Электроотрицательность калия меньше электроотрицательности натрия потому что


Тестовая работа по теме "Электроотрицательность"

Вариант 1

1. Электроотрицательность элементов увеличивается в ряду

1) Cl,O,F 2) O,N, Si 3) F, P, С 4) О, S, Br

2. Электроотрицательность атомов калия и брома сильно отличается, потому что

1) относительная атомная масса брома больше, чем у атома калия

2) высшая степень окисления брома выше, чем калия

3) заряд ядра у атома брома больше, чем у калия, а радиус атома меньше

4) свойства простых веществ калия и брома существенно различаются

3. Элемент с наибольшей электроотрицателыюстью:

1) водород 2) углерод 3) кислород 4) азот 5) натрий

4. Наибольшей электроотрицательностью среди элементов IV А группы обладает

1) кремний 2) германий 3) олово 4) углерод

5. Электроотрицательность кальция:

1) больше, чем у магния и бария 4) больше, чем у калия, но меньше, чем у бария

2) меньше, чем у калия и магния 5) больше, чем у калия и бария

3) меньше, чем у бериллия, но больше, чем у алюминия

___________________________________________________________________________________

Вариант 2

1. Электроотрицательность элементов уменьшается в ряду

1) P,N,Ba 2) C,Si,Sn 3) Те, F, Si 4) Н, О, F

2. Электроотрицательность атомов натрия и хлора сильно отличается по причине того, что

1) высшая степень окисления хлора выше, чем у натрия

2) относительная атомная масса хлора больше, чем у атома натрия

3) свойства простых веществ натрия и хлора существенно различаются

4) заряд ядра атома хлора больше, чем у натрия, а радиус атома меньше

3. Наименьшей электроотрицательностью обладает элемент 1)Ве 2) В 3) С 4) N

4. Наибольшей электроотрицательностью среди элементов VА группы обладает

1) фосфор 2) мышьяк 3) сурьма 4) азот

5. Электроотрицательность хлора:

1) меньше, чем у брома и йода 4) больше, чем у брома, но меньше, чем у фтора

2) меньше, чем у калия и магния 5) больше, чем у кислорода и брома

3) меньше, чем у йода, но больше, чем у кислорода

Натрий

Химический элемент натрий относится к щелочным металлам. Он был открыт в 1807 году сэром Хамфри Дэви.

Зона данных

Классификация: Натрий - щелочной металл
Цвет: серебристо-белый
Атомный вес: 22.98977
Состояние: цельный
Точка плавления: 97.72 o С, 370,87 К
Температура кипения: 883 o C, 1156 K
Электронов: 11
Протонов: 11
Нейтронов в наиболее распространенном изотопе: 12
Электронные оболочки: 2,8,1
Электронная конфигурация: 1 с 2 2 с 2 2p 6 3 с 1
Плотность при 20 o C: 0.971 г / см 3
Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления,
реакций, соединений, радиусов, проводимости
Атомный объем: 23,7 см 3 / моль
Состав: bcc: объемно-центрированный кубический
Твердость: 0,5 mohs
Удельная теплоемкость 1,23 Дж г -1 K -1
Теплота плавления 2.598 кДж моль -1
Теплота распыления 107 кДж моль -1
Теплота испарения 96,960 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 495,8 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 4562,4 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 6912.2 кДж моль -1
Сродство к электрону 52,868 кДж моль -1
Минимальная степень окисления –1
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 1
Макс. общее окисление нет. 1
Электроотрицательность (шкала Полинга) 0,93
Объем поляризуемости 23.6 Å 3
Реакция с воздухом сильный, ⇒ Na 2 O 2
Реакция с 15 M HNO 3 сильнодействующий, ⇒ NaNO 3 , NO x
Реакция с 6 M HCl сильнодействующий, ⇒ H 2 , NaCl
Реакция с 6 М NaOH сильнодействующий, ⇒ H 2 , NaOH
Оксид (ов) Na 2 O
Гидрид (-ы) NaH
Хлорид (ы) NaCl
Атомный радиус 186 вечера
Ионный радиус (1+ ион) 116 вечера
Ионный радиус (2+ ионов)
Ионный радиус (3+ ионов)
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 142 Вт м -1 K -1
Электропроводность 20.1 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 97,72 o С, 370,87 К

Натрий без покрытия в масле.

Натрий металлический со слоем оксида на неразрезанных поверхностях.

Натриевая соль, находящаяся в горячем синем пламени, горит характерным желтым пламенем. Изображение Herge.

Открытие натрия

Доктор Дуг Стюарт

В 1806 году сэр Хамфри Дэви обнаружил, что химическая связь имеет электрическую природу и что он может использовать электричество для разделения веществ на их основные строительные блоки - химические элементы.

В 1807 году в Королевском институте в Лондоне, через несколько дней после первого выделения калия, он впервые выделил натрий электролизом высушенного гидроксида натрия, который был очень слегка увлажнен.

Электролиз питался от объединенной мощности трех больших батарей, которые он построил.

Дэви отметил, что металл, который образовался на проволочном электроде, который он поместил в гидроксид натрия, был жидкостью, но стал твердым при охлаждении и «имел блеск серебра».” (1)

«Он чрезвычайно пластичен и намного мягче, чем любое из обычных металлических веществ… это свойство не уменьшается при охлаждении до 32 o F (0 o C)».

Дэви также отметил, что при добавлении к воде натрий разлагает воду, выделяя водород.

Он спросил, следует ли классифицировать новое вещество как металл, и отметил, что, по мнению большинства других ученых, это следует делать, несмотря на то, что его плотность была намного ниже, чем у других известных тогда металлов:

«… между самими металлами есть заметные различия в этом отношении, платина [, мы теперь называем ее платиной ] почти в четыре раза тяжелее теллура.”

Он назвал новый металл натрием, потому что он использовал каустическую соду или, проще говоря, соду в качестве источника элемента. (2), (3)

В Германии каустическая сода была известна как natronlauge, и Л. В. Гилберт предложил назвать новый элемент натронием.

Якоб Берцелиус предпочел более короткий натрий, из которого мы получили химический символ натрия, Na. (4)

Интересные факты о натрии

  • Возможно, эту страницу можно было назвать "Sodagen.«Это имя сэр Хамфри Дэви дал новому металлическому элементу в своей лабораторной записной книжке, прежде чем решил, что предпочитает« натрий ». (5)
  • Натрий и его ближайший сосед по таблице Менделеева калий являются твердыми веществами при комнатной температуре. Однако их сплавы - нет. Сплавы NaK, содержащие от 10 до 60 процентов натрия по массе, являются жидкостями при комнатной температуре. Коммерчески доступный сплав с 78% K и 22% Na остается жидким при температурах до -12,6 o C (9,3 o F).
  • Людям и другим животным нужен натрий для поддержания правильного баланса жидкости в клетках. Немедленный эффект от низкого содержания натрия можно увидеть в тепловых спазмах, когда мышцы спортсменов схватываются после нагрузки. Тепловые спазмы вызваны потерей ионов натрия, когда соль выводится из организма с потом.
  • Натрий образуется в тяжелых звездах, в основном, когда атомы неона приобретают протон. (Атомы неона сами образовались атомами углерода, объединенными в реакциях ядерного синтеза.)
  • Если весь хлорид натрия (поваренная соль) в океанах можно извлечь и высушить, он покроет всю поверхность США на глубину почти полторы мили (около 2,3 км). Та же самая соль может покрыть всю сушу на Земле на глубину почти 500 футов (150 м).

Этот лазерный луч настроен на возбуждение атомов натрия, оставшихся после пролета метеоритов в мезосфере Земли. Под напряжением атомы натрия светятся, образуя небольшое яркое пятно.Любой, кто смотрит с уровня земли, видит новую искусственную звезду. Мерцание этой «маленькой звезды» подается в систему адаптивной оптики, чтобы восстановить четкость изображения этой «звезды». Таким образом устраняются искажения атмосферы, что позволяет использовать

.

нервная система | Определение, функции, структура и факты

Самый простой тип ответа - это прямая индивидуальная реакция на стимул-ответ. Изменение окружающей среды - это стимул; реакция организма на это есть ответ. У одноклеточных организмов реакция является результатом свойства клеточной жидкости, называемого раздражительностью. У простых организмов, таких как водоросли, простейшие и грибы, реакция, при которой организм движется к стимулу или от него, называется таксисом.В более крупных и сложных организмах - тех, в которых реакция включает синхронизацию и интеграцию событий в различных частях тела, - механизм управления или контроллер расположен между стимулом и реакцией. У многоклеточных организмов этот контроллер состоит из двух основных механизмов, с помощью которых достигается интеграция - химической регуляции и нервной регуляции.

В химической регуляции вещества, называемые гормонами, производятся четко определенными группами клеток и либо диффундируют, либо переносятся кровью в другие области тела, где они действуют на клетки-мишени и влияют на метаболизм или индуцируют синтез других веществ.Изменения, возникающие в результате гормонального действия, выражаются в организме как влияние или изменения в форме, росте, воспроизводстве и поведении.

Растения реагируют на различные внешние раздражители, используя гормоны в качестве регуляторов системы "стимул-ответ". Направленные реакции на движение известны как тропизмы и являются положительными, когда движение направлено к стимулу, и отрицательными, когда оно направлено в сторону от стимула. Когда семя прорастает, растущий стебель поворачивается вверх к свету, а корни поворачиваются вниз, подальше от света.Таким образом, стебель показывает положительный фототропизм и отрицательный геотропизм, в то время как корни демонстрируют отрицательный фототропизм и положительный геотропизм. В этом примере свет и гравитация - это стимулы, а направленный рост - это реакция. Контроллерами являются определенные гормоны, синтезируемые клетками на кончиках стеблей растений. Эти гормоны, известные как ауксины, диффундируют через ткани под верхушкой стебля и концентрируются по направлению к затемненной стороне, вызывая удлинение этих клеток и, таким образом, изгиб кончика в направлении света.Конечным результатом является поддержание растения в оптимальном состоянии с точки зрения освещения.

У животных, помимо химической регуляции через эндокринную систему, существует еще одна интегративная система, называемая нервной системой. Нервную систему можно определить как организованную группу клеток, называемых нейронами, специализирующихся на передаче импульса - возбужденного состояния - от сенсорного рецептора через нервную сеть к эффектору, участку, в котором происходит ответ.

Организмы, обладающие нервной системой, способны к гораздо более сложному поведению, чем организмы, у которых ее нет.Нервная система, специализирующаяся на проведении импульсов, позволяет быстро реагировать на раздражители окружающей среды. Многие реакции, опосредованные нервной системой, направлены на сохранение статус-кво или гомеостаза животного. Стимулы, которые имеют тенденцию перемещать или разрушать какую-либо часть организма, вызывают реакцию, которая приводит к уменьшению неблагоприятных эффектов и возвращению к более нормальному состоянию. Организмы с нервной системой также способны выполнять вторую группу функций, которые инициируют различные модели поведения.Животные могут проходить периоды исследовательского или аппетитного поведения, строительства гнезд и миграции. Хотя эти действия полезны для выживания вида, они не всегда выполняются индивидуумом в ответ на индивидуальную потребность или стимул. Наконец, усвоенное поведение может быть наложено как на гомеостатические, так и на инициирующие функции нервной системы.

Внутриклеточные системы

Все живые клетки обладают свойством раздражительности или отзывчивости на раздражители окружающей среды, которые могут влиять на клетку по-разному, вызывая, например, электрические, химические или механические изменения.Эти изменения выражаются в виде реакции, которая может быть высвобождением секреторных продуктов клетками железы, сокращением мышечных клеток, изгибом растительной стволовой клетки или биением плетистых «волосков» или ресничек ресничными клетками. ,

Отзывчивость отдельной клетки может быть проиллюстрирована поведением относительно простой амебы. В отличие от некоторых других простейших, у амебы отсутствуют высокоразвитые структуры, которые участвуют в приеме стимулов, а также в производстве или проведении реакции.Однако амеба ведет себя так, как если бы у нее была нервная система, потому что общая отзывчивость ее цитоплазмы служит функциям нервной системы. Возбуждение, производимое стимулом, передается другим частям клетки и вызывает реакцию животного. Амеба переместится в область с определенным уровнем света. Его привлекают химические вещества, выделяемые пищей, и он проявляет реакцию при кормлении. Он также удаляется из области с ядовитыми химическими веществами и проявляет реакцию избегания при контакте с другими объектами.

.

межмолекулярных и межатомных сил | Межмолекулярные силы

Если бы не было межмолекулярных сил, вся материя существовала бы в виде газов, и нас бы здесь не было. Эта глава знакомит учащихся с новой концепцией, называемой межмолекулярной силой. Учащиеся легко запутаются в том, говорят ли они о связях или о межмолекулярных силах, особенно когда обсуждаются межмолекулярные силы в благородных газах. По этой причине вы должны попытаться использовать слово «связь» или «связь» для обозначения межатомных сил (то, что удерживает атомы вместе) и межмолекулярных сил для вещей, удерживающих молекулы вместе.Если научить учащихся обозначать связи и межмолекулярные силы на диаграммах молекул, это поможет им лучше понять терминологию.

Эта тема возникает сразу после того, как учащиеся узнают об электроотрицательности и полярности, так что это хорошая глава, чтобы укрепить эти концепции и помочь учащимся увидеть использование электроотрицательности и полярности. Учащиеся должны хорошо понимать полярность и форму молекул, поскольку это поможет им определить виды возникающих межмолекулярных сил.

Далее следует краткий обзор тем, затронутых в этой главе.

  • Что такое межмолекулярные и чем они отличаются от связей (межатомные силы).

    Эта тема знакомит учащихся с концепцией межмолекулярных сил. Введены пять различных типов межмолекулярных сил. Межмолекулярные силы - одна из основных причин того, что материя существует в разных состояниях (твердые тела, жидкости и газы). У газов нет межмолекулярных сил между частицами.По этой причине вы должны либо выбрать примеры, которые все находятся в жидком или твердом состоянии при комнатной температуре (эта температура наиболее знакома учащемуся), либо напомнить учащимся, что, хотя примеры могут быть газами, мы можем учитывать межмолекулярные силы между газами, когда они охлаждаются и становятся жидкими. Также важно проявлять осторожность, если вы используете благородные газы для объяснения индуцированных дипольных сил, поскольку технически эти силы не действуют между молекулами и могут запутать учащихся.

  • Физическое состояние и плотность.

    Хотя это указано как отдельный пункт в CAP, в этой книге он был использован для объяснения межмолекулярных сил. Твердые тела имеют самые сильные межмолекулярные силы между молекулами, и именно эти силы удерживают молекулы в жесткой форме. В жидкости межмолекулярные силы непрерывно разрушаются и реформируются, поскольку молекулы движутся и скользят друг по другу.

  • Кинетическая энергия и температура частиц.

    Эта тема также указана как отдельный пункт в CAP и используется для объяснения межмолекулярных сил. Эта тема связана с классом \ (\ text {10} \) (состояния вещества и кинетическая молекулярная теория), а также связана с главой \ (\ text {7} \) (идеальные газы).

  • Химия воды.

    Вторая половина этой главы посвящена более глубокому пониманию воды.Вода - уникальная жидкость во многих отношениях. Некоторые из этих свойств воды объясняются в этой части текста. Важно связать это с межмолекулярными силами и, в частности, с сильными водородными связями, которые обнаруживаются между молекулами воды.

Мы видим материю в разных фазах вокруг нас. Воздух, которым мы дышим, - это газ, вода, которую вы пьете, - жидкость, а стул, на котором вы сидите, - твердое тело. В этой главе мы рассмотрим одну из причин, по которой материя существует как твердое тело и жидкость.

В предыдущей главе мы обсудили различные силы, которые существуют между атомами (межатомные силы). Когда атомы соединяются друг с другом, они образуют молекулы, и эти молекулы, в свою очередь, обладают силами, связывающими их вместе. Эти силы известны как межмолекулярные силы , .

Межмолекулярные силы позволяют нам определить, какие вещества могут растворяться в каких других веществах и каковы точки плавления и кипения веществ.Без межмолекулярных сил, удерживающих молекулы вместе, мы бы не существовали.

Обратите внимание, что в этой главе мы будем использовать термин «молекула», поскольку все рассматриваемые нами соединения ковалентно связаны и не существуют в виде гигантских сетей (вспомните из степени \ (\ text {10} \), что существует три типа связывание: металлическое, ионное и ковалентное). Иногда вы встретите термин простая молекула. Это ковалентная молекулярная структура.

4.1 Межмолекулярные и межатомные силы (ESBMM)

Межмолекулярные силы

Межмолекулярные силы - это силы, действующие между молекулами.{-} \)). Молекула называется диполем .

Дипольная молекула - это молекула, имеющая два (ди) полюса. Один конец молекулы слегка положительный, а другой - слегка отрицательный. Мы можем очень просто изобразить это как овал с одной положительной стороной и одной отрицательной. Однако на самом деле молекулы выглядят не так, они больше похожи на изображения на рис. 4.1.

Рисунок 4.1: Другое представление дипольных молекул. Красная область - немного отрицательная, а синяя - слегка положительная.

Важно помнить, что только потому, что связи внутри молекулы полярны, сама молекула не обязательно может быть полярной. Форма молекулы также может влиять на ее полярность. Несколько примеров приведены в таблице 4.1, чтобы освежить вашу память. Обратите внимание, что мы показали тетраэдрические молекулы со всеми концевыми атомами, расположенными \ (\ text {90} \) \ (\ text {°} \) друг к другу (т.е. плоские или двумерные), но на самом деле форма трехкомпонентная. мерный.

Молекула

Химическая формула

Связь между атомами

Форма молекулы

Полярность молекулы

9108

\ (\ text {H} _ {2} \)

Неполярный ковалентный

Неполярный

Хлористый водород

\ (\ text { HCl} \)

Полярный ковалентный

Полярный

Тетрафторид углерода

\ (\ text {CF} _ {4} \)

02 Полярный ковалентный

Неполярный

Трифторметан

\ (\ text {CHF} _ {3} \)

9000 2 Полярный ковалентный

Полярный

Таблица 4.1: Полярность в молекулах с различными атомными связями и молекулярными формами.

Типы межмолекулярных сил (ESBMN)

Важно уметь распознать, полярны или неполярны молекулы в веществе, потому что это будет определять, какой тип межмолекулярных сил существует. Это важно для объяснения свойств вещества.

  1. Ионодипольные силы

    Как следует из названия, этот тип межмолекулярной силы существует между ионом и дипольной (полярной) молекулой.{-} \)) притягивается к слабоположительным атомам водорода. Эти межмолекулярные силы ослабляют ионные связи между ионами натрия и хлорида, так что хлорид натрия растворяется в воде (рис. 4.2).

    Рисунок 4.2: Ионно-дипольные силы в растворе хлорида натрия.

    Это упрощенная диаграмма для выделения областей положительного и отрицательного заряда. Когда хлорид натрия растворяется в воде, это можно более точно представить как:

  2. Ионно-дипольные силы

    Подобно ионно-дипольным силам, эти силы существуют между ионами и неполярными молекулами.{2 +} \) ионы. Кислород (\ (\ text {O} _ {2} \)) притягивается к этим ионам за счет индуцированных ионами дипольных сил.

  3. Диполь-дипольные силы

    Когда одна дипольная молекула входит в контакт с другой дипольной молекулой, положительный полюс одной молекулы будет притягиваться к отрицательному полюсу другой, и таким образом молекулы будут удерживаться вместе (рис. 4.3). Примеры материалов / веществ, которые удерживаются вместе диполь-дипольными силами: \ (\ text {HCl} \), \ (\ text {SO} _ {2} \) и \ (\ text {CH} _ {3} \ текст {Cl} \).

    Рисунок 4.3: Две дипольные молекулы удерживаются вместе силой притяжения между их противоположно заряженными полюсами.

    Одним из частных случаев этого является водородная связь.

  4. Наведенные дипольные силы

    Эти межмолекулярные силы также иногда называют «лондонскими силами», «мгновенными дипольными» силами или «дисперсионными» силами.

    Мы знаем, что, хотя углекислый газ является неполярной молекулой, мы все же можем заморозить его (и мы также можем заморозить все другие неполярные вещества). Это говорит нам о том, что в таких молекулах должна быть какая-то сила притяжения (молекулы могут быть только твердыми телами или жидкостями, если есть силы притяжения, стягивающие их вместе). Эта сила известна как индуцированная дипольная сила.

    В неполярных молекулах электронный заряд обычно распределен равномерно, но возможно, что в определенный момент времени электроны могут быть распределены неравномерно (помните, что электроны всегда движутся по своим орбиталям).У молекулы будет временный диполь . Другими словами, каждый конец молекул имеет небольшой заряд, положительный или отрицательный. Когда это происходит, молекулы, находящиеся рядом друг с другом, очень слабо притягиваются друг к другу. Эти силы присутствуют в галогенах (например, \ (\ text {F} _ {2} \) и \ (\ text {I} _ {2} \)) и в других неполярных молекулах, таких как углекислый газ и углерод. четыреххлористый.

    Все ковалентные молекулы обладают индуцированными дипольными силами. Для неполярных ковалентных молекул эти силы являются единственными межмолекулярными силами.Для полярных ковалентных молекул в дополнение к индуцированным дипольным силам обнаруживаются диполь-дипольные силы.

    Когда благородные газы конденсируются, межмолекулярные силы, удерживающие жидкость вместе, являются индуцированными дипольными силами.

  5. Дипольно-дипольные силы

    Этот тип силы возникает, когда молекула с диполем индуцирует диполь в неполярной молекуле. Это похоже на индуцированную ионами дипольную силу.Примером такого типа силы является хлороформ (\ (\ text {CHCl} _ {3} \)) в четыреххлористом углероде (\ (\ text {CCl} _ {4} \)).

На следующем изображении показаны типы межмолекулярных сил и типы соединений, которые приводят к этим силам.

Рисунок 4.4: Типы межмолекулярных сил. Прямоугольники представляют тип соединения, а линии - тип силы.

Последние три силы (диполь-дипольные силы, дипольные дипольные силы и индуцированные дипольные силы) иногда вместе известны как силы Ван-дер-Ваальса.Теперь рассмотрим более подробно частный случай диполь-дипольных сил.

Водородные связи

Как следует из названия, этот тип межмолекулярной связи включает атом водорода. Когда молекула содержит атом водорода, ковалентно связанный с сильно электроотрицательным атомом (\ (\ text {O} \), \ (\ text {N} \) или \ (\ text {F} \)), этот тип межмолекулярной силы может произойти. Сильно электроотрицательный атом на одной молекуле притягивает атом водорода на соседней молекуле.

Например, молекулы воды удерживаются вместе водородными связями между атомом водорода одной молекулы и атомом кислорода другой (рис: водородные связи).Водородные связи представляют собой относительно сильную межмолекулярную силу и сильнее других диполь-дипольных сил. Однако важно отметить, что водородные связи слабее, чем ковалентные и ионные связи, которые существуют между атомами .

Не путайте водородные связи с настоящими химическими связями. Водородная связь - это пример случая, когда ученый назвал что-то, полагая, что это одно, тогда как на самом деле это было другое. В этом случае сила водородных связей заставила ученых думать, что это на самом деле химическая связь, хотя на самом деле это просто межмолекулярная сила.

Рисунок 4.5: Два представления, показывающие водородные связи между молекулами воды: модель заполнения пространства и структурная формула.

Разница между межмолекулярными и межатомными силами (ESBMP)

Важно понимать, что существует разница между типами взаимодействий, которые происходят в молекулах, и типами, которые происходят между молекулами. В предыдущей главе мы сосредоточились на взаимодействиях между атомами. Они известны как межатомные силы или химические связи.Мы также более подробно изучили ковалентные молекулы.

Помните, что ковалентная связь имеет разность электроотрицательностей менее \ (\ text {2,1} \). Ковалентные молекулы имеют ковалентные связи между своими атомами. Силы Ван-дер-Ваальса возникают только в ковалентных молекулах. Мы можем показать межатомные и межмолекулярные силы между ковалентными соединениями схематически или на словах. Межмолекулярные силы возникают между молекулами и не затрагивают отдельные атомы. Межатомные силы - это силы, которые удерживают атомы в молекулах вместе.Рисунок 4.5 показывает это.

Межатомные силы Межмолекулярные силы
Атомы или молекулы Силы между атомами Силы между молекулами
Сила сил Сильные силы Относительно слабые силы
Расстояние между атомами или молекулами Очень короткие расстояния Большие расстояния, чем связи

Таблица 4.2: Различия между межатомными и межмолекулярными силами.

Рассмотренные примеры по межмолекулярным силам содержат большой объем информации в первом шаге. Возможно, вам придется напомнить учащимся, как определять полярность молекул. Для этого вы можете использовать проработанные примеры в атомарных комбинациях как быстрое освежение темы. На тестах и ​​экзаменах учащиеся должны уметь быстро определять полярные или неполярные молекулы, и поэтому они должны хорошо владеть этим навыком.

Рабочий пример 1: Межмолекулярные силы

Какие межмолекулярные силы присутствуют в четыреххлористом углероде (\ (\ text {CCl} _ {4} \))?

Подумайте, что вы знаете о молекуле.

Углерод имеет электроотрицательность \ (\ text {2,5} \). Хлор имеет электроотрицательность \ (\ text {3,0} \). Разница в электроотрицательности углерода и хлора равна \ (\ text {1,0} \) (вспомните раздел об электроотрицательности в предыдущей главе). Мы также знаем, что связь между углеродом и хлором полярна.

Также из предыдущей главы мы знаем, что четыреххлористый углерод представляет собой тетраэдрическую молекулу (вспомните форму молекулы). Четыреххлористый углерод является симметричным и в целом неполярным.

Теперь решите, какой это случай

Четыреххлористый углерод неполярен, поэтому единственная возможная сила - это индуцированный диполь .

Рабочий пример 2: Межмолекулярные силы

Какие межмолекулярные силы присутствуют в следующем растворе: хлорид натрия в воде?

Подумайте, что вы знаете о молекулах

Натрия хлорид ионный. (разница электроотрицательностей равна \ (\ text {2,1} \)).Вода имеет полярные связи (разница электроотрицательностей равна \ (\ text {1,4} \)). Вода - полярная молекула (ее молекулярная форма изогнута или угловата).

Теперь решите, какой это случай

Это ионное вещество, взаимодействующее с полярным веществом. Это взаимодействие представляет собой ион-дипольную силу .

Зарегистрируйтесь, чтобы получить стипендию и возможности карьерного роста. Используйте практику Сиявулы, чтобы получить наилучшие возможные оценки.

Зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ к своему будущему. Упражнение 4.1.

фтороводород (\ (\ text {HF} \))

Фтористый водород - полярная ковалентная молекула.(Он линейный, а не симметричный.) Таким образом, тип межмолекулярной силы - диполь-дипольные силы.

метан (\ (\ text {CH} _ {4} \))

Метан - неполярная ковалентная молекула. (Он тетраэдрический и симметричный.) Таким образом, тип межмолекулярной силы - индуцированные дипольные силы.

хлорид калия в аммиаке (\ (\ text {KCl} \) in \ (\ text {NH} _ {3} \))

Хлорид калия - ионное соединение.Аммиак - полярная ковалентная молекула. (Оно тригонально-пирамидальное, а не симметричное.) Итак, тип межмолекулярной силы - ионно-дипольные силы.

Криптон - благородный газ. Итак, тип межмолекулярной силы - индуцированные дипольные силы.

Понимание межмолекулярных сил (ESBMQ)

Типы межмолекулярных сил, возникающих в веществе, будут влиять на его свойства, такие как его фаза , точка плавления и точка кипения .Вы должны помнить из кинетической теории материи (см. Степень \ (\ text {10} \)), что фаза вещества определяется тем, насколько сильны силы между его частицами. Чем слабее силы, тем более вероятно, что вещество существует в виде газа. Это связано с тем, что частицы могут перемещаться далеко друг от друга, поскольку они не очень прочно удерживаются вместе. Если силы очень велики, частицы удерживаются вместе в твердую структуру. Помните также, что температура материала влияет на энергию его частиц.Чем больше энергии у частиц, тем больше у них шансов преодолеть силы, удерживающие их вместе. Это может вызвать изменение фазы.

Ниже показаны три фазы воды. Обратите внимание, что мы показываем двухмерные фигуры, хотя на самом деле они трехмерны.

Рисунок 4.6: Три фазы воды.
Действие межмолекулярных сил

Следующие пять экспериментов исследуют влияние различных физических свойств (испарение, поверхностное натяжение, растворимость, точка кипения и капиллярность) веществ и определяют, как эти свойства связаны с межмолекулярными силами.Каждый эксперимент будет смотреть на разные свойства.

В эту главу включен формальный эксперимент по действию межмолекулярных сил. В этом эксперименте слушатели исследуют, как межмолекулярные силы влияют на испарение, поверхностное натяжение, растворимость, точки кипения и капиллярность. Некоторые из используемых веществ (жидкость для снятия лака (в основном ацетон, если вы используете разновидность без ацетона), метилированные спирты (смесь метанола и этанола), масло (в основном неполярный углеводород), глицерин (довольно сложный органическая молекула)) являются довольно сложными веществами, и учащиеся могут не обладать навыками, необходимыми для определения типов действующих здесь межмолекулярных сил.Вы должны направлять учащихся в этом и рассказывать им о межмолекулярных силах этих веществ.

Вы можете помочь учащимся определить силу межмолекулярных сил, сказав им, что более крупные молекулы обладают более сильными межмолекулярными силами, чем более мелкие. Это часто является важным фактором при определении того, какое вещество имеет самые сильные межмолекулярные силы.

Этот эксперимент разделен на пять экспериментов. Каждый эксперимент фокусируется на разных свойствах и показывает, как это свойство связано с межмолекулярными силами.Учащимся часто бывает нелегко увидеть небольшие различия между некоторыми из выбранных молекул, и поэтому им нужно использовать комбинацию экспериментальных результатов и знаний о силе межмолекулярной силы, чтобы попытаться предсказать, что может произойти. Каждый эксперимент заканчивается выводом о том, что нужно найти, чтобы направлять учащихся.

Очень важно работать в хорошо вентилируемом помещении (в помещении с большим потоком воздуха), особенно при работе с метанолом и этанолом. Многие из используемых веществ (особенно жидкость для снятия лака, этанол и метиловый спирт) легко воспламеняются, поэтому при нагревании этих веществ необходимо соблюдать осторожность.Учащимся рекомендуется использовать электрическую плиту, а не горелку Бунзена, чтобы нагревать эти вещества, поскольку это снижает риск возгорания. При проведении химических экспериментов также очень важно следить за тем, чтобы ваши ученики не бегали, не пытались пить химические вещества, не ели и не пили в лаборатории, не бросали химические вещества в других учащихся и в целом действовали в ответственный и безопасный способ. Инструкции по безопасной экспериментальной работе можно найти в главе по научным навыкам из класса \ (\ text {10} \).

Эффекты межмолекулярных сил: Часть \ (\ text {1} \)

Цель

Для исследования испарения и определения связи между испарением и межмолекулярными силами.

Аппарат

Для этого эксперимента вам понадобятся следующие предметы:

  • этанол, вода, жидкость для снятия лака (ацетон), метилированный спирт

  • чаши для выпаривания (или неглубокие бассейны)

Метод

  1. Поместите \ (\ text {20} \) \ (\ text {ml} \) каждого вещества в отдельные чашки для выпаривания.
  2. Осторожно переместите каждое блюдо в теплое (солнечное) место.
  3. Отметьте уровень жидкости в каждой посуде перманентным маркером. Сделайте несколько отметок в разных местах вокруг блюда. Если перманентный маркер оставляет пятно, а не заметный след, осторожно протрите край блюда и повторите попытку.
  4. Наблюдайте за каждой посудой каждую минуту и ​​отметьте, какая жидкость испаряется быстрее всего.

Результаты

Запишите свои результаты в таблицу ниже.Вам не нужно измерять уровень жидкости, а просто напишите, насколько упал уровень (например, для воды, которую вы можете написать, не заметили никакого снижения уровня, или для этанола вы можете написать, что почти вся жидкость испарилась) ,

Вещество Уровень жидкости после \ (\ text {1} \) \ (\ text {min} \) \ (\ text {2} \) \ (\ text {min} \) \ (\ text {3} \) \ (\ text {min} \) \ (\ text {4} \) \ (\ text {min} \) \ (\ text {5} \) \ (\ text {min} \)
Этанол
Вода
Жидкость для снятия лака
Метилированные спирты

Обсуждение и заключение

Вы должны обнаружить, что вода испаряется дольше всех.Вода имеет сильные межмолекулярные силы (водородные связи). Этанол (\ (\ text {CH} _ {3} \ text {CH} _ {2} \ text {OH} \)) и метилированные спирты (в основном этанол (\ (\ text {CH} _ {3} \ text {CH} _ {2} \ text {OH} \)) с небольшим количеством метанола (\ (\ text {CH} _ {3} \ text {OH} \))) оба имеют водородные связи, но они немного слабее, чем водородные связи в воде. Жидкость для снятия лака (ацетон (\ (\ text {CH} _ {3} \ text {COCH} _ {3} \))) имеет только диполь-дипольные силы и поэтому быстро испаряется.

Вещества с более слабыми межмолекулярными силами испаряются быстрее, чем вещества с более сильными межмолекулярными силами.

Эффекты межмолекулярных сил: Часть \ (\ text {2} \)

Цель

Для исследования поверхностного натяжения и определения связи между поверхностным натяжением и межмолекулярными силами.

Аппарат

Для этого эксперимента вам понадобятся следующие предметы:

  • вода, растительное масло (подсолнечное масло), глицерин, жидкость для снятия лака (ацетон), метиловый спирт

  • маленькие стеклянные мензурки или стеклянные мерные цилиндры

  • небольшой кусок стекла или прозрачного пластика (примерно \ (\ text {5} \) \ (\ text {cm} \) by \ (\ text {5} \) \ (\ text {cm} \).)

Метод

  1. Поместите примерно \ (\ text {50} \) \ (\ text {ml} \) каждого указанного вещества в отдельные небольшие химические стаканы или мерные цилиндры.
  2. Обратите внимание на форму мениска. (Это уровень жидкости). Обратите внимание, что происходит по краям, где жидкость касается стекла. (Вы можете добавить несколько капель пищевого красителя в каждое вещество, чтобы увидеть мениск.)
  3. Теперь поместите каплю вещества на небольшой кусок стекла. Обратите внимание на форму капли.

Результаты

Запишите свои результаты в таблицу ниже. Вам просто нужно дать качественный результат (то есть то, что вы видите в эксперименте).

Глицерин
Вещество Форма мениска Форма капли
Вода
Масло
Глицерин
Метилированные спирты

Обсуждение и заключение

Мениск для всех этих веществ должен быть вогнутым (т.е.е. по краям выше, чем в середине). Это потому, что силы, удерживающие вместе молекулы в веществе, слабее, чем притяжение между веществом и стеклом трубки.

Вы также должны были заметить, что вода, масло и глицерин имеют тенденцию образовывать капли, а жидкость для снятия лака и метилированные спирты - нет. Сильные межмолекулярные силы помогают удерживать вещество вместе, в то время как более слабые не удерживают молекулы в субстанции

.

Смотрите также