ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԻԱՅԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔ

Աշխատանքի նպատակը- ծանոթացում անօրգանական միացությունների ամենակարևոր դասերին՝ օքսիդներին, հիդրօքսիդներին, աղերին, դրանց պատրաստման եղանակներին և հատկություններին:

ՏԵՍԱԿԱՆ ՄԱՍ

Մինչ օրս հայտնի է մոտ 300 հազար անօրգանական միացություններ։ Դրանք կարելի է բաժանել երեք հիմնական դասի՝ օքսիդներ, հիդրօքսիդներ և աղեր։

ՕՔՍԻԴՆԵՐ - թթվածնի հետ տարրերի համակցության արտադրանք.

Օքսիդները կարելի է ստանալ տարրը թթվածնի հետ միացնելու ռեակցիայի միջոցով.

2Mg + O 2 \u003d MgO,

4P + 5O 2 \u003d 2 P 2 O 5

կամ բարդ նյութի տարրալուծման ռեակցիա.

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2,

2 Zn(NO 3) 2 \u003d 2 ZnO + 4 NO 2 + O 2:

Տարբերում են աղ առաջացնող և չաղ առաջացնող օքսիդներ, ինչպես նաև պերօքսիդներ։

Աղ առաջացնող օքսիդներ ստորաբաժանվում են հիմնային, թթվային և ամֆոտերային։

Հիմնական օքսիդներձևավորում են ալկալիական մետաղներ (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), հողալկալիական մետաղներ (Mg, Ca, Sr, Ba) և փոփոխական օքսիդացման աստիճանով մետաղներ, որոնք գտնվում են PTM կողմնակի ենթախմբերում իրենց ամենացածր օքսիդացման աստիճաններով +1 , +2 (օրինակ՝ Zn, Cd, Hg, Cr, Mn և այլն)։ Դրանց հիդրօքսիդները հիմքեր են։

Հիմքեր, որոնք շատ լուծելի են ջրի մեջ ալկալիական մետաղներկոչվում են ալկալիներ: Դրանք կարելի է ստանալ ջրում համապատասխան օքսիդները լուծելով, օրինակ.

Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH

Հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդներ (հիմքեր) (Mg, Ca, Sr, Ba) ձևավորվում են նաև, երբ համապատասխան օքսիդները լուծվում են ջրում, սակայն բոլորը, բացառությամբ բարիումի հիդրօքսիդի Ba (OH) 2-ի, թեթևակի կամ քիչ լուծվող են։ .

Հիմնական օքսիդները փոխազդում են թթվային օքսիդների և թթուների հետ՝ առաջացնելով աղեր.

CaO + CO 2 \u003d CaCO 3;

CuO + 2 HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O:

Թթվային օքսիդներձևավորում են ոչ մետաղներ (B, C, N, P, S, Cl և այլն), ինչպես նաև օքսիդացման փոփոխական աստիճանով մետաղներ, որոնք տեղակայված են ՊՏՄ-ի կողային ենթախմբերում, դրանցում. ավելի բարձր աստիճաններօքսիդացում +5, +6, +7 (օրինակ՝ V, Cr, Mn և այլն)։

Թթվային օքսիդի հիդրատները թթուներ են, որոնք կարելի է ձեռք բերել ջրի հետ թթվային օքսիդները փոխազդելով.

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Թթվային օքսիդները փոխազդում են հիմնական օքսիդների և հիմքերի հետ.

SO 2 + Na 2 O \u003d Na 2 SO 3;

N 2 O 5 + 2 NaOH \u003d 2 NaNO 3 + H 2 O:

Ամֆոտերային օքսիդներձևավորում են PTM-ի հիմնական ենթախմբերի մետաղներ (օրինակ՝ Al 3+, Sn 2+, Pb 2+ և այլն) և օքսիդացման փոփոխական աստիճանով մետաղներ, որոնք գտնվում են PTM-ի կողային ենթախմբերում, միջին օքսիդացման +3 վիճակներում։ , +4 (Cr, Mn և այլն): Դրանց հիդրօքսիդները (հիդրատները) ցուցաբերում են ինչպես հիմնային, այնպես էլ թթվային հատկություններ։ Ամֆոտերային օքսիդները փոխազդում են ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ.

Cr 2 O 3 + 6 HCl = 2 CrCl 3 + 3 H 2 O;

Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

. Չաղ առաջացնող օքսիդներ մի քիչ (օրինակ՝ CO, NO, N 2 O), աղեր չեն առաջացնում ո՛չ թթուներով, ո՛չ հիմքերով։

Պերօքսիդներ - ջրածնի պերօքսիդի ածանցյալներ (H 2 O 2): Ալկալիական մետաղների պերօքսիդներ (Li, Na, K, Rb, Cs) և հողալկալային մետաղներ(Ca, Sr, Ba) վերաբերում են ջրածնի պերօքսիդի աղերին: Դրանցում թթվածնի ատոմները փոխկապակցված են կովալենտային կապով (օրինակ՝ K 2 O 2: K - O - O - K) և հեշտությամբ քայքայվում են ատոմային թթվածնի հեռացմամբ, հետևաբար պերօքսիդները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են:

ՀԻԴՐՈՔՍԻԴՆԵՐ -Միացության արտադրանքները պարզ հիդրօքսիդներ (հիմքեր), թթվային օքսիդներ են ջրով: Տարբերում են հիմնական հիդրօքսիդներ (թթուներ) և ամֆոտերային հիդրօքսիդներ (ամֆոլիտներ)։

Հիմնական հիդրօքսիդներ (հիմքեր)լուծույթում տարանջատվել մետաղական իոնների և հիդրօքսիդի իոնների.

NaOH ↔ Na + + OH ‾:

Հիմքի թթվայնությունը որոշվում է OH‾ հիդրօքսիդի իոնների քանակով, որոնք կոչվում են ֆունկցիոնալ խմբերհիմքերը. Ըստ ֆունկցիոնալ խմբերի քանակի՝ առանձնանում են միաթթվային (օրինակ՝ NaOH), երկթթու (օրինակ՝ Ca (OH) 2), եռաթթվային (օրինակ՝ Al (OH) 3) հիմքերը։

Պոլիաթթուների հիմքերը տարանջատվում են հետևյալ քայլերով.

Ca(OH) 2 ↔ (CaOH) + + OH ‾ , (CaOH) + ↔ Ca 2+ + OH ‾ .

Բարձր լուծվող հիմքերի (ալկալիների) ջրային լուծույթները փոխում են ցուցիչների գույնը . Ալկալային լուծույթներում մանուշակագույն լակմուսը դառնում է կապույտ, անգույն ֆենոլֆթալեինը դառնում է բոսորագույն, իսկ մեթիլ նարնջագույնը՝ դեղին։

Հիմքերը փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով աղեր և ջուր.

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O:

Եթե ​​հիմքը և թթուն վերցված են հավասարամոլյար հարաբերակցությամբ, ապա միջավայրը դառնում է չեզոք, և նման ռեակցիան կոչվում է չեզոքացման ռեակցիա։

Ջրի մեջ չլուծվող շատ հիմքեր տաքանալիս քայքայվում են.

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O:

Ալկալիները ստացվում են ջրի մեջ օքսիդները լուծելով.

K 2 O + H 2 O \u003d 2 KOH:

Ջրում չլուծվող հիմքերը կարելի է ձեռք բերել լուծվող մետաղների աղերի վրա ալկալիների ազդեցությամբ.

CuSO 4 + 2 NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4:

Թթվային հիդրօքսիդները (թթուները) տարանջատվում են ջրածնի իոնների H + (ավելի ճիշտ՝ հիդրոնիումի իոնների H 3 O +) և թթվային մնացորդի մեջ.

HCl ↔ H + + Cl ‾:

Թթվի հիմնականությունը որոշվում է ջրածնի իոնների քանակով, որոնք թթվի համար կոչվում են ֆունկցիոնալ խմբեր, օրինակ՝ HCl-ը միահիմն է, H 2 SO 4-ը երկհիմն է, H 3 PO 4-ը՝ եռահիմն։

Պոլիբազային թթուները տարանջատվում են հետևյալ քայլերով.

H 2 SO 3 ↔ H + + HSO 3 ‾; HSO 3 ‾ ↔ H + + SO 3 ‾:

Կան թթվածնազուրկ թթուներ(HCl, HI, H 2 S, HCN և այլն) և թթվածին պարունակող (HNO 3, H 2 SO 4, H 2 SO 3, H 3 PO 4 և այլն):

Թթվային լուծույթներում լակմուսը դառնում է կարմիր, մեթիլ նարնջագույնը՝ վարդագույն, իսկ ֆենոլֆթալեինը մնում է անգույն։

Թթուները ստացվում են ջրի մեջ թթվային օքսիդները լուծելով.

P 2 O 5 + 3 H 2 O \u003d 2 H 3 PO 4

կամ թթվի հետ աղի փոխանակման ռեակցիայի միջոցով.

Ca 3 (PO 4) 2 + 3 H 2 SO 4 \u003d 3 CaSO 4 + 2 H 3 PO 4:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ(Ա բազմություն)հիդրօքսիդներ են, որոնք ռեակցիաներում ցուցաբերում են ինչպես հիմնային, այնպես էլ թթվային հատկություններ։ Դրանք ներառում են Be (OH) 2, Al (OH) 3, Zn (OH) 2, Cr (OH) 3 և այլն: Ամֆոտերային հիդրօքսիդները արձագանքում են հիմքերի հետ՝ որպես թթուներ, թթուները՝ որպես հիմքեր.

Cr(OH) 3 + 3 HCl = CrCl 3 + 3 H 2 O;

Cr (OH) 3 + 3 NaOH \u003d Na 3:

ԱՂ-ները տարանջատման ժամանակ առաջացնում են մետաղական իոններ (կատիոններ) (կամ ամոնիումի իոն NH 4 +) և թթվային մնացորդների իոններ (անիոններ).

Na 2 SO 4 ↔ 2 Na + + SO 4 2 ‾,

NH 4 NO 3 ↔ NH 4 + + NO 3 ‾ .

Տարբերակել միջին, թթվային և հիմնային աղերը։

Միջին աղերկարելի է համարել որպես թթվային ջրածնի ատոմների ամբողջական փոխարինման արգասիքներ մետաղի ատոմներով կամ հիմքի հիդրոքսո խմբերով թթվային մնացորդներով՝ NaCl, K 2 SO 4 , AlPO 4 :

H 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 + 2H 2 O

KOH + HNO 3 \u003d KNO 3 + H 2 O

Միջին աղերը տարանջատվում են մետաղական կատիոնների և թթվային մնացորդների անիոնների մեջ.

AlPO 4 ↔ Al 3+ + PO 4 3 ‾:

Թթվային աղեր(հիդրոաղերը) պոլիհիմնաթթուների ջրածնի ատոմների թերի փոխարինման արտադրանք են մետաղի ատոմներով՝ NaHSO 4, Al (H 2 PO 4) 3, KHCO 3 ^

H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O

Թթվային աղի տարանջատումն արտահայտվում է հավասարմամբ.

Al(H 2 PO 4) 3 ↔ Al 3+ + 3 (H 2 PO 4) ‾ .

Անիոնը (H 2 PO 4) ‾ փոքր չափով ենթարկվում է հետագա տարանջատման:

աղերՀիմնական(հիդրօքսի աղերը) բազմաթթվային բազայի հիդրոքսո խմբերի թերի փոխարինման արտադրանք են թթվային մնացորդներով՝ AlOHSO 4, MgOHCl, (CuOH) 2 SO 4:

Mg(OH) 2 + HCI \u003d MgOHCI + H 2 O

Հիմնական աղի տարանջատումն արտահայտվում է հավասարմամբ.

AlOHSO 4 ↔ (AlOH) 2 + + SO 4 2‾:

Կատիոնը (AlOH) 2+ ենթարկվում է հետագա տարանջատման փոքր չափով:

Միջին աղերկարելի է ձեռք բերել բազմաթիվ եղանակներով.

մետաղի և ոչ մետաղի համադրություն՝ 2 Na + Cl 2 = 2 NaCl;

հիմնական և թթվային օքսիդների համադրություն՝ CaO + CO 2 \u003d CaCO 3;

Ջրածինը կամ պակաս ակտիվ մետաղը ակտիվ մետաղով փոխարինելով.

Zn + 2 HCl \u003d H 2 + ZnCl 2,

Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu;

չեզոքացման ռեակցիա՝ NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;

փոխանակման ռեակցիա՝ Ba (NO 3) 2 + Na 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2 NaNO 3 և այլն:

Թթվային աղերկարելի է ձեռք բերել թթվային միջավայրում.

NaOH + H 2 SO 4 (ավելցուկ) = NaHSO 4 + H 2 O;

Na 3 PO 4 + 2 H 3 PO 4 (ավելորդ) = 3 NaH 2 PO 4:

Հիմնական աղեր կարելի է ձեռք բերել ալկալային միջավայր:

H 2 SO 4 + 2 Cu (OH) 2 (ավելցուկ) \u003d (CuOH) 2 SO 4 + Na 2 SO 4,

2 CuSO 4 + 2 NaOH (բացակայություն) = (CuOH) 2 SO 4 + Na 2 SO 4

Ալկալիի ավելցուկով թթվային աղերը և թթվի ավելցուկով հիմնային աղերը վերածվում են միջին աղերի՝ NaHSO 4 + NaOH (ավելորդ) \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O,

(CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4 (ավելցուկ) = 2 CuSO 4 + 2 H 2 O:

Շատ մետաղներ բնութագրվում են բարդ միացություններով, որոնք լուծույթում տարանջատվում են որպես ուժեղ էլեկտրոլիտներ՝ ձևավորելով կայուն բարդ իոններ.

CuSO 4 + 8NH 4 OH (ավելցուկ) = (OH) 2 + SO 4 + 8 H 2 O:

Բարդ միացությունների տարանջատման աստիճանը աննշան է.

(OH) 2 ↔ 2+ + 2OH ‾

SO 4 ↔ 2+ + SO 4 2‾

Բարդ միացություններշատ d - մետաղներ գունավորվում են, ինչը թույլ է տալիս դրանք օգտագործել վերլուծական պրակտիկայում մետաղական իոնների հայտնաբերման համար:

Կան նաև կրկնակի աղեր, որոնք ձևավորվում են տարբեր մետաղներից և մեկ թթվային մնացորդից (KAl (SO 4) 2) և խառնվում են մեկ մետաղից և տարբեր թթվային մնացորդներից (CaClOCl):

հիմնային կամ թթու.

ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ՄԱՍ

ՕՔՍԻԴՆԵՐԻ ՊԱՏՐԱՍՏՈՒԹՅՈՒՆԸ ԵՎ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ

Նախորդ պարբերությունների նյութն ուսումնասիրելիս արդեն ծանոթացել ես որոշ նյութերի։ Այսպիսով, օրինակ, ջրածնի գազի մոլեկուլը բաղկացած է ջրածնի քիմիական տարրի երկու ատոմներից.

Պարզ նյութերը այն նյութերն են, որոնք պարունակում են նույն տեսակի ատոմներ:

Պարզ նյութերը ձեզ հայտնի նյութերից ներառում են՝ թթվածին, գրաֆիտ, ծծումբ, ազոտ, բոլոր մետաղները՝ երկաթ, պղինձ, ալյումին, ոսկի և այլն։ Ծծումբը կազմված է միայն ծծմբի քիմիական տարրի ատոմներից, մինչդեռ գրաֆիտը կազմված է ածխածնի քիմիական տարրի ատոմներից։ Անհրաժեշտ է հստակ տարբերակել հասկացությունները «քիմիական տարր»Եվ «պարզ նյութ».

Օրինակ՝ ադամանդն ու ածխածինը նույն բանը չեն։

Ածխածինը քիմիական տարր է, իսկ ադամանդը պարզ նյութ է, որը ձևավորվում է ածխածնի քիմիական տարրից։ Այս դեպքում քիմիական տարրը (ածխածինը) և պարզ նյութը (ադամանդը) այլ կերպ են կոչվում։

Հաճախ քիմիական տարրը և դրան համապատասխան պարզ նյութը կոչվում են նույնը։ Օրինակ՝ թթվածին տարրը համապատասխանում է պարզ նյութի՝ թթվածին։ Պետք է սովորել տարբերակել, թե որտեղ է խոսքը տարրի, իսկ որտեղ՝ նյութի մասին։ Օրինակ, երբ ասում են, որ թթվածինը ջրի մի մասն է, խոսքը թթվածին տարրի մասին է։ Երբ ասում են, որ թթվածինը շնչառության համար անհրաժեշտ գազ է, մենք խոսում ենք պարզ նյութի՝ թթվածնի մասին։ Պարզ նյութեր քիմիական տարրերբաժանվում են երկու խմբի՝ մետաղներ և ոչ մետաղներ.

Մետաղներ և ոչ մետաղներսկզբունքորեն տարբերվում են իրենց ֆիզիկական հատկություններով: Բոլոր մետաղները ժամը նորմալ պայմաններպինդ նյութեր, բացառությամբ սնդիկի - միակ հեղուկ մետաղը.

Մետաղները անթափանց են, ունեն բնորոշ մետաղական փայլ։ Մետաղները ճկուն են և լավ ջերմություն են հաղորդում էլեկտրաէներգիա.Ոչ մետաղները ֆիզիկական հատկություններով նման չեն միմյանց: Այսպիսով, ջրածինը, թթվածինը, ազոտը գազեր են, սիլիցիումը, ծծումբը, ֆոսֆորը՝ պինդ: Միակ հեղուկ ոչ մետաղը` բրոմը, դարչնագույն-կարմիր հեղուկ է, եթե պայմանական գիծ գծեք բոր քիմիական տարրից մինչև աստատին քիմիական տարրը, ապա երկար տարբերակում

Պարբերական համակարգի գծի վերևում ոչ մետաղական տարրեր են, իսկ դրա տակ՝ մետաղական. Պարբերական աղյուսակի կարճ տարբերակում ոչ մետաղական տարրերը գտնվում են այս գծի տակ, և մետաղական և ոչ մետաղական տարրերը գտնվում են դրա վերևում: Սա նշանակում է, որ ավելի հարմար է որոշել տարրը մետաղական է, թե ոչ մետաղական՝ օգտագործելով Պարբերական համակարգի երկար տարբերակը։

Այս բաժանումը պայմանական է, քանի որ բոլոր տարրերն այս կամ այն ​​կերպ ցուցադրում են ինչպես մետաղական, այնպես էլ ոչ մետաղական հատկություններ, բայց շատ դեպքերում նման բաշխումը ճիշտ է:

Բաղադրյալ նյութերը և դրանց դասակարգումը

Եթե ​​պարզ նյութերի բաղադրությունը ներառում է միայն մեկ տեսակի ատոմներ, ապա հեշտ է կռահել, որ բարդ նյութերի կազմը կներառի մի քանի տեսակի տարբեր ատոմներ, առնվազն երկու: Բարդ նյութի օրինակ է ջուրը, գիտեք դրա քիմիական բանաձևը. H2O.

Ջրի մոլեկուլները կազմված են երկու տեսակի ատոմներից. ջրածին և թթվածին:

Բարդ նյութերՆյութեր, որոնք կազմված են տարբեր տեսակի ատոմներից

Եկեք կատարենք հետևյալ փորձը.Խառնեք ծծմբի և ցինկի փոշիները։ Խառնուրդը դնում ենք մետաղյա թերթիկի վրա և փայտե ջահով վառում ենք։ Խառնուրդը բռնկվում է և արագ այրվում վառ բոցով։ Ավարտելուց հետո քիմիական ռեակցիաձևավորվել է նոր նյութ, որը ներառում է ծծմբի և ցինկի ատոմներ։ Այս նյութի հատկությունները բոլորովին տարբերվում են սկզբնական նյութերի հատկություններից՝ ծծումբից և ցինկովից։

Բարդ նյութերը սովորաբար բաժանվում են երկու խմբի. Ոչ օրգանական նյութերև դրանց ածանցյալները և օրգանական նյութերը և դրանց ածանցյալները:Օրինակ՝ քարի աղը անօրգանական նյութ է, մինչդեռ կարտոֆիլի մեջ հայտնաբերված օսլան օրգանական նյութ է։

Նյութերի կառուցվածքային տեսակները

Ըստ նյութերը կազմող մասնիկների տեսակի՝ նյութերը բաժանվում են նյութերի մոլեկուլային և ոչ մոլեկուլային կառուցվածքը.Նյութի բաղադրությունը կարող է ներառել տարբեր կառուցվածքային մասնիկներ, ինչպիսիք են ատոմները, մոլեկուլները, իոնները:Այսպիսով, գոյություն ունեն երեք տեսակի նյութեր՝ ատոմային, իոնային և մոլեկուլային կառուցվածքի նյութեր։ Տարբեր տեսակի կառուցվածքի նյութերը կունենան տարբեր հատկություններ:

Ատոմային կառուցվածքի նյութեր

Նյութերի օրինակ ատոմային կառուցվածքըկարող են լինել ածխածին տարրից առաջացած նյութեր. գրաֆիտ և ադամանդ. Այս նյութերի բաղադրությունը ներառում է միայն ածխածնի ատոմներ, սակայն այդ նյութերի հատկությունները շատ տարբեր են։ Գրաֆիտ- գորշ-սև գույնի փխրուն, հեշտությամբ շերտազատվող նյութ: Ադամանդ- թափանցիկ, մոլորակի ամենադժվար հանքանյութերից մեկը: Ինչու են նույն տեսակի ատոմներից կազմված նյութերը տարբեր հատկություններ ունեն: Ամեն ինչ այս նյութերի կառուցվածքի մասին է: Գրաֆիտի և ադամանդի մեջ ածխածնի ատոմները կապվում են տարբեր ձևերով: Ատոմային կառուցվածքի նյութերն ունեն բարձր եռման և հալման ջերմաստիճան, որպես կանոն՝ անլուծելի են ջրում, անցնդող։ Բյուրեղային ցանց - օժանդակ երկրաչափական պատկեր, որը ներկայացվել է բյուրեղի կառուցվածքը վերլուծելու համար

Մոլեկուլային կառուցվածքի նյութեր- Սրանք գրեթե բոլոր հեղուկներն են և գազային նյութերի մեծ մասը: Կան նաև բյուրեղային նյութեր, որոնց բյուրեղային ցանցի բաղադրությունը ներառում է մոլեկուլներ։ Ջուրը մոլեկուլային կառուցվածքի նյութ է։ Սառույցը նույնպես ունի մոլեկուլային կառուցվածք, բայց ի տարբերություն հեղուկ ջրի, այն ունի բյուրեղյա վանդակ, որտեղ բոլոր մոլեկուլները խստորեն դասավորված են։ Մոլեկուլային կառուցվածքի նյութերն ունեն ցածր եռման և հալման կետ, սովորաբար փխրուն են և չեն փոխանցում էլեկտրական հոսանք։

Իոնային կառուցվածքի նյութեր

Իոնային կառուցվածքի նյութերը պինդ բյուրեղային նյութեր են։ Իոնային միացությունների նյութի օրինակ է կերակրի աղը: Դրա քիմիական բանաձևը NaCl է։ Ինչպես տեսնում եք, NaCl-ը բաղկացած է իոններից Na+ և Cl⎺,հերթափոխով բյուրեղային ցանցի որոշակի վայրերում (հանգույցներում): Իոնային կառուցվածքի նյութերն ունեն բարձր հալման և եռման ջերմաստիճան, փխրուն են, որպես կանոն, շատ լուծելի են ջրում և չեն փոխանցում էլեկտրական հոսանք։ Պետք չէ շփոթել «ատոմ», «քիմիական տարր» և «պարզ նյութ» հասկացությունները։

• «Ատոմ»- կոնկրետ հայեցակարգ, քանի որ ատոմներն իսկապես գոյություն ունեն:
• «Քիմիական տարր»կոլեկտիվ, վերացական հասկացություն է. Բնության մեջ քիմիական տարրը գոյություն ունի ազատ կամ քիմիապես կապված ատոմների, այսինքն՝ պարզ և բարդ նյութերի տեսքով։

Քիմիական տարրերի և համապատասխան պարզ նյութերի անվանումները շատ դեպքերում համընկնում են։Երբ մենք խոսում ենք խառնուրդի նյութի կամ բաղադրիչի մասին, օրինակ, կոլբը լցված է քլոր գազով, ջրի լուծույթբրոմ, եկեք մի կտոր ֆոսֆոր վերցնենք - խոսքը պարզ նյութի մասին է։ Եթե ​​ասենք, որ քլորի ատոմը պարունակում է 17 էլեկտրոն, նյութը՝ ֆոսֆոր, մոլեկուլը բաղկացած է բրոմի երկու ատոմից, ապա նկատի ունենք քիմիական տարր։

Անհրաժեշտ է տարբերակել պարզ նյութի (մասնիկների հավաքածուների) հատկությունները (բնութագրերը) և քիմիական տարրի (որոշակի տիպի մեկուսացված ատոմ) հատկությունները (բնութագրերը), տես ստորև բերված աղյուսակը.

Միացությունները պետք է տարբերվեն խառնուրդներ, որոնք նույնպես բաղկացած են տարբեր տարրերից։ Խառնուրդի բաղադրիչների քանակական հարաբերակցությունը կարող է փոփոխական լինել, և քիմիական միացություններունեն մշտական ​​կազմ. Օրինակ, մի բաժակ թեյի մեջ կարող եք ավելացնել մեկ կամ մի քանի գդալ շաքարավազ և սախարոզայի մոլեկուլներ. С12Н22О11ճշգրիտ պարունակում է 12 ածխածնի ատոմ, 22 ջրածնի ատոմ և 11 թթվածնի ատոմ։

Այսպիսով, միացությունների բաղադրությունը կարելի է նկարագրել մեկ քիմիական բանաձևով, իսկ բաղադրությունը խառնուրդը չէ:Խառնուրդի բաղադրիչները պահպանում են իրենց ֆիզիկական և Քիմիական հատկություններ. Օրինակ, եթե երկաթի փոշին խառնում եք ծծմբի հետ, ապա առաջանում է երկու նյութերի խառնուրդ։

Այս խառնուրդում և՛ ծծումբը, և՛ երկաթը պահպանում են իրենց հատկությունները. երկաթը ձգվում է մագնիսով, իսկ ծծումբը չի թրջվում ջրով և լողում է նրա մակերեսին։Եթե ​​ծծումբը և երկաթը փոխազդում են միմյանց հետ, ապա ձևավորվում է նոր միացություն բանաձևով FeS, որը չունի ոչ երկաթի, ոչ ծծմբի հատկություններ, այլ ունի իր հատկությունների ամբողջությունը։ զուգակցված FeSերկաթը և ծծումբը կապված են միմյանց հետ և չեն կարող բաժանվել խառնուրդները բաժանող մեթոդներով:

Եզրակացություններ թեմայի վերաբերյալ հոդվածից Պարզ և բարդ նյութեր

• Պարզ նյութեր- նյութեր, որոնք պարունակում են նույն տեսակի ատոմներ
• Տարրերը բաժանվում են մետաղների և ոչ մետաղների
• Միացությունները նյութեր են, որոնք պարունակում են տարբեր տեսակի ատոմներ։
• Միացությունները բաժանվում են օրգանական և անօրգանական
• Կան ատոմային, մոլեկուլային և իոնային կառուցվածք ունեցող նյութեր, դրանց հատկությունները տարբեր են
• Բյուրեղյա բջիջօժանդակ երկրաչափական պատկեր է, որը ներկայացվել է բյուրեղային կառուցվածքը վերլուծելու համար

Քիմիական միացությունները և հարակից փուլերը մետաղական համաձուլվածքներում բազմազան են։ Բնութագրերըքիմիական միացություններ.

1. Բյուրեղային ցանցը տարբերվում է միացությունը կազմող բաղադրիչների վանդակներից։ Ատոմները պատվիրված են: Քիմիական միացություններն ունեն շարունակական բյուրեղյա վանդակ (նկ. 7):

2. Բաղադրիչների պարզ բազմակի հարաբերակցությունը միշտ պահպանվում է միացության մեջ, որը թույլ է տալիս դրանք արտահայտել բանաձևով՝ A n B m, A և B բաղադրիչներ; n-ը և m-ը պարզ թվեր են:

3. Միացության հատկությունները հազվադեպ են տարբերվում նրա բաղկացուցիչ բաղադրիչների հատկություններից։ Cu - HB35; Al - HB20; CuAl 2 - HB400:

4. Հալման (դիսոցացման) ջերմաստիճանը հաստատուն է։

5. Քիմիական միացության առաջացումը ուղեկցվում է զգալի ջերմային ազդեցությամբ։

Քիմիական միացություններ են առաջանում բաղադրիչների միջև, որոնք ունեն մեծ տարբերություն էլեկտրոնային կառուցվածքըատոմներ և բյուրեղային ցանցեր:

Նկար 7. Բյուրեղային ցանցեր՝ a, b - NaCl միացություն, c - Cu2MnSn միացություն (բջջը բաղկացած է 8 պղնձի ատոմներից, 4 մանգանի ատոմներից և 4 անագի ատոմներից)

Նորմալ վալենտությամբ բնորոշ քիմիական միացությունների օրինակ են Mg միացությունները Պարբերական համակարգի IV-VI խմբերի տարրերով. Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P 2, Mg 2 Sb 2, Mg 3 Bі 2, MgS և այլն: Որոշ մետաղների միացությունները մյուսների հետ կոչվում են միջմետաղական միացություններ: քիմիական կապմիջմետաղներում այն ​​ավելի հաճախ մետաղական է։

Մեծ թիվՄետաղական համաձուլվածքներում ձևավորված քիմիական միացությունները որոշ հատկանիշներով տարբերվում են բնորոշ քիմիական միացություններից, քանի որ այն չի ենթարկվում վալենտության օրենքներին և չունի մշտական ​​բաղադրություն: Դիտարկենք համաձուլվածքներում ձևավորված ամենակարևոր քիմիական միացությունները:

Իրականացման փուլերը

Անցումային մետաղները (Fe, Mn, Cr, Mo, Ti, V, W և այլն) առաջանում են ոչ մետաղների հետ. C, N, Hմիացություններ՝ կարբիդներ (հետ ՀԵՏ), նիտրիդներ (հետ Ն), բորիդներ (հետ IN), հիդրիդներ (հետ Հ) Դրանք հաճախ կոչվում են իրականացման փուլեր:

Իրականացման փուլերն ունեն բանաձև.

Մ 4 X(Fe 4 N, Mn 4 N և այլն),

Մ 2 X(W 2 C, Mo 2 C, Fe 2 N, Cr 2 N և այլն),

MX(WC, TiC, VC, NbC, TiN, VN և այլն):

Ինտերստիցիալ փուլերի բյուրեղային կառուցվածքը որոշվում է ոչ մետաղի (Rx) և մետաղի (Rm) ատոմային շառավիղների հարաբերակցությամբ։

Եթե ​​Rx/Rm< 0,59, то атомы металла в этих фазах расположены по типу одной из простых кристаллических решеток: кубической (К8, К12) и гексагональной (Г12), в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.

Ինտերստիցիալ փուլերը փոփոխական կազմի փուլեր են, և համապատասխան (քիմիական) բանաձևերը սովորաբար բնութագրում են դրանցում մետաղների առավելագույն պարունակությունը։

Ինտերստիցիալ փուլերն ունեն բարձր՝ էլեկտրական հաղորդունակություն, հալման կետ և բարձր կարծրություն։

Ինտերստիցիալ փուլերն ունեն բյուրեղային ցանց, որը տարբերվում է լուծիչ մետաղից:

Իրականացման փուլերի հիման վրա այն հեշտ է ձևավորվում պինդ լուծույթների հանում(VC, TiC, ZrC, NbC), որոշ ատոմներ բացակայում են ցանցի տեղամասերում:

Էլեկտրոնային միացումներ.

Այս միացությունները առաջանում են միավալենտ (Cu, Ag, Au, Li, Na) մետաղների կամ անցումային խմբերի մետաղների (Mn, Fe, Co և այլն) միջև, մի կողմից և 2-ից 5 վալենտություն ունեցող պարզ մետաղների միջև ( Be, Mg, Zn, Cd, Al և այլն) մյուս կողմից:

Այս տեսակի միացությունները (սահմանված է անգլիացի մետաղական ֆիզիկոս Հյում-Ռոթերիի կողմից) բնութագրվում են վալենտային էլեկտրոնների որոշակի հարաբերակցությամբ ատոմների թվի նկատմամբ՝ 3/2; 21/13; 7/4; յուրաքանչյուր հարաբերակցությունը համապատասխանում է որոշակի բյուրեղյա վանդակի:

3/2 հարաբերակցությամբ առաջանում է bcc վանդակ (նշվում է՞ - փուլ) (CuBe, CuZn, Cu 3 Al, Cu 5 Sn, CoAl, FeAl):

21/13-ում նրանք ունեն բարդ խորանարդ վանդակ (52 ատոմ մեկ բջջում) - ? - փուլ (Cu 5 Zn 8, Cu 31 Sn 8, Cu 9 Al 4, Cu 31 Si 8):

7/4-ում կա փակված վեցանկյուն վանդակ, նշված է? - փուլ (CuZn 3, CuCd 3, Cu 3 Si, Cu 3 Sn, Au 3 Sn, Cu 5 Al 3):

Էլեկտրոնային միացությունները հանդիպում են բազմաթիվ տեխնիկական համաձուլվածքներում՝ Cu և Zn, Cu և Sn (անագ), Fe և Al, Cu և Si և այլն: Սովորաբար համակարգում դիտարկվում են բոլոր երեք փուլերը (?, ?, ?):

Էլեկտրոնային միացություններն ունեն ատոմների որոշակի հարաբերակցություն, բյուրեղային ցանցը տարբերվում է բաղադրամասերի վանդակներից՝ դրանք քիմիական նյութի նշաններ են։ կապեր. Այնուամենայնիվ, միացություններում ատոմների դասավորվածություն չկա։ Ջերմաստիճանի նվազմամբ (տաքացումից հետո) տեղի է ունենում մասնակի պատվեր, բայց ոչ ամբողջական: Էլեկտրոնային միացություններ առաջանում են այն բաղադրիչներից, որոնք կազմում են պինդ լուծույթները կոնցենտրացիաների լայն շրջանակում:

Այսպիսով, այս տեսակի միացությունները պետք է համարել միջանկյալ քիմիական միացությունների և պինդ լուծույթների միջև:

Աղյուսակ #1 - Էլեկտրոնային միացումներ

Laves փուլերը

Ունեցեք բանաձև ԱԲ 2 , ձևավորվում են բաղադրիչների ատոմային տրամագծերի հարաբերակցությունը Դ Ա /Դ IN = 1.2 (սովորաբար 1.1-1.6): Laves փուլերն ունեն hcp վեցանկյուն վանդակավոր (MgZn 2 և MgNi 2, BaMg 2, MoBe 2, TiMn 2) կամ fcc (MgCu 2, AgBe 2, Ca Al 2, TiBe 2, TiCr 2): Այս փուլերը առաջանում են որպես կարծրացնող միջմետաղային փուլեր գերհամաձուլվածքներում:

• բոլոր մետաղները;
• շատ ոչ մետաղներ (իներտ գազեր, Գ , Սի , Բ , Սե , Ինչպես , Թե ).

Մոլեկուլները կազմված են.

• գրեթե բոլոր օրգանական նյութերը;
• փոքր քանակությամբ անօրգանական՝ պարզ և բարդ գազեր ( Հ2, O2 , O 3, N 2, F2, Cl2, NH3, CO, CO2 , SO 3, SO2, N2O, ՈՉ, NO 2, Հ 2 Ս), և H2O, Br2, Ես 2և որոշ այլ նյութեր:

Իոնները կազմված են.

• բոլոր աղերը;
• շատ հիդրօքսիդներ (հիմքեր և թթուներ):

Կազմված է ատոմներից կամ մոլեկուլներից՝ մոլեկուլներից կամ իոններից։ Պարզ նյութերի մոլեկուլներկազմված են նույն ատոմներից բարդ նյութերի մոլեկուլներտարբեր ատոմներից:

Կազմի կայունության օրենքը

Բացահայտվել է կազմության կայունության օրենքը Ջ.Պրուստ 1801 թ.

Ցանկացած նյութ, անկախ դրա արտադրության եղանակից, ունի մշտական ​​որակական և քանակական բաղադրություն։

Օրինակ՝ ածխածնի օքսիդը CO 2կարելի է ձեռք բերել մի քանի եղանակով.

• C + O 2 \u003d t \u003d CO 2
• MgCO 3 + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2 O + CO 2
• 2CO + O 2 \u003d 2CO 2
• CaCO 3 \u003d t \u003d CaO + CO 2

Սակայն, անկախ պատրաստման եղանակից, մոլեկուլ CO 2միշտ նույնն ունի միացություն: 1 ածխածնի ատոմԵվ 2 թթվածնի ատոմ.

Կարևոր է հիշել.

• Հակառակ պնդումն այն է որոշակի միացություն համապատասխանում է որոշակի բաղադրության, սխալ. Օրինակ, դիմեթիլ եթերԵվ էթանոլունեն միևնույն որակական և քանակական կազմը՝ արտացոլված ամենապարզ բանաձեւը C 2 H 6 O, սակայն դրանք տարբեր նյութեր են, քանի որ ունեն տարբեր կառուցվածք։ Նրանց ռացիոնալ բանաձևերը կիսաընդլայնված ձևով տարբեր կլինեն.

1. CH 3 - O - CH 3(դիմեթիլ եթեր);
2. CH 3 - CH 2 - OH(էթանոլ):

• Կազմի կայունության օրենքըխստորեն կիրառելի է միայն մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող միացությունների համար ( դալտոնիդներ) Ոչ մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող միացություններ ( բերթոլիդներ) հաճախ ունեն փոփոխական կազմ։

Բարդ նյութերի և մեխանիկական խառնուրդների քիմիական կազմը

Միացություն (քիմիական միացություն)նյութ է, որը կազմված է տարբեր քիմիական նյութերի ատոմներից։

Քիմիական միացությունների հիմնական հատկանիշները.

• Միատեսակություն;
• Կազմի կայունություն;
• Ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների կայունություն;
• Արտանետում կամ կլանում ձևավորման ընթացքում;
• Բաղադրիչների բաժանման անհնարինությունը ֆիզիկական մեթոդներ.

Բնության մեջ բացարձակապես մաքուր նյութեր չկան։ Ցանկացած նյութի մեջ կա կեղտերի առնվազն աննշան տոկոս: Հետևաբար, գործնականում միշտ գործ ունենք նյութերի մեխանիկական խառնուրդների հետ: Այնուամենայնիվ, եթե խառնուրդում մի նյութի պարունակությունը զգալիորեն գերազանցում է բոլոր մյուսների պարունակությունը, ապա պայմանականորեն Ենթադրվում է, որ նման նյութ է անհատական ​​քիմիական միացություն.

Արդյունաբերության կողմից արտադրվող նյութերում կեղտերի թույլատրելի պարունակությունը որոշվում է ստանդարտներով և կախված է նյութի ապրանքանիշից:

Ընդհանուր առմամբ ընդունված է նյութերի հետևյալ մակնշումը.

• տեխ - տեխնիկական (իր բաղադրության մեջ այն կարող է ունենալ մինչև 20%; կեղտեր);
• հ - մաքուր;
• chda - մաքուր վերլուծության համար;
• հճ - քիմիապես մաքուր;
• osch - բարձր մաքրություն (բաղադրության մեջ կեղտերի թույլատրելի տոկոսադրույքը՝ մինչև 10 -6 % ).

Մեխանիկական խառնուրդ կազմող նյութերը կոչվում են բաղադրիչները.Այս դեպքում կոչվում են այն նյութերը, որոնց զանգվածը կազմում է խառնուրդի զանգվածի մեծ մասը հիմնական բաղադրիչներըև բոլոր մյուս նյութերը, որոնք կազմում են խառնուրդը. կեղտերը.

Մեխանիկական խառնուրդի և քիմիական միացության միջև տարբերությունը.

• Ցանկացած մեխանիկական խառնուրդ կարելի է բաժանել իր բաղադրիչ մասերի ֆիզիկական մեթոդներով` հիմնված տարբերության վրա խտությունները, եռման կետերըԵվ հալվելը, լուծելիություն, մագնիսականությունեւ ուրիշներ ֆիզիկական հատկություններբաղադրիչները, որոնք կազմում են խառնուրդ (օրինակ՝ փայտի և երկաթի թելերի խառնուրդը կարելի է առանձնացնել օգտագործելով Հ 2 Օկամ մագնիս)
• Կազմի անհամապատասխանություն;
• Ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների անհամապատասխանություն;
• Տարասեռություն (չնայած գազերի և հեղուկների խառնուրդները կարող են լինել միատարր, օրինակ՝ օդը):
• Մեխանիկական խառնուրդի առաջացման ժամանակ էներգիայի արտազատում և կլանում չկա։

Մեխանիկական խառնուրդների և քիմիական միացությունների միջև միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում լուծումներ:

Ինչ վերաբերում է քիմիական միացություններին, ապա լուծույթները բնութագրվում են.

• միատարրություն;
• լուծույթի ձևավորման ընթացքում ջերմության արտազատումը կամ կլանումը.

Ինչ վերաբերում է մեխանիկական խառնուրդներին, ապա լուծումները բնութագրվում են.

• ֆիզիկական մեթոդներով սկզբնական նյութերի բաժանման հեշտությունը (օրինակ՝ լուծույթը գոլորշիացնելով սեղանի աղ, հասանելի է առանձին Հ 2 ՕԵվ NaCl);
• կազմի փոփոխականություն - դրանց կազմը կարող է շատ տարբեր լինել:

Քիմիական բաղադրությունը ըստ զանգվածի և ծավալի

Քիմիական միացությունների բաղադրությունը, ինչպես նաև տարբեր նյութերի և լուծույթների խառնուրդների բաղադրությունը արտահայտվում է զանգվածային կոտորակներով (զանգվածային%), իսկ հեղուկների և գազերի խառնուրդների բաղադրությունը՝ ի լրումն ծավալային ֆրակցիաների (ծավալով%)։

Բարդ նյութի բաղադրությունը՝ արտահայտված քիմիական տարրերի զանգվածային բաժիններով, կոչվում է նյութի կազմն ըստ զանգվածի.

Օրինակ, կազմը Հ 2 Օըստ քաշի:

Այսինքն՝ կարելի է ասել ջրի քիմիական բաղադրությունը (ըստ զանգվածի)՝ 11,11% ջրածին և 88,89% թթվածին։

Բաղադրիչի զանգվածային բաժինը մեխանիկական խառնուրդում (Վ)- սա մի թիվ է, որը ցույց է տալիս, թե խառնուրդի որ մասն է կազմում բաղադրիչի զանգվածը խառնուրդի ընդհանուր զանգվածից՝ որպես միավոր վերցված կամ 100%:

W 1 \u003d m 1 / m (տես), m (տես) \u003d m 1 + m 2 + .... րոպե,

Որտեղ մ 1 1-ին (կամայական) բաղադրիչի զանգվածն է, nխառնուրդի բաղադրիչների քանակն է, մ 1 … m nայն բաղադրիչների զանգվածներն են, որոնք կազմում են խառնուրդը, մ (սմ.)խառնուրդի զանգվածն է։

Օրինակ, հիմնական բաղադրիչի զանգվածային բաժինը :

W (հիմնական կոմպ) =մ (հիմնական համակարգիչ) /մ (տես)

Անմաքրության զանգվածային բաժին.

W (մոտ) \u003d մ (մոտ) / մ (տես)

Խառնուրդ կազմող բոլոր բաղադրիչների զանգվածային բաժինների գումարը հավասար է 1 կամ 100% .

Ծավալային բաժինգազ (կամ հեղուկ) գազերի (կամ հեղուկների) խառնուրդում թիվն է , ցույց տալով, թե ինչ մասի ծավալով է տվյալ գազի (կամ հեղուկի) ծավալը խառնուրդի ընդհանուր ծավալից՝ վերցված որպես 1 կամ համար 100% .

Գազերի կամ հեղուկների խառնուրդի բաղադրությունը՝ արտահայտված ծավալային կոտորակներով, կոչվում է խառնուրդի կազմը ըստ ծավալի.

Օրինակ, չոր օդի խառնուրդի կազմը:

• Ըստ ծավալի:W մասին ( N2) = 78,1%, Վտ ծավալ (O2) = 20,9%
• Ըստ քաշի: W(N2) = 75,5%,W(O2) = 23,1%

Այս օրինակը հստակ ցույց է տալիս, որ շփոթությունից խուսափելու համար միշտ ճիշտ է նշել քաշով կամ ծավալով նշված է խառնուրդի բաղադրիչի պարունակությունը, քանի որ այս թվերը միշտ տարբերվում են՝ ըստ զանգվածի օդային խառնուրդում թթվածնի, պարզվում է. 23,1 % , իսկ ծավալով` ընդհանուր 20,9%.

Լուծումները կարող են դիտվել որպես խառնուրդներլուծվող նյութից և լուծիչից: Հետեւաբար, նրանց քիմիական բաղադրությունը, ինչպես ցանկացած խառնուրդի բաղադրությունը, կարող է արտահայտվել բաղադրիչների զանգվածային բաժիններում.

W (լուծ. in-va) \u003d m (լուծարել in-va) / m (լուծույթ),

Որտեղ

m (լուծույթ) \u003d m (լուծիչ in-va) + m (լուծիչ)

կամ

m (p-ra) = էջ(r-ra) V (r-ra)

Լուծման կազմը, արտահայտված լուծված նյութի զանգվածային բաժնով (in % ), կոչվում է տոկոսային կոնցենտրացիանայս լուծումը.

Հեղուկների մեջ հեղուկների լուծույթների բաղադրությունը (օրինակ՝ սպիրտ ջրի մեջ, ացետոն ջրի մեջ) ավելի հարմար է արտահայտվում ծավալային ֆրակցիաներով.

W մոտ % (sol. w) \u003d V (sol. w) V (լուծույթ) 100%;

Որտեղ

V (r-ra) \u003d m (r-ra) / p (r-ra)

կամ մոտավորապես

V (լուծույթ) ≈ V (H2O) + V (լուծ. w)

Օրինակ՝ գինու և օղու արտադրանքի մեջ ալկոհոլի պարունակությունը նշված է ոչ թե զանգվածով, այլ՝ մեջ ծավալային կոտորակներ(% ) և զանգահարեք այս համարով բերդխմել.

Բաղադրյալ լուծումներ պինդ նյութերհեղուկների մեջկամ գազերը հեղուկներումծավալային կոտորակներում չեն արտահայտվում։

Քիմիական բանաձևը որպես քիմիական բաղադրության ցուցադրում

Նյութի որակական և քանակական բաղադրությունը ցուցադրվում է օգտագործելով քիմիական բանաձեւ. Օրինակ, կալցիումի կարբոնատը ունի քիմիական բանաձեւ « CaCO3 » . Այս գրառումից կարելի է քաղել հետևյալ տեղեկատվությունը.

• Մոլեկուլների քանակը – 1 .
• Նյութի քանակությունը – 1 մոլ.
• Որակական կազմ(ինչ քիմիական տարրեր են կազմում նյութը) - կալցիում, ածխածին, թթվածին:
• Նյութի քանակական բաղադրությունը.

1. Յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը նյութի մեկ մոլեկուլում. Կալցիումի կարբոնատի մոլեկուլը կազմված է 1 կալցիումի ատոմ, 1 ածխածնի ատոմԵվ 3 թթվածնի ատոմ .
2. Յուրաքանչյուր տարրի մոլերի թիվը նյութի 1 մոլում. 1 մոլում CaCO 3(6.02 10 23 մոլեկուլ) պարունակում է 1 մոլ (6,02 10 23 ատոմ) կալցիում , 1 մոլ (6,02 10 23 ատոմ) ածխածին Եվ 3 մոլ (3 6,02 10 23 ատոմ) քիմիական տարրի թթվածին )

• Նյութի զանգվածային բաղադրությունը.

1. Յուրաքանչյուր տարրի զանգվածը նյութի 1 մոլում. 1 մոլ կալցիումի կարբոնատ (100 գ) պարունակում է քիմիական տարրեր. 40 գ կալցիում , 12 գ ածխածին, 48 գ թթվածին.
2. Քիմիական տարրերի զանգվածային բաժինները նյութում (նյութի բաղադրությունը՝ ըստ քաշի տոկոսների).

W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0.4 (40%)

W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0.12 (12%)

W (O) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0.48 (48%)

• Իոնային կառուցվածք ունեցող նյութի համար (աղեր, թթուներ, հիմքեր) - նյութի բանաձևը տեղեկատվություն է տալիս. իոնների քանակըյուրաքանչյուր տեսակ մոլեկուլում, նրանց քանակԵվ 1 մոլ նյութի իոնների զանգվածը:

1. Մոլեկուլ CaCO 3կազմված է իոնից Ca 2+եւ իոն CO 3 2-
2. 1 մոլ ( 6.02 10 23մոլեկուլները) CaCO 3պարունակում է 1 մոլ Ca 2+ իոններԵվ 1 մոլ իոն CO 3 2- ;
3. 1 մոլ (100 գ) կալցիումի կարբոնատ պարունակում է 40 գ իոններ Ca 2+Եվ 60 գ իոններ CO 3 2- ;

Մատենագիտություն:

Քիմիական միացության համար բնորոշ են հետևյալ տարբերակիչ հատկանիշները.

1) Բյուրեղային ցանցը տարբերվում է միացությունը կազմող բաղադրիչների վանդակներից:

2) Միացության մեջ միշտ պահպանվում է նրա բաղադրիչների պարզ բազմակի հարաբերակցությունը: Սա թույլ է տալիս մեզ արտահայտել դրանց կազմը A m B n պարզ բանաձևով, որտեղ A և B-ը համապատասխան տարրերն են, n-ը և m-ը պարզ թվեր են:

3) Միացության հատկությունները կտրուկ տարբերվում են նրա բաղկացուցիչ բաղադրիչների հատկություններից.

4) հալման (դիսոցացման) ջերմաստիճանը հաստատուն է.

5) Քիմիական միացության առաջացումը ուղեկցվում է զգալի ջերմային ազդեցությամբ.

Քիմիական միացություններ են առաջանում բաղադրիչների միջև, որոնք մեծ տարբերություն ունեն ատոմների և բյուրեղային ցանցերի էլեկտրոնային կառուցվածքի մեջ։

Որպես բնորոշ քիմիական միացությունների օրինակ կարելի է անվանել մագնեզիումի միացություններ IV-VI խմբերի տարրերով. պարբերական համակարգ Mg 2 Sn, Mg 2 Pb, Mg 2 P, Mg 3 Sb, MgS և այլն:

Որոշ մետաղների միացությունները մյուսների հետ են ընդհանուր անունմիջմետաղական միացություններ կամ միջմետաղական միացություններ։

Ոչ մետաղի հետ մետաղի միացությունները (նիտրիդներ, օքսիդներ, կարբիդներ և այլն) կարող են ունենալ և՛ մետաղական, և՛ իոնային կապ. Միացություններ, որոնք ունեն մետաղական կապկոչվում են մետաղական միացություններ:

Մետաղական համաձուլվածքներում ձևավորված մեծ թվով քիմիական միացություններ տարբերվում են բնորոշ քիմիական միացություններից, քանի որ դրանք չեն ենթարկվում վալենտության օրենքներին և չունեն հաստատուն բաղադրություն։ Դիտարկենք համաձուլվածքներում ձևավորված ամենակարևոր քիմիական միացությունները:

7.2.1 Իրականացման փուլերը. Անցումային մետաղները (Fe, Mn, Cr, Mo և այլն) ձևավորվում են ածխածնի, ազոտի, բորի և ջրածնի հետ, այսինքն. փոքր ատոմային շառավիղ ունեցող տարրերով, միացություններով՝ կարբիդներ, նիտրիդներ, բորիդներ և հիդրիդներ։ Նրանք ունեն ընդհանուր կառուցվածք և հատկություններ և հաճախ կոչվում են ներթափանցման փուլեր:

Ինտերկալացիոն փուլերն ունեն M 4 X (Fe 4 N, Mn 4 N և այլն) բանաձևը, M 2 X (W 2 C, Fe 2 N և այլն), MX (WC, TiC, TiN և այլն):

Ինտերստիցիալ փուլերի բյուրեղային կառուցվածքը որոշվում է ոչ մետաղի (R x) և մետաղի (RM) ատոմային շառավիղների հարաբերակցությամբ։ Եթե ​​R x / R M<59, то атомы в этих фазах расположены по типу одной из кристаллических решеток: кубической или гексагональной, в которую внедряются атомы неметалла, занимая в ней определенные поры.

Ինտերկալացիոն փուլերը փոփոխական կազմի փուլեր են: Կարբիդները և նիտրիդները ունեն բարձր կարծրություն: Ինտերստիցիալ փուլերի բյուրեղային ցանցը տարբերվում է մետաղից:

7.2.2. Էլեկտրոնային միացություններ (Hume-Rothery փուլեր):Այս միացությունները ավելի հաճախ առաջանում են միավալենտ (Cu, Ag, Au, Li, Na) մետաղների կամ անցումային խմբերի մետաղների (Fe, Mn, Co և այլն) միջև, մի կողմից և 2 վալենտություն ունեցող պարզ մետաղների հետ։ մինչև 5 (եղիր,

Mg, Zn, Cd, Al և այլն), մյուս կողմից: Այս տեսակի միացություններն ունեն վալենտային էլեկտրոնների քանակի որոշակի հարաբերակցություն ատոմների թվին, այսինքն. էլեկտրոնի որոշակի կոնցենտրացիան: Այս հարաբերակցությունները, ինչպես ցույց է տվել անգլիացի մետաղական ֆիզիկոս Հյում-Ռոթերին, կարող են լինել 3/2, 21/13 և 7/4, և յուրաքանչյուր հարաբերակցությունը համապատասխանում է որոշակի բյուրեղային ցանցի. մարմնի կենտրոնացված խորանարդ կամ վեցանկյուն վանդակ, բարդ խորանարդ ցանց: և համապատասխանաբար դեմքի կենտրոնացված խորանարդ վանդակը:

7.2.3 Լավես փուլեր. Այս փուլերն ունեն AB 2 բանաձևը և ձևավորվում են տարրերի միջև, որոնց ատոմային տրամագիծը մոտավորապես 1:1,2 հարաբերակցությամբ է: Օրինակ՝ MgZn 2, TiCr 2 և այլն:Լավերի փուլերը առաջանում են որպես կարծրացնող միջմետաղներ ջերմակայուն համաձուլվածքներում:

Կոշտ լուծումներ

Պինդ լուծույթները այն փուլերն են, որոնցում խառնուրդի բաղադրիչներից մեկը պահպանում է իր բյուրեղային ցանցը, իսկ մյուս (կամ այլ) բաղադրիչների ատոմները գտնվում են առաջին բաղադրիչի (լուծիչի) վանդակում՝ փոխելով դրա չափը: Այսպիսով, մի քանի բաղադրիչներից բաղկացած պինդ լուծումը ունի մեկ տեսակի վանդակ և ներկայացնում է մեկ փուլ: Բացի այդ, պինդ լուծույթ գոյություն չունի բաղադրիչների որոշակի հարաբերակցությամբ (ինչպես քիմիական միացություններում), այլ կոնցենտրացիաների տիրույթում:

Տարբերակել պինդ լուծույթները .

Երբ ձևավորվում են պինդ փոխարինող լուծույթներ, լուծված բաղադրիչի ատոմները փոխարինում են լուծիչի որոշ ատոմների բյուրեղային ցանցում (նկ. 26, բ).

Երբ ձևավորվում է միջքաղաքային պինդ լուծույթ (նկ. 26, Վ) լուծված բաղադրիչի ատոմները գտնվում են լուծիչի բյուրեղային ցանցի միջանկյալ հատվածներում (դատարկություններում):

Նկ.26. BCC բյուրեղյա ցանց. Ա- մաքուր մետաղ բ- պինդ փոխարինող լուծույթ, Վ- ինտերստիցիալ պինդ լուծույթ; A - հիմնական մետաղների ատոմներ, B - փոխարինող ատոմներ, C - միջանկյալ ատոմներ:

Մետաղները կարող են տարբեր աստիճաններով փոխադարձաբար լուծվել միմյանց մեջ պինդ վիճակում՝ առաջացնելով փոխարինող պինդ լուծույթներ՝ սահմանափակ կամ անսահմանափակ լուծելիությամբ։ Անսահմանափակ լուծելիությամբ պինդ լուծույթները ձևավորվում են հետևյալ պայմաններում.

1) Բաղադրիչները պետք է ունենան նույն տիպի (իզոմորֆ) բյուրեղյա վանդակաճաղեր.

2) Բաղադրիչների ատոմային չափերի տարբերությունը պետք է լինի աննշան և չգերազանցի 10-15%-ը:

3) Բաղադրիչները պետք է պատկանեն Տարրերի պարբերական աղյուսակի նույն (կամ հարակից) խմբին:

Որոշ համաձուլվածքներում (օրինակ՝ Cu-Au, Fe-Al), որոնք բարձր ջերմաստիճաններում կազմում են փոխարինող լուծույթներ (բաղադրիչ ատոմների պատահական փոփոխությամբ), ատոմների վերաբաշխման գործընթացը տեղի է ունենում դանդաղ սառեցման կամ որոշակի ջերմաստիճաններում երկարատև տաքացման ժամանակ։ Կոշտ լուծույթները, որոնք կայուն են համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում, կոչվում են կարգուկանոնպինդ լուծույթներ, կամ վերնաշենքեր. Պատվիրված պինդ լուծույթները կարող են դիտվել որպես միջանկյալ փուլեր պինդ լուծույթների և քիմիական միացությունների միջև։ Ի տարբերություն քիմիական միացությունների՝ պատվիրված պինդ լուծույթների բյուրեղային ցանցը լուծիչ վանդակ է։ Պատվիրված պինդ լուծույթների առաջացումը ուղեկցվում է ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների փոփոխությամբ։ Ուժը սովորաբար մեծանում է, իսկ ճկունությունը նվազում է:

Պինդ լուծույթներ ստեղծելու ունակությունը բնորոշ է ոչ միայն մաքուր տարրերին, այլև քիմիական միացություններին: Այս դեպքերում քիմիական միացության բյուրեղային ցանցը պահպանվում է, սակայն բաղադրիչներից մեկի ատոմների ավելցուկը կարող է փոխարինել մեկ այլ բաղադրիչի ատոմների որոշակի քանակով։ Բացի այդ, միևնույն ժամանակ առանձին հանգույցներում կարող են հայտնվել չզբաղեցրած տեղեր՝ դատարկություններ։ Քիմիական միացությունների վրա հիմնված պինդ լուծույթները, որոնց առաջացումը ուղեկցվում է վանդակավոր տեղամասերում դատարկ տարածություններով, կոչվում են հանման լուծույթներ։

ԱՄՓՈՓՈՒՄ

Տակ խառնուրդնշանակում է նյութ, որը ստացվում է երկու կամ ավելի տարրերի միաձուլմամբ։

Հավասարակշռության մեջ գտնվող փուլերը կոչվում են համակարգ. փուլկոչվում են համակարգի միատարր բաղադրիչներ, որոնք ունեն նույն կազմը, բյուրեղային կառուցվածքը և հատկությունները, ագրեգացման նույն վիճակը և առանձնացված միջերեսի բաղադրիչ մասերից։ Տակ կառուցվածքըհասկանալ մետաղների և համաձուլվածքների փուլերի փոխադարձ դասավորության ձևը, չափը և բնույթը: Համաձուլվածքի բաղադրիչները կարող են առաջացնել մեխանիկական խառնուրդներ, քիմիական միացություններ կամ պինդ լուծույթներ։

մեխանիկական խառնուրդերկու բաղադրիչ ձևավորվում է, երբ դրանք ի վիճակի չեն փոխադարձ լուծարման պինդ վիճակում և չեն մտնում քիմիական ռեակցիայի մեջ՝ միացություն առաջացնելու համար:

Քիմիական միացություններառաջանում են ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքի և բյուրեղային ցանցերի մեծ տարբերություն ունեցող բաղադրիչների միջև։ Քիմիական միացության կառուցվածքն ու հատկությունները տարբերվում են այն ստեղծած բաղադրիչների կառուցվածքից և հատկություններից։

Համաձուլվածքներում առաջացած ամենակարևոր քիմիական միացություններն են.

Իրականացման փուլերը

Էլեկտրոնային միացումներ (Hume-Rothery փուլեր)

Laves փուլերը

պինդ լուծումներկոչվում են փուլեր, որոնցում համաձուլվածքի բաղադրիչներից մեկը պահպանում է իր բյուրեղային ցանցը, իսկ մյուս (կամ այլ) բաղադրիչների ատոմները գտնվում են առաջին բաղադրիչի (լուծիչի) վանդակում՝ փոխելով դրա չափը։

Տարբերակել պինդ լուծույթները փոխարինումներ, ներդիրներ և հանումներ.

Վերանայեք հարցերը

1. Ի՞նչ է համաձուլվածքը:

2. Սահմանե՛ք «փուլ», «համակարգ», «կառույց» տերմինները։

3. Ե՞րբ է համաձուլվածքում առաջանում բաղադրիչների մեխանիկական խառնուրդ, իսկ ե՞րբ է առաջանում քիմիական միացություն։

4. Որո՞նք են պինդ լուծույթները: Կոշտ լուծույթների ի՞նչ տեսակներ գիտեք:

8. ՍՏԱՏՈՒՍԻ ԴԻԳՐԱՄ

վիճակի դիագրամհամաձուլվածքի վիճակի գրաֆիկական պատկերն է։ Պետական ​​դիագրամները կառուցված են հավասարակշռության կամ դրանց բավական մոտ պայմանների համար: Ուստի վիճակի դիագրամը կարելի է անվանել նաև հավասարակշռության դիագրամ։

Հավասարակշռության վիճակը համապատասխանում է ազատ էներգիայի նվազագույն արժեքին: Այս վիճակին կարելի է հասնել համաձուլվածքի գերտաքացման կամ գերհովացման բացակայության դեպքում: Պետական ​​դիագրամը տեսական դեպք է, քանի որ հավասարակշռության փոխակերպումները (առանց գերսառեցման կամ գերտաքացման) գործնականում չեն կարող

սյա. Սովորաբար, գործնականում օգտագործվում են ջեռուցման կամ հովացման ցածր տեմպերով տեղի ունեցող փոխակերպումները:

Կայուն փուլերի համակեցությունը կարգավորող ընդհանուր օրենքները մաթեմատիկորեն կարող են արտահայտվել այսպես փուլային կանոններկամ Գիբսի օրենքը.

Ֆազային կանոնը քանակական կապ է տալիս համակարգի ազատության աստիճանի և բաղադրիչների փուլերի քանակի միջև:

Տակ ազատության աստիճանների քանակը (տարբերակում)համակարգերը հասկանում են արտաքին և ներքին գործոնների քանակը (ջերմաստիճան, ճնշում, կոնցենտրացիան), որոնք կարող են փոխվել առանց համակարգի փուլերի քանակը փոխելու:

Փուլային կանոն.

C \u003d k - f + 2

ՀԵՏ- ազատության աստիճանների քանակը, կ- բաղադրիչների քանակը, զ- փուլերի քանակը, 2 արտաքին գործոնների քանակն է:

Ֆազային կանոնը վավեր է միայն հավասարակշռության վիճակի համար:

Ֆազային կանոնների հավասարման անկախ փոփոխականներն են կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը և ճնշումը: Եթե ​​ենթադրենք, որ մետաղում բոլոր փոխակերպումները տեղի են ունենում մշտական ​​ճնշման տակ, ապա փոփոխականների թիվը մեկով կնվազի։

C \u003d k - f + 1

Օրինակ. Տեսնենք, թե ինչպես է փոխվում մեկ բաղադրիչ համակարգի ազատության աստիճանը ( k=1) մաքուր մետաղի բյուրեղացման դեպքում. Երբ մետաղը գտնվում է հեղուկ վիճակում, այսինքն. f=1(մեկ փուլը հեղուկ է), ազատության աստիճանների թիվը 1 է։ Ջերմաստիճանն այս դեպքում կարող է փոխվել՝ առանց ագրեգացման վիճակը փոխելու։ Բյուրեղացման պահին f=2(երկու փուլ՝ պինդ և հեղուկ), C=0. Սա նշանակում է, որ երկու փուլերը հավասարակշռության մեջ են խստորեն սահմանված ջերմաստիճանում (հալման կետ), և այն չի կարող փոխվել, մինչև մի փուլ չվերանա, այսինքն. համակարգը չի դառնա մոնովարիանտ ( C=1).