Место и значение химии в системе наук.

Современная химия представляет собой систему научных дисциплин: общей, неорганической, аналитической, органической физической, коллоидной химии,…Основойхимической науки являются атомно-молекулярное учение, закон сохранения материи,периодический закон, теория химической связи и учение о химическом процессе.

Как всякая наука, химия изучает некоторую часть явлений окружающего мира. Химияиграет значительную роль в научно-техническом прогрессе. Нет ни одной отрасли не связанной втой или иной мере с применением химии.

Основные понятия и законы химии

Химия – наука о свойствах вещества и его превращениях, она включает в себя законы ипринципы, описывающие эти превращения, а так же представления и теории, позволяющиедать им объяснение.

Атомно-молекулярное учение заключается в следующем:

1. Все вещества состоят из молекул.

2. Молекулы состоят из атомов.

3. Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силыпритяжения и отталкивания.

Рассмотрим следующие определения:

Вещество – вид материи, которая обладает массой покоя.

Состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов, мезонов и др. Химия изучаетглавным образом вещество, организованное в атомы, молекулы, ионы и радикалы. Такие веществапринято подразделять на простые и сложные (хим. соединения).

Простые вещества образованы атомами одного хим. элемента и потому являются формой его существования в свободномсостоянии, напр. Сера, железо, озон, алмаз. Сложные вещества образованы разными элементами имогут иметь состав постоянный (стехиометрические соединения или дальтониды) илименяющийся в некоторых пределах (нестехиометрические соединения или бертоллиды).

Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химическиесвойства.

Различным элементам соответствуют различные атомы, обозначаемые символом данногоэлемента (Ag, Fe, Mg).

Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер истроением электронных оболочек.

В настоящее время известно 118 элементов: 89 из них найдены в природе (на Земле),остальные получены искусственным путем. Атомы существуют в свободном состоянии, всоединениях с атомами того же или других элементов, образуя молекулы. Способность атомов вступать во взаимодействие с другими атомами и образовывать химические соединенияопределяется его строением. Атомы состоят из положительно заряженного ядра и отрицательнозаряженных электронов, движущихся вокруг него, образуя электронейтральную систему, которая подчиняется законам, характерным для микросистем.

Ионы (от греч. ion – идущий), одноатомные или многоатомные частицы, несущиеэлектрический заряд.

Положительные ионы называют катионами (от греч. kation, буквально – идущий вниз),отрицательные – анионами (от греч. anion, буквально идущий вверх). В свободном состояниисуществуют в газовой фазе (в плазме).

Валентность (от лат. valentia – сила), способность атома присоединять или замещатьопределенное число других атомов или атомных групп с образованием химической связи.

Реакции химические (от лат. re- – приставка, означающая обратное действие, и actio –действие), превращения одних веществ (исходных соединений) в другие (продуктыреакции) при неизменяемости ядер атомов.

Исходные вещества иногда называют реагентами, однако чаще (особенно в органическойхимии) термин "реагент" используют по отношению к одному, наиболее активному исходномусоединению, определяющему направление химической реакции.

Химическая формула - это условная запись состава вещества с помощью химическихзнаков (предложены в 1814 г. Й. Берцелиусом) и индексов (индекс - цифра, стоящая справавнизу от символа.Обозначает число атомов в молекуле).

Химическая формула показывает, атомы каких элементов и в каком отношении соединенымежду собой в молекуле.

Простые вещества - молекулы, состоят из атомов одного и того же элемента.

Cложные вещества - молекулы, состоят из атомов различных химических элементов.

Аллотропия - явление образования химическим элементом нескольких простых веществ,различающихся по строению и свойствам.

Международная единица атомных масс равна 1/12 массы изотопа 12C - основного изотопаприродного углерода.

1 а.е.м = 1/12 • m (12C) = 1,66057 • 10-27 кг

Относительная атомная масса (Ar) - безразмерная величина, равная отношению среднеймассы атома элемента (с учетом процентного содержания изотопов в природе) к 1/12 массыатома 12C.

Средняя абсолютная масса атома (m) равна относительной атомной массе, умноженной наа.е.м.Ar(Mg) = 24,312

m(Mg) = 24,312 • 1,66057 • 10-24 = 4,037 • 10-23 г

Относительная молекулярная масса (Mr) - безразмерная величина, показывающая, во сколькораз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода 12C.

Mг = mг / (1/12 mа(12C))

mr - масса молекулы данного вещества;

mа(12C) - масса атома углерода 12C.

Mг = S Aг(э). Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов с учетом индексов.

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной наа.е.м.

Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому прихарактеристике количества вещества используют специальную единицу измерения - моль.

Количество вещества, моль. Означает определенное число структурных элементов (молекул,атомов, ионов).

Обозначается n, измеряется в моль. Моль - количество вещества, содержащее столько жечастиц, сколько содержится атомов в 12 г углерода.

Число Авогадро диКваренья (NA). Количество частиц в 1 моль любого вещества одно и то же иравно 6,02 • 1023. (Постоянная Авогадро имеет размерность - моль-1).

Молярная масса показывает массу 1 моля вещества (обозначается M).

M = m / υ

Молярная масса вещества равна отношению массы вещества к соответствующемуколичеству вещества и численно равна его относительной молекулярной массе, однако перваявеличина имеет размерность г/моль, а вторая - безразмерная.

M = NA • m(1 молекула) = NA • Mг • 1 а.е.м. = (NA • 1 а.е.м.) • Mг = Mг

Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 80 а.е.м. (SO3), то масса одного молямолекул равна 80 г. Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности,обеспечивающим переход от молекулярных соотношений к молярным. Все утверждения относительномолекул остаются справедливыми для молей (при замене, в случае необходимости, а.е.м. на г)

Например, уравнение реакции: 2Na + Cl2 ® 2NaCl, означает, что два атома натрия реагируют с одноймолекулой хлора или, что одно и то же, два моль натрия реагируют с одним молем хлора.

Основные законы