Рассмотрим пример [Cu(NH3)4]SO4.
Cu-комплексообразователь, 4-координационное число. ( )- внутренняя сфера, [ ]-внешняя сфера, NH3-лиганды.
Координационное число для комплексного соединения имеет тот же смысл, что валентность в обычных соединениях. Принимает значения от 1-12 (кроме 10 и 11).
______________________________________
Предложено 2 теории возникновения комплексных соединений. Первая – Полинг – теория валентных связей.
Вторая – Бете – теория кристаллического поля.
Согласно первой, комлексообразователь, координирующий лиганды вокруг себя, имеет вакантные орбитали. Т. е. образование комплексных соединений – результат проявления ДАС,
Согласно второй, связь в комплексах – электростатическая, т. е. взаимодействие типа «ион-ион» или «ион-диполь».
_______________________________________
Константа равновесия (нестойкости) Кн:
В квадратных и фигурной скобках концентрации ионов. Чем меньше значение Кн, тем более прочен комплексный ион.
15. Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь.
Водородная связь наблюдается при взаимодействии атома водорода с атомами сильно электроотрицательных элементов – F, O, N, Cl, S.
Природа этой связи до конца не изучена: проявление сил межмолекулярного взаимодействия, но характер сил – электростатический.
В случае возникновения водородной связи водород ведет себя как двухвалентный элемент.
Наличие водородных связей объясняет так называемые аномальные свойства воды:
1. макс. плотность при температуре +4.
2. вода обладает наибольшей теплоемкостью из известных жидкостей.
При нагреве воды значительная часть энергии затрачивается на разрыв связей, отсюда и повышенная теплоемкость.
_________________________________________
Между молекулами в газах, жидкостях и твердых телах действуют одновременно силы отталкивания и притяжения.
Проявление сил отталкивания – результат взаимодействия заполненных электронных оболочек, эти силы действуют на очень малых расстояниях и быстро убывают с увеличением расстояния.
A и n (12) – эмпирические константы, r – расстояние между частицами.
Теоретически лучше изложены силы притяжения. Различают ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия.
Ориентационное. Имеет место между молекулами – ярко выраженными диполями.
k – константа Больцмана, «ню» - дипольные моменты молекул.
Индукционное. Если одна из молекул полярна, вторая – неполярна, но легко поляризуема.
«альфа» - коэффициент поляризации.
Дисперсионное. Возникновение мгновенных диполей.
I – потенциал ионизации, h – постоянная Планка.
В общем силы притяжения могут быть представлены как 
B и m (6) – константы.
Суммарная энергия 
16. Система. Фаза. Компонент. Параметры. Функции состояния: внутренняя энергия и энтальпия. Стандартные условия.
Система - это тело или группа тел, находящихся в взаимодействии, которые мысленно выделены из окружающей среды. Бывают гомогенными (однородные) и гетерогенными (неоднородные).
Изолированная система не имеет обмена веществом и энергией с окружающей средой.
Закрытая – не имеет только массообмена.
Открытая – имеет и энерго - и массообмен.
Фаза - совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и всем физ. и хим. свойствам, не зависящим от количества вещества. Фазы отделены друг от друга поверхностями раздела, на которых все свойства фазы резко скачком меняются.
Компоненты - составные части системы, химически индивидуальные вещества, составляющие данную систему и способные к самостоятельному существованию, будучи изолироваными от других частей системы.
Состояние системы определяется набором переменных величин - параметров. Различают параметры интенсивные и экстенсивные. Интенсивные - не зависят от массы или числа частиц в-ва. (P, T), а экстенсивные - зависят (V, E).
Функции состояния - это термодинамические функции, значения которых зависят только от состояния системы и не зависят от пути по которому система пришла в данное состояние. Изменение функции состояния 
Наиболее важными функциями являются внутренняя энергия системы U и энтальпия (теплосодержание) 
Внутр. энергия – общий запас энергии : энергия поступательного и вращательного движения, энергия колебаний, внутриядерная энергия, за исключением кинетической энергии системы в целом и потенциальной энергии положения системы.
Большое количество характеристик в химии зависят от условий, при которых они определяются. Наиболее общими и важными условиями являются температура и давление.
Стандартное давление - 
Стандартная температура – 298 К.
17. Теплота. Работа. Теплоемкость.
Теплота и работа – формы передачи энергии, но не сама энергия. Другими словами, энергия может передаваться от системы к системе в форме теплоты q и работы А.
Работа – упорядоченная форма передачи энергии от системы, совершающей работы, к системе, над которой совершается работа.
Теплота – неупорядоченная форма обмена между системами вследствие теплового движения частиц.
Работа=фактор интенсивности * фактор емкости.
(A=FS, A=qU).
Рассмотрим формулы для вычисления работы в различных процессах:
изобарический (p=const) 
.
изотермический (T=const) 
изохорический (V=const) A=0.
адиабатический 
С-темплоемкость газа.
____________________________________________
Теплоемкость.
Истинная т-ь – отношение бесконечно малого количества теплоты к тому изменению температуры, которое этим количеством вызывается: 
Для любого вещества справедливо: 
(теплоемкость при постоянном объеме/давлении).
Средняя т-ть – теплоемкость для интервала температур.
18. Первое начало термодинамики. Закон Гесса. Термохимические расчеты.
Существует множество формулировок первого закона:
В изолированной системе общий запас энергии сохраняется постоянным.
Поскольку работа является одной из форм перехода энергии, то, следовательно, невозможно создание вечного двигателя первого рода (машины, совершающей работу без затраты энергии).
Математическая формулировка: 
При протекании изобарического процесса:
При протекании изохорического процесса:
При протекании изотермического процесса:
При протекании кругового процесса:
___________________
Термохимия – область физической химии, занимающаяся изучением энергетических эффектов реакций.
Если в уравнении указан ее энергетический эффект – это термохимическое уравнение.
V=const, 
p=const, 
Русский ученый Гесс (1840) дал формулировку основному закону термохимии: тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме или при постоянном давлении, не зависит от пути реакции (от ее промежуточных стадий), а определяется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов реакции.
Этот закон – прямое следствие первого закона термодинамики.
С помощью закона Гесса можно вычислять теплоты различных реакций, не проводя самих реакций.
Например: 
Вывод: теплота испарения одного моля воды равна 44 Дж.
19. Стандартная энтальпия образования. Следствия из закона образования.
Русский ученый Гесс (1840) дал формулировку основному закону термохимии: тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме или при постоянном давлении, не зависит от пути реакции (от ее промежуточных стадий), а определяется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов реакции.
Следствия из закона Гесса:
1. тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот горения исходных веществ и суммой теплот горения продуктов реакции.
Теплота горения – тепловой эффект реакции окисления данного соединения кислородом с образованием высших оксидов.
Теплота образования – тепловой эффект реакции образования данного соединения из простых веществ. ю отвечающих наиболее устойчивому состоянию элементов при данных температуре и давлении.
2. тепловой эффект реакции равен разности между теплотами образования всех веществ, указанных в правой части уравнения, и теплотами образования веществ в левой части уравнения, взятых с коэффициентами перед формулами этих веществ в уравнении самой реакции.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
