Головна

періодичний закон

  1. H) Відноситься до другої половини цього Закону 1 сторінка
  2. H) Відноситься до другої половини цього Закону 2 сторінка
  3. H) Відноситься до другої половини цього Закону 3 сторінка
  4. H) Відноситься до другої половини цього Закону 4 сторінка
  5. I. 4. Закон Біо - Савара - Лапласа і його застосування до розрахунку магнітних полів.
  6. I. 6. Що називається явищем електромагнітної індукції? Які струми називаються індукційними? Закон Фарадея, правило Ленца.
  7. I.3. Еволюція антимонопольного законодавства в Росії. Етапи розвитку, функції і завдання.

Відкрито Д. І. Менделєєвим. сучасна формулювання: Властивості елементів, а також утворених ними сполук перебувають у періодичній залежності від зарядів ядер їх атомів.

Сучасне вчення про хімічні процеси - наочний приклад глибокої взаємозв'язку фізичних, хімічних і біологічних знань. В основі даного вчення лежать хімічна термодинаміка і кінетика - традиційні галузі фізичної хімії.

Здатність до взаємодії різних реагентів визначається не тільки їх атомарному-молекулярною структурою, але й умовами протікання хімічних реакцій.

До умов протікання хімічних процесів ставляться термодинамічні (характеризують залежність реакцій від температури, тиску і т. П.) І кінетичні чинники.

Термодинамічне вплив впливає переважно на напрямок хімічних процесів. Функції управління швидкістю хімічних процесів виконує хімічна кінетика. Вона встановлює залежність протікання хімічних процесів від безлічі структурно-кінетичних факторів: будови вихідних реагентів; їх концентрації; наявності в реакторі каталізаторів (або інгібіторів) та інших добавок; способу змішування реагентів; матеріалу і конструкції реактора і т. п. Вплив такого типу чинників на хід хімічних реакцій може бути зведено і каталізу, т. е. до позитивного впливу на хімічний процес, і до пригнічення, стримуючому процес.

Каталозі - це процес зміни швидкості або порушення хімічної реакції речовинами-каталізаторами, які беруть участь в реакції, але не входять до складу кінцевих продуктів. Речовини, що уповільнюють хімічну реакцію, називаються інгібіторами.

Каталозі грає вирішальну роль в процесі переходу від хімічних систем до біологічних.

Хімічні процеси підкоряються загальним законам природи: закону збереження маси речовини, закону збереження енергії, а також ряду специфічних для хімії законів, якими керуються всі хімічні реакції.

по механізму хімічні процеси діляться на 3 основних типи:

· Прості реакції між молекулами;

· Радикальні, в тому числі ланцюгові реакції (що протікають через проміжне утворення вільних радикалів і атомів);

· Іонні (що йдуть за участю іонів).

Хімічні реакції - перетворення одних речовин в інші, відмінні від вихідних за хімічним складом або будові.

Загальна кількість атомів кожного даного елементу, а також самі хімічні елементи, складові речовини, залишаються в хімічних реакціях незміненими; цим хімічні реакції відрізняються від ядерних реакцій.

Хімічні реакції здійснюються при взаємодії речовин між собою або при зовнішніх впливах на них температури, тиску, електричного і магнітного полів і т. П.

В ході хімічних реакцій одні речовини (реагенти) Перетворюються в інші (продукти реакції), Що записується у вигляді хімічних рівнянь. Реагенти та продукти реакції часто носять спільну назву реактанти.

Кожна хімічна реакція характеризується стехиометрическим співвідношенням реактантов і швидкістю хімічної реакції.

Сукупність окремих стадій хімічних реакцій, встановлена ??експериментально або запропонована на основі теоретичних уявлень, називається механізмом реакції.

Будь-яка хімічна реакція оборотна, хоча швидкості прямої і зворотної реакцій можуть при цьому істотно відрізнятися. Коли швидкості прямої і зворотної реакцій рівні, система знаходиться в хімічному рівновазі. У положенні рівноваги або поблизу нього поведінка системи описується законами і співвідношеннями хімічної термодинаміки.

При вивченні хімічних реакцій на молекулярному рівні використовують уявлення про взаємодію атомів і молекул при їх зіткненнях один з одним, з електронами і ін. Частками, про перетворення молекул при поглинанні і випромінюванні фотонів і т. П. Цей підхід базується, як правило, на квантової теорії і пов'язаний в основному з вивченням елементарного акту хімічних реакцій, т. е. окремого процесу зіткнення молекул реактантов.

Хімічні реакції істотно залежать як від природи реактантов, так і від зовнішніх умов реакції. Багато хімічних реакцій можливі тільки під впливом зовнішніх джерел енергії: теплової, електромагнітної (фотохімічні реакції), Електричної (електрохімічні реакції). При цьому сама хімічна реакція може служити джерелом енергії.

Кількісне експериментальне вивчення хімічних реакцій привело до встановлення ряду основних законів хімії, що відображають як стехіометрію, так і енергетику реакцій. До таких законів належать закон сталості складу, закон Гесса та ін.

Класифікація хімічних реакцій проводиться за різними ознаками і різниться в залежності від того, в якій області хімії вони досліджуються.

термодинамічна класифікація

· По енергетиці реакцій:

- екзотермічні, Т. Е. Що йдуть з виділенням тепла,

- ендотермічні, Т. Е. Що йдуть з поглинанням тепла;

· За кількістю фаз реактантов

- гомогенні реакції

- гетерогенні реакції

кінетична класифікація

· По швидкості прямої і зворотної реакцій

- оборотні

- незворотні

· За кількістю взаємопов'язаних реакцій в системі

- проста реакція, т. е. тільки одна, практично необоротна реакція

- складна реакція, яку можна поділити на кілька простих.

Складні хімічні реакції за формою зв'язку простих реакцій підрозділяються на паралельні, послідовні, зв'язаних, оборотні і т. Д.

В окрему групу виділяється обширний клас каталітичних реакцій.

В неорганічної хімії широко використовується класифікація хімічних реакцій за типами беруть участь в них сполук і за характером їх взаємодії:

- Реакції освіти і розкладання,

- Реакції гідролізу,

- Реакції нейтралізації

- Реакції окислення-відновлення.

органічні реакції підрозділяють на дві великі групи:

- гетеролітичні, При яких розрив зв'язку в молекулі відбувається несиметрично і електрони залишаються спареними,

- гомолітічние, В яких відбувається симетричний розрив зв'язку, в результаті чого утворюються радикали.

Поняття хімічних реакцій є до певної міри умовним.

Вчення про хімічні процеси - кінетика хімічних реакцій - Вчення про закони протікання процесів в часі, швидкостях і механізмах.

З дослідженнями кінетики хімічних реакцій пов'язані найважливіші напрями сучасної хімії та хімічної промисловості: розробка раціональних принципів управління хімічними процесами; стимулювання корисних і гальмування і придушення небажаних хімічних реакцій; створення нових і вдосконалення існуючих процесів і апаратів в хімічній технології; вивчення поведінки хімічних продуктів, матеріалів і виробів з них у різних умовах застосування і експлуатації.

У реальних умовах, наприклад у великих промислових апаратах, хімічний процес ускладнюється у зв'язку з передачею тепла, що виділяється або поглинається в реакції, транспортом речовин в зону реакції, їх штучним або природним перемішуванням. Ці проблеми вирішує так звана макрокінетика.

Разом з тим багато рівняння, що описують протікання в часі хімічних реакцій, придатні і для опису ряду фізичних процесів (розпад радіоактивних ядер, розподіл ядерного пального), а також для кількісної характеристики розвитку деяких біохімічних, в тому числі ферментативних, і інших біологічних процесів (нормальний і злоякісний ріст тканин, розвиток променевого ураження, кінетичні критерії оцінки ефективності лікування). Кінетика хімічних реакцій лежить в основі дослідження складних процесів горіння газів і вибухових речовин, допомагає вивченню процесів в двигуні внутрішнього згоряння. Таким чином, можна говорити про загальну кінетики, окремим випадком якої є кінетика хімічних реакцій. Ці аналогії вельми зручні для практичного використання, але завжди слід мати на увазі принципові відмінності в природі даних явищ.

В основі кінетики хімічних як вчення про швидкості хімічних перетворень лежить закон діючих мас, згідно якому швидкість реакції речовин А, В, С, ... пропорційна добутку їх концентрацій. Швидкість реакції характеризується зазвичай зміною за одиницю часу концентрації будь-якого з вихідних речовин або кінцевих продуктів реакції.

u Закон діючих мас - Один з основних законів фізичної хімії; встановлює залежність швидкості хімічної реакції від концентрацій реагуючих речовин і співвідношення між концентраціями (або активностями) продуктів реакції і вихідних речовин в стані хімічної рівноваги. Норвезькі вчені К. Гульдберг і П. Вааге, сформулювали закон в 1864-67, назвали «чинної масою»Речовини його кількість в одиниці об'єму, т. Е. Концентрацію, звідси - найменування закону.

u закон Гесса: тепловий ефект будь-якої хімічної реакції залежить лише від початкового і кінцевого стану системи і не залежить від проміжних станів і шляхів переходу. Зараз цей закон ми можемо розглядати, як застосування закону збереження і перетворення енергії до термохимическим реакцій.

Енергія хімічного зві - важлива характеристика, яка визначає реакційну здатність речовини і що використовується при термодинамічних і кінетичних розрахунках хімічних реакцій.

Енергія хімічної связіравна роботі, яку необхідно затратити, щоб розділити молекулу на дві частини (атоми, групи атомів) і видалити їх один від одного на нескінченну відстань. Наприклад, якщо розглядається енергія хімічного зв'язку H3C-H в молекулі метану, то такими частками є метильная група CH3 і атом водню Н, якщо розглядається енергія хімічного зв'язку Н-Н в молекулі водню, такими частками є атоми водню.

Енергія хімічного зв'язку - окремий випадок енергії зв'язку, Зазвичай її виражають в кДж / моль (ккал / моль); в залежності від часток, що утворюють хімічний зв'язок, характеру взаємодії між ними (ковалентний зв'язок, воднева зв'язок і інші види хімічного зв'язку), Кратності зв'язку (наприклад, подвійні, потрійні зв'язки) Енергія хімічного зв'язку має величину від 8-10 до 1000 кдж / моль.

Для молекули, що містить дві (або більше) однакових зв'язків, розрізняють енергія хімічного зв'язку кожної зв'язку (енергію розриву зв'язку) і середню енергію зв'язку, рівну усередненої величиною енергії розриву цих зв'язків. Так, енергія розриву зв'язку HO-H в молекулі води, т. Е. Парниковий ефект реакції H2O = HO + H дорівнює 495 кДж / моль, енергія розриву зв'язку Н-О в гідроксильної групі - 435 кДж / моль, середня ж енергія хімічного зв'язку дорівнює 465 кДж / моль. Різниця між величинами енергій розриву і середньої енергія хімічного зв'язку обумовлено тим, що при частковій дисоціації молекули (розрив однієї зв'язку) змінюється електронна конфігурація і взаємне розташування решти в молекулі атомів, в результаті чого змінюється їх енергія взаємодії. Величина енергія хімічного зв'язку залежить від початкової енергії молекули, про цей факт інколи говорять як про залежність енергія хімічного зв'язку від температури. Зазвичай енергія хімічного зв'язку розглядають для випадків, коли молекули знаходяться в стандартному стані або при 0 К. Саме ці значення енергія хімічного зв'язку наводяться зазвичай в довідниках. Енергія хімічного зв'язку може бути побічно визначена за даними калориметричних вимірів, розрахунковим способом, а також за допомогою мас-спектроскопії і спектрального аналізу.

Реакційна здатність -характеристика хімічної активності речовин, що враховує як різноманітність реакцій, можливих для даної речовини, так і їх швидкість.

наприклад,

u благородні метали (Au, Pt) і інертні гази (Не, Ar, Kr, Xe) хімічно інертні, т. е. у них низька реакційна здатність;

u лужні метали (Li, Na, К, Cs) і галогени (F, Cl, Вг, I) хімічно активні, т. е. мають високу реакційна здатність.

u насичені вуглеводні (органічна хімія) характеризуються низькою реакційною здатністю, для них можливі нечисленні реакції, що відбуваються в жорстких умовах (висока температура, ультрафіолетове опромінення).

Кількісно реакційна здатність висловлюють константами швидкостей реакцій або константами рівноваги в разі оборотних процессов.

Сучасні уявлення про реакційну здатність засновані на електронній теорії валентності і на розгляді розподілу (І зсуву під дією реагенту) електронної щільності в молекулі. Електронні зміщення якісно описуються в термінах індуктивних і мезомерного ефектів, кількісно - із застосуванням квантовомеханических розрахунків.

Головний фактор, що визначає відносну реакційну здатність в ряду споріднених сполук, - будова молекули: характер заступників, їх електронна і просторова вплив на реакційний центр, геометрія молекул. Реакційна здатність залежить і від умов реакції (природи середовища, присутності каталізаторів або інгібіторів, тиску, температури, опромінення і т. П.). Всі ці фактори роблять на швидкість реакцій різне, а іноді протилежний вплив в залежності від механізму даної реакції. Кількісна зв'язок між константами швидкості (або рівноваги) в межах однієї реакційної серії може бути представлена ??кореляційними рівняннями, що описують зміни констант в залежності від зміни якого-небудь параметра.

Каталозі(Від грец. Katalysis - руйнування) - зміна швидкості хімічних реакцій у присутності речовин (каталізаторів), Що вступають в проміжне хімічну взаємодію з реагують речовинами, але відновлюють після кожного циклу проміжних взаємодій свій хімічний склад. Реакції за участю каталізаторів називаються каталитическими.

Кількість реагує речовини, яке може випробувати перетворення в присутності певної кількості каталізатора, не обмежується будь-якими стехиометрическими співвідношеннями і може бути дуже великим. Цим каталітичні реакції відрізняються від індукованих, або сполучених реакцій, коли одна реакція викликається або прискорюється (індукується) іншій і відбувається необоротне перетворення речовини-індуктора. Можливі зміни каталізатора при каталітичних реакціях є результатом побічних процесів, ні в якій мірі не обумовлюють каталітичну дію.

каталізатор - Речовину, що прискорює швидкість хімічної реакції. Каталізатори змінюють швидкість хімічних реакцій за допомогою багаторазового проміжного хімічної взаємодії з учасниками реакцій і не входять до складу кінцевих продуктів. Каталізатори повсюдно поширені в живій природі і широко використовуються в промисловості. Більше 70% всіх хімічних перетворень речовин, а серед нових виробництв більше 90% здійснюється за допомогою каталізаторів. Різні каталізатори, що випускаються промисловістю, класифікуються за типом каталізуються реакцій (кислотно-основні, окислювально-відновні); по групах каталітичних процесів або особливостям їх апаратурно-технологічного оформлення (наприклад, К. синтезу аміаку, крекінгу нафтопродуктів, К. для використання в псевдозрідженому шарі); за природою активної речовини (металеві, окисних, сульфідні, металоорганічні, комплексні і т. д.); за методами приготування. За допомогою білкових каталізаторів - ферментів - Здійснюється обмін речовин у всіх живих організмів.

фермент - Біологічний каталізатор; по хімічній природі - білок чи рибонуклеїнова кислота. Ферменти обов'язково присутні у всіх клітинах живого організму. Прискорюючи біохімічні реакції, ферменти направляють і регулюють обмін речовин.

інгібітор (Лат. Inhibeo - утримую) - в хімії - Речовина, що знижує швидкість хімічних реакцій або пригнічують їх. інгібітори застосовують для запобігання або уповільнення небажаних процесів: корозії металів, старіння полімерів, окислення палива і мастильних масел, харчових жирів і ін.

інгібітор - в біології - Будь-який агент, що гальмує той чи інший біологічний процес




Тема 3.4. хімічні системи | Тема 3.5. Особливості біологічного рівня організації матерії

Тема 2.2. Спеціальна теорія відносності (СТО) | Тема 2.3. Загальна теорія відносності | Поняття симетрії в природознавстві | Стереоізомерія і асиметрія живого (порушені симетрії) | Симетрія і закони збереження | Розділ III. Структурні рівні і системна організація матерії | пристрій Всесвіту | Тема 3.2. Системні рівні організації матерії | властивості систем | Тема 3.3. структури мікросвіту |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати