Chemia: podstawowe pojęcia, definicje, zasady i prawa

Chemia, podstawowe pojęcia, które uważamy za – to nauka badająca substancje i ich przemiany zachodzące w związku ze zmianą struktury i składu, a więc właściwości. Po pierwsze, trzeba określić, co rozumie się przez okres, takich jak „substancja”. Jeśli mówimy o tym w szerokim tego słowa znaczeniu, jest formą materii, która ma masę odpoczynku. Substancja jest każdy cząstek elementarnych, na przykład neutronów. W chemii, termin ten jest używany w węższym znaczeniu.

Na początek krótki opis podstawowych terminów i pojęć chemii, teorii atomowej molekularnej. Po tym, my ich, jak również obecne pewne ważne prawa tej nauki wyjaśnić.

Podstawowe pojęcia chemii (materia, atomów, cząsteczek) są znane każdemu z nas ze szkoły. Poniżej znajduje się krótki opis z nich, jak również inne, mniej oczywiste pojęcia i zjawiska.

atomy

Przede wszystkim, Wszystkie substancje bada się w chemii, na które składają się z małych cząstek, zwanego węgla. Neutrony nie są tym samym przedmiotem badań tej nauki. Należy również stwierdzić, że te atomy mogą połączyć się ze sobą, tworząc w ten sposób wiązania chemicznego. W celu przerwania tego połączenia, niezbędne wydatki energii. W związku z tym atomy w normalnych warunkach nie występują indywidualnie (z wyjątkiem gazu szlachetnego „”). Są one połączone ze sobą co najmniej parami.

Ciągły ruch termiczny

Ciągły ruch termiczny cząsteczek charakteryzuje wszystkich że studia chemii. Podstawowe pojęcia tej nauki nie może wyjaśnić, nie o tym mówić. Przy ciągłym ruchu średniej energii kinetycznej jest proporcjonalna do temperatury cząstek (chociaż należy zauważyć, że energia w różnych cząsteczek dyskretnych). Ekin = kT / 2, gdzie k – stała Boltzmanna jest. Formuła ta jest ważna dla każdego rodzaju ruchu. Od Tkin = mV, ^2/2, ruch masowych cząstek wolniej. Na przykład, jeżeli temperatura jest taka sama, cząsteczki tlenu średnio ruchu do 4 razy wolniej niż cząsteczki węgla. To dlatego, że ich masa jest ponad 16 razy. Ruch oscylacyjny jest, translacyjne i rotacyjne. Oscylacyjny obserwuje się substancji ciekłych i stałych oraz gazowych. Ale translacyjne i rotacyjne najłatwiej przeprowadzić w gazie. Cieczy, jest trudniejsze, a w stałych – jeszcze trudniejsze.

cząsteczki

W dalszym ciągu opisuje podstawowe pojęcia i definicje chemii. Jeśli atomy są połączone ze sobą, tworząc niewielką grupę (zwany cząsteczek), grupy te są zaangażowane w ruchu termiczną, działającą jako jednostki. Do 100 atomów występujących w typowych cząsteczek, a ich ilość jest tak zwane związki o wysokiej masie cząsteczkowej może wynosić do 105.

Substancje nie cząsteczkowym

Jednak atomy są często łączone w ogromnej liczby pasm od 107 do 1027. W tej formie są one praktycznie nie uczestniczą w ruchu termicznym. Stowarzyszenia te mają niewielkie podobieństwo do cząsteczki. Są bardziej jak kawałki ciała stałego. Substancje te są nazywane nie cząsteczkowej. W tym przypadku ruch termiczny odbywa się wewnątrz elementu, a on może latać jak cząsteczki. Znajduje się obszar przejściowy i rozmiary, które obejmują związki składające się z węgla w ilości od 105 do 107. Cząstki te są albo bardzo duże cząsteczki i są małe ziarna proszku.

jony

Należy zauważyć, że atomy i grupy mogą mieć ładunek elektryczny. W tym przypadku są one nazywane jonów w tej nauki, jak chemia, podstawowych pojęć, które badamy. Ponieważ, jak koszty zawsze odpychają się substancję, która jest obecna znaczna Nadmiar jednego lub drugiego z tych opłat nie może być stabilna. Negatywne i pozytywne opłaty są zawsze na przemian w przestrzeni. Ale w ogóle, substancja jest elektrycznie obojętny. Należy zauważyć, że obciążenia które są uważane za duży w elektrostatycznych z punktu widzenia chemii są nieznaczne (przy 105-1015 węgla – 1e).

Obiekty badań w chemii

Konieczne jest wyjaśnienie, że przedmiotem badań w chemii opowiadają zjawisk, które nie powstają i nie rozbić węgla, ale tylko zmienić, która jest połączona w nowy sposób. Niektóre obligacje są łamane, inne powstają w wyniku. Innymi słowy, nowe substancje wynika z atomami były w składzie materiałów wyjściowych. Jeżeli węgla, a istniejące połączenia pomiędzy nimi są umieszczone (na przykład w wyniku odparowania substancji cząsteczkowej), procesy te odnoszą się do badań o dłuższym Chemistry and Molecular fizyki. W przypadku, w którym atomy są ukształtowane lub łamane, to badania przedmiotu fizyki atomowej lub atomowym. Jednak granica między chemicznych i zjawisk fizycznych rozmazany. Po podziale nauki w oddzielnym warunkowe, mając na uwadze charakter niepodzielny. Dlatego chemicy bardzo przydatna wiedza z fizyki.

Podstawowe pojęcia chemii byliśmy krótko opisane. Teraz możemy zaoferować więcej, aby je rozważyć.

Czytaj więcej o atomach

Atomy i cząsteczki – jest czymś, z którym wielu ludzi kojarzy chemii. Podstawowe pojęcia te muszą być jasno zdefiniowane. Fakt, że atomy istnieją, dwa tysiące lat temu, to był genialny do odgadnięcia. Następnie, w 19 wieku, naukowcy byli jeszcze dane doświadczalne (pośrednie). Mówimy o złożonych stosunkach Avogadro prawami stałości składu (poniżej patrzymy na tych podstawowych pojęć chemii). Atom nadal badać w 20 wieku, kiedy nie było już wiele bezpośrednich dowodów eksperymentalnych. Były oparte na spektroskopii w rozpraszania promieni rentgenowskich, cząstki alfa, neutronów, elektronów itp Wielkość tych cząstek wynosi od około 1: E = 1 ° m Masa ^-10 – .. około 10 ^-27 – 10 ^-25 kg. W środku cząstek dodatnio naładowany rdzeń, wokół którego elektrony przemieszczają ładunek ujemny. rozmiar ziaren wynosi od 10 do ¹⁵ m. Okazało się, że decyduje o wielkości powłoki elektronowej atomu, ale w tym przypadku jego masa jest prawie całkowicie zatęża w jądrze. Inna definicja powinna zostać wprowadzona, biorąc pod uwagę podstawowe pojęcia z zakresu chemii. pierwiastek – rodzaj atomów, ładunek jądra jest identyczna.

Często występuje określania atom jako substancję minut cząstek chemicznie niepodzielnej. Jak rozumieć „chemikalia”? Jak już wspomniano, podział zjawisk w zawieszeniu fizycznej i chemicznej. Ale oczywiście istnienie atomów. W związku z tym, w celu określenia lepsze chemii za ich pośrednictwem, a nie odwrotnie, atomami chemii.

wiązanie chemiczne

To jest tak, że atomy są utrzymywane razem. Nie pozwala im się latać siebie pod wpływem ruchu cieplnego. Oto główne cechy obligacji – jest internuclear odległość i energii. Jest to również podstawowe pojęcia chemii. Długość wiązania określa się doświadczalnie z dostatecznie dużą dokładnością. Energia – także, ale nie zawsze. Na przykład, niemożliwe jest obiektywnie ustalić, co to jest w stosunku do odrębnym komunikacie w złożonej cząsteczki. Jednak energia rozpylanie substancji wymagane złamać wszystkie istniejące łącza jest zawsze określona. Znając długość połączenia, można określić, które są połączone atomy (mają krótki dystans), a co – nie (dłuższy dystans).

Liczba koordynacyjna i koordynacja

Podstawowe pojęcia chemii analitycznej należą te dwa warunki. Co one oznaczają? Spójrzmy prawdzie w oczy.

Liczba koordynacyjna jest liczbą najbliższych sąsiadów danego atomu. Innymi słowy, liczba tych, z którymi jest on związany chemicznie. Koordynacja jest wzajemne położenie, rodzaj i liczba sąsiadów. Innymi słowy, ta koncepcja jest bardziej sensowne. Na przykład, liczba koordynacyjna molekuł azotu charakterystycznych amoniaku i kwasu azotowego, przy czym ten sam – 3. Jednakże, mają one różne kompleksowe – nie jest płaska i płasko. Jest ona ustalana niezależnie od charakteru związku między reprezentacjami, natomiast stopniu utlenienia i wartościowości – pojęcia warunkowego, które zostały utworzone w celu przyspieszenia przewidzieć koordynację i kompozycję.

Określenie cząsteczce

Mamy już dotknął na tej koncepcji, uznając podstawowe pojęcia i prawa chemii krótko. Teraz mieszkają na nim w sposób bardziej szczegółowy. W podręcznikach częstego oznaczania cząsteczkę cząstek substancji obojętnych dolna, która ma właściwości chemiczne i mogą istnieć niezależnie od siebie. Należy zauważyć, że definicja ta jest obecnie nieaktualne. Po pierwsze, fakt, że wszyscy fizycy i chemicy odnoszą się do cząsteczki, właściwości substancji nie są zapisywane. Dysocjacji wody, ale wymaga to co najmniej 2 cząsteczek. Stopień dysocjacji wody – jest 10 ^-7. Innymi słowy, proces ten może podlegać tylko jednej cząsteczki 10 milionów. Jeśli masz pojedynczą cząsteczkę, czy jest tam nawet sto, nie można uzyskać wyobrażenie o jego dysocjacji. Fakt, że efekty cieplne reakcji chemicznych, zwykle obejmują energię oddziaływania między cząsteczkami. W związku z tym, że nie można znaleźć na jednej z nich. I właściwości fizyczne i chemiczne substancji cząsteczkowej można określić jedynie przez duże grupy cząsteczek. Ponadto, istnieją środki, które są zdolne do istnienia w ich własne „najmniejszy” cząstka nieskończoność wielkie i różni się od konwencjonalnych cząsteczek. Cząsteczka jest zasadniczo grupą atomów nie są naładowane elektrycznie. W konkretnym przypadku może to być jeden atom, na przykład NE. Grupa ta musi być w stanie uczestniczyć w rozpowszechnianiu, jak również w innych rodzajach ruchu cieplnego, działając jako jednostka.

Jak widać, nie jest tak proste, podstawowe pojęcia chemii. Cząsteczka – jest czymś, co należy dokładnie rozważyć. Ma swoje właściwości i masy cząsteczkowej. O tym ostatnim możemy teraz dyskutować.

masa cząsteczkowa

Jak określić masę cząsteczkową doświadczenia? Jednym ze sposobów – na podstawie prawa Avogadro, gęstości względnej pary. Najdokładniejsza metoda spektrometrii masowej. Elektron znokautowany cząsteczki. Otrzymany jonów najpierw dysperguje się w polu elektrycznym, a następnie odbite od jego ścieżki magnetycznej. Stosunek ładunku do masy zależy od wielkości odchylenia. Istnieją również metody oparte na właściwościach, które mają rozwiązania. Jednak cząsteczka we wszystkich tych przypadkach muszą koniecznie znajdować się w ruchu – w roztworze w próżni do gazu. Jeśli nie poruszają się, nie jest możliwe, aby obiektywnie wyliczyć ich wagi. A ich istnienie w tym przypadku jest to trudne do wykrycia.

Opis substancji nie cząsteczkowej

Mówiąc o nich powiedzieć, że są one zbudowane z atomów, a nie cząsteczek. Jednak to samo w odniesieniu do gazów szlachetnych. Te atomy się swobodnie poruszać, a zatem lepiej wypełniać swoje jednowodorotlenowe cząsteczek. Jednak to nie jest ważne. Ważne jest, że substancje nie-cząsteczkowej, jest dużo węgla, które są połączone ze sobą. Należy zaznaczyć, że dzielenie wszystkich substancji o molekularnych i innych cząsteczkowej niewystarczające. Podział połączenia bardziej znaczący. Weźmy na przykład różnica we właściwościach grafitu i diamentu. Obie z nich są atomami węgla, ale pierwszy – miękki, a drugi – ciało stałe. W jaki sposób różnią się one od siebie? Różnica polega tylko na ich połączeń. Jeśli weźmiemy pod uwagę strukturę grafitu, możemy zobaczyć, że silne relacje istnieją tylko w dwóch wymiarach. Ale w trzecim bardzo znacznych odległościach cząsteczkowych, zatem istnieje silna więź. Grafit jest łatwe do poślizgu i podzielić wzdłuż tych warstw.

struktura połączeń

W przeciwnym razie, to nazywa się wymiar przestrzenny. To oznacza liczbę wymiarów przestrzeni, znamienne tym, że te ciągłe (prawie nieskończone) Układ szkieletowy (silnych związków). Te wartości, które może brać, – 0, 1, 2 i 3. W związku z tym, konieczne jest, aby odróżnić trójwymiarowo połączony, laminaty i łańcuch wysp strukturę (cząsteczkowej).

Prawo stałości składu

Dowiedzieliśmy się już podstawowe pojęcia z zakresu chemii. Materiał został krótko uważane przez nas. Teraz powiedzieć na temat prawa, które stosuje się do niego. Zwykle, jest ona przygotowana w następujący sposób: Każdy składnik (to jest czysty), niezależnie od sposobu, w jaki został on otrzymany, ma taki sam skład jakościowy i ilościowy. Ale co oznacza pojęcie „czystej substancji”? Spójrzmy prawdzie w oczy.

Dwa tysiące lat temu, gdy struktura substancji nie może być bardziej bezpośrednie metody studiowania, kiedy nie było nawet podstawowe pojęcia i prawa chemii chemii, znane nam, stwierdzono opisowo. Na przykład, woda – jest ciecz, która stanowi podstawę do morza i rzek. To ma zapach, kolor, smak. To ma taką temperaturę topnienia i krzepnięcia od jest niebieski siarczan miedzi. Słona woda jest, ponieważ nie jest czysty. Jednakże sole, mogą być oddzielane przez destylację. Tak, sposób opisowy, określana podstawowych pojęć chemicznych i prawa chemii.

Naukowcom na raz nie było oczywiste, że płyn, który jest zaznaczony na różne sposoby (w wyniku spalania wodoru odwodnienie siarczan, destylacji wody morskiej), ma ten sam skład. Wielkie odkrycie w nauce był dowód tego faktu. Stało się oczywiste, że stosunek tlenu i wodoru, nie może być zmieniane płynnie. Oznacza to, że elementy są zbudowane z atomów – niepodzielnych porcjach. Tak więc związki o wzorze ogólnym zostały przygotowane, jak również uzasadnione naukowców reprezentację cząsteczek.

W dzisiejszych czasach każda substancja bezpośrednio lub pośrednio zależy przede wszystkim twierdzi, zamiast topienia, smaku i koloru. Woda – _H2O Jeżeli istnieją inne cząsteczki, to nie być czyste. W związku z tym, czysta substancja cząsteczkowy jest taki, który składa się z tylko jednego rodzaju cząsteczek.

Jednak w tym przypadku, będzie z elektrolitami? Po tym wszystkim, obejmują jony są obecne nie tylko cząsteczki. Musimy być bardziej ścisła definicja. Czysta substancja cząsteczkowy jest taki, który składa się z cząsteczek, z jednego rodzaju, i ewentualnie także odwracalne produkty ich szybkiego przekształcenia (związki izomeryzacji dysocjacji). Słowo „szybki” w tym kontekście oznacza, że na tych produktów, nie możemy się pozbyć, to od razu ponownie. Słowo „odwracalny” wskazuje, że konwersja nie jest doprowadzone do końca. Jeżeli zgłoszone, to lepiej, aby powiedzieć, że jest niestabilny. W tym przypadku nie jest to czysta substancja.

Prawo zachowania masy materii

Prawo to ma od czasów starożytnych znane są w formie metaforycznej. Stwierdził on, że sprawa nie może zostać utworzony i niezniszczalne. Potem przyszedł jej sformułowanie ilościowej. Zgodnie z tym, ciężar (i koniec 17 wieku – masa) jest miarą ilości substancji.

Prawo w zwykłej formie został otwarty w 1748 roku Łomonosowa. W 1789 roku, to dodaje Lavoisier, francuski naukowiec. Współczesna jego Preparat jest następujący: masę substancji wprowadzanych do reakcji chemicznej, wynosi do masy substancji z niego wynikają.

Prawo Avogadra, prawo wolumetryczne relacje gazów

Ta ostatnia została sformułowana w 1808 przez JL Gay-Lussac, francuskiego naukowca. Obecnie ustawa ta jest nazywana prawo Gay-Lussac. Zgodnie z nią, ilość gazów reaktywnych względem siebie, jak również ilości powstałych produktów gazowych jako całość małych ilościach.

Wzór, który znalazł Gay-Lussac, wyjaśnia prawa, które zostało otwarte nieco później, w 1811 roku, Amedeo Avogadro, włoski naukowiec. Stwierdza się, że w takich samych warunkach (ciśnienie i temperatura) w gazach o tej samej objętości, takiej samej liczby cząsteczek obecnych.

Dwie ważne konsekwencje wynikają z prawa Avogadro. Pierwszy polega na tym, że w tych samych warunkach, jeden mol dowolnego gazu zajmuje samą objętość. Zastąpienie albo w normalnych warunkach (które są temperatury 0 ° C i 101,325 kPa) 22,4 litrów. Drugą konsekwencją tego prawa, jak następuje: stosunek masy gazów zawierających taką samą ilość mocy samych warunkach równą stosunek ich masy molowej.

Nie ma innego prawa, które z pewnością muszą być wymienione. Powiemy wam o tym krótko.

Prawo okresowe i tabela

D. I. Mendelejew, w oparciu o właściwości chemicznych pierwiastków i atomowych i molekularnych naukowców, którzy odkryli tę ustawę. Wydarzenie to miało miejsce 01 marca 1869 Okresowe Prawo jest jednym z najważniejszych w naturze. Można stwierdzić, co następuje: Właściwości elementów utworzonych z prostych i złożonych substancji i mają periodyczną uzależnienia opłat jąder atomowych.

Okresowym, który został stworzony przez Mendelejewa, składa się z siedmiu okresów i osiem grup. Grupy o nazwie pionowej kolumny. Elementów w każdy z nich ma podobne właściwości fizyczne i chemiczne. Grupa z kolei dzieli się na podgrupy (główne i boczne).

Poziome rzędy w tej tabeli odnoszą się do okresów. Elementy, które są w nich różnią się między sobą, ale mają wspólną cechę – fakt, że ich najnowsze elektrony na tym samym poziomie energii. W pierwszym okresie tylko dwa elementy. H oznacza wodór, hel on. Osiem elementy są w drugim okresie. W czwartym ich już 18. Mendelejewa wyznaczony ten okres jako pierwsza duża. W piątym i 18 elementów, jego konstrukcja jest podobna do czwartej. Jako część szóstego – 32 elementów. Siódmy nie jest zakończona. Okres ten rozpoczyna się z French (Fr). Możemy przypuszczać, że będzie on zawierał 32 elementów, a także szóstą. Jednak do tej pory tylko 24 znalezionych.

zasada otketa

Zgodnie z zasadą otketa wszystkie elementy mają tendencję do nabycia elektron lub utracić w celu uzyskania najbliżej nich konfigurację 8 elektronów z gazem szlachetnym. Energia jonizacji – to ilość energii potrzebnej do oddzielenia elektron z atomu. Otketa reguła stanowi, że podczas ruchu od lewej do prawej na okresowym trzeba więcej energii, aby usunąć elektron. Dlatego też elementy, które są po lewej stronie, dążyć do zapewnienia, że straci elektron. Wręcz przeciwnie, te położone po prawej stronie, chętny do zakupu.

Przepisy prawne i podstawowe pojęcia chemii, pokrótce opisane. Oczywiście, jest to tylko ogólne informacje. W jednym artykule niemożliwe jest mówić o tak poważnej nauki w szczegółach. Podstawowe pojęcia i prawa chemii, jak opisane w tym artykule – jest punktem wyjścia do dalszych badań. Wszakże w tej nauce istnieje wiele odcinków. Jest, na przykład, organicznej i chemii nieorganicznej. Podstawowe pojęcia z każdym z odcinków tej nauki mogą być badane przez długi czas. Ale te opisane powyżej, odnoszą się do ogólnych kwestii. W związku z tym, można powiedzieć, że są one zasadnicze pojęcia w chemii organicznej, jak i nieorganiczne.