Основні поняття та закони хімії

Ключові положення атомно-молекулярного вчення

1.Речовини мають дискретну будову. Вони складаються з часток (структурних елементів – молекул, атомів чи іонів).

2.Частки речовини безперервно безладно рухаються.

3.Між складовими частками речовини діють сили взаємного притягання і відштовхування.

4.Між складовими частками речовини є проміжки.

5.Молекули складаються з атомів.

6.Молекули зберігаються під час фізичних явищ і руйнуються під час хімічних.

7.Атоми зберігаються під час хімічних реакцій – при цьому відбувається їх перегрупування, що зумовлює утворення нових речовин.

8.Різноманітність речовин пов’язана з різним сполученням атомів.

Поняття загальної хімії

Ключовими поняттями хімії є молекула, атом, хімічний елемент, речовина.

Молекула (від латин. moles – маса) - це здатна до самостійного існування найменша частка речовини, яка зберігає властивості цієї речовини.

Атом (від грец. atomos – неподільний) – це хімічно неподільна електронейтральна частка речовини, що складається з позитивно зарядженого ядра й негативно заряджених електронів.

Хімічний елемент – це сукупність атомів з однаковими зарядами ядер.

Речовина – це вид матерії, що характеризується певними фізичними та хімічними властивостями за даних умов.

Фізичні величини, що застосовуються в хімії

Оскільки абсолютні значення мас атомів і молекул є дуже малими величинами, то ними дуже незручно користуватися під час хімічних розрахунків. З огляду на це виникла необхідність ввести їх відносні значення.

Відносна атомна маса хімічного елемента (А _r) – це фізична величина, яка визначається відношенням маси атома (m _a) елемента до однієї дванадцятої частки маси атома ізотопу Карбону С¹²:

.

Відносна молекулярна маса (М _r) – це фізична величина, яка визначається відношенням маси молекули (m _m) до однієї дванадцятої частки маси атома ізотопу Карбону С¹²:

.

 

Відносну молекулярну масу можна обчислити як суму відносних атомних мас усіх елементів, що входять до складу молекули:

M _r = n ₁ A _r¢ + n ₂ A _r¢¢ + … + nA _r.

Масова частка елемента, що входить до складу молекули, визначається за формулою

.

Кількість речовини (n) – це фізична величина, яка визначається числом часток – структурних елементів речовини: молекул, атомів, іонів, іонних асоціатів.

Кількість речовини обчислюється співвідношенням

,

де N – число структурних елементів у певній порції речовини.

Якщо N = N _A, то n=1. Ця одиниця в Міжнародній системі одиниць вимірювання має назву моль.

Моль – це кількість речовини, яка містить стільки часток – структурних елементів, скільки атомів міститься в ізотопі Карбону С¹² масою 0,012 кг.

Число атомів чи молекул, що містяться в речовині кількістю 1 моль, називають сталою Авогадро:

Молярна маса (М) – маса речовини кількістю 1 моль:

, г/моль.

M _r і М однакові за величиною, однак молярна маса порівняно з відносною молекулярною масою має розмірність.

Якщо n = 1 моль, то маса речовини дорівнює молярній масі m = M, а якщо збільшити n, то в стільки ж разів збільшиться і маса речовини m, тобто

m = n×M, чи n = m/M.

Для газоподібних речовин важливою величиною є молярний об’єм.

Молярний об’єм – це об’єм газоподібної речовини кількістю 1 моль.

За нормальних умов (Р =101,3 кПа, t =0°C чи Т =273 К) молярний об’єм будь-якої газоподібної речовини дорівнює V _M=22,4 л/моль.

Таким чином, кількість речовини можна визначити за формулою

n = V/V _M.

1.1.4. Основні закони хімії

Основні закони хімії були відкриті наприкінці XVIII – на початку XIX ст. і послужили базою для перетворення хімії на науку, що застосовує математичні методи.

А.-Л. Лавуазьє

М. В. Ломоносов

М.В. Ломоносов

1.Закон збереження маси речовин. Цей закон відкрив і експериментально обґрунтував М.В. Ломоносов (1748), а потім французький хімік Лавуазьє (1789):

маса речовин, що вступають у хімічну реакцію, дорівнює загальній масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

Якщо хімічну реакцію зобразити в загальному вигляді

А + B = C + D,

то закон можна записати так:

m(A + B) = m(C + D).

Наприклад: 2H₂ + O₂ = 2H₂O

2×2 32 2×18.

36 36

2.Закон cталості складу сформулював у 1808 р. Пруст: