В раздела на въпроса Помогнете ми да реша химията, моля. Посочете вида на връзката в молекулите NH3, CaCl2, Al2O3, BaS... дадени от автора Evgeny_1991най-добрият отговор е 1) NH3 тип връзка cov. полярен. в образуването на връзката участват три несдвоени електрона на азота и по един на водорода. няма пи връзки. sp3 хибридизация. Формата на молекулата е пирамидална (една орбитала не участва в хибридизацията, тетраедърът се превръща в пирамида)
Типът CaCl2 връзка е йонна. два калциеви електрона на s орбитала участват в образуването на връзката, които приемат два хлорни атома, завършвайки третото им ниво. без pi връзки, тип sp хибридизация. те са разположени в пространството под ъгъл от 180 градуса
Типът връзка Al2O3 е йонен. три електрона от s и p орбиталите на алуминия участват в образуването на връзката, която кислородът приема, завършвайки нейното второ ниво. O=Al-O-Al=O. има пи връзки между кислород и алуминий. sp тип хибридизация най-вероятно.
Типът BaS връзка е йонна. Сярата приема два бариеви електрона. Ba=S е една пи връзка. хибридизация sp. Плоска молекула.
2) AgNO3
среброто се редуцира на катода
K Ag+ + e = Ag
водата се окислява на анода
A 2H2O - 4e \u003d O2 + 4H +
според закона на Фарадей (каквото и да е ...) масата (обемът) на веществото, освободено на катода, е пропорционално на количеството електричество, преминало през разтвора
m (Ag) \u003d Me / zF * I * t \u003d 32,23 g
V (O2) \u003d Ve / F * I * t \u003d 1,67 l

Е.Н.ФРЕНКЕЛ

Урок по химия

Ръководство за тези, които не знаят, но искат да научат и разберат химията

Част I. Елементи обща химия
(първо ниво на трудност)

Продължение. Вижте в бр. 13, 18, 23/2007 г.;
6/2008

Глава 4 химическа връзка

В предишните глави на това ръководство имаше дискусии относно факта, че материята е изградена от молекули, а молекулите са изградени от атоми. Чудили ли сте се някога защо атомите, които изграждат една молекула, не се разлитат в различни посоки? Какво държи атомите заедно в една молекула?

Държи ги химическа връзка .

За да разберем природата на химическата връзка, достатъчно е да си припомним един прост физически експеримент. Две топки, висящи една до друга на конци, не „реагират“ една на друга по никакъв начин. Но ако придадете на едната топка положителен заряд, а на другата отрицателен заряд, те ще се привличат една към друга. Не е ли това силата, която привлича атомите един към друг? Наистина проучванията показват, че химическата връзка е електрическа по природа.

Откъде идват зарядите в неутралните атоми?

Статия, публикувана с подкрепата онлайн курсподготовка за изпит "Изпитвач". В сайта ще намерите всичко необходими материализа самоподготовкакъм Единния държавен изпит - изготвяне на уникален план за обучение за всеки потребител, проследяване на напредъка по всяка тема от предмета, теория и задачи. Всички задачи отговарят на последните промени и допълнения. Възможно е и изпращане на задачи от писмената част на Единния държавен изпит за проверка от експерти с цел получаване на точки и анализ на работата по критериите за оценка. Задачи под формата на куестове с натрупване на опит, завършване на нива, получаване на бонуси и награди, състезания с приятели в Единната държавна изпитна арена. За да започнете подготовката, следвайте връзката: https://examer.ru.

При описването на структурата на атомите беше показано, че всички атоми, с изключение на атомите на благородния газ, са склонни да получават или отдават електрони. Причината е образуването на стабилно осемелектронно външно ниво (както при благородните газове). Когато се получават или даряват електрони, електрически зарядии, като следствие, електростатичното взаимодействие на частиците. Ето как йонна връзка , т.е. връзка между йони.

Йоните са стабилни заредени частици, които се образуват в резултат на приемане или отдаване на електрони.

Например, атом на активен метал и активен неметал участват в реакцията:

В този процес метален атом (натрий) отдава електрони:

а) Стабилна ли е такава частица?

б) Колко електрона остават в натриевия атом?

в) Тази частица ще има ли заряд?

Така при този процес се образува стабилна частица (8 електрона на външно ниво), която има заряд, т.к. ядрото на натриевия атом все още има заряд от +11, а останалите електрони имат нетен заряд от -10. Следователно зарядът на натриевия йон е +1. Резюме на този процес изглежда така:

Какво се случва със серния атом? Този атом приема електрони, докато не бъде завършено външното ниво:

Едно просто изчисление показва, че тази частица има заряд:

Противоположно заредените йони се привличат, което води до йонна връзка и „йонна молекула“:

Има и други начини за образуване на йони, които ще бъдат обсъдени в глава 6.

Формално този молекулен състав се приписва на натриев сулфид, въпреки че вещество, състоящо се от йони, има приблизително следната структура (фиг. 1):

По този начин, веществата, състоящи се от йони, не съдържат отделни молекули!В този случай можем да говорим само за условна "йонна молекула".

Задача 4.1.Покажете как се извършва преходът на електрони, когато между атомите възниква йонна връзка:

а) калций и хлор;

б) алуминий и кислород.

Помня! Метален атом дарява външни електрони; атомът на неметала приема липсващите електрони.

Заключение.Йонна връзка, съгласно описания по-горе механизъм, се образува между атомите на активните метали и активните неметали.

Проучванията обаче показват, че пълният преход на електрони от един атом към друг не винаги се случва. Много често химическата връзка се образува не чрез отдаване и приемане на електрони, а в резултат на образуването на общи електронни двойки*. Такава връзка се нарича ковалентен .

Ковалентната връзка възниква поради образуването на общи електронни двойки. Този тип връзка се образува например между атоми на неметали. И така, известно е, че молекулата на азота се състои от два атома - N 2. Как възниква ковалентна връзка между тези атоми? За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се разгледа структурата на азотния атом:

Въпрос. Колко електрона липсват преди завършването на външното ниво?

Отговор: Липсват три електрона. Следователно, обозначавайки всеки електрон на външното ниво с точка, получаваме:

Въпрос. Защо три електрона са обозначени с единични точки?

Отговор: Въпросът е, че искаме да покажем образуването на общи двойки електрони. Една двойка е два електрона. Такава двойка възниква, по-специално, ако всеки атом допринася с един електрон за образуване на двойка. На азотния атом му липсват три електрона, за да завърши външното си ниво. Това означава, че той трябва да „подготви“ три единични електрона за образуването на бъдещи двойки (фиг. 2).

получено електронна формула на молекулатаазот, което показва, че всеки азотен атом сега има осем електрона (шест от тях са оградени в овал плюс 2 от техните електрони); между атомите се появиха три общи двойки електрони (пресечната точка на кръговете).

Всяка двойка електрони отговаря на един ковалентна връзка. Колко ковалентни връзки има? Три. Всяка връзка (всяка обща двойка електрони) ще бъде показана с тире (низ):

Всички тези формули обаче не дават отговор на въпроса: какво свързва атомите по време на образуването на ковалентна връзка? Електронната формула показва, че обща двойка електрони е разположена между атомите. В тази област на пространството възниква излишен отрицателен заряд. А ядрата на атомите, както знаете, имат положителен заряд. По този начин ядрата на двата атома са привлечени от общ отрицателен заряд, възникнал поради общи електронни двойки (по-точно пресичането на електронни облаци) (фиг. 3).

Може ли да има такава връзка между различни атоми? Може би. Нека азотният атом взаимодейства с водородните атоми:

Структурата на водородния атом показва, че атомът има един електрон. Колко такива атома трябва да се вземат, за да може азотният атом да "получи това, което иска" - три електрона? Очевидно три водородни атома
(фиг. 4):

Кръст на фиг. 4 означава електроните на водородния атом. Електронната формула на молекулата на амоняка показва, че азотният атом има осем електрона, а всеки водороден атом има два електрона (и не може да има повече на първо енергийно ниво).

Графичната формула показва, че азотният атом има валентност три (три тирета или три валентни черти), а всеки водороден атом има валентност единица (по едно тире).

Въпреки че и двете молекули N 2 и NH 3 съдържат един и същ азотен атом, химичните връзки между атомите се различават една от друга. В молекулата на азота се образуват химически връзки N 2 идентични атоми, така че общите двойки електрони са по средата между атомите. Атомите остават неутрални. Тази химична връзка се нарича неполярни .

В молекулата на амоняка NH 3 се образува химична връзка различни атоми. Следователно, един от атомите (в този случай- азотен атом) привлича по-силно обща двойка електрони. Общите двойки електрони се изместват към азотния атом и върху него възниква малък отрицателен заряд, а върху водородния атом възниква положителен заряд, възникват електрически стълбове - връзка полярен (фиг. 5).

Повечето вещества, изградени с помощта на ковалентна връзка, се състоят от отделни молекули (фиг. 6).

От фиг. 6 се вижда, че има химични връзки между атомите, но между молекулите те липсват или са незначителни.

Видът на химичната връзка влияе върху свойствата на веществото, поведението му в разтвори. И така, колкото повече, колкото по-значително е привличането между частиците, толкова по-трудно е да се разкъсат и толкова по-трудно е да се прехвърли твърдо вещество в газообразно или течно състояние. Опитайте се да определите в схемата по-долу между кои частици силата на взаимодействие е по-голяма и каква химична връзка се образува в този случай (фиг. 7).

Ако прочетете внимателно главата, отговорът ви ще бъде следният: максималното взаимодействие между частиците възниква в случай на I (йонна връзка). Следователно всички такива вещества са твърди. Най-малкото взаимодействие между незаредени частици (случай III - неполярна ковалентна връзка). Тези вещества обикновено са газове.

Задача 4.2.Определете каква химична връзка се осъществява между атомите във веществата: NaCl, Hcl, Cl 2, AlCl 3, H 2 O. Дайте обяснение.

Задача 4.3.Съставете електронни и графични формули за онези вещества от задача 4.2, в които сте установили наличието на ковалентна връзка. За йонна връзка съставете схеми за преход на електрони.

Глава 5

Няма човек на Земята, който да не вижда решения. И какво е?

Разтворът е хомогенна смес от два или повече компонента ( съставни частиили вещества).

Какво е хомогенна смес? Хомогенността на сместа предполага тази между съставните й вещества няма интерфейс. В този случай е невъзможно, поне визуално, да се определи колко вещества са образували дадена смес. Например, гледайки чешмяна вода в чаша, е трудно да познаете какво има в нея, освен водни молекули, съдържа още дузина йони и молекули (O 2, CO 2, Ca 2+ и т.н.). И никакъв микроскоп няма да помогне да се видят тези частици.

Но липсата на интерфейс не е единственият признак за хомогенност. в хомогенна смес съставът на сместа във всяка точка е еднакъв. Следователно, за получаване на решениенеобходимо е да се смесят добре компонентите (веществата), които го образуват.

Разтворите могат да имат различно състояние на агрегиране:

Газообразни разтвори (например въздух - смес от газове O 2, N 2, CO 2, Ar);

Течни разтвори (напр. одеколон, сироп, саламура);

Твърди разтвори (например сплави).

Едно от веществата, които образуват разтвор, се нарича разтворител. Разтворителят има същото агрегатно състояние, което е решението. И така, за течните разтвори това е течност: вода, масло, бензин и др. Най-често в практиката се използват водни разтвори. Те ще бъдат обсъдени допълнително (освен ако не бъде направена подходяща резервация).

Какво се случва, когато различни вещества се разтварят във вода? Защо някои вещества се разтварят добре във вода, а други не? Какво определя разтворимостта - способността на дадено вещество да се разтваря във вода?

Представете си, че парче захар се поставя в чаша топла вода. Той легна, намали размерите си и ... изчезна. Където? Наистина ли е нарушен законът за запазване на материята (нейната маса, енергия)? Не. Отпийте от получения разтвор и ще видите, че водата е сладка, захарта не е изчезнала. Но защо не се вижда?

Факт е, че в процеса на разтваряне се получава раздробяване (смилане) на веществото. В този случай кубчето захар се разпадна на молекули, но не можем да ги видим. Да, но защо захарта, която лежи на масата, не се разпада на молекули? Защо парче маргарин, потопено във вода, също изчезва? Но тъй като раздробяването на разтвореното вещество става под действието на разтворител, като вода. Но разтворителят ще може да "издърпа" кристала, твърдото вещество в молекули, ако може да се "прилепи" към тези частици. С други думи, когато дадено вещество е разтворено, трябва да има взаимодействие между вещество и разтворител.

Кога е възможно подобно взаимодействие? Само в случай, че структурата на веществата (както разтворими, така и разтворители) е подобна, подобна. Правилото на алхимиците отдавна е известно: „подобното се разтваря в подобно“. В нашите примери захарните молекули са полярни и съществуват определени сили на взаимодействие между тях и полярните водни молекули. Между тях няма такива сили неполярни молекулимазнини и полярни водни молекули. Следователно мазнините не се разтварят във вода. По този начин, разтворимостта зависи от природата на разтвореното вещество и разтворителя.

В резултат на взаимодействието между разтвореното вещество и водата се образуват съединения - хидратира. Това могат да бъдат много силни връзки:

Такива съединения съществуват като отделни вещества: основи, кислородсъдържащи киселини. Естествено, по време на образуването на тези съединения възникват силни химични връзки и се отделя топлина. Така че, когато CaO (негасена вар) се разтвори във вода, се отделя толкова много топлина, че сместа кипи.

Но защо полученият разтвор не се нагрява, когато захарта или солта се разтварят във вода? Първо, не всички хидрати са толкова силни, колкото сярна киселинаили калциев хидроксид. Има солни хидрати (кристални хидрати), които лесно се разлагат при нагряване:

Второ, по време на разтварянето, както вече беше споменато, протича процесът на раздробяване. И за това се изразходва енергия, топлината се абсорбира.

Тъй като и двата процеса протичат едновременно, разтворът може или да се нагрее, или да се охлади, в зависимост от това кой процес е доминиращ.

Задача 5.1.Определете кой процес - раздробяване или хидратация - преобладава във всеки случай:

а) при разтваряне на сярна киселина във вода, ако разтворът се нагрява;

б) при разтваряне на амониев нитрат във вода, ако разтворът е охладен;

в) когато натриевият хлорид се разтваря във вода, ако температурата на разтвора практически не се е променила.

Тъй като температурата на разтвора се променя по време на разтварянето, естествено е да се приеме, че разтворимостта зависи от температурата. Наистина, разтворимостта на повечето твърди вещества се увеличава с нагряване. Разтворимостта на газовете намалява при нагряване. Ето защо твърди веществаобикновено се разтваря в топла или топла вода, а газираните напитки се съхраняват на хладно.

Разтворимост(способност за разтваряне) вещества не зависи от смилането на веществото или интензивността на смесване. Но чрез повишаване на температурата, смилане на веществото, разбъркване на готовия разтвор, можете да ускорите процеса на разтваряне. Чрез промяна на условията за получаване на разтвор е възможно да се получат разтвори с различен състав. Естествено, има граница, достигайки която, лесно се установява, че веществото вече не е разтворимо във вода. Такова решение се нарича богат. За силно разтворими вещества, наситеният разтвор ще съдържа много разтворено вещество. И така, наситен разтвор на KNO 3 при 100 ° C съдържа 245 g сол на 100 g вода (в 345 g разтвор), това концентриранрешение. Наситените разтвори на слабо разтворими вещества съдържат незначителни маси от разтворени съединения. И така, наситен разтвор на сребърен хлорид съдържа 0,15 mg AgCl в 100 g вода. Това е много разреденрешение.

По този начин, ако разтворът съдържа много разтворено вещество по отношение на разтворителя, той се нарича концентриран, ако има малко вещество - разреден. Много често неговите свойства зависят от състава на разтвора, а оттам и от приложението.

Да, разреден разтвор оцетна киселина(трапезен оцет) се използва като ароматизираща подправка, а концентриран разтвор на тази киселина (оцетна есенция, когато се приема през устата) може да причини фатално изгаряне.

За да отразите количествения състав на разтворите, използвайте стойност, наречена масова част на разтвореното вещество :

където м(v-va) - масата на разтвореното вещество в разтвора; м(p-ra) - общата маса на разтвора, съдържащ разтвореното вещество и разтворителя.

Така че, ако 100 g оцет съдържа 6 g оцетна киселина, тогава говорим за 6% разтвор на оцетна киселина (това е трапезен оцет). Начините за решаване на проблеми с помощта на концепцията за масовата част на разтвореното вещество ще бъдат обсъдени в глава 8.

Изводи по 5 глава.Разтворите са хомогенни смеси, състоящи се от поне две вещества, едното от които се нарича разтворител, а другото е разтворено вещество. Когато се разтвори, това вещество взаимодейства с разтворителя, поради което разтвореното вещество се раздробява. Съставът на разтвора се изразява с помощта на масовата част на разтвореното вещество в разтвора.

* Тези електронни двойки се появяват в пресечната точка на електронни облаци.

Следва продължение

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Амоняк- водороден нитрид.

Формула - NH 3. Моларна маса– 17 g/mol.

Физични свойства на амоняка

Амонякът (NH3) е безцветен газ с остра миризма (миризмата на "амоняк"), по-лек от въздуха, силно разтворим във вода (един обем вода ще разтвори до 700 обема амоняк). Концентрираният амонячен разтвор съдържа 25% (маса) амоняк и има плътност 0,91 g/cm 3 .

Връзките между атомите в молекулата на амоняка са ковалентни. Обща форма AB 3 молекули. Всички валентни орбитали на азотния атом влизат в хибридизация, следователно типът на хибридизация на молекулата на амоняка е sp 3. Амонякът има геометрична структура от типа АВ 3 Е - триъгълна пирамида (фиг. 1).

Ориз. 1. Структурата на молекулата на амоняка.

Химични свойства на амоняка

Химически амонякът е доста активен: той реагира с много вещества. Степента на окисление на азота в амоняка "-3" е минимална, така че амонякът проявява само редуциращи свойства.

Когато амонякът се нагрява с халогени, оксиди тежки металии кислородът образува азот:

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

2NH 3 + 3CuO \u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O

В присъствието на катализатор амонякът може да се окисли до азотен оксид (II):

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O (катализатор - платина)

За разлика от водородните съединения на неметалните групи VI и VII, амонякът не се проявява киселинни свойства. Въпреки това, водородните атоми в неговата молекула все още могат да бъдат заменени от метални атоми. При пълното заместване на водорода с метал се образуват съединения, наречени нитриди, които също могат да бъдат получени чрез директно взаимодействие на азот с метал при висока температура.

Основните свойства на амоняка се дължат на наличието на несподелена електронна двойка при азотния атом. Разтворът на амоняк във вода е алкален:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH -

Когато амонякът реагира с киселини, се образуват амониеви соли, които се разлагат при нагряване:

NH3 + HCl = NH4Cl

NH 4 Cl \u003d NH 3 + HCl (при нагряване)

Получаване на амоняк

Разпределете промишлени и лабораторни методи за производство на амоняк. В лабораторията амонякът се получава чрез действието на алкали върху разтвори на амониеви соли при нагряване:

NH 4 Cl + KOH \u003d NH 3 + KCl + H 2 O

NH 4 + + OH - = NH 3 + H 2 O

Тази реакция е качествена за амониеви йони.

Приложение на амоняк

Производството на амоняк е един от най-важните технологични процеси в света. Годишно в света се произвеждат около 100 милиона тона амоняк. Освобождаването на амоняк се извършва в течна форма или под формата на 25% воден разтвор- амонячна вода. Основните области на използване на амоняка са производството на азотна киселина (по-късно производство на азотсъдържащи минерални торове), амониеви соли, урея, уротропин, синтетични влакна (найлон и капрон). Амонякът се използва като хладилен агент в индустриалното охлаждане, като белина при почистване и боядисване на памук, вълна и коприна.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Каква е масата и обемът на амоняка, необходими за производството на 5 тона амониев нитрат?
Решение	Нека напишем уравнението на реакцията за получаване на амониев нитрат от амоняк и азотна киселина: NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 Съгласно уравнението на реакцията, количеството вещество на амониев нитрат е 1 mol - v (NH 4 NO 3) \u003d 1 mol. След това масата на амониевия нитрат, изчислена съгласно уравнението на реакцията: m(NH4NO3) = v(NH4NO3)×M(NH4NO3); m(NH 4 NO 3) \u003d 1 × 80 \u003d 80 t Според уравнението на реакцията количеството амонячно вещество също е 1 mol - v (NH 3) \u003d 1 mol. След това масата на амоняка, изчислена по уравнението: m (NH 3) \u003d v (NH 3) × M (NH 3); m (NH 3) \u003d 1 × 17 \u003d 17 t Нека направим пропорция и намерим масата на амоняка (практично): x g NH3 - 5 t NH4NO3 17 t NH 3 – 80 t NH 4 NO 3 x \u003d 17 × 5 / 80 \u003d 1,06 m (NH 3) \u003d 1,06 t Ще съставим подобна пропорция, за да намерим обема на амоняка: 1,06 g NH3 - xl NH3 17 t NH 3 - 22,4 × 10 3 m 3 NH 3 x \u003d 22,4 × 10 3 × 1,06 / 17 = 1,4 × 10 3 V (NH 3) \u003d 1,4 × 10 3 m 3
Отговор	Маса на амоняк - 1,06 тона, обем на амоняк - 1,4 × 10 m