rezumat - chimie cl ix - 2014 - gheorghe ilcos securizat

8/10/2019 Rezumat - Chimie Cl Ix - 2014 - Gheorghe Ilcos Securizat

1/31

CUPRINS

ATOM. ELEMENT CHIMIC. IZOTOPI 2

STRATURI. SUBSTRATURI. ORBITALI 5

PROPRIETILE ELEMENTELOR I LOCUL N SISTEMUL PERIODIC 7

TESTUL 1 8

CRITERII PENTRU STABILIREA NUMERELOR DE OXIDARE 9

ETAPELE N STABILIREA COEFICIENILOR REDOX AI UNEI REACII 9

TESTUL 3 10

LEGTURI CHIMICE 10

TEST 2 - LEGTURA COVALENT 15

SOLUII 19

CONCENTRAI SOLUIILOR 20

REACII ACIDO-BAZICE 21

REACIA DE NEUTRALIZARE 26

ECHILIBRUL CHIMIC 27

TESTUL 4 30


2/31

Suport de curs chimie clasa a IX-a - ILCO GHEORGHE - 2014

1


3/31


2

ATOM . ELEM ENT CH IM IC. I ZOTOPI

Foarte mult vreme s-a crezut c materia este alctuit din particule extrem demici, indivizibile, numite atomi. Descoperirile din domeniul fizicii i chimiei, fcute lasfritul secolului al XIX lea i n secolul XX,ca :

descrcrile electrice prin gaze rarefiate, emisiile de electroni din metale incandescente,

radioactivitatea etc. au dus la concluzia c : atomul este divizibil, el

are o structur complex.Se tie din studiul chimiei din clasele anterioare c atomul este alctuit din

particule materiale de dimensiuni foarte mici. Dintre acestea menionm protonii,neutronii, mezonii, electronii. Toate particulele care alctuiesc un atom se numescparticule elementare : protonul, neutronul i electronul sunt considerate particulefundamentale.

n tabel sunt trecute sarcina, masa i simbolul, nucleul; de aceea ei se mai numesc

nucleoni.Nucleul conine protoni cu sarcin electric pozitiv i neutroni, neutri din punct de

vedere electric; n ansamblu, nucleul are sarcin pozitiv.Electronii se rotesc n jurul nucleului cu vizite foarte mari, formnd nveliul

electronic.n atom, numrul electronilor din nveliul electronic este egal cu numrul

protonilor din nucleu.Numrul protonilor (sarcinilor pozitive) din nucleu se noteaz cu Z i se numete

numr atomic.

Specia de atomi cu acelai numr atomic Z formeaz un element chimic.Din tabel se observ c masa unui electron este foarte mic, aproape neglijabil, ncomparaie cu masa unui proton sau a unui neutron. Cum protonii i neutronii, particulegrele, se afl n nucleu, nseamn c masa atomului este concentrat n nucleu.

Particula Proton Neutron ElectronSarcina 1 0 -1Masa n unitate carbon sau u.m. 1,007545 1,008935 0,000548

Simbolul psau

p esau

e esau

e

Suma dintre numrul de protoni i numrul de neutroni din nucleu poart numele denumr de mas; se noteaz cu A. avnd n vedere c masele electronilor sunt neglijabile inotnd cu N numrul neutronilor din nucleu, numrul de mas al unui atom este dat derelaia :

A = Z+ N


4/31


3

Exist atomi care dei au acelai numr atomic (Z) au numr de mas (A) diferit : eise numesc izotopi (n grecete isos = acelai; topos = loc). Izotopii ocup acelai loc nsistemul periodic, deoarece sunt atomi ai aceluiai element.

Izotopii sunt specii de atomi cu acelai numr atomic (acelai numr de protoni) i

cu numr de mas diferit (numr diferit de neutroni).izotopi = acelasi Z izobari = acelasi A izotoni = acelasi N

Un izotop se noteaz prescurtat prin simbolul elementului, n stnga lui fiind scrise :jos numrul atomic; sus numrul de mas. Izotopul elementului carbon, care are nnucleu 6 protoni i 6 neutroni, este notat : C126 . Uneori se indic numai numrul de mas :C

12

6.

Hidrogenul are trei izotopi; acetia sunt :

- hidrogenul uor (protiu) cu 1 proton n nucleu; are simbolul H1 proton

- hidrogenul greu (deuteriu) cu n nucleu; are simbolul H21 (D)1 neutron

1 proton- hidrogenul supragreu (tritiu) cu n nucleu; are simbolul H3

1(T)

2 neutroni

Toi cei trei izotopi : hidrogenul, deuteriul i tritiul constituie acelai element(hidrogenul), deoarece au aceeai sarcin nuclear (+1) i un singur electron n nveliulelectronic.

Primii doi izotopi ai hidrogenului (protiul i deuteriul) sunt stabili.Multe elemente din natur sunt transformate din izotopi : putem spune c

majoritatea elementelor chimice sunt amestecuri, n anumite proporii, de izotopi. Deexemplu, n cazul elementului carbon s-au identificat 7 izotopi. Izotopii unui elementdifer foarte puin prin proprietile fizice i chimice; de aceea, separarea izotopilor unuielement se realizeaz foarte greu, prin metode i cu aparate speciale.

Masa atomic. Se tie c masa atomic relativ a oricrui element se exprim nraport cu a 12a parte din masa izotopului C126 (numit unitate carbon sau unitate de masatomic, prescurtat u.m.).

Masa atomic a unui element C126 este determinat de :

Masa atomic relativ a izotopilor;

Procentul n care se gsesc aceti izotopi n compoziia elementului.


5/31


4

EXEMPLU: calculul masei atomice a unui elementClorul are doi izotopi : Cl3517 i Cl

37

17. Cei doi izotopi ai clorului cu numrul de mas 35

i 37 se gsesc n proporie de aproximativ 3 : 1 (75% i 25%); calculndu-se masaatomic relativ a clorului s-a gsit egal cu valoarea de 35,5. Se observ c, n general,masa atomic a unui element are o valoare fracionar, spre deosebire de numrul de mas

care este un numr ntreg; masa atomic se noteaz cu A. La toate elementele se poateaproxima masa atomic cu un numr ntreg, doar clorul este singurul element cu masfracionat deoarece nu se poate aproxima - Cl5,3517 .

Importana izotopilor. Cunoaterea i studiul nsuirilor izotopilor sunt de marensemntate practic, deoarece izotopiidiferitelor elemente au multe i variate aplicaii ndomenii importante ale activitii umane : industrie, agricultur, medicin, arheologie,

paleontologie etc.Izotopii multor elemente au proprieti radioactive, adic se descompun

transformndu-se n alte elemente, emind n acelai timp radiaii; acetia se numescradioizotopi.

n centralele atomo-electrice, energia nuclear este transformat n energie electric,relativ ieftin, utilizat n industrie, transporturi, n viaa de zi cu zi. n reactoarelenucleare ale acestor centrale atomo-electrice se utilizeaz izotopul radioactiv al uraniului :235U.

Energia ne poate folosi n diverse domenii : propulsarea unor nave maritime uriae,pentru desalinizarea apei de mare, pentru construirea unor mici baterii atomice cu care sepot aciona diverse dispozitive. n industrie, izotopii radioactivi mai pot fi utilizai pentrucontrolul uzurii i depistrii defectelor unor piese i instalaii metalice. De exemplu, cuajutorul izotopului 60 al cobaltului (60Co) se poate urmri nivelul fontei topite n furnal, iar

prin adugarea de radiosulf se determin coninutul de sulf din font. Cu ajutorul unorizotopi ai carbonului, oxigenului, sulfului au fost studiate i lmuritemecanismele unorprocese tehnologice chimice, ca : vulcanizarea cauciucului, prelucrarea petrolului,descompunerea grsimilor etc.

n medicin, izotopii radioactivi sunt utilizai n diagnosticarea i tratarea unor boli.Astfel, cu izotopul radioactiv al iodului se studiaz funcionarea glandei tiroide, cu calciuradioactiv se examineaz stomacul i se depisteaz ulcerele. Depistarea i tratareatumorilor canceroase reprezint una dintre cele mai importante aplicaii ale izotopilor nmedicin. Cu ajutorul izotopului radioactiv al C166 , geologii pot stabilii vrsta rocilor, iar

arheologii vrsta obiectelor dezgropate care au aparinut unor civilizaii disprute.n agricultur, izotopii i gsesc aplicaii n tratarea seminelor, n studierea solului.n pturile superioare ale atmosferei, datorit razelor cosmice se formeaz izotopul

C14

6 . Plantele prin asimilarea dioxidului de carbon (CO2) n procesul de fotosintez fixeaztoi cei trei izotopi ai carbonului natural. Animalele erbivore se hrnesc cu plante, celecarnivore mnnc animale erbivore i n final n toate organismele vii se ntlnesc cei treiizotopi C126 , C

13

6 , C14

6 , n proporie constant.Notarea simbolic a izotopilor XAZ .


6/31


5

STRATURI. SUBSTRATURI. ORBITALI

n nveliul electronic electronii sunt organizai pe 7 straturi numerotate de la 17sau de la KQ ncepnd de la nucleu ctre exterior.

1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q

Orbitalul reprezint zona n care se gsesc cu maxim probabilitate electronii.Orbitalii sunt de mai multe tipuri:

s p d f

ORBITAL DE TIP SOrbitalul este s, are form sferic (simetrie maxim). Exist din primul strat

electronic, K, fiecare substrat s avnd un singur orbital s. Pe el ncape maxim doielectroni.

ORBITALI DE TIP POrbitalii sunt n numr de 3, sunt orbitalii (px, py, pz) i au simetrie bilobar.

Exist din stratul al doilea, L. Pe ei ncap maxim 6 electroni.

ENERGIE

ENERGIE


7/31


8/31


7

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f .....Exemple:Z=201s22s22p6 3s23p64s2

Are 4 straturi (ultima cifr a orbitalilor s din configuraie) i 6 substraturi. Face

parte din elementele din grupele principaleGRUPA a II-a.Z=311s22s22p63s23p6 4s23d104p1

Are 4 straturi i 8 substraturi. Face parte din grupe principale (are configuraiaelectronic terminat n s sau p).

Grupa se afl adunnd electronii din s i p de pe ultimul strat. Este din grupaprincipal III (2+1).

Perioada este dat de numrul de straturi (ultima cifr a orbitalilor de tip,,s).

PROPRIETILE ELEMENTELOR I LOCUL N SISTEMUL PERIODIC

Numr de ordine ZNeperiodice

Numr de mas A

ProprietiRaze atomice

Fizice Raze ionice

Periodice Energie de ionizareChimice Valen (numr de oxidare)Caracter metalicCaracter nemetalic

Zvariaz de la 1 la 112 iar Ade la 1 la 227. Razele atomice i ionice cresc ngrup de sus n jos deoarece crete numrul de straturi i scad n perioad de la stnga ladreapta deoarece crete numrul de protoni.Valena este dat de electronii de valen,adic de electronii de pe ultimul strat sau substrat n unele cazuri. Pentru elementele dingrupele principale IIV, valena este dat de numrul grupei. Pentru cele din grupele

VVIII, valena este dat de relaia (8-n), unde neste numrul grupei.CARACTER METALICconfiguraia electronic se termin n ,,s.

Caracterul metalic reprezint capacitatea elementelor de a ceda electroni i aforma ioni pozitivi. El scade n perioad i crete n grup.Cel mai pronunat caractermetalic l au metalele alcaline. n acelai sens cu creterea caracterului metalic crete itria bazelor.


9/31


8

NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3crete caracterul bazic

crete caracterul metalic

Al(OH)3are caracter amfoteri de acid baz.

Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2ObazAl(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4acid hidroxid tetra amino cupric

CARACTER NEMETALIC - configuraia electronic se termin n ,,p.Caracterul nemetalic reprezint capacitatea elementelor de a accepta electroni i a

forma ioni negativi. El scade n grup i crete n perioad .Cel mai pronunat caracternemetalic l are florul.

Ca o necesitate n loc de valen s-a introdus numrul de oxidarepentru a explicaexistena unor compui (CO, SO2,SO3). Numrul de oxidare are aplicaii n reaciile cu

schimb de electroni. (Redox). Reaciile chimice care au loc cu modificarea numerelor deoxidare al unuia sau mai multor elemente din componena reactanilor sunt reacii deoxidare-reducere.

TESTUL 11. Completai spaiile libere:

a. Masa atomului este concentrat n b. Elementul chimic este specia de atomi cu acelai c. Hidrogenul prezint un numr de...izotopi.

d. Orbitaliip

au form de...2p2. Aranjai n ordinea cresctoare a energiei orbitalii:

3s, 2p, 3d, 2s, 4s, 3p1p

3. Stabilii numrul de eal atomilor care au :a. 4s23d7

b. 4d10 5p22p

3. Calculai valoarea lui Z pentru atomii elementelor care conin:

a.

3en 4pb. 16 en stratul N

2p4. Cum variaz n grup raza ionic?

2pOFICIU 1pTOTAL 10p


10/31


9

REACII REDOXReaciile chimice care au loc cu modificarea numerelor de oxidare al unuia sau mai

multor elemente din componena reactanilor sunt reacii de oxidare-reducere. n reaciile de oxidare un element (ca atare, n form atomic sau molecular, saucomponent al unei specii chimice poliatomice) cedeaz electroni, deci i mrete

numrul de oxidare.Numr de oxidare= sarcin i formale atribui te atomi lor , ionil or sau elementelordintr-o molecul. El reprezint totalitatea electronilor unui atom sau ionimplicai n formarea de legturi ionice sau covalente.OXIDARE = procesul prin care se pierd electroni n reaciile de reducere un element (atom, molecul, ion monoatomic, ionpoliatomic) accept electroni, deci i scade numrul de oxidare.REDUCERE = procesul prin care se accept electronin reaciile redoxpot participa ca oxidani i reductori diferite specii chimice, fie

atomi, fie ioni sau molecule. Ca urmare a transferului de electroni are loc modificarea

strilor de oxidare ale unor elemente din compuii participani la reacie.Determinarea coeficienilorstoechiometrici ai reaciilor redox se face inndu-

se seama de conservarea masei substanelor (bilanul atomic) i a numruluielectronilor schimbai (bilanulelectronic).

CRITERII PENTRU STABILIREA NUMERELOR DE OXIDARE

1. N.O. al atomilor n stare liber este 0. Na0, Cl20

2. N.O. al ionilor mono i poliatomici este egal cu sarcina ionului. Na+, Mg+2, Cl,

NO3

, NH4+

.3. N.O. al hidrogenului este +1.Excepiefac hidrurile metalelor alcaline ialcalino-pmntoase cnd N.O.H= 1. Li

+H, Mg+2H2

4. N.O. al oxigenului este 2.Excepiefac peroxizii cnd N.OO=1. H2+O2

.5. NO. depinde de electronegativitatea elementelor. C4H4

+, C+2O2, C+4O22.

5.

Suma N.O. a elementelor dintr-o molecul neutr este 0. H2+S+6O4

26. Suma N.O. a elementelor dintr-un ion este egal cu sarcina ionului. (N3H4

+)+.

ETAPELE N STABILIREA COEFICIENILOR REDOX AI UNEI REACII

1.

Trecerea N.O. a tuturor elementelor.2. Marcarea elementelor care i-au schimbat N.O.3. Scrierea proceselor de oxidare i reducere.4. Bilanul electronic.5. Trecerea coeficienilor rezultai pe reacie.6. Bilanul atomic.7. Hidrogenul i oxigenul se egaleaz ultimele.


11/31


10

TESTUL 31. Egalai redox urmtoarele reacii:

MnSO4+Na2CO3+KNO3 NaMnO4+KNO2+Na2SO4+CO2KMnO4+Fe(OH)2+H2O MnO2+Fe(OH)3+KOHH2O2+ CrCl3+NaOH NaCrO4 +H2O +NaCl

5p2. Egalai redox urmtoarele reacii:HCl +K2Cr2O7 H2O +KCl +CrCl3+Cl2K2MnO4+H2O KMnO4+MnO2+KOHKI +H2SO4+H2O2 I2+K2SO4 +H2O

4pOFICIU 1p

LEGTURI CHIMICEPrin transformri chimice,atomii au posibilitatea de a ajunge ntr-o stare de energie

minim. n reaciile chimice, ntre atomi se stabilesc anumite forte, numite legturi

chimice. Acestea se clasific n:

ionice,

covalente i

metalice.Legtura ionicse realizeaz pe baza transferului de electroni de la atomii

elementului cu caracter chimic metalic la atomii elementului cu caracter chimicnemetalic i a interaciei electrostatice ntre ionii formai. Tria legturii ionice este dat

de punctul de topire al substanei ionice.Z=11 Na - 1e- Z=11 Na+

1s2

2s2

2p6

3s1

1s2

2s2

2p6

Z=17 Cl +1e- Z=17 Cl1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p6

Na++ Cl Na+Cl

+ Na+

W. Kossel(1916) a explicat legtura electrovalent astfel:

Electrovalena se formeaz prin transferul electronilor de valen de pe ultimul stratal atomilor elementelor electronegative, fiecare dintre ionii rezultai avnd o configuraiestabil de gaz inert.


12/31


11

Substanele ionice formeaz reele ionice.Legturi ionice se realizeaz n sruri, n oxizi bazici i n majoritatea hidroxizilor.

MgCl2,CaO, KOH, NH4OH, Al2(SO4)3...n starea solid, compuii ionici formeaz reele ionice. Unul dintre cei mai

cunoscui compui ionici,clorura de sodiu,cristalizeazn reeaua cubic. Reele de

acelai tip cuNaCl mai formeaz:NaF, KBr, NaI, MgO, AgF, AgCl, CaS.

PROPRIETI ALE SUBSTANELOR IONICE

1).STAREA DE AGREGARE- n condiii normale de temperatur, substanele ionice sunt solide, cristalizate.

Punctele de topire i de fierbere ale compuilor ionici au valori mari, deoarece legturaionic este o legtur puternic.

- Dimensiunile ionilor au un rol important n determinarea structurii i stabilitii

cristalului ionic. Punctele de topire ale compuilor ionici sunt cu att mai mari cu ct razaionilor este mai mic:*NaF (992OC), NaCl (801OC), NaBr (740OC).- Stabilitatea cristalului ionic este influenat i de mrimea sarcinii ionilor. Astfel,punctul de topire crete cu sarcina ionului pozitiv:*NaF (992OC), MgF2 (1260

OC), AlF3(1290OC).

2).REZISTENTA MECANIC- Cristalele ionice se sfrm sub aciunea unei forte mecanice.3).SOLUBILITATEA

- Majoritatea compuilor ionici sunt solubili n solveni polari, cum este apa.4).CONDUCTIBILITATEA ELECTRICA- Cristalele ionice nu conduc curentul electric n stare so lid, deoarece ionii ocup

poziii fixe n reeaua cristalin. Ionii sunt meninui n aceste poziii datorit legturiiionice puternice.

- n stare lichid sau n soluie, ionii devin mobili; sub aciunea unei diferene depotenial, ionii se pot deplasaspre electrozi, fcnd posibila trecerea curentului electric.Substanele care permit trecerea curentului electric prin soluie sau topitura poart numelede electrolii.

Proprietile (caracteristicile) substanei ionice NaCl

1.Cristalizeaz n reea cubic ionic2.Punct de topire r idicat (801

oC)

3.Casant la lovire se sfrm4.Nu conduce curentul electric n stare solid5.Solubil n solveni polari - ap


13/31


14/31


13

Z=17 Cl1s22s22p63s23p5

+ ; Cl-Cl ; Cl2

Z=7 N1s22s22p3

+ ; N N ; N2

Z=8 O1s22s22p4

; O O ; O2+

polar- exist doarntre atomi ai nemetalelor din specii diferite. Fiecaredintre cei doi atomi pune n comun cte un electron, dar atomul care areelectronegativitatea mai mare atrage mai puternic perechea format. Atomul cuelectronegativitatea mai mic devine astfel dezvelit de electroni.

HCllegtur covalent polar H-Cl

Z= 1 H Z=17 Cl1s1 1s22s22p63s23p5

+

H2O2 legturi covalente polare O-HZ= 1 H Z=8 O

1s1 1s22s22p4

+ H H O+

H H
http://ro.wikipedia.org/wiki/Electronegativitatehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Electronegativitate


15/31


14

NH33 legturi covalente polare N-HZ= 1 H Z=7 N

1s1 1s22s22p3

+ + H H

+H H H H

DIZOLVAREA UNEI SUBSTANE CU MOLECUL POLARN AP

Dizolvarea HCl n ap

H Cl H3O+

legturi dipol dipol

legturi ion-dipol

coordinativ- este o legtur covalent polar special. n acest caz, doar unatom pune n comun cei doi electroni necesari formrii legturii (acesta numindu-se donor), iar cellalt doar accept perechea oferit (acesta numindu-se acceptor)

H3O+ ion amoniu

H +

H+ + H O H O 2 legturi covalente polare O H1 leg. cov. coordinativ O H

H H

NH4+ ion amoniu

H +

H+ + N N 3 legturi covalente polare N H1 leg. cov. coordinativ N H

H H H H H H


16/31


15

O molecul este nepolarcnd rezult din unirea a doi atomi identici, prin punere ncomun de electroni cu participare egal. Exemple de molecule nepolare sunt moleculelede : H2, Cl2, O2, N2.

Ca exemple de molecule nepolare mai pot fi date moleculele de metan CH4,tetraclorura de carbon CCl4, formate din atomi diferii, dar avnd o structur simetric.

HC H

H HO molecul este polarcnd rezulta din unirea a doi atomi diferii tot prin punere n

comun de electroni. ntr-o molecul format din atomi diferii, perechea de electroni careformeaz legtura covalent nu mai aparine n egal msura ambilor atomi, ci estedeplasata mai mult spre unul din atomi i anume spre acel atom la care este mai accentuatcaracterul electronegativ. Ca exemple de molecule polare sunt moleculele de NH3gazossau lichid, H2O i de HCl gazos sau lichid etc.

La formarea moleculei polare de NH3 din cei 5 electroni de pe ultimul strat alatomului de azot, numai 3 din ei participa la formarea celor 3 legturi covalente mpreuncu cei 3 atomi de hidrogen, rmnnd atomului de azot nc doi electroni disponibili(pereche de electroni neparticipani). n mod asemntor se formeaz moleculele polarede H2O i de HCl. Substanele cu legturi covalente se numesc molecule i pot formareele atomicei reele moleculare.

TEST 2-LEGTURA COVALENT

1. Legtura covalent este legturachimic ce se stabilete:a) prin punere n comun de electroni;

b) prin transfer de electroni;c) prin punere n comun sau prin transfer de electroni.


17/31


16

2. Legtura covalent se stabilete ntre elemente chimice:a) cu caracter chimic i electrochimic diferit;b) cu caracter chimic i electrochimic identic;c) sunt valabile ambele rspunsuri de mai sus.3. Legtura covalent se stabilete ntre:

a) dou metale ;b) dou nemetale;c) un metal i un nemetal.4. O legtur covalent se realizeaz:a) ntr-o singur etap punerea n comun a electronilor;b) n dou etape - formarea ionilor i exercitarea forei electrostatice;c) nici un rspuns nu este corect.5. O legtur covalent se stabilete:a) ntre hidrogen i sodiu ;b) ntre azot i hidrogen;

c) ntre aluminiu i oxigen.6. Prin stabilirea unei legturi covalente ntre dou elemente:a) se formeaz o molecul;b) se formeaz un compus ionic;c) se formeaz o molecul sau un compus ionic.7. Legturile covalente sunt de dou feluri:

a) legturi covalente simple i legturi covalente duble;b) legturi covalente polare i legturi covalente nepolare;c) nici un rspuns nu este corect.

8. n irul de mai jos sunt numai compui covaleni:a) H2O, HCl, NH3, Al2O3 ,CH4, H2S, SO2;b) H2O, HCl, NH3, Na2O,CH4, H2S, SO2;c) H2O, HCl, NH3, SO3 ,CH4, H2S, SO29. n irul H2O, Cl2, HCl, NH3, Na2O,H2,CH4, H2S, SO2sunt:a) 2 molecule covalente nepolare i 7 molecule covalente polare;

b) 2 molecule covalente nepolare i 6 molecule covalente polare;c) 7 molecule covalente nepolare i 2 molecule covalente polare.

Se acord un punct din oficiu

INTERACII NTRE MOLECULEInteracii intermoleculare sunt:

legtura de hidrogen legtura dipol-dipol forele van der Waals

Legtura de hidrogen se manifest ntre molecule care conin atomi de hidrogenlegai de un element puternic electronegativ i cu volum mic (N, O, F). Se realizeaz ntre


18/31


17

atomul de hidrogen al unei molecule i elementul cu electronegativitate mare dintr-omolecul vecin. Apar ca nite asociaii moleculare.(HF)n, (H2O)n, (NH3)n

HF.. H F.. H F.. H F..

Legtura dipol-dipol se manifest ntre molecule polare (CO2, H2O, HBr,). Se

realizeaz ntre polul pozitiv al unei molecule i polul negativ al unei molecule vecine.HBr HBr HBr

Legtura van der Waals se manifest ntre molecule nepolare (H2,O2, Cl2,CH4) sauslab polare (SO2, SO3). Se realizeaz ca nite simple fore fizice foarte slabe.

Cl2.. Cl2.. Cl2.. Cl2.

Legtura coordinativ se formeaz cu ajutorul perechilor de electronineparticipani care provin de la acelai atom. Legtura coordinativ se deosebete delegtura covalent prin aceea c ambii electroni din perechea de electroni care

formeaz legtura coordinativ, provin de la acelai i nu unul de la fiecare atom.

Exemple de combinaii care se formeaz pe baza legturii coordinative sunt : ionulhidroniu (hidroxoniu) i ionul amoniu. n cazul formrii ionului hidroniu [H 3O]

+,protonul H+ rezultat prin disocierea electrolitic a unui acid, neputnd exista n stareliber ci numai legat de alte molecule, se fixeaz la una dintre perechile de electronineparticipani ai oxigenului din ap ; ionul H+(protonul) aduce cu sine o sarcin pozitiv,care devine sarcina ionului hidroniu.

n mod asemntor, la formarea ionului amoniu [NH4]+

protonul H+

se fixeazcoordinativ la perechea de electroni neparticipani ai azotului din molecula polar deamoniac, i sarcina a protonului devine sarcina ntregului ion amoniu.

Atomul care pune la dispoziie perechea de electroni pentru formarea legturiicoordinative se numete donor, iar cel care o folosete acceptor.

n exemplele menionate, donorul este atomul de oxigen si cel de azot, iaracceptorul protonul (H+). Uneori legtura coordinativ se reprezint printr-o sgeatandreptat de la donor la acceptor.

Combinaiile complexe,compuii de coordinaie sau, simplu, compleci suntcombinaiile care conin un atom sau un ion central (de obicei un metal) de care sunt

legai prin legturi covalente coordinativemolecule neutre sau ioni (aa-numiiiliganzi).n funcie de suma sarcinilor ionului central i a gruprilor care-l nconjoar,

combinaia complex poate fi un anion sau un cation : ; [Fe(CN)6]4; [NH4]

+.Numrul de molecule sau ioni (liganzi) care se leag de ionul central poart

numele de numr de coordinaie. n general, numrul de coordinaie are valori cuprinsentre 2 i 6 i foarte rar valoarea 7 sau 8. Ca atom central poate funciona aproape oricaredin elementele sistemului periodic, dar cea mai mare tendin de a forma compleci o aumetalele tranziionale; la rndul lor, liganzii pot fi foarte diferii, de la ioni monoatomici

+ + +


19/31


18

simpli pn la substane organice cu structuri foarte complicate. Ca liganzi n aceticompui apar fie:

- molecule neutre, ca: NH3, H2O, H2N - H2C- CH2 - NH2 (etilendiamina),

- fie ioni, ca : F, Cl, Br, SO32, SCN.

OBINEREA UNOR COMBINAII COMPLEXEEXPERIMENTUL 1: Se introduc ntr-o eprubet 2 - 3 ml dintr-o soluie de CuSO4 iapoi se adug o soluie apoas de NH3pn la apariia precipitatului de culoare verde-albastru. Se adug n continuare o soluie de amoniac pn la dizolvarea precipitatului;se observ c n eprubet culoarea soluiei se schimb n albastru intens.

Scriei ecuaia reaciei..

EXPERIMENTUL 2: ntr-o eprubeta cu 1 - 2 cm3 de soluie de CuSO4 de concentraie

0,1 M turnai cteva picturi de soluie de NaOH 1M . Se formeaz un precipitatalbastru, gelatinos de Cu(OH)2. Se aduga , n picturi, soluie de NH3 1M, agitndeprubeta. Se observ dispariia precipitatului i colorarea soluiei n albastru intens,datorit formrii combinaiei complexe, hidroxidul de tetraaminocupru(II).

Ecuaiile reaciilor care au loc sunt:..

EXPERIMENTUL 3: ntr-o eprubet ce conine 3 ml soluie de AlCl3se introduce, npicturi, o soluie de NaOH. Se observ apariia unui precipitat gelatinos alb de Al(OH)3.

Dac se continu adugarea de NaOH, se observ dizolvarea precipitatului . Ecuaiilereaciilor care au avut loc sunt :

AlCl3 + 3 NaOH = Al(OH)3 + 3NaClAl(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].

Aplicaiile combinaiilor complexeCele mai frecvente utilizri ale combinaiilor complexe sunt n analiza chimic. O

serie de ioni ai metalelor, datorit uurinei de a forma combinaii complexe, caracterizateprin culoare intens sau prin solubilitate redus, se pot determina prin analiza calitativsau cantitativ.Exemple de identificare a unor ioni:

(I) ntr-o eprubet se introduc 2-3 ml dintr-o soluie de FeCl3 n care se adug osoluie apoas de K4[Fe(CN)6]. Se observ apariia unui precipitat albastru(albastru de Berlin) insolubil n H2O i n HCl diluat. Ecuaia reaciei este:

4FeCl + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl


20/31


19

Reacia este caracteristic pentru ionul Fe3+; daca soluia ce conine ionii respectivieste foarte diluat, se obine o soluie albastr, ceea ce permite determinarea prezenteiFe3+ n urme.(II) ntr-o eprubeta n care se gsesc 2-3 ml soluie conc. de Co(NO3)2se adug 1-2

ml eter etilic i apoi o soluie de KSCN. Se obine o coloraie intens albastra,

caracteristic pentru Co

2+

. Ecuaia reaciei este:Co2+ + 4SCN [Co(SCN)4]

2

(III) ntr-o eprubet n care se afl 2-3 ml dintr-o soluie de CuSO4 se adug ctevapicturi de acid acetic i apoi 2 ml dintr-o soluie de K4[Fe(CN)6]. Se observformarea unui precipitat de culoare brun-rocat. Ecuaia reaciei este:

2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4.Dac ionii de Cu2+ sunt n concentraie mic, n soluie se obine o coloraie roz.

Reacia permind evidenierea Cu n urme.LEGTURA METALIC.

ntr-un cristal metalic atomii de metal sunt unii prin legturi metalice. nexplicarea legturi metalice se admite c distribuia electronilor n atomii de metal dinreeaua metalic estediferit de distribuia electronilor n atomii de metal liberi.

ntr-un atom liber de metal, electronii sunt repartizai conform: principiuluienergetic (al construciei), principiului lui Pauling i regulii lui Hund. Din cauzanumrului mic deelectroni n stratul de valen aceti atomi nu se pot lega ntre ei

nici prin covalene(reeaua metalic prezint un aranjament compact al atomilor, fiecareatom are 8 sau 12 atomi vecini), nici prin electrovalene (legtura ionic nu serealizeaz ntre ioni provenind de laatomi de acelai fel) pentru a-i realiza configuraiastabil de gaz rar.

n cristalul metalic atomii se afl la distane mici unii de alii, de aceea orbitaliistratulu i de valen nu mai aparin unui atom sau unei perechi de atomi, ci devincomuni tuturor atomilor, se contopesc dnd natere unor orbitali extini pe tot cristalulmetalic. Formeaz reele metalice.

SOLUIISoluiile sunt amestecuri omogene formate din 2 sau mai multe substane.

Soluia este formata din cel puin 2 componente:- solvent (dizolvant,componenta este n cantitate mai mare)- solvat (dizolvat, componenta se gsete n cantitate mai mic)

DIVOLVARE = fenomenul de ntreptrundere a particulelor solvatului printremoleculele solventului.


21/31


22/31


21

=4,22

V unde 22,4 este volumul oricrui mol de gaz n condiii

normale. Condiii normale nseamn P=1 atm i t=00C; T= 2730KT = t + 273

Ecuaia de stare a gazelor ideale este:

PV= RT unde R este constanta gazelor

R = = 0,082 L . atm/mol. K

Un mol din orice gaz ocup n c.n un volum de 22,4 L i conine un numr de6,022 .1023particule (ioni, atomi sau molecule). Acest numr se numetenumrul lui Avogadro (NA).

NA = 6,022 . 1023mol-1

Numrul de molecule = . NA

Numrul de atomi//ioni/protoni/electroni =.

NA.

x (numr de atomi/... din molec )

REACII ACIDO-BAZICE

Acid Baz + H+

Prin teoria protolitic a lui Brnsted acizii sunt substane capabile s cedeze ionide H+(protoni). Orice acid prin cedare de protoni se transform n baz conjugatiorice baz prin acceptare de protoni se transform n acidul conjugat.

Definiia acizilorAcizii sunt substane compuse n a cror compoziie intr, pe lng atomi ainemetalelor, unul sau mai muli atomi de hidrogen, care pot fi substituii cu atomi demetal, dnd natere la sruri.

Conform definiiei, substanele chimice au forma HBr, HI, HCl.Clasificarea acizilorDup compoziie, acizii se clasific n:

hidraciziconin n molecula lor doar atomi de hidrogen i de nemetal;

oxiaciziconin n molecula lor, pe lng atomi de hidrogen i nemetal, i atomide oxigen .

Dup numrul atomilor de hidrogen, care pot fi nlocuii cu metale, acizii se mpartin 3 grupe :

monobazici : HCl, HNO3, CH3COOH, NH4+, HSO4, HCO3

dibazici : H2S, H2CO3, H2SO3, H2PO4, tribazici : H3PO4, H3PO3


23/31


22

Formula general a acizilorFormula generala a acizilor este HmA. Dac nlocuim pe A cu radicalii cunoscui i

pe mcu valena acestora, se pot obine formulele acizilor.HCl / Cl ; H3O

+/ H2O ; H2O / HOacid baz conjugat acid baz conjugat acid / baz conjugat

NH4+/ NH3; H2SO4/ HSO4; HSO4/ SO42

acid baz conjugat acid baz conjugat acid / baz conjugat

acid monoprotic = acidul care n soluie apoas cedeaz un proton (H+)acid tare = acidul care n soluie apoas cedeaz muli protoni (H+) i

ionizeaz totalExemple de acizi

1. Acizi tari HCl, H2SO4,2. Acizi slabi H2CO3, CH3COOH

Proprietile acizilor

Proprieti fiziceAcizii sunt substane gazoase, lichide sau solide. Se dizolv n ap, formnd soluii

cu gust acrior i sunt bune conductoare de electricitate.

Aciunea acizilor asupra indicatorilorAcizii nroesc soluia de turnesol, iar fenolftaleina rmne incolor n mediul acid.

Proprieti chimice Reacia acizilor cu metalele

Acizii reacioneaz cu unele metale, formnd sruri i elibernd hidrogenul.

Zn + 2HCl = ZnCl2+ H2

Reacia acizilor cu oxizii metalelor

Acizii reacioneaz cu oxizii bazici, formnd sruri i ap.

CuO + 2HCl = CuCl2+ H2 Reacia de neutralizareAcizii reacioneaz cu bazele, formnd sruri i apa, conform reaciei generale:

acid + baza = sare + apa

HCl + NaOH = NaCl + H2O


24/31


25/31


24

Proprietile bazelor

Proprieti fiziceBazele solubile i insolubile sunt substane solide, albe sau colorate. Soluiile bazelorsolubile sunt leioase i lunecoase la pipit, vatm pielea i organismul fiind caustice.

Aciunea bazelor asupra indicatorilorToate bazele solubile albstresc turnesolul i nroesc fenolftaleina, proprieti folosite

la identificarea bazelor.

Proprieti chimice Reacia de neutralizare

Toate bazele reacioneaz cu acizii, formnd sruri i ap.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Reacia bazelor cu oxizii acizi

Bazele reacioneaz cu oxizii acizi, formnd sruri i ap.

Ca(OH)2+ CO2= CaCO3 + H2O

Reacia bazelor cu srurileBazele solubile reacioneaz cu srurile i formeaz baze i sruri noi.

2NaOH + FeCl2= 2NaCl + Fe(OH)2baz tare baz slab

Baza mai tare scoate din sarea ei baza mai slab

Importana i utilizrile bazelor

Bazele substanelor alcaline NaOH i KOH, constituie reactivi folosii frecvent nlaboratoare. n industrie, hidroxidul de sodiu este utilizat la fabricarea spunului, laobinerea fibrelor artificiale, la mercerizarea bumbacului, la fabricarea sodei de rufe.

Hidroxidul de calciu este o substan de prima importan in industrie i nconstrucii. Laptele de var, soluie care se obine prin dizolvarea hidroxidului de calciu nap, se folosete la vruirea cldirilor, la obinerea mortarului etc. Apa de var se foloseten industria zaharului, n medicin i pentru recunoaterea dioxidului de carbon n

laborator. PRODUSUL IONIC AL APEI

Moleculele de ap pot ioniza conform ecuaiei

H2O + H2O HO +H3O+

Sau forma simplificat:

H2O HO +H+


26/31


25

[HO]concentraie n baz (ion hidroxid)[H3O+]concentraie n acid (ion hidroniu)

pH i pOHCaracterul acid sau bazic al unei soluii este dat de concentraia n ioni de hidrogen.

Pentru o exprimare mai uoar, s-a introdus noiunea de pH.

pH-ul unei soluii indic concentraia n ioni de hidrogen i se exprim prinlogaritmul cu semn schimbat al [H3O+][H3O+] = 10

pH; pH = - lg [H3O+]pOH-ul este noiunea echivalenta cu pH-ul, dar referitoare la concentraia ionilor

de hidroxil.[HO] = 10 pOH; pOH = - lg [HO]

[H3O+] x[HO] = 10-14(mol/L)2

sau

pH + pOH = 140 pH 7 mediu acid

pH = 7mediu neutru

7 pH 14 mediu bazic

Caracterul acid sau bazic al unei soluii este dat de concentraia n ioni dehidrogen. Pentru o exprimare mai uoar, s-a introdus noiunea de pH.

Dacamponul folosit este foarte acid (pH=1-2) punile de hidrogen i cele salinenu se mai formeaz, prul devine fragil i fr strlucire. Dac pH-ul este unul bazic

(8,5) duneazde asemenea prului.

Naturasoluiei

Suc delmie

Oet Must Lapte Bere Saliv Apamrii

Ap desplare

ValoarepH

2 3 4 6,5 5 7 8,5 9

Pentru c majoritatea tinerilor consum mari cantiti de alcool (bere sau buturidistilate) precum i tutun, toate acestea asociate cu o hran necorespunztoare cum ar fi:nu exist un program de mas, se consum alimente gen fast food, foarte multe prjeli audrept efect deteriorarea mucoasei stomacale astfel nct, sucul gastric, care s-a vzut maisus este foarte acid, ajunge la peretele stomacului ncepnd erodarea acestuia.

Dup civa ani cei care nu renun la asemenea obiceiuri ncep prin a avea lanceput gastrite iar apoi alte boli mai grave la nivelul stomacului sau a intestinelor.


27/31


26

REACIA DE NEUTRALIZARE

Reacia de neutralizare este una dintre cele mai importante reacii chimice.Termenul este atribuit de obicei reaciei dintre un acid i o baz.

Este reacia dintre un ion gram-hidroniu i un ion-gram hidroxid cu formareaunei molecule-

gram de ap.

Reacia de neutralizare este un caz particular al reaciilor protolitice. Cndreacioneaz soluii apoase de acizi tari cu soluii apoase de baze tari se combin ionii dehidroniu i ionii de hidroxil pentru a forma ap. n acelai timp se formeaz io sare.

HCl + NaOH NaCl + H2O

H3O+ + Cl + Na+ + OH Na+ + Cl + 2H2O

Deoarece ionii de sodiu i de clor sunt prezeni i n sarea care se formeaz, ecuaiase poate scrie i astfel :

H3O+ + OH 2H2O

acid + baza = sare + apa

Exemple de reacii de neutralizare1.

Acid tare cu baz tareHCl + NaOH = NaCl + H2O

2.

Acid tare cu baz slabHCl + NH3= NH4Cl clorur de amoniu

2HCl +Fe(OH)2= FeCl2+ 2H2O3. Acid slab cu baz tareH2CO3+ 2NaOH = Na2CO3+ 2H2O

4. Acid slab cu baz slabH2CO3+ NH3= (NH4)2CO3carbonat de amoniu

INDICATORI

Sunt substane care i pot modificculoarea n funcie de pH-ul mediului.

Indicatorul Mediul acid0 < pH < 7

Mediul neutrupH = 7

Mediul basic7 < pH


28/31


27

Acizii, bazele i srurile care formeaz ioni n soluie apoas sunt electrolii, acror soluii conduc curentul electric. Substanele care nu formeaz ioni n soluie senumesc neelectrolii i nu conduc curentul electric.

Gradul de ionizare al unui electrolit este raportul dintre nr. de molecule ionizate inr. iniial de molecule dizolvate. Dup gradul de disociere, electroliii se clasific n

electrolii tari i electrolii slabi. Electrolitul tare este o substana care n soluie apoaseste disociat totaln ioni. Electroliii tari sunt acizii tari, bazele tari i srurile.Un electrolit slab este o substan ale crei molecule aflate n soluie ionizeaz n

proporie mic. Electroliii slabi sunt acizii slabi i bazele slabe.Acizii tari sunt acizii care cedeaz uor protoni.Acizii slabi sunt acizii care cedeaz greu protoni.Bazele tari sunt bazele care accept uor protoni.Bazele slabe sunt bazele care accept greu protoni.

Reacia de hidroliza a srurilor

Se tie c srurile se pot clasifica n funcie de tria acizilor i bazelor de la careprovin astfel : sruri provenite de la acizi tari i baze tari;

sruri provenite de la acizi tari i baze slabe; sruri provenite de la acizi slabi i baze tari;

sruri provenite de la acizi slabi i baze slabe.Echilibrele chimice la care particip apa ca reactant se numesc reacii de hidroliz.Reaciile de hidroliza sunt reaciile inverse celor de neutralizare i au loc intre ionii

srii i ionii apei, la dizolvarea srii n ap.Hidroliza srurilor n ap este posibil atunci cnd n urma reaciei dintre

ionii srii i ionii apei, se obine un electrolit slab sau o substan greu solubil.

ECHILIBRUL CHIMIC

Reacie chimic reversibil - reacie care poate decurge n ambele sensuri ncursul creia ntreparticipanii la reacie se poate stabili, n anumite condiii de reacie,un echilibru chimic:

N2+ 3H22NH3Starea de echilibru este stare stabil i independent de timp a unui sistem; n

condiii exterioare constante;(presiune, temperatura) se poatemenine timp nelimitat;

Prezint mobilitate, adic revine spontan la starea iniial, cnd nceteaz aciuneaperturbatoare;

Este rezultatul a doua procese care se desfoar cu viteze egale, dar n sensuriopuse aceasta justificnd caracterul dinamical striide echilibru.


29/31


28

Caracteri sticile echili brului chimic:*Reactanii i produii de reacie coexist, concentraiile lor rmn neschimbate

;*Reaciile direct i invers decurg simultan i cu viteze egale vd= vi 0;*Echilibrul chimic se poate instala att din direciareactanilor ct i din direcia

produilorde reacie.*n continuare sunt prezentate cteva tipuri de echilibre chimice:CH3COOH+H-OH CH3COO

-+H3O+ (disociere acid slab in apa)

NH3+H-OHNH4OHNH4++HO- (disociere baza slaba in apa)

HCl + NaOHNa+ + Cl- + HOH (reactia de neutralizare acidbaza)

CH3COONa+H-OH CH3COOH+NaOH (reactia de hidroliza a unei sari)

Constante de echilibruPentru o reacie chimica general n faza de gaz:

nAA + nBB nCC + nDD

unde, nA,nB,nCi nDcoeficieniistoechiometrici;

- viteza reacieidirecte, respectiv viteza reacieiinverse.condiiacineticde echilibrueste ca vitezele celor doua procese sfie egale:

iar, condiiatermodinamica de echilibru la T=ct. i P=ct. este ca variaiaentalpiei liberea sistemului sa fie nul:

, legea aciunii maselorGuldberg i Waage

- constanta de echilibru n funcie de concentraie, descrie n mod preferenial

echilibrele chimice ntre substanele aflate n soluie; .Legea aciuniimaselor.Guldberg i Waage au stabilit n anul 1867ca raportul

dintre produsul concentraiilorproduilor de reacie la puteri egale cu coeficienii lorstoechiometrici i produsul concentraiilor reactanilor la puteri numeric egale cucoeficieniilor stoechiometrici este o constant, numitconstanta de echilibru,Kc

- constanta de echilibru n funcie de presiunile pariale, descrie echilibrele ntre

partenerii de reaciegazoi; .


30/31


31/31


Constrngere exterioar Efectul asupra echilibrului chimicConcentraia:- reactanilor crete- reactanilor scade-produilor de reaciecrete

-produilor de reaciescade

favorizeazreacia directfavorizeazreacia inversfavorizeazreacia invers

favorizeazreaciadirect

Pn

seinstaleazunnou echilibruchimic de reacie

Temperatura: - crete- scade

favorizeazreacia endotermfavorizeazreaciaexoterm

Presiunea: -crete

- scade

favorizeaz reacia caredecurge cu scdereavolumului(scade numrul de moli)favorizeaz reacia caredecurge cu cretereavolumului(crete numrul de moli)

TESTUL 4

1. La 200g soluie de NaOH de concentraie 30% se adaug 100g ap.Concentraia soluiei nou formate este de:

a.10%; b. 20%; c.15%; d. 30%.2. Se amestec 200g soluie de KI cu c = 10% cu 400g KI de concentraie 20%. Seobine o soluie de concentraie:

a. 22%; b. 16,66%; c. 18,33%; d. 13,13%.3. Cte grame de soluie de violet de genian 0,5% sunt necesare pentru a prepara500g soluie 0,01%?

a. 1; b. 5; c. 10; d. 50.4. O soluie de borat de fenil mercur 0,002% este o soluie:

a. 1: 1000; b. 1: 10000; c. 1: 20000; d. 1: 500005. Care va fi concentraia final a unei soluii de albastru de metilen obinut prindiluarea pn la 2500 g a 50 g soluie de 0,1%?

a. 0,02%; b. 0,01%; c.0,002%; d. 0,001%6. Cte grame de HCl conc. sunt necesare pentru a prepara 2 Kg de HCl diluat? (HCl conc = 36,5% iar HCl dil. = 10%)

a. 74; b. 548; c. 600; d. 1096.

7. Molaritatea (CM) soluiei care conine 4,9g H2SO4n 200ml soluie este:a. 0,33M; b. 0,25M; c. 0,5M; d.1,33M.8.Care dintre urmtoarele reacii sunt posibile:

a. NaOH + FeCl3b. NaCl + H2Oc. H2CO3 + NaCl

9. Dai 3 exemple de acizi di bazici (molecule neutre i ioni).OFICIU 1

rezumat - chimie cl ix - 2014 - gheorghe ilcos securizat

Documents