БИЛИМ БУЛАГЫ

Что изучает химия?

Эталон килограмма – это брусок из сплава золота и иридия, хранящийся под стеклянным колпаком в Музее килограмма в г. Севр, 60 км от Парижа, Франция

Эталон килограмма – это брусок из сплава золота и иридия, хранящийся под стеклянным колпаком в Музее килограмма в г. Севр, 60 км от Парижа, Франция

Физические и химические явления

Физические явления

Кроме физических свойств, каждое вещество обладает способностью к превращению. Что же такое превращение веществ?

Представьте, что мы нагрели воду и она испарилась. Произошло ли при этом превращение вещества? Нет, испарение воды – это физическое явление. Водяной пар – это химическое вещество вода, только не в жидком, а газообразном агрегатном состоянии.

Физические явления – это явления, при которых данные вещества не превращаются в другие, а только изменяется их агрегатное состояние или форма.

Эталон килограмма – это брусок из сплава золота и иридия, хранящийся под стеклянным колпаком в Музее килограмма в г. Севр, 60 км от Парижа, Франция

Химические явления или химические реакции

Возьмем другой пример – ржавление железа. Железо ржавеет при взаимодействии с водой и кислородом. Ржавчина – хрупкое вещество бурого цвета. Таким образом, происходит превращение веществ – железа, кислорода и воды – в ржавчину. Это явление относится к химическим. Химические явления иначе называют химическими реакциями.

Вещества, вступающие в химическую реакцию (в рассмотренном примере – это железо, кислород и вода), называют исходными веществами.

Вещества, получающиеся в результате реакции (в данном случае – ржавчина), называют продуктами реакции.

Характеристика веществ

Один из трех токамаков сохранился со времен Советского Союза в Бишкеке на Научной станции Российской Академии наук

Один из трех токамаков сохранился со времен Советского Союза в Бишкеке на Научной станции Российской Академии наук

Один из трех токамаков сохранился со времен Советского Союза в Бишкеке на Научной станции Российской Академии наук

Каждое химическое вещество имеет физические характеристики:

1. Агрегатное состояние. Твердое, жидкое, газообразное и состояние плазмы (Токамак- прибор для получения плазмы).

2. Цвет. У металлов цвет бывает от серебристо-светлого, до темно-серого, с синеватым отливом или красновато - желтого цвета, Неметаллы бывают бесцветные (кислород, азот), белые (фосфор), желтые, (сера, хлор) красноватые (фосфор), зеленоватые (фтор) или серо – фиолетовые (иод).

3. Плотность. Среди металлов самый легкий литий – 0,53 г/см³ , самый тяжелый – осмий - 22, 7 г/см³ . Вставка ( Легкими считают металлы с плотностью до 5 г/см³, тяжелыми после 5 г/см³).

4. Теплопроводность и электропроводность. На практике наиболее часто используют медь и алюминий, хотя у серебра и золота преимущества, но они дороги.

5. Температура плавления и кипения (смотри индивидуальные характеристики)

Чистые вещества и смеси

Чистыми считают вещества, у которых постоянные физические характеристики (Температуры плавления, кипения).

Абсолютно чистых веществ не бывает в силу контакта их между собой. От степени очистки вещества зависят свойства этих веществ.

Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Смеси – бывают однородные, когда ни глазами, ни под микроскопом нельзя различить вещества, составляющие смесь (растворы) или неоднородные, когда компоненты смеси можно различить глазами или с помощью приборов.

Различают вещества:

Чистые – 99%

Химически чистые – 99,9%

Чистые для анализа – 99,99%

Особенно чистые – 99,99 9%

Хроматографически чистые - без следов других веществ.

Способы очистки смесей химических веществ

Атомы и молекулы. Атомно – молекулярное учение

Возникновение представлений об атомах и молекулах

Древнегреческий философ Демокрит

Древнегреческий философ Демокрит

Древнегреческий философ Демокрит

Древнегреческий философ Демокрит 2500 лет назад высказал мысль о том, что все тела в природе состоят из мельчайших невидимых, непроницаемых, неделимых, вечно движущихся частиц – атомов. Слово “атом” в переводе означает “неделимый”. Позднее, в средние века, учение об атомах преследовалось религией, которая тормозила развитие науки в целом, и химии в частности.

Учение о молекулах и атомах было разработано в середине 18 века великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711 – 1765 гг.) Он утверждал, что тела в природе состоят из корпускл (молекул), в состав которых входят элементы (атомы).

Молекулы и атомы

Схема аппарат для разложения воды (аппарат Гофмана)

Схема аппарат для разложения воды (аппарат Гофмана)

Схема аппарат для разложения воды (аппарат Гофмана)

То, что атомы действительно существуют, подтверждают многие химические реакции. Так, например, при пропускании постоянного тока через воду в одной из трубок прибора собирается газ, в котором тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Это кислород.

В другой трубке собирается вдвое больше газа, который от зажженной лучинки загорается. Это водород.

Объяснить это явление можно так. Мельчайшая частица воды – молекула состоит из 2 атомов водорода и одного атома кислорода. При пропускании постоянного тока через воду ее молекулы распадаются и образуются химически неделимые частицы – атомы кислорода и водорода.

Затем атомы соединяются по два, и из двух молекул воды образуется одна – двухатомная молекула кислорода и две водорода.

Итак, что такое молекулы и атомы?

Атомно-молекулярное учение

Ломоносов, Михаил Васильевич

Ломоносов, Михаил Васильевич

Ломоносов, Михаил Васильевич

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.

1. Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).

2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).

3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.

4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.

Простые и сложные вещества

По элементному составу различают простые вещества, состоящие из атомов одного элемента (H₂, O₂,Cl₂, P₄, Na, Cu, Au), и сложные вещества, состоящие из атомов разных элементов (H₂O,NH₃, OF₂, H₂SO₄, MgCl₂,K₂SO₄).

Мы нагревали на пламени сухого горючего пробирку с сахарозой (C₁₂H₂₂O₁₁). Сначала сахароза плавиться и потемнела, а затем началось разложение, и сахар почернел.

Простые – молекулы таких веществ состоят из атомов одного вида. В химических реакциях не могут разлагаться с образованием нескольких более простых веществ.

Сложные – молекулы таких веществ состоят из атомов разного вида. В химических реакциях могут разлагаться с образованием более простых веществ.

Понятие о химических элементах

В химии кроме терминов “атом” и “молекула” часто употребляется понятие “элемент”.

Так, например, все атомы водорода – это элемент водород; все атомы кислорода и ртути – соответственно элементы кислород и ртуть.

В настоящее время известно более 118 видов атомов, то есть более 118 химических элементов, которые образуют около 500 простых веществ.

• 
  Джон Дальтон
• 
  Предложенная Дальтоном система обозначений

Как и в любой науке, в химии существует своя система условных обозначений, свой язык.

В 19 в. появилась необходимость использования понятной для всех ученых символики. И одним из первых такую символику предложил Джон Дальтон.

Но его обозначениями было неудобно пользоваться

Система обозначения химических элементов

• 
  Берцелиус, Йёнс Якоб
• По предложению шведского химика Й.Я. Берцелиуса в начале 19 века в качестве символов были приняты в большинстве случаев начальные буквы латинских названий химических элементов.

• Знаки некоторых химических элементов произносятся так же, как и соответствующая буква:

  Название	Символ	Название
  Кислород	О	О
  Сера	S	Эс
  Азот	N	Эн
  Углерод	С	Це

• Знаки других элементов произносятся так же, как и называются сами элементы:

  Название	Символ	Название
  Натрий	Na	Натрий
  Калий	K	Калий
  Хлор	Cl	Хлор
  Фтор	F	Фтор

• Произношение некоторых знаков соответствует их латинскому названию:

  Название	Символ	Название
  Кремний	Si	силициум
  Ртуть	Hg	гидраргирум
  Медь	Cu	купрум
  Железо	Fe	феррум

Названия химических элементов

1) Отражение свойств: Водород - рождающий воду; Фосфор – несущий свет; Кислород – рождающий кислоты.

2) В честь небесных тел: Селен - Селена (луна); Теллур – Теллурис (Земля).

3) Заимствованы из мифологии: Тантал (сын Зевса)

4) В честь государств: Германий (Германия); Галлий (Франция); Полоний (Польша).

5) В честь ученых: Кюрий; Эйнштейний; Лоуренсий.

Различие понятий “химический элемент” и “простое вещество”

Отличить понятия “химический элемент” и “простое вещество” можно при сравнении свойств простых и сложных веществ. Например, простое вещество – кислород – бесцветный газ, необходимый для дыхания, поддерживающий горение. Мельчайшая частица простого вещества кислорода – молекула, которая состоит из двух атомов. Кислород входит также в состав оксида углерода (угарный газ) и воды.

• 
  Вода
• 
  
  
  Водород
• 
  
  
  Кислород
• 
  
  
  Угарный газ

Однако, в состав воды и оксида углерода входит химически связанный кислород, который не обладает свойствами простого вещества, в частности он не может быть использован для дыхания. Рыбы, например, дышат не химически связанным кислородом, входящим в состав молекулы воды, а свободным, растворенным в ней.

Поэтому, когда речь идет о составе каких – либо химических соединений, следует понимать, что в эти соединения входят не простые вещества, а атомы определенного вида, то есть соответствующие элементы.

При разложении сложных веществ, атомы могут выделяться в свободном состоянии и соединяясь, образовывать простые вещества. Простые вещества состоят из атомов одного элемента. Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество» подтверждается и тем, что один и тот же элемент может образовывать несколько простых веществ. Например, атомы элемента кислорода могут образовать двухатомные молекулы кислорода и трехатомные – озона. Кислород и озон – совершенно различные простые вещества.

• 
  
  
  Кислород
• 
  
  
  Озон

Этим объясняется тот факт, что простых веществ известно гораздо больше, чем химических элементов.

Глоссарий

Материя - То, из чего состоит окружающий мир.

Масса - свойство объекта. Вес - сила, с которой этот объект притягивается к центру планеты (На космическом корабле в космосе масса сохраняется, а вес стремится к 0 - состояние невесомости)

Вещество – материя в состоянии массы.

Химия - наука о веществах, их свойствах, изменениях этих свойств и явлениях, сопровождающих эти изменения.

Наука – система знаний о закономерностях развития природы, общества и мышления.

Свойства - признаки, по которым вещества схожи или отличаются друг от друга.

Явления - изменения, происходящие в природе с веществами.

Эталон - то, с чем сравнивают.

Атом - мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его химические свойства. атом построен из субатомных частиц - протонов, нейтронов, электронов.

Атом - наименьшее количество элемента, которое только может содержаться в молекулах образуемых им соединений.

Аллотропия — явление существования химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. эти простые вещества, различные по строению и свойствам, называются аллотропными формами или аллотропными модификациями. например, графит и алмаз — две аллотропные формы (модификации) углерода, молекулярный кислород и озон — две аллотропные модификации кислорода. при определенных условиях аллотропные модификации могут переходить друг в друга.

Молекула (новолат. molecula, уменьшит. от лат. moles — масса) - наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами, способная к самостоятельному существованию и состоящая из атомов, соединенных химическими связями.

Простое вещество^w — вещество, состоящее из атомов одного химического элемента: водород, кислород и т. д.

Свойства — совокупность признаков по которым одни вещества отличаются от других, они бывают химическими и физическими.

Сложное вещество^w — вещество, состоящее из атомов разных химических элементов: кислоты, вода и др.

Химический элемент — это определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.

Полезные ссылки

Бибилиография:

• А. В. Мануйлов, В. И. Родионов.Основы химии. Интернет-учебник.
• Г.В. Пчелкина. Химуля
• 100 интересных фактов о химии.
• Толковый словарь по химии
• «Семьдесят богатырей», А. Ивич; Рис. Э. Беньяминсона, Б. Кыштымова, М. Дет. лит. 1986