Будова атому 23 страница

Ухаживать Лева умел потрясающе. Переживая влюбленность, он осыпал избранницу знаками внимания. Водопадом комплиментов. Демонстрировал невероятную предупредительность. Но не перебарщивал. Купаясь в его любви, женщина видела рядом не послушную собачонку, готовую на все, дабы услужить, а настоящего мужчину, сердце которого принадлежит только ей.

Во всяком случае – сейчас.

– Ты его бросишь, – грустно улыбнулся Волков. – Он не создан для семейной жизни.

Отошедший к бару Лева помахал им рукой.

– Я знаю, – кивнула Испанка. – С ним нельзя жить, нельзя строить дом. Его можно только любить. Какое-то время быть рядом, а потом отойти в сторону. Но оставаться неподалеку. Видеть его иногда. Купаться в его внимании. – Она вздохнула, припомнив недавние события, и продолжила: – Его любовь защищает, делает нас еще сильнее, ограждает от зла.

– Стычка во дворе, – понял Очкарик.

– В меня тоже стреляли, – ровно ответила Тереза. – Стрелял профессионал, причем – с близкого расстояния. Но промахнулся. А все потому, что перед боем мне повезло встретить мужчину-мечту. Левина любовь защитила меня от пуль, отвела руку бойца.

– В этом его талант.

– Ты угадал, Собиратель.

– Ты использовала его?

– Нет, – покачала головой Испанка. – Его нельзя использовать, его можно только любить. И если бы мои чувства не были искренними, я бы лежала рядом с Травником и Невадой.

Она не лгала, Волков понял это не разумом – сердцем.

– Леве не суждено обрести семейное счастье, не найти ему покоя в тихой гавани, – продолжила Тереза. – Будет портить девок до самой смерти. А они будут к нему липнуть, вызывая у тебя, Собиратель, жгучую зависть.

– Вот еще!

– Лет через двадцать ты вспомнишь мои слова, – рассмеялась Испанка и крепко поцеловала вернувшегося за столик Корзинкина.

– Почему вы не помогли Яшке?

– Он шел своей дорогой, – холодно ответила Мама Валя.

– Он заблудился!

– И кем бы он стал, если бы ему помогло чудо? Если бы бандиты отстали от него по желанию таинственного спасителя, а не потому, что вы с Ильей рискнули ради него? Думаешь, он бы пришел к тебе с извинениями? Думаешь, ты бы увидел когда-нибудь прежнего Яшу?

Волков осекся. Нахмурился, в душе ругая себя за несдержанность, осторожно спросил:

– Я увижу?

– Ты в него не веришь?

– Хочу верить.

– Значит, увидишь. – Бабушка Осень вздохнула. – Ведь Яша снова пишет стихи.

– Да, – согласился Волков. – Пишет.

– И мне они снова очень нравятся…

Встреча с Гончаром не сильно отразилась на Рыжкове. Вторжение в свой разум Яша позабыл, сохранив в памяти только начало встречи, а потому так и не узнал, что именно благодаря ему Гончар вышел на Петровича и Волкова. Собственно, он и имени такого не узнал – Гончар. Федор убедил друга, что тот стал жертвой нападения заурядных бандитов, которые по глупости своей хотели надавить на него, на Очкарика, а сейчас уже раскаиваются за решеткой.

– Но сколько времени он потерял!

– Жизнь несправедлива.

– Это точно.

Ильгара Волков отпустил, вернул парню написанную им явку с повинной и посоветовал навсегда уехать из Москвы. Спасти его Федор не мог: ничего не умеющий пацан, без опыта, зато с могущественным недругом, оказался никому не нужен. Какой из него агент? Курам на смех. На следующий день Ильгара зарезали в метро, дав прессе повод пошуметь насчет роста националистических настроений, а заодно – о бездействии милиции, ведь убийцу Ильгара так и не нашли.

Жизнь несправедлива, но для многих это – редкостное везение. Лала и Назим успешно осваивали наследство Арифа. Они сумели подобрать ключи к сердцам его деловых партнеров, убедить, что смогут вести дела не хуже убиенного Гусейна, и сохранили контроль почти над всем состоянием.

Сардар готовился к суду.

– Понимание собственной исключительности – тяжелое испытание, пройти которое суждено далеко не всем. При этом «пройти» не означает «остаться прежним» – такого не бывает. Не может быть. Если ты отступишь, то навсегда запомнишь, что сломался, что не смог взять очень важный барьер. Если пойдешь дальше, то осознаешь, чего достиг, посмотришь на мир новыми глазами. Единственный выход не меняться – не подходить к черте, то есть ни к чему не стремиться. Лежать на диване, мечтая о великом.

– Вы не осуждаете Гончара.

– Ни в коем случае. Он молодец. Я поражена тем, что он до сих пор не сошел с ума, не сдался, продолжает возиться с искусниками, которые вскоре начинают относиться к нему безо всякого уважения, и пытается превратить их в грозную силу. Гончар упорен. Гончар не сдается. И, возможно, этим являет собой куда более значимый для искусников пример, чем все его рассказы о Душе Вселенной.

– И ему понадобилась Золотая Баба, чтобы в очередной раз попытаться возглавить искусников?

– Не совсем, – медленно ответила Бабушка Осень. – Ты ведь видел Богиню, Федя.

– Да.

– И?

Она ждала ответа, а он не мог подобрать слова.

Вспомнил, как Механикус указал на дверь, как вошел в небольшую комнату и… Красивой ли она была? Уродливой? Действительно золотой или просто сияющей? Одна она стояла в каморке или в окружении детей? Что может дать даже самое точное описание? Зачем оно? Ведь Федор видел Богиню! Стоял перед ней и вдыхал ее дыхание. Как передать словами то, что наполняет твою душу? Только развести руками и сказать: «Это надо почувствовать». И тот, кто способен чувствовать, тебя поймет. А остальные… А остальным никогда не оказаться рядом с Богиней.

– Мимо нее нельзя пройти, – хрипло произнес Волков. – Ее невозможно забыть.

– Можно пройти, можно забыть, – не согласилась Мама Валя. – Для этого надо быть глухим, а такие люди есть. Рядом с ней хочется быть. К ней хочется возвращаться. А некоторым, сильным, хочется ею обладать. Таково уж свойство Богини. Она притягивает. Вот Гончар не устоял.

– А Механикус? Почему он сдержал слово? Почему вернул Золотую Бабу шаманам?

– Он младше Гончара и еще не разучился чувствовать, – объяснила Бабушка Осень. – А может, и не разучится. В отличие от Гончара, Механикус не ждет благодарности, он наслаждается работой, а затем уходит, ищет новое.

Наверное, так оно и было.

Очкарик улыбнулся:

– Вы уважаете Гончара, но все же помешали ему.

– Почему ты так решил?

– Разве я ошибся?

– Нет, – покачала головой Бабушка Осень. – Не ошибся.

Старуха ждала, что Волков спросит: почему? А он задал другой вопрос:

– А мне вы помогали?

– Только одним, – неспешно ответила Мама Валя. Очкарик поднял брови, предлагая старухе продолжить, и она спокойно закончила: – Это я заказала Карпову монету «Второй Шанс».

– Вы знали, что она мне потребуется?

– Предполагала.

Заботливая Мама Валя…

– Кто вы? – тихо спросил Волков. – Я до сих пор ничего не знаю о вашем таланте. И, судя по всему, остальные искусники тоже.

– Я очень долго живу, – спокойно ответила Бабушка Осень, глядя Федору в глаза. – Очень долго.

И он догадался. В то же самое мгновение догадался. Несколько дней назад, на фабрике, стоя перед золотой статуей, Очкарик поймал себя на мысли, что испытывает знакомые чувства. Что кто-то раньше уже дарил ему такое же ощущение покоя и тепла. Кто-то знакомый с детства.

– Богиня…

– Мать Всего, мой дорогой мальчик. Гончар не обманывал тебя: мертвое неспособно породить живое. Но он ошибается насчет семечка – в Начале было не оно.

И ароматные клубы дыма, тихонько извиваясь, рассказывают древнюю историю…

– Но как… – Волков очень редко оказывался сбитым с толку. Он уже забыл, как это бывает. – Что… Что же Механикус отвез в тайгу?

– Символ. – Бабушка Осень подалась вперед и нежно, как сына, потрепала Федора по волосам. – Просто символ, который там очень-очень нужен.

ВСТУП

Лекція №1 (2 години)

План

1. Предмет загальної, неорганічної та аналітичної хімії.

2. Зародження хімії та її розвиток.

3. Найважливіші поняття та закони загальної хімії.

4. Сучасне поняття моля та еквівалента. Закон еквівалентів.

Предмет загальної, неорганічної та аналітичної хімії

Теоретичну основу хімічного аналізу складають фізико-хімічні закони, і, насамперед, періодичний закон Д.І. Менделєєва, а також основні положення загальної хімії - теорія електролітичної дисоціації, закон діючих мас і т.д.

Серед фізичних, фізико-хімічних, хімічних методів аналізу останні вважаються класичними, добре перевіреними і складають основу курсу аналітичної хімії.

Кожен окремий вид матерії у хімії називається речовиною. Речовини у чистому вигляді в природі не зустрічаються. Природні речовини - це суміші, які складаються іноді з дуже великого числа різних речовин.

Явища, при яких з одних речовин утворюються інші, називають хімічними. Вивченням таких явищ займається хімія.

Хімія - це наука про перетворення речовин. Вона вивчає склад та будову речовин, залежність властивостей речовин від їх складу та будови, умови та шляхи перетворення одних речовин в інші.

Зародження хімії та її розвиток

Хімія виникла у процесі практичної діяльності людини. Під час добування засобів існування людина пізнавала причини різних явищ, знаходила можливості використання деяких перетворень речовин. У Єгипті ще задовго до нашої ери розвивалось багато ремесел, які базувались на використанні хімічних процесів. Ще раніше почався розвиток різних хімічних виробництв в інших країнах древньої культури ¾ Індії та Китаї. Звичайно, ці відомості не складали науку, але поряд із спостереженням природних явищ вони будували основу для роздумів про будову матерії та її перетворення.

У Греції вперше виникла ідея, що основа усіх речовин єдина, що усі різноманітні речовини ¾ це тільки різні форми одного й того ж початку. Існували думки, що усе утворилось з води, повітря, вогню. Емпедокл додав до трьох указаних початків землю та припустив існування чотирьох початків, які він назвав елементами.

У тому ж віці представники іншого філософського напрямку (Левкіпп і Демокрит) намагались пояснити будову матерії. Вони висунули ідею про те, що усі тіла природи побудовані з дуже малих твердих частинок, які вони назвали атомами.

Аристотель вважав, що у основі всього матеріального лежить першоматерія. Вона вічна, не може виникнути з нічого і перетворитись у ніщо, її кількість у природі незмінна.

У той час, як у Греції філософи приділяли увагу теоріям, в інших країнах ішло поступове накопичення практичних відомостей про хімічні перетворення. Хімія, як зібрання різних відомостей, виникла на початку нашої ери в Олександрії. Там виникла ідея про можливість перетворення неблагородних металів у золото. Після завоювання Єгипту арабами частина практичних знань збереглася. Слово “хімія” перетворилось на “алхімію”.

Перелом у розвитку хімії почався тільки у епоху Возродження. Досліди застосування хімічних препаратів під час лікування хвороб привели до появи нового напрямку в хімії, який одержав назву ятрохімії (медичної хімії). Лікар Парацельс вважав основною метою хімії приготування ліків.

У сімнадцятому сторіччі виникає новий напрямок у хімії, початок якого був покладений Робертом Бойлем (1627-1691). Він перший застосував у хімії новий метод дослідження, який базувався на уявленні про те, що знання виникають із сумування даних досліду та закономірностей, що спостерігаються у явищах природи. На прикінці сімнадцятого сторіччя німецький хімік Шталь пропонує флогістонську теорію. Теорія флогістона була відброшена у другій половині вісімнадцятого сторіччя у результаті введення у хімію точних методів дослідження, початок яким був положений роботами М.А.Ломоносова.

Найважливіші поняття та закони загальної хімії

У 1741 р. Ломоносов сформулював основні положення корпускулярної теорії будови речовини: будь-яка речовина складається з окремих дуже малих часточок, які знаходяться в безперервному русі.

Атом - це найменша елементарна електронейтральна частинка хімічного елемента, яка є носієм його властивостей. Атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів.

Хімічний елемент - сукупність атомів із певним зарядом ядра й однаковими властивостями.

Молекула - найменша частинка речовини, яка має її властивості, та складається зі сполучених між собою атомів.

Речовини поділяються на прості і складні. Прості речовини складаються з атомів одного елемента (наприклад, O₂, Cl₂), складні - із різних (наприклад, H₂O, NaCl, HCl). Деякі хімічні елементи утворюють кілька простих речовин. Це явище називають алотропією. Наприклад, білий та червоний фосфор. Під час відщеплення або приєднання електронів атомами утворюються іони - електричнозаряджені частинки.

Унаслідок дуже малих розмірів атомів і молекул їх, масу прийнято вимірювати в атомних одиницях маси. 1 а.о.м.=1,66×10^{-27 кг} - це маси атома вуглецю. Маси атомів в а.о.м. приведені в таблиці ПСЕ. Відносну молекулярну масу обчислюють, складаючи відносні атомні маси елементів із яких складається молекула.

Поряд з одиницями маси та об’єму в хімії користуються також одиницею кількості речовини, яку називають моль - це кількість речовини, яка містить стільки молекул, атомів чи іонів, електронів чи інших структурних одиниць, скільки міститься атомів у 12 г ізотопа вуглецю ¹²С. У теперішній час число структурних одиниць, яке міститься в 1 моль речовини, визначено і дорівнює 6,02×10²³ моль^-1=N_a. Величину N_a називають сталою Авогадро.

Відношення маси речовини до її кількості називають мольною масою речовини:

Мольна маса чисельно дорівнює відносній молекулярній масі.

Основні закони хімії

а) закон збереження маси, відкритий у 18 ст. В.М. Ломоносовим і А. Лавуаз’є: маса речовини, що вступає в хімічну реакцію дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

б) закон сталості складу, відкритий у 19 ст. Ж. Прустом: хімічні сполуки з молекулярною будовою мають сталий якісний і кількісний склад незалежно від їх способу добування.

в) закон Авогадро: в однакових об’ємах будь-яких газів за однакових зовнішніх умов міститься однакове число молекул. Висновок: 1 моль будь-якого газу за сталих умов завжди займає один і той же самий об’єм (за н. у. - 22,4 л).

Сучасне поняття моля та еквівалента. Закон еквівалентів

Із закону постійності складу витікає, що елементи сполучаються друг із другом у певних кількісних співвідношеннях. Тому в хімію були введені поняття еквівалента та еквівалентної маси.

Еквівалент елемента (Е) - така його кількість, яка сполучається з 1 молем атомів водню, чи заміщує таку ж саму кількість атомів водню в хімічних реакціях.

Маса 1 еквівалента називається його еквівалентною масою (m_e).

Еквівалент складної речовини - це така його кількість, яка взаємодіє без залишку з 1 еквівалентом водню чи взагалі з одним еквівалентом іншої речовини.

Еквівалент простої речовини та еквівалент елемента в сполуці обчислюють, виходячи з даних про атомну масу та валентність елемента:

де А - атомна маса речовини,

- валентність атому.

Еквівалент солі А_nB_m обчислюють за формулою:

де - молекулярна маса речовини,

- кількість атомів металу у сполуці,

- валетність металу.

У 1797 р. В. Ріхтером був експериментально встановлений закон еквівалентів, який був остаточно сформульований Дж. Дальтоном у 1803 р.: хімічні елементи й речовини реагують між собою у масових частках, пропорційних їхнім еквівалентам:

Література: [1] с.14-18; [6] с.31-50

ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН

ТА ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ЕЛЕМЕНТІВ

Лекція №2 (2 години)

План

1. Періодичний закон, як основа для вивчення хімічних і фізичних властивостей простих і складних речовин.

2. Початок класифікації елементів.

3. Періодична система Д.І.Менделєєва.

4. Значення періодичної системи.

Періодичний закон, як основа для вивчення хімічних і фізичних властивостей простих і складних речовин

Порівняння властивостей хімічних елементів привело до розподілу їх на дві великі групи - метали та неметали, чи металоїди. Цей розподіл базувався в першу чергу на різниці в зовнішніх, фізичних властивостях простих речовин. Метали відрізняються характерним “металевим” блиском, мають гарну тепло- та електропровідність. За звичайною температурою усі метали - тверді речовини. Неметали не мають перерахованих вище властивостей. Вони не мають характерного для металів блиску, дуже погано проводять тепло та електроенергію. Велика кількість із них за звичайних умов – гази.

Початок класифікації елементів

У 1829 р. Деберейнер розподілив елементи на групи за подібністю їх хімічних властивостей. Групи Деберейнер назвав тріадами. Він виділив три Тріади.

У 1863 р. Ньюлендс розташував елементи послідовно за збільшенням їх атомних мас і відмітив, що восьмий елемент, починаючи з любого, приблизно повторює властивості першого. Ньюлендс назвав цю закономірність “законом октав” і, виходячи з неї, спробував розподілити усі відомі йому елементи на групи (октави).

У 1864 р. з’явилась робота Лотара Майера, у якій була наведена таблиця, що містила деякі хімічні елементи, розподілені за валентністю на шість груп.

Менделєєв на відміну від попередніх учених вважав, що між усіма хімічними елементами повинен бути зв’язок, який об’єднує їх в одне ціле. Він розташував елементи за збільшенням їх атомних мас і винайшов, що подібні в хімічному відношенні елементи зустрічаються через правильні інтервали і що, таким чином, однакові властивості періодично повторюються в ряді елементів. Ця закономірність одержала свій вираз у періодичному законі: властивості тіл, а також форми та властивості елементів знаходяться в періодичній залежності від величини атомних висів елементів.

Періодична система Д.І.Менделєєва

Класифікацію хімічних елементів Менделєєв виразив у формі періодичної системи.

Ряди елементів, у межах яких властивості змінюються послідовно називають періодами. Менделєєв розділив усі елементи на періоди та розташував один період під іншим таким чином, щоб подібні за властивостями та типом сполук, які вони утворюють, елементи знаходились друг під другом. Цю таблицю Менделєєв назвав періодичною системою елементів за групами та рядами.

Вона складається з 10 рядів та 8 груп.

У першому ряді знаходиться 2 елементи - H та He, другий та третій ряди складаються з 8 елементів. Це малі періоди. Четвертий та п’ятий ряди утворюють 4 період, який складається з 18 елементів і називається великим періодом. Шостий та сьомий утворюють 5 великий період, а восьмий та дев’ятий ряди - 6 великий період. У цьому ряді після лантану йдуть 14 елементів, які називають лантаноїдами. Їх, звичайно, розміщують поза загальною таблицею, а в клітині для лантану відмічають їх положення в системі.

У великих періодах не усі властивості елементів змінюються так послідовно, як у другому та третьому. Тут спостерігається ще деяка періодичність у зміні властивостей самих періодів. У зв’язку з цим великі періоди були поділені на дві частини (2 ряди).

Десятий ряд складає 7 період (19 елементів). 14 елементів, які йдуть за актинієм, мають будову подібну до будови актинію, тому їх під назвою актиноїди розташовують поза загальною таблицею.

У групах розташовуються елементи, що мають сходні властивості. Усього в таблиці 8 груп. Найбільша валентність елементів кожної групи за киснем відповідає за не багатьма виключеннями номеру групи.

З 4 періоду групи поділили на дві підгрупи. Елементи 2,3 періодів, звичайно, об’єднують із подібними елементами інших рядів в одну головну підгрупу, а інша підгрупа називається побічною.

Значення періодичної системи

Періодична система елементів є першою класифікацією хімічних елементів, яка показала, що вони утворюють систему і взаємозв’язані один з одним. Велике значення має періодична система в рішенні питання про валентність та величини атомних весів деяких елементів.

Література: [1] с.23-26; [2] с.30-46]; [6] с.73-89]

СУЧАСНІ ТЕОРІЇ БУДОВИ АТОМІВ

ТА ХІМІЧНОГО ЗВ'ЯЗКУ

Лекції №3,4 (4 години)

План

1. Будова атому.

2. Енергетичний стан електрона в атомі.

3. Валентність, енергія іонізації та спорідненість до електрону, електронегативність.

4. Теорія хімічної будови О.М. Бутлерова.

5. Параметри хімічного зв’язку.

6. Гібридизація атомних орбіталей і просторова конфігурація молекул.

s-, p- зв’язки.

7.Типи ковалентного зв’язку.

8. Водневий зв'язок.

9. Іонний зв’язок.

10. Металевий зв’язок.

Будова атому

Резерфорд у 1911 р. запропонував схему будови атому, яка одержала назву “ ядерної моделі атому ”. Атом складається з позитивно зарядженого ядра та електронів, які рухаються коло нього. Позитивний заряд ядра нейтралізується сумарним негативним зарядом електронів, так що атом у цілому електронейтральний.

Фізичний зміст порядкового номера елемента в ПС: порядковий номер виражає позитивний заряд ядра атому. З електронейтральності витікає, що число електронів, які рухаються коло ядра, дорівнює порядковому номеру елемента.

Будова електронної оболонки за теорією Бора

· Електрон може рухатись коло ядра не за будь-якими, а тільки за певними круговими орбітами (стаціонарними).

· Рухаючись за стаціонарною орбітою, електрон не випромінює електромагнітної енергії.

· Випромінювання виникає тільки під час переходу з однієї стаціонарної орбіти на іншу.

Енергетичний стан електрона в атомі

а) можливі енергетичні стани електрона в атомі визначаються величиною головного квантового числа n, яке може приймати позитивні цілочисленні значення n=1,2,3…

Стан електрона, який характеризується певним значенням n називають енергетичним рівнем.

Головне квантове число визначає розміри електронної хмари.

б) форма електронної хмари визначається орбітальним квантовим числом L, яке приймає значення від 0…(n-1).

Стани електрона, які характеризуються різними значеннями L, називаються енергетичними підрівнями електрона в атомі.

Цим підрівням дають відповідні літерні позначення:

L
Позначення енергетичного підрівня	s	p	d	f

в) орієнтація електронної хмари визначається значенням магнітного квантового числа m, яке приймає цілочисленні значення від +L до –L.

Стан електрона в атомі, який характеризується певними значеннями n, L, m, називають атомною електронною орбіталлю.

г) електрон характеризується ще однією величиною, яка визначає його власний стан. Цю величину називають спіновим числом чи спіном. Позначають s. Спін маже приймати значення +1/2, -1/2.

Для визначення стану електрона в багатоелектронному атомі велике значення має принцип Паулі: в атомі не може бути двох електронів, у яких усі чотири квантові числа були би однаковими. Це означає, що на кожній атомній орбіталі, яка характеризується певними значеннями n, L, m, може знаходитись не більше двох електронів, спіни яких мають протилежні знаки. Такі два електрони називають спарованими.