Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Июль » 10 » 25. Химия. Общие положения
16:18
25. Химия. Общие положения

Итак, мы кратко рассмотрели базовый курс общей и неорганической химии, немного задев общие положения органической химии. Изложенного материала более чем достаточно для расширения кругозора школьников, углубления знаний студентов не химических специальностей, а также, для помощи в понимании фундаментального материала данного раздела науки всеми желающими.

Пришло время проверить, плодотворны ли были наши усилия. Сейчас я приведу парочку примеров, демонстрирующих, какой уровень знаний необходим каждому, кто хоть как-то изучал любую из областей химии.

Для начала произвольно возьмем один из неметаллов периодической таблицы и обсудим его. Например, бром. Так как бром стоит в седьмой группе таблицы, значит, он проявляет максимальную валентность – семь, то есть, на верхнем электронном слое у него семь электронов. Будучи галогеном, бром имеет достаточно высокую электроотрицательность, бурно реагирует с металлами, с трудом окисляется кислородом и более электроотрицательными галогенами (в частности, фтором и хлором). Причем, непосредственно с кислородом не взаимодействует, только в присутствии воды, через реакцию диспропорционирования.

На верхнем электронном слое брома валентными электронами являются два s и пять р электронов, также имеются свободные d орбитали. Это значит, что бром может принять один электрон для достроения своих р-электронных облаков, или распарить три неподеленные пары для отдачи электронов более электроотрицательным элементам. Нетрудно предположить, что с металлами бром будет одновалентен (как и со всеми менее электроотрицательными элементами), забирая у них один электрон. А, с более электроотрицательными элементами его валентность может быть от 1 до 7, в зависимости от условий получения и свойств данных соединений.

Оксиды брома могут быть получены только косвенным путем, через диспропорционирование брома в воде или щелочи. В зависимости от температуры данных жидкостей, в ОВР будут участвовать от одной до трех неподеленных электронных пар. При более высокой температуре окисление атома брома будет идти до более высокой степени. При взаимодействии с водой получатся кислоты, со щелочью – их соли.

Выделить окислы брома можно вытеснением кислород содержащих кислот брома из выше упомянутых солей, более сильными кислотами. С одновременным разложением кислоты в присутствии сильного водоотнимающего средства. Сильными водоотнимающими средствами являются все вещества, бурно реагирующие с водой, связывая ее при этом в достаточно прочное соединение. В нашем случае, оптимально подойдет концентрированная серная кислота или даже ее ангидрид (высший оксид серы SO3, ангидридом называют оксид элемента, при добавлении к которому воды получается кислота).

Все соединения брома в высшей степени окисления – сильные окислители, особенно в кислой среде. Так как бром, при высокой электроотрицательности, не хотел отдавать электроны, но их все-таки забрали, он жаждет вернуть их обратно. Также, все оксиды брома являются кислотными оксидами.

В заключение можно сказать, что в ядре атома брома 35 протонов, так как он 35-й номер периодической таблицы, значит, в нейтральном состоянии он имеет на орбиталях 35 электронов. В высшей степени окисления их число снижается до 28, а в случае связи с менее электроотрицательными элементами, повышается до 36. Так как, в невозбужденном состоянии атом брома имеет один валентный электрон, то он образует двух атомные молекулы с одинарной связью.

Следующим элементом возьмем металл, например цинк. Атом цинка содержит 30 протонов в ядре и 30 электронов на орбиталях. Со всеми неметаллами дает ионные связи. Имея два электрона на внешней орбитали, и находясь во втором периоде, образует две химические связи. Находясь в первой вставной декаде переходных металлов, имеет не особенно высокую металличность свойств. Из-за незаполненных d-электронных орбиталей предпоследнего электронного слоя, он имеет свои особенности, характерные для переходных металлов. В частности, в отличие от своих соседей, кальция и стронция, проявляет амфотерные свойства гидроксида, то есть реагирует со щелочами с образованием солей. Дает достаточно устойчивые комплексные соединения, например (NH4)2[ZnCl4] – тетрахлороцинкоат аммония. Имеет координационные числа 2 и 4, что зависит от стерических (объемно-пространственных) препятствий в доступности d-электронов предпоследнего электронного слоя.

Будучи металлом, легко соединяется с кислородом, галогенами, прочими неметаллами, как при нагревании, так и в присутствии подходящих катализаторов. Будучи достаточно активным металлом, в раскаленном виде и мелкодисперсном состоянии, разлагает водяной пар без доступа воздуха (забирая из него кислород). Но, у данного процесса имеется препятствие, так как образующийся гидроксид цинка; являясь амфотерным гидроксидом (а также примесь окиси цинка), он имеет очень низкую растворимость в воде. Что вызывает образование на поверхности защитной пленки и препятствует дальнейшему контакту металла и воды (пара). Это используется для антикоррозионных покрытий стальных поверхностей.

Из подобных рассуждений следуют методики для решения всех более-менее простых расчетных задач, которые могут Вам встретиться.

Мы, пожалуй, не будем пока углубляться в химию элементов, ибо у каждого, из более чем сотни элементов периодической таблицы имеются свои особенность и тонкости, которые далеко не всегда лежат на поверхности банальной логики. Если Вам требуются более глубокие и подробные познания в тех или иных вопросах, Вы можете найти их на этом сайте, или оставить вопрос на форуме. Если он конечно корректен, ибо в любом вопросе главное правильное построение. Как говорят преподаватели английского языка: "ответ всегда скрыт в вопросе”. Наиболее корректно звучит вопрос в форме: а почему вот это вот так, ведь исходя из вот этого и вон того, это должно быть вот так?. В этом случае сразу видно, что человек двигался по линии логики и где-то споткнулся на пробел в знаниях или слегка свернул от линии рассуждений. Такому мыслителю всегда проще помочь, чем учащемуся, спрашивающему что-то вроде: "мне непонятно где-то вот здесь…” или "я затрудняюсь сказать, что именно вызывает затруднения, но я не понял этот раздел…”. Подобные навыки в построении правильных вопросов и выяснении жизненных истин, могут весьма помочь Вам, как в учебе, так и в обыденной жизни.

Приношу свои извинения, если где-то Вы встретили излишние разъяснения, или объяснения слишком понятных вещей, я лишь пытался чтобы все желающие могли разобраться в этих базовых, в общем-то, не сложных вещах. Как говорится: "научить нельзя – можно научиться”. Успехов Вам в ваших начинаниях, и я надеюсь, Вы найдете еще много интересного на данном сайте.

Категория: Фундамент | Просмотров: 1047 | Добавил: Chemadm | Теги: минимум знаний по химии, курс химии, основы химии | Рейтинг: 4.6/16
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]