Будова речовин. Систематика хімічних елементів

С.Ю. Єлісєєв, А.В. Врублевський

Основні хімічні поняття і закони. Будова атома. Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва.

Хімія - Наука, що вивчає властивості та перетворення речовин, що супроводжуються зміною їх складу і будови.

Речовина - Це конкретний вид матерії, що володіє певними фізичними і хімічними властивостями, склад якого може бути виражений хімічною формулою.

Хімічної реакцією називається процес перетворення одних речовин в інші.

Здатність речовини брати участь в тих чи інших хімічних реакціях характеризує його хімічні властивості.

Просте речовина складається з атомів одного і того самого хімічного елемента.

Хімічні з'єднання атомів складаються з кількох елементів.

Атомно - молекулярне вчення

Атоми - Дрібні хімічні частинки, які є межею хімічного розкладання будь-якої речовини.

Хімічний елемент являє собою вид атомів з однаковим позитивним зарядом ядра.

Іншими словами, атом - це найменша частинка хімічного елемента, яка зберігає всі його хімічні властивості.

В даний час відомо 117 хімічних елементів, з яких 92 зустрічаються в природі.

Абсолютне більшість різних речовин складається з молекул.

Молекула - Найменша частка речовини, здатна існувати самостійно і зберігає його основні хімічні властивості.

Маси атомів хімічних елементів надзвичайно малі: ~ 10-27 - 10-25 кг. У хімії користуються відносними значеннями мас атомів (Ar, де r - «відносний», від англ. relative).

Відносна атомна маса - це маса атома, виражена в атомних одиницях маси. За атомну одиницю маси прийнята 1/12 частина маси атома нукліда :

1 а.е.м. = .

Відносна атомна маса - величина безрозмірна.

Відповідно, відносна молекулярна маса Mr речовини - це маса його молекули, виражена в а.е.м.

Одиницею вимірювання кількості речовини (n) є моль.

Моль - Кількість речовини, що містить стільки структурних елементарних одиниць (атомів, молекул, іонів, електронів і т.д.), скільки міститься атомів у 0,012 кг ізотопу вуглецю 12С.

Число NA атомів у 0,012 кг вуглецю, або в 1 моль, легко визначити в такий так:

.

Величина NA називається постійної Авогадро.

Основні стехіометричні закони хімії

стехіометрії - Розділ хімії, що розглядає кількісні співвідношення між реагують речовинами.

Закон збереження маси: маса речовин, що вступають в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

Закон сталості складу: будь-яке чисте речовина, незалежно від способу його одержання, має постійний якісний і кількісний склад.

Закон застосовується лише до з'єднань з молекулярною структурою.

Закон еквівалентів: маси реагують один з одним речовин, а також маси продуктів цієї реакції пропорційні молярним масам еквівалентів цих речовин.

Наприклад, в умовній реакції А + 2В = 3С + Д

mА : MВ: MС: ми = ЕА: ЕВ: ЕС: ЕД,

де m - маса речовин, а Е - молярна маса еквівалентів.

Іншими словами можна сказати, що речовини реагують і утворюються в еквівалентних кількостях. Один еквівалент однієї речовини завжди взаємодіє з одним еквівалентом іншого.

Еквівалент - Реальна або умовна частка, яка може приєднувати, вивільняти або бути будь-яким іншим чином еквівалентна одному іону водню в кислотно-основних реакціях або одному електрону в окисно-відновних реакціях.

При використанні поняття «еквівалент» завжди необхідно вказувати, до якої іонної реакції воно відноситься.

Закони газового стану

Закон об'ємних відносин (Гей-Люссака): при незмінних температурі і тиску обсяги вступають у реакцію газів ставляться один до одного, а також до обсягів утворюються газоподібних продуктів як невеликі цілі числа.

Закон Авогадро: у рівних обсягах будь-яких газів при однакових умовах (Т, р) міститься однакова кількість молекул.

Наслідки із закону Авогадро:

При однакових умовах 1 моль будь-якого газу займає однаковий об'єм.

При н.у. 1 моль різних газів займає об'єм 22,4 л (молярний обсяг газу, л/моль).

Ставлення мас рівних об'ємів різних газів дорівнює відношенню їх молекулярних мас:

де m1 і m2 - маси, а і - молекулярні маси першого і другого газів.

-- відносна щільність перший газу по другому.

Тоді

Об'єднаний газовий закон:

Р0 = 101325 Па, Т0 = 0