Chemie: Basiese konsepte, definisies, terme en wette

Chemie, basiese konsepte wat ons dink - is die wetenskap wat die stowwe en hul transformasies plaasvind met die verandering in struktuur en samestelling, en vandaar die eienskappe bestudeer. In die eerste plek moet jy definieer wat bedoel word met 'n term soos "stof". As ons praat oor dit in 'n breë sin, dit is 'n vorm van materie wat 'n res massa het. Stof is 'n eenvoudige deeltjie, byvoorbeeld, die neutron. In chemie, is die term wat gebruik word in 'n enger sin.

Om mee te begin met 'n kort beskrywing van die belangrikste terme en konsepte van chemie, atoom-molekulêre teorie. Daarna het ons hulle, sowel as huidige paar belangrike wette van die wetenskap te verduidelik.

Basiese konsepte van chemie (materie, atome, molekules) is bekend aan ons almal uit die skool. Hier is 'n kort beskrywing van hulle, sowel as ander, minder voor die hand liggend terme en verskynsels.

atome

In die eerste plek, alle stowwe wat bestudeer in chemie, saamgestel uit klein deeltjies, genoem atome. Neutrone is nie dieselfde voorwerp van studie van hierdie wetenskap. Dit moet ook gesê word dat die atome kan verenig met mekaar en sodoende chemiese bindings vorm. Ten einde hierdie verband nodig uitgawes van energie te breek. Daarom, doen die atome in die normale omstandighede nie individueel bestaan (behalwe "edelgas"). Hulle word verbind met mekaar ten minste in pare.

Deurlopende termiese beweging

Deurlopende termiese beweging van die deeltjies word gekenmerk deur alles wat die bestudering van chemie. Die basiese konsepte van hierdie wetenskap kan nie verduidelik nie, moenie daaroor praat nie. Met voortdurende beweging gemiddelde kinetiese energie is eweredig aan die temperatuur van die deeltjie (alhoewel dit moet kennis geneem word dat die energie op verskillende diskrete deeltjies). Ekin = kT / 2, waar k - is Boltzmann se konstante. Hierdie formule is geldig vir enige vorm van beweging. Sedert Tkin = mV ^02/02, die beweging van massiewe deeltjies stadiger. Byvoorbeeld, as die temperatuur is dieselfde, die suurstofmolekule gemiddeld skuif na 4 keer stadiger as koolstof molekules. Dit is omdat hulle massa is meer as 16 keer. Die beweging is ossillerende, translasie en rotasie. Ossillerende waargeneem in vloeibare en soliede, en gasagtige stowwe. Maar die translasie en rotasie die maklikste in die gas gedra. In vloeistowwe, dit is moeiliker, en in vaste stowwe - nog moeiliker.

molekules

Ons gaan voort om die basiese konsepte en definisies van chemie beskryf. As die atome word gekombineer met mekaar, die vorming van 'n klein groepie (genaamd molekules), is sulke groepe wat betrokke is in die hitte beweging, wat as 'n eenheid. Tot 100 atome teenwoordig is in tipiese molekules, en hulle getal is die sogenaamde hoë-molekulêre verbindings kan tot 105.

nie-molekulêre stowwe

Tog is atome dikwels gekombineer in 'n groot aantal bands van 107 tot 1027. In hierdie vorm is hulle feitlik nie meer deel te neem in die hitte beweging. Hierdie verenigings het min ooreenkoms met die molekule. Hulle is meer soos stukke van 'n soliede. Hierdie stowwe word genoem nie-molekulêre. In hierdie geval, is die termiese beweging uit die binnekant van die stuk gedra, en hy kan vlieg soos molekule. Daar is 'n oorgang streek en groottes, wat assosiasies wat bestaan uit atome in 'n bedrag van 105 tot 107. Hierdie deeltjies sluit óf baie groot molekule of klein korrels van poeier.

ione

Dit sal opgemerk word dat atome en groepe 'n elektriese lading kan besit. In hierdie geval is dit ione genoem in hierdie wetenskap, soos chemie, basiese konsepte van wat ons bestudeer. Sedert soortgelyke ladings altyd mekaar afstoot, kan 'n stof wat teenwoordig is 'n aansienlike oorskot van een of ander van die aanklagte nie stabiel wees. Die negatiewe en positiewe ladings is altyd alternatiewe in die ruimte. Maar in die algemeen, die stof is elektries neutraal. Let daarop dat die koste wat groot in elektrostatika oorweeg word, uit die oogpunt van chemie is weglaatbaar (by 105-1015 atome - 1ste).

Voorwerpe van studie in chemie

Dit is nodig om te verduidelik dat die oogmerke van studie in chemie advokaat die verskynsels wat nie opstaan, en moenie die atome nie afbreek nie, maar net herrangskik, wat in 'n nuwe manier verbind. Sommige bindings gebreek, ander gevorm word as gevolg daarvan. Met ander woorde, die nuwe stowwe blyk uit die atome van die voormalige in die samestelling van die begin materiaal. As die atome, en die bestaande bande tussen hulle gestoor word (bv die verdamping van molekulêre verbindings), hierdie prosesse verband hou met die studie van meer chemie en Molekulêre fisika. In die geval waar die atome gevorm of gebreek, dit is 'n studie van die onderwerp van die kern of atoomfisika. Maar die grens tussen die chemiese en fisiese verskynsels vervaag. Na afloop van die verdeling van die wetenskap in aparte voorwaardelike, terwyl die aard onverdeelbare. Daarom, aptekers baie bruikbare kennis van fisika.

Basiese konsepte van chemie is ons kortliks uiteengesit. Nou bied ons jou meer om dit te oorweeg.

Lees meer oor atome

Atome en molekules - is iets waarmee baie mense assosieer chemie. Basiese konsepte, moet hierdie duidelik gedefinieer word. Die feit dat atome bestaan, tweeduisend jaar gelede, dit was 'n geniale om te raai. Dan, in die 19de eeu, het wetenskaplikes was eksperimentele data (nog indirekte). Ons praat oor verskeie verhoudings Avogadro samestelling konstantheid wette (onder ons kyk na hierdie basiese konsepte van chemie). Atoom voortgaan om te verken in die 20ste eeu, toe daar reeds 'n baie direkte eksperimentele bewyse. Hulle is gebaseer op spektroskopie, vir die verspreiding van X-strale, alfadeeltjies, neutrone, elektrone, ens Die grootte van hierdie deeltjies is ongeveer 1 E = 1 ° ^-10 m Gewig van - .. Ongeveer 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. In die middel van die deeltjies is positief gelaai kern waarom elektrone beweeg na die negatiewe lading. Pitgrootte is oor 10 tot ¹⁵ m. Dit blyk dat bepaal die grootte van die elektron skil van die atoom, maar in hierdie geval sy gewig is byna geheel en al in die kern gekonsentreer. Nog 'n definisie moet ingestel word, met inagneming van die basiese konsepte van chemie. Chemiese element - 'n tipe van atome, lading van die kern van wat identies is.

Dit kom dikwels bepaling atoom as 'n baie klein deeltjie stof chemies onverdeelbare. Hoe om die "chemiese" verstaan? Soos ons opgemerk, die verdeling van verskynsels in die fisiese en chemiese proef. Maar natuurlik die bestaan van atome. Daarom, om die beter chemie bepaal deur hulle, en nie andersom nie, die atome deur chemie.

chemiese binding

Dit is so dat die atome bymekaar gehou word. Dit maak nie toelaat dat hulle uitmekaar vlieg onder die invloed van 'n warm beweging. Hier is die belangrikste kenmerke van effekte - is internuclear afstand en energie. Dit is ook die basiese konsepte van chemie. Die bindingslengte is eksperimenteel bepaal met 'n voldoende hoë akkuraatheid. Energie - ook, maar nie altyd nie. Byvoorbeeld, is dit onmoontlik om objektief te bepaal wat dit is in verband met 'n aparte kommunikasie in 'n komplekse molekule. Dit is egter die energie van atomisering van die vereiste om alle bestaande skakels breek stof altyd bepaal. Wetende dat die lengte van die verband, kan jy bepaal watter atome verbind is (hulle het 'n kort afstand), en wat - geen (langer afstand).

Die koördinasiegetal en koördinasie

Basiese konsepte van analitiese chemie sluit hierdie twee terme. Wat bedoel hulle? Let's face it.

Die koördinasiegetal is die aantal naaste bure van daardie spesifieke atoom. Met ander woorde, die aantal mense met wie hy chemies verwant is. Koördinasie is 'n gemeenskaplike posisie, tipe en aantal bure. Met ander woorde, hierdie konsep is meer betekenisvol. Byvoorbeeld, die koördinasiegetal van stikstof molekules kenmerkend van ammoniak en salpetersuur, dieselfde - 3. Maar hulle het verskillende koördinasie - is nie-planêre en plat. Dit is ongeag die aard van die verband tussen vertoë bepaal, terwyl die oksidasietoestand en valensie van - die idee van voorwaardelike, wat geskep word ten einde te bevorder na die koördinering en samestelling te voorspel.

Bepaling van molekule

Ons het reeds gepraat oor hierdie konsep, met inagneming van die basiese begrippe en wette van chemie kortliks. Nou woon op dit in meer detail. In handboeke gereelde bepaling van die molekule as laer neutrale stof deeltjies, wat sy chemiese eienskappe het, en kan onafhanklik bestaan. Daar moet kennis geneem word dat hierdie definisie is tans verouderd. Eerstens, die feit dat al die fisici en chemici verwys na 'n molekule, stof eienskappe word nie gered. Water dissosieer, maar dit vereis ten minste 2 molekules. Die graad van dissosiasie van water - is 10 ^-7. Met ander woorde, kan hierdie proses is onderworpe aan net een molekule van 10 miljoen. As jy 'n enkele molekule het, of is daar selfs 'n honderd, kan jy 'n idee van sy dissosiasie nie verkry. Die feit dat die termiese effekte van chemiese reaksies in die algemeen sluit die interaksie energie tussen molekule. Daarom kan hulle nie gevind word op een van hulle. En chemiese en fisiese eienskappe van molekulêre stowwe kan slegs bepaal word deur 'n groot groep van molekules. Daarbenewens is daar is agente wat in staat is om te bestaan op hul eie, "die kleinste" deeltjie onbepaald groot en baie anders as konvensionele molekules. Die molekule is in wese 'n groep van atome nie elektries gelaaide. In die spesifieke geval, kan dit een atoom, byvoorbeeld, Ne wees. Hierdie groep moet in staat wees om deel te neem in die verspreiding, sowel as in ander vorme van 'n warm beweging, wat as 'n eenheid.

Soos jy kan sien, is nie so eenvoudig basiese konsepte van chemie. Die molekule - is iets wat versigtig oorweeg moet word. Dit het sy eie eienskappe en molekulêre gewig. Oor laasgenoemde ons nou bespreek.

molekulêre massa

Hoe om die molekulêre gewig van die ervaring te bepaal? Een manier - wat gebaseer is op die wet Avogadro se die relatiewe digtheid van stoom. Die mees akkurate metode is massaspektrometrie. Electron uitgeslaan van die molekule. Die gevolglike ioon eerste versprei in 'n elektriese veld en dan gedeflekteer deur sy magnetiese pad. Beheer om massa-verhouding word bepaal deur die grootte van die afwyking. Daar is ook metodes gebaseer op die eienskappe wat oplossings het. Maar molekule in al hierdie gevalle moet noodwendig wees in beweging - in die oplossing in vacuo om 'n gas. As hulle nie beweeg nie, is dit onmoontlik om objektief te bereken hul gewig. En hul voortbestaan in hierdie geval is dit moeilik om te bepaal.

Funksies van nie-molekulêre stowwe

Praat oor hulle sê dat hulle is saamgestel uit atome, nie molekules. Maar dieselfde geld ten opsigte van die edelgasse. Hierdie atome vrylik kan beweeg en sodoende beter aanvaar hul monohydric molekules. Dit is egter nie belangrik. Dit is belangrik dat nie-molekulêre stowwe, daar is 'n baie atome, wat met mekaar verbind. Dit sal opgemerk word dat die verdeling van alle stowwe op die molekulêre en nie-molekulêre onvoldoende. Die verdeling van die verband meer betekenisvol. Oorweeg byvoorbeeld die verskil in die eienskappe van grafiet en diamant. Beide van hulle is koolstof, maar die eerste - sagte, en die tweede - 'n soliede. Hoe verskil hulle van mekaar? Die verskil is net in hul aansluit. As ons kyk na die struktuur van grafiet, kan ons sien dat goeie verhoudings bestaan net in twee dimensies. Maar in die derde baie aansienlike interatomiese afstande, dan is daar 'n sterk band. Grafiet is maklik om te glip en verdeel langs hierdie lae.

verbinding struktuur

Andersins, is dit bekend as 'n ruimtelike dimensie. Dit verteenwoordig die aantal dimensies van die ruimte, wat gekenmerk word in die sin dat hierdie deurlopende (byna oneindige) geraamte stelsel (sterk bande). Die waardes wat dit kan neem, - 0, 1, 2 en 3. Dit is dus nodig om die drie-dimensioneel verbind, lamin, en eiland ketting (molekulêre) struktuur te onderskei.

Wet van definitiewe proporsies

Ons het reeds geleer om die basiese konsepte van chemie. Die materiaal is kortliks oorweeg word deur ons. Nou vertel oor die wet wat geld vir dit. 'n enkele komponent (dit wil sê, skoon), ongeag die wyse waarop dit verkry is, het dieselfde kwalitatiewe en kwantitatiewe samestelling: gewoonlik is dit soos volg geformuleer. Maar wat beteken die begrip van "suiwer stof"? Let's face it.

Twee duisend jaar gelede, toe die struktuur van die stowwe wat nie kan wees meer direkte metodes om te studeer toe was daar nie eens basiese chemiese begrippe en wette van chemie, bekend aan ons, dit is beskrywend bepaal. Byvoorbeeld, die water - is 'n vloeistof wat die basis van die see en riviere uitmaak. Dit het geen reuk, kleur, smaak. Dit het so 'n smelt en vriespunt, daaruit is blou kopersulfaat. Sout water is, want dit is nie mooi. Tog kan soute word geskei deur distillasie. Soos hierdie, die beskrywende metode, bepaal die basiese chemiese begrippe en wette van chemie.

Vir wetenskaplikes by die tyd was dit nie voor die hand liggend dat die vloeistof wat uitgelig op verskeie maniere (deur brandende waterstof sulfaat dehidrasie, seewater distillasie), het dieselfde samestelling. Groot ontdekking in wetenskap was die bewys van hierdie feit. Het dit duidelik geword dat die verhouding van suurstof en waterstof nie vlot kan verander. Dit beteken dat die elemente bestaan uit atome - onverdeelbare gedeeltes. So verbindings van die formule is reggemaak en ook gestaaf wetenskaplikes voorstelling van molekules.

Deesdae enige uitdruklik of implisiet in die eerste plek bepaal stof beweer eerder as smelt, smaak of kleur. Water - H ₂ O. As daar ander molekules, sal dit nie meer skoon wees. Gevolglik suiwer molekulêre stof is een wat bestaan uit net een soort molekules.

Maar in hierdie geval, met elektroliete? Na alles, hulle sluit ione teenwoordig is, nie net molekules. Ons moet meer streng definisie wees. Suiwer molekulêre stof is een wat bestaan uit molekules van 'n tipe, en moontlik ook omkeerbaar produkte van hul vinnige omskakeling (isomerisatie vakbonde, dissosiasie). Die woord "vinnig" in hierdie konteks beteken dat op hierdie produkte, ons kan nie ontslae raak van hulle onmiddellik weer verskyn kry. Die woord "omkeer" dui daarop dat die omskakeling nie tot 'n einde gebring. As kennis gestel, dan is dit beter om te sê dat dit is onstabiel. In hierdie geval is dit nie 'n suiwer stof.

Die wet van die behoud van massa van materie

Hierdie wet het sedert antieke tye in metaforiese vorm is bekend. Dit verklaar dat die saak nie geskep kan word en onvernietigbaar. Toe kom sy kwantitatiewe formulering. Hiervolgens die gewig (en die laat 17de eeu - gewig) is 'n maatstaf van die hoeveelheid stof.

Die wet in die gewone vorm is geopen in 1748 Lomonosov. In 1789, dit Lavoisier, 'n Franse wetenskaplike bygevoeg. Kontemporêre sy formulering is soos volg: die massa van die stowwe aangaan van chemiese reaksie is gelyk aan die massa van stowwe wat as gevolg van dit.

wet Avogadro se die wet van volumetriese verhoudings gasse

Die laaste een was in 1808 geformuleer deur JL Gay-Lussac, Franse wetenskaplike. Tans hierdie wet is die wet van Gay-Lussac genoem. Volgens dit, die volume van reaktiewe gasse is om mekaar sowel as om die volume van die gevolglike gasprodukte in sy geheel klein getalle.

Patroon, wat Gay-Lussac gevind, verduidelik die wet, wat 'n bietjie later geopen, in 1811, Amedeo Avogadro, 'n Italiaanse wetenskaplike. Dit bepaal dat onder dieselfde voorwaardes (druk en temperatuur) in die gasse met dieselfde volume, dieselfde aantal molekules teenwoordig.

Twee belangrike gevolge volg uit die wet van Avogadro. Die eerste lê in die feit dat onder identiese toestande, een mol van enige gas beslaan gelyke volume. Verplasing van óf onder normale omstandighede (wat die temperatuur 0 ° C en 101,325 kPa is) was 22,4 liter. Die tweede gevolg van hierdie wet soos volg: die gewig verhouding van die gasse met dieselfde bedrag onder dieselfde voorwaardes, wat gelyk is aan die verhouding van hul molêre massa.

Daar is 'n ander wet, wat beslis moet word genoem. Ons sal u kortliks vertel.

Periodieke wet en tafel

D. I. Mendeleev, gebaseer op die chemiese eienskappe van elemente en die atoom en molekulêre wetenskaplikes wat hierdie wet ontdek. Hierdie geleentheid vind plaas 1 Maart 1869 Periodieke wet is een van die belangrikste in die natuur. Dit kan soos volg verklaar: eienskappe van elemente gevorm van komplekse en eenvoudige stowwe en het 'n periodieke afhanklikheid van die koste van die kerne van atome.

Periodieke tabel, wat geskep is deur Mendeleev, bestaan uit sewe tydperke en agt groepe. Groepe genoem sy vertikale kolomme. Elemente binne elkeen van hulle het 'n soortgelyke fisiese en chemiese eienskappe. Die groep het op sy beurt, is verdeel in sub-groepe (hoof- en newe).

Die horisontale rye in die tabel verwys na die tyd. Elemente wat in hulle is, verskil onderling, maar hulle het gemeen - die feit dat hul jongste elektrone op dieselfde energie vlak. In die eerste periode is net twee elemente. H is waterstof en helium Hy. Die agt elemente is in die tweede periode. In die vierde van hul reeds 18. Mendeleev aangewys hierdie tydperk as die eerste groot. In die vyfde en 18 elemente, die struktuur is soortgelyk aan die vierde. As deel van die sesde - 32 elemente. Die sewende is nog nie klaar nie. Hierdie tydperk begin met die Franse (Fr). Ons kan aanneem dat dit 32 elemente, sowel as sesde sal bevat. Maar tot dusver net 24 gevind.

reël otketa

Volgens die reël otketa alle elemente is geneig om 'n elektron te bekom of verloor dit om 'n 8-elektronkonfigurasie van die edelgas het naaste aan hulle. Die ionisasie energie - is die hoeveelheid energie wat nodig is om die elektron vanaf die atoom te skei. Otketa reël bepaal dat wanneer beweeg van links na regs op die periodieke tabel jy meer energie nodig het om 'n elektron te verwyder. Daarom items wat op die linkerkant, poog om te verseker dat 'n elektron verloor. Inteendeel, dié geleë op die regterkant, gretig om dit te koop.

Wette en die basiese konsepte van chemie, ons kortliks uiteengesit. Natuurlik, dit is net algemene inligting. In 'n artikel is dit onmoontlik om te praat oor so 'n ernstige wetenskap in detail. Basiese begrippe en wette van chemie soos uiteengesit in hierdie artikel - is 'n beginpunt vir verdere studie. Na alles, in hierdie wetenskap is daar baie artikels. Daar is, byvoorbeeld, organiese en anorganiese chemie. Basiese konsepte van elk van die afdelings van hierdie wetenskap bestudeer kan word vir 'n lang tyd. Maar dié wat hierbo beskryf, verwys na algemene sake. Daarom kan ons sê dat hierdie is die basiese konsepte van organiese chemie, asook anorganiese.