Словарь терминов, понятий и законов физической химии (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Курский государственный университет ЛГУ)»

Ю. А. МИРГОРОД, Р, В, ГРЕБЕННИКОВА

СЛОВАРЬ

ТЕРМИНОВ, ПОНЯТИЙ И ЗАКОНОВ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебно-методическое руководство

КУРСК 2003

Печатается по решению

редакционно-издательского

совета университета

,

Словарь терминов, понятий и законов физической химии: Учебн. метод. пособие. – Курск: Изд-во КГУ 2012. – с.82

Учебно-методическое пособие содержит статьи терминов, понятий и законов физической химии, расположенные в алфавитном порядке по классическим разделам: строение вещества, растворы, химическая термодинамика, кинетика, электрохимия.

Словарь представляет интерес для преподавателей вузов, колледжей, учителей, аспирантов, студентов естественнонаучных и инженерных специальностей.

Рецензент – д-р хим. наук, профессор каф. физической химии и химической технологии ЮЗГУ, д-р хим. наук, проф.

© Составитель: ,

© КГУ, 2003

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ………………………………………………………….4

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА………………………………………………..5

1.  Строение атома…………………………………………………....5

2.  Строение молекул и химическая связь…………………………13

3.  Периодический закон и строение атомов элементов………….17

4.  Строение вещества в газовом и конденсированном

состоянии………………………………………………………..20

РАСТВОРЫ……………………………………………………………..27

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА………………………………..35

КИНЕТИКА……………………………………………………………..63

ЭЛЕКТРОХИМИЯ……………………………………………………..72

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель данного пособия – дать определение (дефиницию) важнейших химических понятий и химических терминов, краткое описание физико-химических явлений, понятий и законов, некоторые количественные характеристики.

При подборе перечня терминов и введении обозначений физических величин использованы рекомендации Международной организации стандартизации (ИСО). Предпочтение отдано тем терминам, которые находят применение в научной и учебной литературе. В словаре представлены классические разделы физической химии: Строение вещества; Растворы; Химическая термодинамика; Кинетика; Электрохимия.

Статьи в словаре в пределах раздела расположены в алфавитном порядке. Во многих случаях термин состоит из двух и более слов, такие термины приводятся в наиболее распространенном в учебной и научной литературе виде. Иногда порядок слов может меняться. Если термин образован прилагательным и существительным, то на первое место обычно ставится прилагательное.

В словарь включены статьи, описывающие:

1) разделы физики и некоторые, смежные с ней науки: квантовая механика, ядерная химия и др.;

2) основные физические принципы и законы: корпускулярно-волновой дуализм, закон Гей-Люссака и др.;

3) важнейшие физические явления и процессы: конденсация, термическая ионизация и др.;

4) основные физические величины и понятия: масса, энергия и др.;

5) элементарные частицы: фотон, электрон и др.;

6) химические термины: окислительно-восстановительные реакции, катализ и др.

Таким образом, словарь является кратким справочным пособием, предназначенным для студентов, изучающих общий курс химии. Пользование словарем должно способствовать усвоению физико-химической терминологии, развитию физико-химического мышления, способности самостоятельно пополнять и обновлять свои знания. Словарь будет полезен преподавателям химии вузов, школ, аспирантам, инженерам.

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Строение атома

Альфа-лучи – поток альфа-частиц, один из видов радиоактивного излучения атомных ядер.

Альфа-распад – испускание альфа-частиц при самопроизвольном радиоактивном распаде атомных ядер.

Альфа-частицы – ядра атома гелия, испускаемые некоторыми радиоактивными ядрами и состоящие из двух протонов и двух нейтронов.

Атом – наименьшая частица химического элемента, носитель его свойств. Атом состоит из положительно заряженного ядра, окружённого облаком отрицательно заряженных электронов. Линейные размеры атома ~10-10 м.

Атомная единица массы – равна 1/12 массы нуклида 12С; 1а. е.=(1,6605655±0,000086)×10-27кг.

Атомная масса (устаревший термин – атомный вес) – относительное значение атомной массы атома, выраженное в атомных единицах массы.

Атомные радиусы – эффективные характеристики атомов, позволяющие приближённо оценивать межатомное расстояние в молекулах и кристаллах. В зависимости от типа связи между атомами различают металлические, ионные, ковалентные, ван-дер-ваальсовые, атомные радиусы

Атомные спектры – оптические спектры, получающиеся при испускании или поглощении электромагнитного излучения света свободными или слабосвязанными атомами (например, в газах). Являются линейчатыми, т. е. состоят из отдельных линий, характеризуемых определенной частотой излучения n.

Атомно-абсорбционный анализ – метод количественного элементного анализа по атомным спектрам поглощения. Через слой атомных паров пробы пропускают излучения в диапазоне 190-850 нм. В результате поглощения света атомы переходят в возбужденные энергетические состояния. Этим переходам в атомных спектрах соответствуют так называемые резонансные линии, характерные для данного элемента. Согласно закону Ламберта-Бера мерой концентрации элемента служит оптическая плотность: А=lg (Iо/I),

где Io и I – интенсивности излучения от источника, соответственно, до и после проникновения света через поглощающий слой.

Бета-лучи – поток бета-частиц (электронов или позитронов), испускаемых атомными ядрами при их бета-распаде.

Бета-распад – радиоактивные превращения атомных ядер, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино (b--распад) или позитроны и нейтрино (b+-распад).

Бора постулаты – 1) атомная система устойчива только в «стационарных состояниях», которые соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома. Каждое изменение этой энергии связано с полным «переходом» атома из одного состояния в другое; 2) поглощение и испускание энергии атомом происходит в соответствии с законом: hn=Ei-Ek,

где Ei и Ek- энергия атома в рассматриваемых стационарных состояниях.

Бугера закон – соотношение, определяющее ослабление интенсивности параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающем веществе:

,

I0 и I - начальная и конечная интенсивности, а - показатель поглощения, х - толщина слоя вещества.

Вероятность нахождения электрона в объёме dv есть произведение

,

где – плотность вероятности.

Вещество – основная, наряду с полем форма материи, характеризующаяся массой покоя.

Волновая функция Y определяется уравнением Шредингера:

HY =ЕY ,

где H – оператор полной энергии (гамильтониан). Волновая функция Y(r) – описывает квантовое состояние атома с энергией Е, где r – радиус вектор электрона относительно ядра.

Вынужденное излучение – излучение электромагнитных волн атомами, молекулами, находящимися в возбужденном, т. е. неравновесном состоянии, под действием внешнего вынуждающего электромагнитного излучения. Лежит в основе действия лазеров.

Вырождение энергетических уровней – существование двух или более стационарных состояний квантовой системы (атомы, молекулы) с одинаковым значением энергии. При некоторых воздействиях на систему (методы ЯМР, ЭПР) вырождение снимается, т. е. ранее вырожденные состояния начинают различаться по энергии.

Главное квантовое число n определяет дискретные значения энергии Е электрона на орбитах в атоме водорода по модели Бора:

,

где me – масса электрона, e0 – элементарный электрический заряд электрона, me – масса электрона, h – постоянная Планка. Принимает значение п = 1,2,3…

Дефект массы показывает, на сколько масса ядра отличается от массы составляющих его частиц:

Dm=Есв./с2 ,

где Есв – энергия связи в ядре, с - скорость света.

Ионизирующие излучения – потоки фотонов или частиц, взаимодействия которых со средой приводит к ионизации атомов и молекул. Например, к распаду белков под действием рентгеновского излучения.

Квант энергии – конечное количество энергии, которое может быть отдано или поглощено микросистемой (атомом, молекулой, атомным ядром) в отдельном акте изменения ее состояния, т. е. при квантовом переходе.

Квантовая механика – фундаментальная физическая теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц в заданных внешних полях (например, электронов в кулоновском поле атомного ядра). Законы квантовой механики носят статистический (вероятностный) характер, состояние микрочастицы описывается ее волновой функцией, которая может быть найдена из Шредингера уравнения. Квантовая механика теоретически объясняет свойства атомных ядер, атомов, молекул, многие свойства твердых тел, природу химических связей.

Квантовый переход – скачкообразный переход квантовой системы (атома, молекулы) с одного уровня энергии на другой. Излучение и поглoщение энергии проиcходит квантами hn. Квантовые переходы подчиняются правилам отбора и могут быть самопроизвольными и вынужденными, происходящими под действием внешнего излучения частотой n. Вынужденные квантовые переходы приводят к поглощению света или к вынужденному излучению.

Квантовая химия – современное учение о химическом и кристаллическом строении вещества, а также о взаимосвязи между строением и свойствами на основе представлений и методов квантовой механики.

Корпускулярно-волновой дуализм – дифракция, интерференция объясняется при помощи представления о свете как об электромагнитной волне. Фотоэлектрический эффект – испускание электронов металлами под действием электромагнитного излучения – объясняется при помощи представления о свете как о квантах. Таким образом, электрон обладает двойственными свойствами: частицы и волны.