Лекции по физической химии

Лекции по физической химии
скачать (10399 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc

10399kb.

16.12.2011 08:50

скачать

содержание

1.doc

1 2 3 4 5 6

Лекция №1.

Литература:

Карпин. «Курс химии».

«Общая химия». Соколовская, изд. МГУ 1989г.

«Краткий курс физической химии». Кифеев.

Жуковский, Шварцман. «Физическая химия».

«Начало современной химии». изд. Мир, 1989г.

Разделы:

Периодический закон Менделеева в свете строения атома.
Химическая связь и строение молекулы.
Введение в теорию твёрдого состояния.
Основы химической термодинамики.
Химическая кинетика.
Растворы.
Физико-химический анализ.
Основы электрохимии. Коррозия металлов.
Поверхностные явления.

Периодический закон Менделеева в свете строения атома.

Квантово-молекулярная теория описывает положение атома в определённый момент, в определённой точке. Всё строится на основе этой теории.

- уравнение Шрейденгера, где

-энергия,

-функция.

При решении этого уравнения появляются константы – квантовые числа.

s, p, d, f – состояния.
Принцип Баули. Правило Гунда.

Квантовые числа: n, l, m, p.

Если эти константы имеют реальные значения, то уравнение Шрейденгера имеет решение.

Квантовые числа – это такие числа m, l, n, p, при которых уравнение Шрейденгера имеет решение.

n – главное квантовое число, характеризует общий запас энергии электронов в атоме. l – побочное(обратимое), m – магнитное, p- спиновое

n	1	2	3	4	5	6	7
	K	L	M	N	O	P	Q

Квантовые числа говорят о семи энергетических уровнях в атоме.

Энергетические уровни в атоме делятся на подуровни. Число подуровней определяется номером уровня.

k – p (один подуровень).

l – s/p (два подуровня).

m – s/p/d (три подуровня).

n – s/p/d/f (четыре подуровня).
Величина квантовых чисел говорит о семи энергетических уровнях в атоме.

Энергетические уровни в атоме делятся на подуровни, число подурвней определяется номером уровня.

n	l	m	s
F d p s	3 2 1 0	-3,-2,-1,0,1,2,3	-
d p s	2 1 0	-2,-1,0,1,2,	-
P s	1 0	-1,0,1	-
s	0	1	-

характеризует форму электронного облака

m – магнитное квантовое число, характеризующее ориентацию электронного скустка.

8- p

Максимальное значение m = 2l+1, m: -l, 0, +l.

p – характеризует собственный момент вращения электронного скустка h/2p.

Принцип Баули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырёх квантовых чисел.

n, l, m, p

n, I, m, p

На р-подуровне в первом уровне может находиться 2 электрона с противоположными спинами.

Распределение электронов по уровням и подуровням описывается с помощью электронных формул и энергетических ячеек.

Согласно органическому принципу Баули электронная конфигурация на последовательном уровне может накапливаться в электронах.

H₁1s¹

He₂ 1s²

Li₃1s²2p¹

C₆ 1s²2p²2p²

Правило Гунда: Суммарный спин электронов на подуровне должен быть максимален, т.е. электроны на подуровне стремятся занять максимальное число свободных квантовых состояний.

Число неспор. электронов или свободных квантовых состояний определяется валентностью атома. В пределах электронного уровня электроны могут исходить с подуровня на подуровень.

s²р²=s¹р³.

Валентность2 – валентность 4.

Постулат Луи де Броля: он связал импульс движения материального объекта с длиной волны этого объекта через следующую величину.

L = h/p = h/mv, p = mv.

Функция

не является квантовым числом, а содержит эти квантовые числа.

Принцип неопределённости де Броля: если частица имеет макроскопические размеры, то длина волны для этой частицы сравнительно мала.

m = 1г, v = 4 м/c,

=10^-21cм.

В качестве валентных выступают S и р подуровни.

^ Характеристики атома.

Энергия ионизации атомов.

1).Энергия, которую необходимо затратить, чтобы оторвать электрон от атома и переместить его на бесконечно далёкий от него уровень. Причём атом становится полностью заряженным.

Эта энергия называется потенциалом ионизации. Li: 5,39 Эл. Вольт.

Энергия отрыва одного электрона от атома Li –75,6 ЭВ, для второго атома Li – 122,4 ЭВ…

Потенциал ионизации изменяется скачком 1

.

Электронные оболочки имеют ступенчатые (слоистые) строения.

2). Энергия сродства к электрону – изменение энергии атома при его присоединении к нейтральному атому с образованием отрицательного иона при 0¹К.

А + е

А^-.

Электрон занимает нижнюю орбиталь с соблюдением правила Гунда.

Наиболее высокие энергии сродства у галогенов. Сумма всех энергий ионизации = Е полная.

3). Универсальная характеристика, объединяющая 1,2 электроотрицательность.

сумма энергии ионизации и энергии сродства. Чем больше электроотрицательность, тем легче атом превращается в заряженный ион.

Электроотрицательность: Li =1, Na =0.9, K = 0.8, Cs = 0.7, Be = 1.5, Mg = 1.2, B = 2, F = 4, p = 2.5.
Периодический закон Менделеева.

Формулировка Менделеева.

Свойства простых веществ, а также форма и свойства сложных элементов находятся в периодической зависимости от атомных весов этих элементов. Периодическая система – графическое отражение периодического закона.

^ О таблице Менделеева.

8 групп главных

побочные – переходные элементы.

22 не Ме

11 не Ме – газы
полупроводники элементарные

В,С Р S

Si As 6гр Se

Ge Sb Te

Sn
Главный базовый полупроводник – Si(кремний)

А³В⁵ GaP InP

AlP Ga As InAs

AlAs GaSb Isb

AlSb

AlN

CaN 6эВ Al_xGa_1-_xAs – инфракрасное излучение.

InN
HgGaTe

PbTe

CuTe

CdTe
Современная трактовка таблицы:

Свойства элементов и мх соединений находятся в переодической зависимости от зарядов и ядер, атомов, элементов

Порядок заполнения электронных уровней и подуровней.

Правило Клечковского В.М.

Электрон заполн. Подуровень должен иметь минимально избыточной энергией по отношению к подуровню энергии.

Li 18²2S¹

Al₁₈ 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁰

K₁₉ 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S¹

Правило Клечковского.

Заполнение идет от n+1 меньших к n+l больших

4S 3d

4+0 < 3+2 (сначала 4S, потом 3d)
2. Правило

Если суммы n+l равны друг другу, тозаполнение уровней и подуровней происходит в напр главного квантового числа k

4p 3

4+1 3+2 => сначала

, потом 4p

^

Лекция №2

Правило Клечковского.

Если сумма n+l равных

3d 4p 5S

3+2 = 4+1 = 5+0

4S
Явление правила проскока электронов.

Cr₂₄ 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S² 3d⁴

1 2 3 4 5 6

Скачать файл (10399 kb.)

Лекции по физической химии - файл 1.doc

Доступные файлы (1):

1.doc

Лекция №2