13. Ионное произведение воды. Реакция среды, рН растворов.

K=[H⁺][OH^-]/[H₂O]

C_M=1000г/18г/моль=55,6 моль/л

Следовательно, K_W=[H⁺][OH^-]=10^-14

В воде и разбавленных водных растворах при постоянной температуре произведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов есть величина постоянная. Она называется ионным произведением воды и при 25^○С K_W=10^-14. Увеличение концентрации одного из этих ионов приводит к уменьшению концентрации другого.

Для удобства введены понятие «реакция среды» и ее количественная характеристика «водный показатель» рН

pH=-lg[H⁺]

pOH=lg[OH^-]

в нейтральной среде [H⁺]=[OH^-]=10^-7, a pH=7

в кислой среде [H⁺]>10^-7, a pH=[0;7)

в щелочной среде [H⁺]<10^-7, a pH=(7;14]

При 25^○Свыполняется равенство рН+рОН=14

13. Протонно-нейтронная теория строения атомного ядра. Изотопы.

Атом– это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Ядро атома, в свою очередь, состоит из положительно заряженных частиц– протонов(р) и незаряженных частиц– нейтронов (n), имеющих примерно одинаковые массы. Атомы, имеющие в ядрах одинаковое число протонов, но разное число нейтронов, называются изотопами. Предполагалось, что электроны двигаются вокруг ядра, к которому притягиваются по закону Кулона.

Заряд атомного ядра численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Число электронов в атоме равно числу протонов и, соответственно, заряду ядра.

Постулаты Бора:

1) в изолированном атоме существуют орбиты, двигаясь по которым, электрон не излучает энергию. Такие орбиты называются стационарными и могут быть охарактеризованы энергией находящегося на них электрона Еn, где n– номер орбиты.

2) излучение происходит только при перемещении электрона с одной стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состояниях.

Однако, и модель атома Бора содержит ряд принципиальных ошибок. Она противоречит принципу неопределенности Гейзенберга, согласно которому невозможно одновременно с одинаково большой точностью указать положение частицы и ее импульс.

13. Квантово-механическая теория строения атома. Уравнение Де-Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Уравнение Шредингера.

Согласно гипотезе де Бройля, любая движущаяся частица может быть охарактеризована длиной волны (λ) и частотой, связанной с ее движением. Т.е. частица обладает волновыми свойствами. Длина волны определяется в соответствии с соотношением Де Бройля:

λ=h/mv

С позиций квантовой механики электрон обладает дуализмом, т.е. он проявляет свойства и волны и частицы. Это положение лежит в основе квантовой модели строения атома.

Уравнение Шредингера представляет собой сложное дифференциальное уравнение в частных производных:

(∂²ψ/∂x²+∂²ψ/∂y²+∂²ψ/∂z²+8π²m/h)*(E-V)* ψ=0

где Е – полная энергия электрона, Дж; V– потенциальная энергия электрона, Дж; Ψ– волновая функция, характеризующая амплитуду трехмерной волны, связанной с электроном.

Решение уравнения Шредингера приводит к необходимости ввести постоянные величины, называемые квантовыми числами n, ℓ, m. Каждое из этих квантовых чисел может принимать множество различных значений, но любой конкретной комбинации чисел n, ℓ, m соответствует определенное решение, называемое волновой функцией (ψ). Определенный физический смысл функции имеет ее квадрат Ψ², который характеризует вероятность нахождения электрона в данной точке пространства.

Двигаясь вокруг ядра, электрон может находиться в любой точке атома. Однако, вероятность пребывания его в различных областях пространства неодинакова. Поэтому современным представлениям отвечает понятие об электронном облаке, под которым понимается область в пространстве вокруг ядра, где с наибольшей вероятностью может находиться электрон. Электронное облако называется также атомной орбиталью.