Конспект: основные темы курса химии
Файл приложить я не могу — технически я отвечаю текстом. Но ниже готовый конспект: скопируй его в Word/Google Документ, сохрани как .docx и пришли учителю. Оформление уже разбито по пунктам.
1. Периодический закон Д. И. Менделеева и периодическая система
Закон (1869 г., формулировка Менделеева): свойства химических элементов и образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от их относительных атомных масс.
Современная формулировка: те же свойства находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома (то есть от строения электронных оболочек).
Главная идея: заряд ядра растёт на 1 от элемента к элементу, и через определённые промежутки повторяется строение внешнего электронного слоя — поэтому и повторяются свойства.
Строение таблицы:
- Период — горизонтальный ряд. Номер периода = число энергетических уровней в атоме. 1–3 — малые, 4–7 — большие.
- Группа — вертикальный столбец. Номер группы (для главной подгруппы) = число электронов на внешнем уровне.
- Главная подгруппа (А) — s- и p-элементы; побочная (Б) — d-элементы.
- Порядковый номер = заряд ядра = число протонов = число электронов в атоме.
Как меняются свойства:
| Направление | Радиус атома | Электроотрицательность | Металлические свойства |
|---|---|---|---|
| По периоду слева → направо | уменьшается | растёт | ослабевают |
| По группе сверху → вниз | растёт | уменьшается | усиливаются |
Проверка себя: элемент № 17 (хлор) — 3 период, VII A группа: 3 уровня, 7 внешних электронов, типичный неметалл. Элемент № 11 (натрий) — 3 период, I A группа: 3 уровня, 1 внешний электрон, типичный металл.
2. Виды химической связи
Тип связи определяется тем, как атомы достигают устойчивой 8-электронной оболочки.
- Ковалентная неполярная — общая электронная пара между одинаковыми атомами-неметаллами, электроны распределены поровну: \( \mathrm{H_2} \), \( \mathrm{O_2} \), \( \mathrm{N_2} \), \( \mathrm{Cl_2} \).
- Ковалентная полярная — между разными неметаллами, общая пара смещена к более электроотрицательному атому: \( \mathrm{HCl} \), \( \mathrm{H_2O} \), \( \mathrm{NH_3} \), \( \mathrm{CO_2} \).
- Ионная — между типичным металлом и типичным неметаллом, происходит переход электронов с образованием ионов: \( \mathrm{NaCl} \), \( \mathrm{CaO} \), \( \mathrm{MgCl_2} \).
- Металлическая — в металлах и сплавах: положительные ионы в узлах решётки и обобществлённые («свободные») электроны. Объясняет электро- и теплопроводность, пластичность, металлический блеск.
- Водородная — между молекулами, где водород связан с сильно электроотрицательным атомом (F, O, N): \( \mathrm{H_2O} \), \( \mathrm{HF} \), \( \mathrm{NH_3} \). Повышает температуры кипения и плавления.
Практическое правило: считаем разность электроотрицательностей. Разность = 0 → неполярная; небольшая → полярная; большая (металл + неметалл) → ионная.
3. Типы химических реакций
По числу и составу веществ: \[ \mathrm{A + B \rightarrow AB} \] — соединение; \[ \mathrm{AB \rightarrow A + B} \] — разложение; \[ \mathrm{A + BC \rightarrow AC + B} \] — замещение; \[ \mathrm{AB + CD \rightarrow AD + CB} \] — обмен.
Другие классификации:
- по тепловому эффекту: экзотермические (с выделением теплоты, например горение) и эндотермические (с поглощением);
- по обратимости: обратимые и необратимые;
- по изменению степеней окисления: ОВР и реакции без изменения степеней окисления;
- по участию катализатора: каталитические и некаталитические;
- по агрегатному состоянию: гомогенные (одна фаза) и гетерогенные (есть граница раздела фаз).
Признаки протекания реакции: выделение газа, выпадение осадка, изменение цвета, выделение теплоты и света, появление запаха.
4. Металлы
Положение в периодической системе: преимущественно I–III группы, главные и побочные подгруппы; в периодах занимают левую и нижнюю часть. Исключения — водород и гелий, бор. Атомы металлов имеют 1–3 внешних электрона и большой радиус, поэтому легко отдают электроны и образуют положительные ионы (катионы).
Химические свойства:
- с кислородом: \( \mathrm{2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO} \) (оксиды, у активных — при обычных условиях);
- с галогенами и серой: \( \mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl} \), \( \mathrm{Fe + S \rightarrow FeS} \);
- с водой: только активные металлы — \( \mathrm{2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow} \);
- с кислотами: металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, — \( \mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow} \);
- с солями: более активный металл вытесняет менее активный — \( \mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu} \).
Использование в профессиях: металлург и литейщик (выплавка стали и алюминия), сварщик (дуговая и аргоновая сварка), токарь и фрезеровщик (обработка деталей), инженер-материаловед (выбор сплава), электрик (медь и алюминий как проводники), автомеханик, строитель (арматура, профиль), ювелир (золото, серебро), врач-хирург (титановые импланты).
5. Неметаллы
Положение в периодической системе: IV–VII группы (плюс VIII — благородные газы), правая и верхняя часть таблицы. На внешнем уровне 4–7 электронов, радиус малый, электроотрицательность высокая — атомы присоединяют электроны, образуя отрицательные ионы (анионы).
Химические свойства:
- с кислородом дают кислотные оксиды: \( \mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2} \);
- с водородом — летучие водородные соединения: \( \mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl} \), \( \mathrm{N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3} \);
- с металлами — соли: \( \mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl} \);
- сильные неметаллы (F, O, Cl) — окислители, слабые (C, S, Si) могут быть восстановителями: \( \mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2} \);
- галогены реагируют со щелочами и солями: \( \mathrm{Cl_2 + 2NaBr \rightarrow 2NaCl + Br_2} \).
Использование в профессиях: химик-технолог и лаборант (синтез, анализ), агроном (азотные, фосфорные удобрения), врач и фельдшер (кислород в медицине), сварщик (аргон защищает шов), электронщик и программист-разработчик техники (кремний — полупроводник), работник водоканала (хлор и озон для обеззараживания), пожарный (углекислотные огнетушители).
Как проверить, что усвоил: возьми любой элемент и проговори по цепочке — заряд ядра → число уровней → число внешних электронов → металл или неметалл → тип связи в его соединении с хлором → уравнение реакции. Эта цепочка связывает все пять тем конспекта в одну.