1) Строение атома углерода.
Атом углерода состоит из положительно заряженного ядра (+6), вокруг которого по двум оболочкам движется 6 электронов. При этом 2 электрона находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем.
Структура атома углерода
Состоит из трех орбиталей.
2) Атом углерода имеет две оболочки, как и все элементы, расположенные во втором периоде.
Номер группы – IV – свидетельствует о том, что на внешнем электронном уровне атома углерода находится 4 валентных электрона.
Электронная конфигурация основного состояния записывается следующим образом:
+6 C)2)4
1s22s22p2
3) Главное квантовое число для всех равно двум (2); побочное или орбитальное число у s-электрона равно 0,у р-электронов единице (1); у s-равно (0); у р-соответственно +1,0,-1.
Спиновое квантовое число у всех равно (+1\2).
4) Углерод (C) — химический элемент 4-ой группы главной подгруппы 2-го периода периодической системы Менделеева, порядковый номер 6, атомная масса 12,0107.
5) 6 C углерод 2p 2N = 2 L = 1 Ml = 0 Ms = +½
возбужденное состояние атома углерода
Известно, что атом углерода может проявлять валентность II (например, в CO или (карбен)) и IV (, ). И в подавляющем большинстве соединений атом углерода четырех валентный. Это объясняется тем, что в таких соединениях, в том числе во всех органических, атом углерода находится в возбужденном состоянии (
С 2s2р → С 2s2р
Переход в возбужденное состояние связан с некоторыми энергетическими затратами (примерно 360 кДж/моль), однако эти затраты полностью окупаются при образовании четырех ковалентных связей. Так, при образовании четырех связей С–Н выделяется 1640 кДж/моль.
В возбужденном состоянии все четыре электрона на внешнем уровне - неспаренные, и углерод может образовывать четыре ковалентные связи, отдавая по одному электрону на образование обобществленной пары, т.е. ковалентной связи (КС). Несмотря на то, что неспаренные электроны находятся на разных подуровнях, связи, которые образуют эти электроны - равноценны. Это объясняется явлением, которое называется гибридизацией.
6) Высшая и низшая степени окисления углерода равны соответственно: +4 и −4.
7) Например, оксид: СО2- кислотный характер.
СО2+H2O=H2CO3(реагирующий как кислотный оксид, с образованием кислоты)
Например,гидроксид: Н2СО3-кислотный.
Н2СО3+NaOH=Na2(CO3)+H2O(умение реагировать с основаниями)
CH4
(CH4) → C + 2H2
8) Формула летучего водородного соединения – CH 4 .
57. Вывод уравнения Гиббса-Дюгема. Их применение к расчету термодинамических свойств.
Если раствор находится при постоянных Т и Р, то его экстенсивное свойство будет зависеть только от состава раствора:
g=f(n1, n2, n3,…, nk)
Тогда
Или , (1)
Где dg-изменение экстенсивного свойства раствора при добавлении к нему dn1 молей 1-го компонента, dn2 молей 2-го компонента и т.д. небольшими порциями и в таком соотношении, чтобы состав раствора не изменялся. При таком добавлении изменится масса раствора, а парциальные молярные величины останутся неизменными.
Величину экстенсивного свойства раствора находим, проинтегрировав уравнение (1).
Уравнение Гиббса-Дюгема
Постоянная интегрирования в уравнении равна нулю, т.к. при всех ni=0 g=0.
Если в качестве экстенсивного раствора взять объем, то уравнение Гиббса –Дюгема выглядит таким образом: , где V-общий объем раствора. Аналогично, при постоянстве состава раствора можно через парциальные молярные величины выразить другие экстенсивные свойства(внутренняя энергия, энтропия итд)
Если одновременно изменяются и состав раствора. и его количество. То при дифференцировании уравнения Гиббса-Дюгема получаем общее изменение экстенсивного свойства.
(2)
Если приравнять (1) и (2),получаем второе уравнение Гиббса-Дюгема:
Это уравнение можно записать в другой форме, если обе его части поделить на
∑ni=n1+n2+…+nk
,
Где х1, х2 …хк-молярные доли действующих компонентов раствора
