Обратимые и необратимые системы. Химическое равновесие. S,p,d,f-элементы и электроны. Особенности строения d-элементов

Если в системе происходит процесс, после которого можно систему каким-либо способом вернуть в исходное состояние так, что все внешние тела, принимавшие участие в первоначальном процессе и в возвращении системы в исходное состояние, также придут в исходное состояние, то такой процесс называется обратимым. Если же невозможно найти способ вернуть и систему, и внешние тела в исходное состояние, то процесс называется необратимым. Следовательно, необратимым является процесс, вызывающий такие изменения в природе, устранение которых неизбежно влечет за собой другие неустранимые изменения.

Принципиальная возможность обратимых процессов не вызывает сомнения. Например, обратимы все чисто механические процессы (качание маятника без трения, колебание притягивающихся и отталкивающихся тел и т. п.).

Второе начало термодинамики утверждает, что в природе существуют и необратимые процессы, примером которых может служить расширение газа в пустоту или передача энергии от одного тела к другому при конечной разности температур этих тел.

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.

Существует условное изображение электронных уровней и подуровней, называемое орбитальной диаграммой. На такой диаграмме орбитали условно изображаются квадратиками, а электроны - стрелочками. Если стрелочки направлены в разные стороны, это означает, что электроны различаются между собой особым свойством, которое назывется спином электрона.

Во внешнем слое у атомов d -элементов находятся 1—2 электрона. Остальные валентные электроны расположены в (n—1) d -состоянии, то есть в предвнешнем слое.

Подобное строение электронных оболочек атомов определяет некоторые общие свойства d -элементов^[19]. Так, их атомы характеризуются сравнительно невысокими значениями первой энергии ионизации. Из 109 элементов периодической системы 37 относятся к d -элементам; из них последние 7 радиоактивны и входят в незавершенный седьмой период.

1.Вследствие незаполненности d -оболочек и наличия близких по энергии незаполненных ns - и np -уровней, d -элементы склонны к комплексообразованию; их комплексные соединения, как правило, окрашены и парамагнитны.

2.d -Элементы чаще, чем элементы главных подгрупп, образуют соединения переменного состава (оксиды, гидриды, карбиды, силициды, нитриды, бориды). Кроме того, они образуют сплавы между собой и с другими металлами, а также интерметаллические соединения.

3.Для d -элементов характерен большой набор валентных состояний (табл. 8.10) и, как следствие этого, изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств в широких пределах.

4.Как известно, восстановительная способность металла определяется не только его энергией ионизации, но и энтальпией гидратации образовавшегося катиона. Энергии ионизации d -элементов в сравнении с другими металлами велики, но они компенсируются большими энтальпиями гидратации их ионов. Вследствие этого электродные потенциалы большинства d -элементов отрицательны.

Расчет alfa через изотермический коэффициент и константа диссоциации слабого электролита.