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