร. ... "

"กระทรวงศึกษาธิการแห่งสาธารณรัฐเบลารุส POLOTSKY STATE UNIVERSITY Department of Criminal Law and Criminalistics ระเบียบวิธีปฏิบัติสำหรับการดำเนินการ เอกสารภาคเรียนตามระเบียบวินัย กฎหมายอาญา. ส่วนทั่วไปสำหรับพิเศษ 24-01-02 Law Novopolotsk, 2012 แผนก IV Veger อนุมัติและแนะนำให้ตีพิมพ์โดยคณะกรรมการระเบียบวิธี...»

“การจัดการในเศรษฐกิจเมือง แก้ไขโดยผู้สมัครสาขาเศรษฐศาสตร์ รองศาสตราจารย์ R.Zh. Sirazhdinova ได้รับการอนุมัติโดยสภาสมาคมการศึกษาและระเบียบวิธีเพื่อการศึกษาในสาขาการจัดการเป็นตำราเรียนในสาขาความเชี่ยวชาญพิเศษของรัฐและการจัดการเทศบาล UDC 365 (075.8) LBC 65.44ya73 ผู้ตรวจสอบ O-64: A.N. Kirillova, มหาวิทยาลัยการจัดการแห่งกรุงมอสโกแห่งมอสโก, เศรษฐศาสตร์ดุษฎีบัณฑิต วิทยาศาสตร์ ศ.บ.ท. Morozov จดหมายโต้ตอบทั้งหมดของรัสเซีย ... "

“ฉันอนุมัติสภาผู้เชี่ยวชาญ V.D. Shadrikov 28 กุมภาพันธ์ 2014 รายงานผลการประเมินโดยอิสระของโปรแกรมการศึกษาขั้นพื้นฐานของการศึกษาระดับอุดมศึกษา 060201 Dentistry Tyumen State Medical Academy พัฒนาโดย: ผู้จัดการโครงการ: A.L. ผู้เชี่ยวชาญ Drondin / AKKORK: I.A. โซโลป / N.V. Ushakova / มอสโก - สารบัญ I. ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับมหาวิทยาลัย II. รายงานผลการประเมินโดยอิสระของโปรแกรมการศึกษาขั้นพื้นฐาน 1 สถานะปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนาในระดับภูมิภาค... กฎหมายแพ่งและดำเนินการ ตกลง อนุมัติ คณบดีรองอธิการบดีสำนักกฎหมาย SD V.G. Krashenina _ O.A. Goncharova __ 2008 _ 2008 คอมเพล็กซ์ทางการศึกษาและระเบียบวิธีในวินัย กฎหมายแรงงาน พิเศษ 030501 นิติศาสตร์ รวบรวม ... "

“ภาษาเยอรมัน (ปีที่ 4 ของการศึกษา) GERMAN LANGUAGE EDUCATIONAL METHODOLOGICAL KITS GERMAN LANGUAGE I.L. BIM และดร. ซีรี่ย์ หนังสือเรียน วิชาการ โปรแกรม 2-11 ตำรา หนังสือเรียน ป.2 งานควบคุมคอลเลกชันของแบบฝึกหัด หนังสือสำหรับอ่านหนังสือ CLASSES หนังสือสำหรับครู แอปพลิเคชั่นเสียง Bim I.L. , Ryzhova L.I. (เทป, CD MP3) เยอรมัน: ป.2: หนังสือเรียนสำหรับ สถาบันการศึกษา: เวลา 2 โมง : ตอนที่ 1 แนวความคิดของผู้เขียน กัลยาณิวัฒนา ถึง -... "

“ข้อมูลเกี่ยวกับเอกสารทางการศึกษา วิธีการ วิธีการและเอกสารอื่น ๆ ที่พัฒนาโดยองค์กรการศึกษาเพื่อให้กระบวนการศึกษาไปในทิศทางของการฝึกอบรม 110800.62 วิศวกรรมเกษตร หมายเลข ชื่อสาขาวิชาตาม ชื่อการศึกษา วิธีการ วิธีการและวัสดุอื่น ๆ (ผู้แต่ง สถานที่ สิ่งพิมพ์ ปี หลักสูตรสิ่งพิมพ์ หมุนเวียน) 1) ความซับซ้อนทางการศึกษาและระเบียบวิธีในสาขาวิชาประวัติศาสตร์ พ.ศ. 2556 2) สัญลักษณ์ของรัสเซีย: ประวัติศาสตร์และความทันสมัย Khoruzhaya S.V. , Salchinkina ... "

«เนื้อหา 1. คำจำกัดความของคู่กรณี 5 2. คำนำ 5 3. ข้อกำหนดทั่วไป 6 4. วัตถุประสงค์ของข้อตกลงร่วม 6 5. แรงงานสัมพันธ์ 7 5.1 การจ้างงาน 7 5.1.1. บทบัญญัติทั่วไป 7 5.1.2. ขั้นตอนการจ้างบุคคลจากหมู่คณาจารย์ 8 5.1.3 ขั้นตอนการจ้างนักวิทยาศาสตร์ 8 5.1.4 ขั้นตอนการจ้างหัวหน้าแผนกโครงสร้างมหาวิทยาลัย 5.1.5 รายละเอียดงาน 5.2. ค่าตอบแทนแรงงาน 5.2.1. ข้อกำหนดทั่วไป 5.2.2 องค์กรของการออก เงิน 5.2.3. เงื่อนไข...»

“การสนับสนุนด้านการศึกษาและระเบียบวิธี ชื่อโปรแกรมที่กำลังดำเนินการ เรื่อง ชั้นเรียน หนังสือเรียนและสื่อการสอน จำนวน การพัฒนาเสียงร้องเพลงในเด็กในระยะเริ่มต้นของการศึกษา ป๊อป-แจ๊ส อาร์ต ป็อป ร้อง 1-3 2 การพัฒนาระเบียบวิธี. 1990 (การแสดงแกนนำ) O. Stepanov เมฆขาว. 2 หลักสูตรที่เป็นแบบอย่าง V. Tsvetkov พวกเขาซื้อนกแก้วให้ฉัน ร้องเพลงป๊อปสำหรับโรงเรียนดนตรีและ Y. Verizhnikov ท่วงทำนองของฤดูใบไม้ร่วง แผนกดนตรีของโรงเรียน Yu. Verizhnikov พวงโรวัน .... "

"กับ. Byishev atynday มหาวิทยาลัย Atbe kitaphanasy Aparatty Bulletin №6 Sizderdi kitapkhanaa zheltosan ayynda kelip tsken zhaa debiettermen tanystyramyz บรรณานุกรม sipattama № Blim Authors. อาตุ้ย. จีลี่. ตอบกลับสมาชิก เศรษฐศาสตร์ 1 346 1 Nurpeisova A.K. , Zhandykeeva G.E. , Tleubekova A.D. H86 Ksiporyn ekonomikasy zhne ksipkerlik yyty neg_zg_ แง่มุม_ler_ –Almaty: LEM, 2012.-336 p. Ksiporyn ekonomikias zhne ksipkerlik yyty neg_zgіลักษณะพิเศษіlerі ou raly...»

“โครงการเสนอชื่อเข้าแข่งขัน โกลเด้น ไซเช่ แห่งปี แนวปฏิบัติทางจิตวิทยา ติดตามผลการศึกษาของนักเรียน: ชุดตรวจวินิจฉัย เริ่มเปิดเทอม เรียนรู้ที่จะเรียนรู้และลงมือทำ ผู้เขียน : มร. Bityanova ทีวี เบโกลวา โทรทัศน์ เมอร์คูโลวา, A.G. Teplitskaya (มอสโก) การสร้างชุดตรวจวินิจฉัยสำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 (สมุดงาน การเริ่มต้นของโรงเรียน, การเรียนรู้ที่จะเรียนรู้และดำเนินการและเครื่องมือช่วยสำหรับพวกเขา) เป็นขั้นตอนแรกของโครงการระยะยาวที่ออกแบบมาสำหรับสามปีตั้งแต่ปี 2011 ถึง 2014... »

« ข้อแนะนำ การตรวจสอบมูลค่าและคัดเลือกเข้ากองทุนจดหมายเหตุ สหพันธรัฐรัสเซียเอกสารเกี่ยวกับบุคลากร มอสโก 2014 2 แนวทาง การตรวจสอบมูลค่าและการเลือกเอกสารเกี่ยวกับบุคลากรสำหรับกองทุนจดหมายเหตุแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย / Rosarkhiv, VNIIDAD - ม. - 2557 - น. คำแนะนำเกี่ยวกับระเบียบวิธีพิจารณา: ... "

“เนื้อหา หลักสูตร 1 2-8 แผนกิจกรรมนอกหลักสูตร MBU SCHOOL No. 32 2 9-18 (เกรด 1-3) สำหรับปีการศึกษา 2556-2557 ระบบเงื่อนไขสำหรับการดำเนินการตามการปฏิบัติตามโปรแกรมการศึกษาขั้นพื้นฐาน 19-55 ด้วยข้อกำหนด 3 มาตรฐาน คำอธิบายของเงื่อนไขบุคลากรในการดำเนินการตามโปรแกรมการศึกษาขั้นพื้นฐาน 22-33 ของการศึกษาขั้นพื้นฐานทั่วไป 3.2 เงื่อนไขทางจิตวิทยาและการสอนสำหรับการดำเนินการตามหลัก 33-34 โปรแกรมการศึกษาประถมศึกษาทั่วไป 3.3. การสนับสนุนทางการเงินการนำไปปฏิบัติ..."

"สมาคมการศึกษาและระเบียบวิธีของสถาบันอุดมศึกษาแห่งสาธารณรัฐเบลารุสเพื่อการศึกษาเคมีและเทคโนโลยีสถาบันการศึกษารัฐเบลารุส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีอนุมัติโดยอธิการบดีของ BSTU Professor _I.M. Zharsky __2010 r. โปรแกรมการฝึกอบรมเฉพาะทาง 1 - 36 07 01 00 เครื่องจักรและอุปกรณ์ อุตสาหกรรมเคมีและสถานประกอบการ วัสดุก่อสร้างคณะเทคโนโลยีเคมีและวิศวกรรม ภาควิชาเครื่องจักรและ...»

เคมีทั่วไปและอนินทรีย์. Korenev Yu.M. , Ovcharenko V.P.

ม.: โรงเรียนพวกเขา. หนึ่ง. Kolmogorov มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก 2000-2002; 60s.+36s.+48s.

คู่มือระเบียบวิธีนี้จัดทำขึ้นตามหลักสูตรวิชาเคมีอนินทรีย์และอ่านโดยนักศึกษาภาควิชาเคมีและชีววิทยาของโรงเรียน A. N. Kolmogorov แห่งศูนย์การศึกษาและวิทยาศาสตร์เฉพาะทางของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก

หนังสือเล่มนี้แนะนำประเภทหลักของสารประกอบอนินทรีย์คุณสมบัติและวิธีการได้มา

รูปแบบ: djvu/zip

ขนาด: 5 68 Kb

/ ดาวน์โหลดไฟล์

ส่วนหนึ่ง ฉัน.

บทที่ 1 แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความ 3
1.1. โครงสร้างของสสาร 3
1.2. อัตราส่วนเชิงปริมาณในวิชาเคมี 9
1.3. สัญลักษณ์และสูตรทางเคมี 13
บทที่ 2 โครงสร้างของอะตอม 20
2.1. อะตอมรุ่นแรกๆ 20
2.2. แบบจำลองทางกลควอนตัมของโครงสร้างของอะตอม26
บทที่ 3 พันธะเคมี 41
3.1. หัวข้อ 41
3.2. วิธีพันธะวาเลนซ์ 47
3.3. วิธีการโคจรระดับโมเลกุล 53

ส่วนหนึ่ง ครั้งที่สอง

บทที่ 1 ออกไซด์ 3
§ 1. คุณสมบัติทางกายภาพของออกไซด์3
§ 2 การจำแนกประเภทของออกไซด์และรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมี .. 4
2.1. การจำแนกออกไซด์ตามคุณสมบัติทางเคมี 4
2.2. รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของออกไซด์5
§ 3 วิธีการรับออกไซด์7
§4. คุณสมบัติทางเคมีของออกไซด์9
4.1. ออกไซด์พื้นฐาน9
4.2. กรดออกไซด์ 10
4.3. แอมโฟเทอริกออกไซด์ 10
4.4. คุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของออกไซด์11
บทที่ 2 กรดและเบส 13
§ 1. ทฤษฎีกรดและเบส 13
1.1. ทฤษฎีอิเล็กโทรไลต์ 13
1.2. ทฤษฎี Protolithic 13
1.3. ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ 14
§2. กรด 16
2.1. การจำแนกกรด 16
2.2. วิธีการรับกรด 19
2.3. วิธีการทั่วไปในการรับกรดใดๆ 19
2.4. คุณสมบัติทางเคมีของกรด21
§3. กราวด์ 24
3.1. การจำแนกฐาน 24
3.2. วิธีการรับฐาน 25
3.3. คุณสมบัติทางเคมีของเบส 27
บทที่ 3 เกลือ 29
§ 1. การจำแนกประเภทของเกลือ 29
§ 2 วิธีการรับเกลือ 30
§ 3 คุณสมบัติทางเคมีของเกลือ 33

ส่วนหนึ่ง สาม.

บทที่ 1 พื้นฐานของเทอร์โมไดนามิกส์ 3
§ 1.1. คำจำกัดความพื้นฐาน 3
§ 1.2. กฎเลขศูนย์ (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์6
§ 1.3. กฎข้อที่หนึ่ง (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์6
§ 1.3.2. ความร้อนมาตรฐาน (เอนทาลปี) ของการก่อตัวของสารประกอบ 9
§ 1.3.3 มาตรฐานเอนทาลปีของการเผาไหม้ 10
§ 1.3.4. พลังงานมาตรฐาน (เอนทาลปี) ของพันธะเคมี 10
§ 1.3.5. เอนทาลปีมาตรฐานของการระเหิด การระเหย และการหลอมเหลว 11
§ 1.3.6. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน ศักย์อิออไนเซชัน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ 11
§ 1.3.7. กฎของเฮสส์13
§ 1.3.8. กำเนิด-ฮาเบอร์ วัฏจักร 14
§ 1.3.9. กฎของเคอร์ชอฟฟ์ 16
§ 1.4. กฎข้อที่สอง (จุดเริ่มต้น) ของอุณหพลศาสตร์ 17
§ 1.4.1. ความหมายของเอนโทรปีจากมุมมองของอุณหพลศาสตร์คลาสสิก 18
§ 1.4.3. การตีความทางสถิติของแนวคิดของเอนโทรปี19
§ 1.4.4. Gibbs ฟรีพลังงาน21
§ 1.4.5. ศักยภาพทางเคมี 22
§ 1.4.6. สมดุลเคมี 23
§ 1.4.7. ทิศทางปฏิกิริยา 31
บทที่ 2 พื้นฐานของจลนศาสตร์ 35
§2.1. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 35
§ 2.2. ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 37
§ 2.3. วิธีการทดลองเพื่อกำหนดอัตราคงที่ของปฏิกิริยาเคมี 47