КласТека · твоя школа онлайн
Хімія: основи для НМТ
Періодичний закон, будова атома, електроліти, йонні та окисно-відновні реакції, органіка й розрахунки.
Періодичний закон і таблиця Менделєєва
Період, група, заряд ядра, електрони та зміна властивостей елементів у таблиці.
Будова таблиці
- Порядковий номер Z дорівнює заряду ядра й числу протонів
- У нейтральному атомі число електронів дорівнює Z
- Період пов’язаний із числом зайнятих енергетичних рівнів у шкільній моделі
Групи
- Елементи однієї групи часто мають подібні хімічні властивості
- Для головних підгруп кількість валентних електронів пов’язана з номером групи у традиційному шкільному поданні
Тенденції
- У періоді зліва направо атомний радіус загалом зменшується
- Металічні властивості в періоді загалом слабшають, а в групі зверху вниз — посилюються
Електронна будова атома
Енергетичні рівні, електронні оболонки та валентні електрони у шкільних задачах.
Частинки
- Протон має заряд +1, електрон −1, нейтрон 0
- Масове число A = число протонів + число нейтронів
- Число нейтронів = A − Z
Рівні
- Електрони розміщуються на енергетичних рівнях і підрівнях
- У спрощеній моделі для перших 20 елементів часто використовують розподіл по оболонках 2, 8, 8, 2
Валентні електрони
- Електрони зовнішнього рівня найбільше впливають на типові хімічні властивості
- Під час утворення йонів атоми віддають або приєднують електрони
Кислоти, основи й солі: типові реакції
Нейтралізація, реакції обміну та взаємоперетворення основних класів сполук.
Нейтралізація
- Кислота + основа → сіль + вода
- Приклад: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Кислота + метал
- Для багатьох активних металів: кислота + метал → сіль + H₂↑
- Можливість реакції залежить від активності металу та властивостей кислоти
Обмін у розчинах
- Реакція йде до кінця, якщо утворюється осад, газ або слабкий електроліт
- Користуйся таблицею розчинності для прогнозу осаду
Електролітична дисоціація
Електроліти, йони та короткі йонні рівняння реакцій у водних розчинах.
Електроліти
- Електроліти утворюють йони у водних розчинах або розплавах і проводять електричний струм
- До них належать багато кислот, основ і солей
- Кислоти, основи й солі у водному розчині або розплаві утворюють йони
- Розчини електролітів проводять електричний струм
Приклади
- NaCl → Na⁺ + Cl⁻
- HCl → H⁺ + Cl⁻ у спрощеному шкільному записі
- NaOH → Na⁺ + OH⁻
Сильні й слабкі
- Сильні електроліти дисоціюють у розчині значною мірою
- Для слабких електролітів встановлюється рівновага між молекулами та йонами
Йонні рівняння
- Сильні розчинні електроліти записують у вигляді йонів
- Осад, газ і слабкий електроліт — молекулярно
Приклад логіки
- Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ — коротке йонне рівняння утворення осаду
Йонні рівняння реакцій
Як перейти від молекулярного рівняння до повного й скороченого йонного.
Алгоритм
- Запиши й урівняй молекулярне рівняння
- Сильні розчинні електроліти подай як йони
- Осади, гази, воду та слабкі електроліти залишай молекулами
Скорочення
- Викресли однакові йони зліва і справа
- Те, що залишилось, — скорочене йонне рівняння
Приклад
- H⁺ + OH⁻ → H₂O — скорочене рівняння нейтралізації сильної кислоти сильною основою
- Перевір баланс атомів і сумарного заряду
Окисно-відновні реакції
Окиснення, відновлення, окисник, відновник і алгоритм електронного балансу.
Головні поняття
- Окиснення — віддача електронів і підвищення ступеня окиснення
- Відновлення — приєднання електронів і зниження ступеня окиснення
Ролі
- Окисник приймає електрони й сам відновлюється
- Відновник віддає електрони й сам окиснюється
- Окисник приймає електрони й відновлюється
- Відновник віддає електрони й окиснюється
Електронний баланс
- Визнач елементи, що змінили ступінь окиснення
- Запиши число відданих і прийнятих електронів
- Добери коефіцієнти так, щоб електрони зрівнялися
Поняття
- Окиснення — віддавання електронів і підвищення ступеня окиснення
- Відновлення — приєднання електронів і зниження ступеня окиснення
Баланс
- Знайди елементи, що змінили СО
- Запиши віддані та прийняті електрони
- Зрівняй їх кількість коефіцієнтами
Основні класи органічних сполук
Вуглеводні, спирти, карбонові кислоти, естери та інші базові класи.
Вуглеводні
- Алкани: лише одинарні C–C зв’язки, загальна формула для ациклічних CₙH₂ₙ₊₂
- Алкени: один подвійний зв’язок, CₙH₂ₙ
- Алкіни: один потрійний зв’язок, CₙH₂ₙ₋₂
Кисневмісні
- Спирти містять групу –OH
- Альдегіди — групу –CHO
- Карбонові кислоти — –COOH
- Естери містять фрагмент –COO–
Підказка
- У задачі спершу знайди функціональну групу
- Назва й тип реакції часто визначаються саме класом сполуки
Розрахунки за хімічним рівнянням
Універсальний алгоритм задач на масу, кількість речовини, об’єм і вихід продукту.
Крок 1
- Запиши правильне рівняння реакції та розстав коефіцієнти
- Коефіцієнти задають молярні співвідношення речовин
Крок 2
- Переведи відому величину в кількість речовини ν
- Для маси: ν = m/M
- Для числа частинок: ν = N/Nₐ
Крок 3
- За коефіцієнтами знайди ν потрібної речовини
- Переведи ν у масу, об’єм або число частинок
- Для виходу продукту: η = фактичний вихід / теоретичний · 100%