17. Бинарные соединения металлов и неметаллов. Степени окисления элементов в них. Номенклатура бинарных соединений.

Бинарные соединения — это собирательная группа веществ, которые имеют различное химическое строение, но состоят из двух видов атомов.

Названия бинарных веществ, образуются добавлением к названию более электроотрицательного элемента суффикса -ид.

1. Взаимодействие с водой (гидролиз)

Многие бинарные соединения гидролизуются водой, например гидриды металлов, фосфин, аммиак или хлорид алюминия. В результате взаимодействия гидридов металлов, а также гидрида азота и гидрида фосфора, с водой образуются основания.

Бинарные соединения, представляющие собой соли бескислородных кислот (сульфиды, галогениды переходных металлов) также гидролизуются водой с образованием нерастворимых оснований или соответствующих слабых кислот:

При взаимодействии с водой газообразных гидридов более электроотрицательных элементов (HCL,H2SHCL,H2S) образуются соответствующие кислоты - соляная, сероводородная. бромоводородная.

2. Взаимодействие с кислородом (окисление)

На воздухе горят, то есть окисляются с выделением тепла, летучие водородные соединения:

Галогеноводороды на воздухе не горят, но могут окисляться кислородом над катализатором:

Сульфиды переходных металлов, представляющие собой соли сероводородной кислоты, окисляются кислородом воздуха при нагревании. Такая реакция (обжиг пирита) лежит, например, в основе производства стали и, одновременно, синтеза серной кислоты:

Все указанные реакции являются окислительно-восстановительными.

18. Типы химических реакций: простые и сложные, гомогенные и гетерогенные, обратимые и необратимые.

Химическая реакция, протекающая в пределах одной фазы, называется гомогенной химической реакцией.

Химическая реакция, протекающая на границе раздела фаз, называется гетерогенной химической реакцией.

Для простых реакций, протекающих в одну стадию, когда стехиометрическое уравнение отражает истинных ход процесса, показатели степени в кинетическом уравнении скорости реакции представляют собой стехиометрические коэффициенты.

В случае же сложных реакций, протекающих через несколько стадий, когда общее стехиометрическое уравнение не отражает действительного хода реакции, показатели степени в уравнении скорости реакции не будут соответствовать стехиометрическим коэффициентам.

Химические реакции, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в конечные продукты, называются необратимыми.

Химические реакции, которые протекают одновременно а двух противоположных направлениях — прямом и обратном — называются обратимыми.

19. Реакции, отличающиеся по тепловому эффекту – эндо- и экзотермические. Превращения энергии при химических реакциях. Первый закон термодинамики. Функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса.

Экзотермическая реакция— химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты.

Эндотермическая реакция- химическая реакция, при которой происходит поглощение теплоты.

Выделение или поглощение энергии происходит в виде теплоты. Это позволяет судить о наличии в веществах определенного количества некоторой энергии (внутренней энергией реакции).

При химических реакциях происходит освобождение части энергии, содержащейся в веществах, это носит название теплового эффекта реакции. по которому можно судить об изменении количества внутренней энергии вещества.

Во время химических реакций происходит взаимное превращение энергий – внутренней энергии веществ в тепловую, лучистую, электрическую и механическую, и наоборот.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:

где ΔU — изменение внутренней энергии, A — работа внешних сил, Q — количество теплоты, переданной системе.

Из (ΔU = A + Q) следует закон сохранения внутренней энергии. Если систему изолировать от вне­шних воздействий, то A = 0 и Q = 0, а следовательно, и ΔU = 0.

При любых процессах, происходящих в изолированной системе, ее внутренняя энергия остается постоянной.

Если работу совершает система, а не внешние силы, то уравнение (ΔU = A + Q) записывается в виде:

где A' — работа, совершаемая системой (A' = -A).

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Функцией состоянияназывается такая переменная характеристика системы, которая не зависит от предыстории системы и изменение которой при переходе системы из одного состояния в другое не зависит от того, каким образом было произведено это изменение.

Внутренняя энергияхарактеризует общий запас системы (все виды энергии системы)

Энтропия – есть мера неупорядоченности системы. Энтпропия вводится как функция состояния, изменение которой определяется отношением количества теплоты, полученное или отданное системой при t – T.

Энтальпией образования сложного вещества из простых веществ называется тепловой эффект реакции образования данного вещества из простых веществ в стандартных состояниях, отнесенный к 1 молю получающегося вещества

Энергия Гиббса - это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции.