Лекция по Химия за студенти 1 курс


Категория на документа: Химия


Тема 1
Занятие1

1. Приложение на квантовата механика към строежа на атомите и молекулите.
2.Същност на квантовата механика.
3.Електронна структура на атомите.
1.Същност на квантовата механика

СТРОЕЖ НА АТОМA

• Атомите са сложни частици. Състоят се от атомно ядро и електрони, които се движат около ядрото и образуват електронна обвивка.
• Ядрото има положителен товар.
• Електронът има отрицателен електричен товар и маса равна на 1/1836 част от масата на атомната единица за маса.
• Броят на електроните в един атом е равен на броя на положителните товари в ядрото и затова атома е електронеутрален.
АТОМНО ЯДРО
• Атомните ядра имат размери от 10-14 до 10-15 м. Почти цялата маса на атома (99.97%) се намира в атомното ядро.
• Атомното ядро е изградено от протони и неутрони.
• Протонът ( Р ) има маса, приблизително равна на една въглеродна единица и един положителен товар. Броят на протоните се означава с Z и е равен на номера на елемента в периодичната система.
• Неутронът (n) има маса приблизително равна на една въглеродна единица, но няма електричен товар, т.е. той е електронеутрален. Броят на неутроните се означава с N.
• Протоните и неутроните се наричат общо нуклеони. Сумата от броя на протоните (Z ) и броя на неутроните (N) в атомното ядро се нарича масово число (А ),така:

A = Z + N
• Масовото число е винаги цяло число. Ядрата на атомите на химичните елементи се означават така : ZEA , където E е химичният знак на елемента.
• Изотопите са атоми на един химичен елемент, който има равен брой протони в атомното ядро, но различни масови числа, защото имат различен брой неутрони в ядрото. Например водородът има 3 изотопа: 1H1 – лек водород; 1H2 или 1D2 - деутерий; 1H3 или 1T3 – тритий.
• Изотопите имат еднакви химични свойства. Повечето от химичните елементи в природата са смес от изотопи.
• Атомната маса на химичните елементи в природата е пропорционална на процентния състав на изотопите на елемента. Например природният хлор се състои от 17Cl35 (около 75%) и 17Cl37 (около 25%). Затова неговата атомна маса е 35,45.
• Изобарите са атоми, които имат еднакви масови числа,но различен брой протони в ядрата. Например: 18Ar40; 19K40.
• Изобарите са атоми на различни химични елементи и имат различни физични и химични свойства.
• От съвременно гледище - химичен елемент е вид атоми с еднакъв брой протони в атомното ядро.
ЕЛЕКТРОННА ОБВИВКА
• Електронът е микрочастица. Този дял от физиката, който изучава движението на микрочастиците, се нарича квантова механика.
• Един от основните принципи на квантовата механика е принципът за неопределеността на Хайзенберг. Според него не може да се познават с абсолютна точност мястото (координатите x,y,z и скоростта на една микрочастица).
• Може да се говори само за определена част от пространството около атомното ядро, в което електронът се намира най-често около 95% от времето. Това пространство се нарича ЕЛЕКТРОНЕН ОБЛАК.
• Пространството, в което електронът се намира повече време, казваме, че има по-голяма електронна плътност. В електронния облак електронната плътност е разпределена неравномерно.
• Всеки електрон има определена енергия, форма и големина на електронния облак. Някои електронни облаци са насочени по определен начин в пространството, т.е. имат пространствена насоченост.

Информация за енергията на електрона, формата, големината и пространствената насоченост на електронните облаци се дава от четири квантови числа:
• главно квантово число (n);
• орбитално квантово число (l);
• магнитно квантово число (m);
• и спиново квантово число (s);

Главно квантово число (n) - заема стойности на цели положителни числа от 1 до безкрайност

n = 1, 2, 3……. ∞

То определя:

а) енергията на електроните

б) размерите на електронните облаци. Електроните, които имат еднакво главно квантово число, образуват един електронен слой.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Лекция по Химия за студенти 1 курс 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.