Одноелектронний зв'язок менш міцний (енергія розриву 61 ккал/моль), ніж звичайний двоелектронний зв'язок у нейтральній молекулі водню (d HH =0,74Å, енергія розриву 104 ккал/моль). Розрахунки залежностей повної енергії та її компонент від міжядерної відстані для найпростішої структури з хімічним зв'язком - молекулярного іона водню H 2 + з одноелектронним зв'язком - показують, що мінімум повної енергії, що досягається при рівноважній міжядерній відстані, що дорівнює 1,06 Å, пов'язаний з різким зниженням потенційної енергії електрона внаслідок концентрації та стиснення хмари електронної щільності у між'ядерній області. Можна уявити утворення іону H 2 + як результат реакції атома водню та протону:
H+ H + → H 2 + + 61 ккал
1. Молекулярний іон водню H 2 + містить два протони, позитивно заряджених, і один електрон , заряджений негативно. Єдиний електрон компенсує електротатичне відштовхування двох протонів та утримує їх на відстані d H H = 1,06 Å. Центр електронної щільності електронної хмари (орбіталі) рівновіддалений від обох протонів на борівський радіус α 0 = 0,53 Å і є центром симетрії молекулярного іона водню H 2 +
2. Молекулярний іон водню H 3 + містить три протони та два електрони. Електростатичний відштовхування трьох протонів компенсується двома електронами. Методом кулонівського вибуху показано, що протони молекулярного іона водню H 3 +
Знаходяться у вершинах рівностороннього трикутника з міжядерною відстанню 1,25±0,2Å.
Посилання
- Сайт Уфімського кванто-хімічного товариства. Лекція №13 "Електронна кореляція"
Див. також
Примітки
Wikimedia Foundation.
2010 .
Дивитись що таке "Молекулярний іон водню" в інших словниках:
Атом водню фізична система, що складається з атомного ядра, що несе елементарний позитивний електричний заряд, та електрона, що несе елементарний негативний електричний заряд. До складу атомного ядра може входити протон або ... Вікіпедія
Молекула водню найпростіша молекула, що складається із двох атомів водню. До її складу входять два ядра атомів водню та два електрони. Внаслідок взаємодії між електронами та ядрами утворюється ковалентний хімічний зв'язок. Окрім… … Вікіпедія
Рис.1. Електронна теорія хімічного зв'язку була запропонована та розвинена американським фізикохіміком Льюїсом Г.М у 1912 1916 рр. … Вікіпедія
Запропонована Лайнусом Полінгом на симпозіумі з теоретичної органічної хімії, присвяченому пам'яті А. Кекуле (симпозіум відбувся у Лондоні у вересні 1958 р.). У доповіді Полінга дана теорія подвійного зв'язку як комбінації двох однакових вигнутих ... Вікіпедія - Ця стаття або розділ потребує переробки. Будь ласка, покращіть статтю відповідно до правил написання статей. Квантова хімія це ... Вікіпедія
Кулонівська електронна кореляція це взаємна узгодженість руху електронів атомів, що утворюють хімічний зв'язок, що враховує електростатичне відштовхування електронів, що мають негативний елементарний електричний заряд. Основний … Вікіпедія
Електронна оболонка атома складається з електронних орбіталей, на яких розташована різна кількість. Електрон - негативно заряджена елементарна. Її електричний заряддорівнює -1.
За допомогою зв'язків атоми можуть з'єднуватися в молекули.
Основи. Речовини цієї групи можна також визначити за допомогою індикатора. Характерну реакцію дає фенолфталеїн, який у лужному середовищі стає малиновим. Це відбувається за рахунок присутності гідроксид-іонів.
Метали. Щоб визначити іониметалів, для цього потрібно скористатися спиртуванням або пальником. Візьміть мідну тяганину, на одному кінці зробіть петельку 6-10 мм в діаметрі і внесіть в полум'я. Майже відразу побачите, що воно набуло забарвлення красивого зеленого кольору. Це відбувається саме за рахунок іонів міді. Той самий результат буде спостерігатися, якщо тяганину спочатку вмочити в солі міді (хлорид міді, нітрат міді, сульфат міді), а потім внести в полум'я.
Щоб визначити наявність іонів лужних металів (натрію та калію) та лужноземельних (кальцію і ) потрібно також внести відповідні розчини в полум'я спиртування. Іони натрію забарвлять полум'я у яскраво-жовтий колір, іоникальцію – у цегляно-червоний. Іони барію, що входять до складу речовин, дадуть жовто-зелене фарбування, а іоникалію – фіолетове.
Для визначення іонів кислотних існує цілий ряд якісних. Сульфат-іон можна визначити, обравши як реагент іон , що в результаті дасть білий осад. Щоб дізнатися, що в пробірці знаходиться карбонат-іон, візьміть будь-яку розведену кислоту і побачите закипання. Додатково пропустіть вуглекислий газ, що утворився, через вапняну воду, спостерігаючи при цьому помутніння.
Щоб визначити ортофосфат-іон, достатньо прилити в пробірку з ним нітрат срібла, в результаті реакції спостерігатиметься випадання жовтого осаду. Для розпізнавання солей амонію необхідно провести реакцію з розчинними лугами. Візуального спостереження не буде, зате з'явиться неприємний запах за рахунок аміаку, що утворився.
Для розпізнавання галоген-іонів (хлору, йоду) реагентом для всіх трьох є нітрат срібла і у всіх випадках станеться випадання осаду. В результаті іон хлору з нітратом срібла дасть білий осад (хлориду срібла), іон брому – біло-жовтий осад (броміду срібла), а іон йоду – осад жовтого кольору (утворюється йодид срібла).
Відео на тему
Зверніть увагу
При виконанні навіть найпростіших дослідів обов'язково дотримуйтесь правил техніки безпеки
Корисна порада
Є досить багато реакцій, у яких реагентом виступає нітрат срібла. Якщо ця речовина потрапить на поверхню столу або одяг, видалити плями не вдасться.
У звичайних умовах атом електрично нейтральний. При цьому ядро атома, що складається з протонів та нейтронів, позитивно, а електрони несуть негативний заряд. При надлишку чи нестачі електронів атом перетворюється на іон.
Інструкція
Хімічні сполуки можуть мати молекулярну чи іонну природу. Молекули також електрично нейтральні, а іони несуть у собі певний заряд. Так, молекула аміаку NH3 нейтральна, а ось іон амонію NH4+ заряджений позитивно. Зв'язки в молекулі аміаку, утворені за обмінним типом. Четвертий атом водню приєднується за донорно-акцепторним механізмом, це теж ковалентний зв'язок. Амоній утворюється при взаємодії аміаку із розчинами кислот.
Важливо розуміти, що заряд ядра елемента залежить від хімічних перетворень. Скільки електронів не додай і не забирай, заряд ядра залишиться тим самим. Наприклад, атом O, аніон O- і катіон O+ характеризуються одним і тим же зарядом ядра +8. При цьому атом має 8 електронів, аніон 9, катіон – 7. Саме ядро можна змінити лише шляхом ядерних перетворень.
Міністерство освіти Російської Федерації
ТОМСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Найменування факультету – ЄНМФ
Найменування випускуючої кафедри Загальна фізика
Найменування навчальної дисципліни - Фізика
Лабораторна робота №2-07
Найменування роботи «Визначення заряду іона водню»
Виконавець:
Студент, групи 13А61 Корольова Я.Ю. (_______)______________(_______)
Підпис дата
Підпис
(_______)
дата
Керівник професор Крючков Ю.Ю. (_______)_____________(_______)
Посада, вчений ступінь, звання, підпис, дата
Томськ 2007
Лабораторна робота 2-07.
Тема: Визначення заряду іона водню.
Мета роботи: вивчити проходження струму в електролітах, визначити заряд іона водню, оцінити похибку даного методу визначення заряду іона водню та ознайомитись із явищем наворожування металів.
Прилади та приладдя:вольтаметр Гофмана, амперметр, реостат (якщо немає стабілізованого джерела живлення), джерело струму, секундомір.
КОРОТКА ТЕОРІЯ
Для визначення заряду іона водню можна використовувати проходження струму в електролітах (явище електролізу). У водному розчині сірчаної кислоти молекули H 2 SO 4 дисоціюють на іони: H 2 SO 4 → 2 H + + SO 4 -. За наявності в такому електроліті електричного поля іони водню, досягаючи катода, приймають від нього недостатній негативний заряд і перетворюються на нейтральні атоми водню, тобто у катода відбувається реакція 2 H + +2 e → 2 H . Попарні сполуки атомів водню утворюють молекули водню H 2 , що виділяються у катода (2 H → H 2 ). Негативні іони SO 4 2- , що виділяються у анода, віддають йому свій надлишковий заряд і вступають у реакцію з водою, причому реакція протікає у вигляді SO 4 2- + H 2 O → H 2 SO 4 + O + 2 e , тобто. знову утворюється сірчана кислота і в анода виділяється газоподібний кисень. Як видно, під час протікання струму через електроліт одна молекула сірчаної кислоти постачає на електроди одну молекулу водню та один атом кисню. Отже, щоб на аноді виділилася молекула кисню, необхідна дисоціація двох молекул сірчаної кислоти, але при цьому на катоді виділиться вже дві молекули водню. Таким чином, при одних і тих же термодинамічних умовах обсяг водню, що виділився на катоді, буде в два рази більше обсягу кисню, що виділився на аноді. Якщо гази, що виділяються, зібрати окремо, то можна за займаним ними обсягом підрахувати число молекул газу, що утворився на тому або іншому електроді. За відомою кількістю молекул газу можна підрахувати число позитивних іонних іонів ( n+ ), які перенесли заряд “+ Q ” на катод, чи кількість негативних іонів ( n - ), які перенесли заряд “- Q ” на анод. За цими даними можна обчислити заряд позитивного ( q + ) або негативного ( q - ) іона, використовуючи вирази (1) та (2):
(1)
(2)
Заряди + Q по Q величині рівні і можуть бути визначені за відомим струмом, що створюється потоком негативних і позитивних іонів за наявності в електроліті електричного поля.
Опис установки та отримання розрахункової формули
Метою даної є визначення заряду, який переноситься іоном водню. Приладом, здатним розділити гази, що виділяються при електролізі, є вольтаметр Гофмана. Вольтаметр Гофмана являє собою три сполучені судини, з яких дві закінчуються кранами, а середня - лійкою, через яку судини наповнюються електролітом. На крайніх судинах нанесені поділки, що дозволяють вимірювати об'єм, а на середньому поділки для вимірювання висоти. Вольтаметр наповнюється водним розчином сірчаної кислоти та за допомогою електродів, впаяних у крайні судини, включається в ланцюг, що містить реостат, за допомогою якого можна змінювати струм, а також міліамперметр, ключ, джерело постійного струму. При пропусканні струму через електроліт в одному з крайніх судин накопичуватиметься водень, що виділяється на катоді, а в іншому - кисень. Гази, що виділяються, витіснять з крайніх судин електроліт і створять над поверхнею електроліту тиск, який буде врівноважуватися атмосферним тиском у сумі з тиском надлишкового стовпа рідини в середній посудині по відношенню до рівнів рідин в крайніх судинах.
Запишемо умову рівноваги для середньої та крайньої судини, в якій виділився водень. На поверхню рідини в цій посудині надають тиск водень, що виділився, і пари води. Сумарний тиск врівноважується атмосферним тиском та тиском витісненого стовпчика електроліту заввишки в середній посудині
(3)
Ця умова рівноваги зберігатиметься протягом усього процесу електролізу.
Якщо струм I проходить по ланцюгу протягом секунд, то через електроліт у напрямку до катода іони водню перенесуть кількість електрики. Q , рівне
(4)
Така сама кількість електрики, але зворотного знака пройде до анода. Однак надалі воно нас не цікавитиме. Маса водню, що виділився на катоді, за першим законом Фарадея пропорційна перенесеному заряду. За масою М водню і масою однієї його молекули можна визначити число молекул, що виділилися катоді, тобто. Кожна молекула водню утворюється в результаті нейтралізації двох іонів водню, отже, повна кількість іонів, що перенесли свій заряд на катод, буде рівна
(5)
Масу виділеного водню можна приблизно визначити з рівняння стану ідеального газу, тобто. з рівняння
(6)
З (6) випливає, що
З (5) і (7) випливає, що кількість іонів водню, що прийшли до катода, дорівнює
Знаходячи тиск водню з (3), використовуючи вираз (4) для кількості електрики, перенесеної на катод, з (1) визначаємо заряд іона водню:
Маса однієї молекули водню дорівнює масі одного кіломолю, поділеної на число частинок в кіломолі (число Авогадро);і розрахункова формула (9) набуває вигляду
(10)
Таким чином, для визначення заряду іона водню за допомогою вольтаметра Гофмана необхідно знати тиск, об'єм і температуру водню, що виділився при електролізі, а також величину струму та час його проходження через електроліт.
|
I, A |
t, c |
T, K |
V , м 3 |
p ат Н/м 2 |
h, м |
p h , Н/м 2 |
p t , Н/м 2 |
p H 2 O , Н/м 2 |
|
|
36.51 10 -3 |
3,9 10 -6 |
100149 |
0,072 |
705.6 |
3 , 39 10 3 |
97803.6 |
Висновок: за допомогою приладу, здатного розділяти гази, що виділяються при електролізі - вольтаметр Гофмана, провели досвід на проходження струму в електролітах, а також визначили заряд іону водню.
...». Як же погано добре вчитися у школі. Я ще тоді засвоїв, що вода складається із двох атомів воднюі одного - кисню, і дисоціює на два і вона H+ та OH-. Мабуть, я упустив якесь вище знання, згідно з яким у воді тепер не атомарний, а молекулярний водень. Газ. Хоча так, все правильно, адже перша частина формули води - «H2». І тільки потім «О». Два...
https://www.сайт/journal/118186
Взаємодії між ковалентними та водневими зв'язками між атомами кисню та атомами воднюможе відбуватися міграція протона (Н+) за естафетним механізмом, що призводять до знеособлення інформації (більш узагальнена інформація), здійснюється за участю іонів, пептидів, амінокислот на рівні клітинних мембран (певні клітини...) (Канада) повідомляли про спостереження таких мікрочастинок, що володіють негативнимелектричним зарядом, у крові та інших живих рідинах. Загалом можна...
https://www.сайт/journal/114229
Форми води, яка буквально просочує мінерал. Дослідники знайшли у місячному апатиті іонигідроокису - негативнозаряджені молекули, аналогічні тим, з яких складається вода, але позбавлені одного атома водню. воденьНа думку вчених, вода на Місяці знаходиться усюди - ... буде набагато простіше, ніж передбачалося створити на місячній поверхні космічну станцію. Вода, поділена на
і кисень, стане джерелом ракетного палива для польотів на інші планети, а кисень буде...
водень. https://www.сайт/journal/129842 Водень іонна
Іонний
https://www..html водень. Але алхіміки думають, що атоми, на які наука розкладає прості тіла, ... промені астралю мають символом сонце та червоний колір і називаються по-єврейськи – аод; негативніж промені мають символом місяць і блакитний Колір І називаються по-єврейськи аоб. Аод... називаються разом аор, що означає Астраль або астральний Світло. В основі аода лежить " і вонасила розширення простору та життя (її символ - голуб), а в основі аоба Лежить...
https://www.сайт/magic/11716
Фотонні властивості. Першоосновою є, як Ви пам'ятаєте зі шкільної лави, водень. https://www.сайт/journal/129842змінює свої доядерні властивості. Це виявляється у тому, що змінюється Воденьсередовище. Тобто сьогодні існують емпіричні факти, відстежені факти, які... може статися запліднення. Поза цим діапазоном зачаття буде неможливим. Біопроцес, який відбувається у людині, теж порушений. іоннаДіапазон у людини дещо ширший, ніж у риб. Але нам не можна допускати, щоб він звузився, інакше дітородна...
https://www.сайт/journal/140254
Може бути зумовлена низкою причин. Можливе накопичення у тканинах іонівамонію або молочної кислоти, можуть бути і нейропсихічні порушення... дим, є смертельним коктейлем, що включає: миш'як, полоній-210, метан, водень, аргон і ціаністий водень(більше 4000 компонентів, багато з яких є фармакологічно активними, токсичними або запорів. Всім цим порушенням можуть передувати: гострі негативніемоції, конфліктні ситуації, психічні травми з подальшим порушенням...
https://www.сайт/magic/16663
Швидкість закінчення щодо ракети, що вважається постійною. Для термоядерної реакції перетворення воднюгелій a=0,0066, так що w/c=0,115. При реакції анігіляції речовини... w/c мало і становить 0,12 b=0,5. Таким чином, застосування на іонноїракеті як джерело енергії анігіляційного реактора дозволяє досягти величезних швидкостей... Таке вітрило, що нагадує рибальську мережу і працює на основі негативногофотофорезу, за оцінками фізиків, може приводити в рух невеликі...