химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

жество механизмов, приводящих к образованию связи, а тип связи влияет на свойства образовавшегося в результате вещества. В образование связи вовлечены электроны, наиболее удаленные от центра атома. Прототипом химической связи является ковалентная связь, и, вероятно, можно представить ее наилучшим образом как образующуюся из внешних обобщенных электронов двух атомов. Рассмотрим, например, два атома фтора, образующих молекулу фтора:

:F. + :F.«:F:F:

На этом изображении химической связи электроны обозначены точками. На самом деле электроны связи размазаны по всей молекуле, но с большей вероятностью они располагаются между ядрами. Связь показана в виде двух электронов, находящихся между атомами, т. е. связь образуется двумя электронами, общими для обоих атомов. Проще говоря, этим положением электронов достигается структура, подобная аргону:

:Аг:

На рис. 2.2 показаны разные слои атмосферы. Та часть где действует гравитация, обычно называется гетеросферой из-за переменного состава. Более хорошо перемешанная часть атмосферы, расположенная ниже, называется гомосферой. Термин

Следовательно, образование связи можно рассматривать как результат достижения структуры, подобной благородным газам, которые имеют особо устойчивые конфигурации электронов. Условно ковалентная связь обозначается F-F. Мы можем представить связанные электроны, стремящиеся находиться между двумя ядрами, как щит от сил отталкивания между протонами в ядре.

30 ГЛАВА 2

АТМОСФЕРА 31

ВСТАВКА 2.2. (Продолжение)

Кислород и азот немного отличны:

.6. + .6.о:0::0:

Здесь для структуры, подобной аргону, требуются по два электрона от каждого атома, и образующаяся двойная связь обозначается как

0 = 0. Для азота имеем

:N. + :N. w:N:::N:,

что обозначается как №N (тройная связь).

Газы в атмосфере, вода и органические вещества образуются в основном за счет этих типов ковалентных связей.

ВСТАВКА 2.3. Парциальное давление

Общее давление смеси газов равно сумме давлений отдельных компонентов. Взаимосвязь давление — объем для идеального газа (т. е. газа, состоящего из атомов незначительного объема, которые претерпевают только упругие столкновения друг с другом) определяется как

pV=nRT, (1)

где р — парциальное давление, V — объем, п — число молей газа, R — газовая постоянная и Т—абсолютная температура. Реальные газы ведут себя как идеальные при низком давлении, и смесь газов (1, 2, 3...) обозначается

p,V=mRT, piV=n1RT, PiV=mRT.

Следовательно,

(л-1-й+й)^=(я1+я2 + Яз)А7', (2)

или

prV = (n, + n2 + m)RT, (3)

где рт — общее давление смеси. То, что парциальное давление р, • является функцией п„ означает, что барометрический закон (2.1)

Р, = раыр(-г/Н) (4)

может быть переписан в виде

пг=п0ехр(-г/Я) (5)

или даже

Xc = X0exp(-z/H), (6)

где X—некоторое количество вещества на единицу объема (г • м~э или молекулы см3). Из барометрического закона вытекает, что давление и концентрация газов в атмосфере одинаково быстро уменьшаются с высотой.

Взаимосвязь между парциальным давлением и концентрацией газовой фазы объясняет, почему концентрации в атмосфере часто выражаются как части на миллион (рргл)11 или части на миллиард (ррЬ) (табл. 2.1). Такие обозначения введены на основе отношения объемов: 1 ррт означает 1 см3 вещества, содержащегося в 106 см3 воздуха. Предполагается также, что одна молекула вещества приходится на каждый миллион молекул воздуха или один моль вещества присутствует в миллионе молей воздуха. Таким образом, единица ррт является разновидностью молярного отношения. Она может быть непосредственно связана с давлением по закону парциального давления — так, при давлении в 1 атмосферу (1 атм) газ с концентрацией 1 ррт будет иметь давление 10е атм.

Микро (10~6) — микрокомпонент, содержащийся а концентрации Ю-6, т. е. ppm (partes pro million). Аналогично процент Ю-2 (pro centum, иначе %) и промилле, например, для солености, 10-3 (pro mille, иначе %с). — Прим. ред.

32

ГЛАВА 2

АТМОСФЕРА

33

Известно, что атмосфера состоит прежде всего из азота (N2) и кислорода (02) и небольшого процента аргона (Аг). Концентрации основных газов перечислены в табл. 2.1. Вода (НгО) также является важным газом, но ее содержание сильно варьирует. В атмосфере в целом концентрация воды зависит от температуры. Диоксид углерода (СО2) имеет гораздо меньшую концентрацию, чем множество других сравнительно инертных (т. е. не реагирующих) микрокомпонентных газов. В отличие от воды и, в меньшей степени, С02 концентрация большинства газов в атмосфере остается практически постоянной. Хотя едва ли можно утверждать, что эти инертные газы не важны, внимание химиков, изучающих атмосферу, обычно сфокусировано на ре-акционноспособных следовых газах. Таким же образом основной интерес химии морской воды сосредоточен на ее следовых компонентах, а не на воде как таковой или хлориде натрия (NaCl), ее основной растворимой соли.

2.3. Устойчивое состояние или равновесие?

Рассмотрим отдельный микрокомпонентный таз в атмосфере. Возьмем в качестве илл

страница 9
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
заказы услуг по рекламе москва
линзы на глаза цена
концертный тур киркорова
sbow 100-50

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)