Химия: негізгі ұғымдар, анықтамалар, терминдер және заңдар

Химия, біз қарастыру негізгі ұғымдар - құрылымы мен құрамы өзгеруіне, және, демек, қасиеттері бар жатқан заттар мен олардың өзгерістерді зерттейтін ғылым. Біріншіден, сіз осындай «зат» ретінде мерзімге дегеніміз не анықтау қажет. біз кең мағынада бұл туралы айтатын болсақ, ол тыныштық массасы бар материяның нысаны болып табылады. Зат, мысалы, нейтронды кез келген элементар бөлшектер болып табылады. химия жылы, термин тар мағынада қолданылады.

химия, атом-молекулалық теория негізгі терминдер мен ұғымдарды қысқаша сипаттамасымен бастау үшін. Осыдан кейін, біз оларды, сондай-ақ осы осы ғылым кейбір маңызды заңдар түсіндіреді.

Химияның негізгі ұғымдары (мәселе, атомдар, молекулалар) мектептен бәріміз таныс. Төменде олардың қысқаша сипаттамасы, сондай-ақ басқа да, кем айқын шарттар мен құбылыстар болып табылады.

атомдары

Біріншіден, шағын бөлшектердің құрамына химия зерттеледі барлық заттар, атомдары деп аталатын. Нейтрондардың осы ғылым зерттеу бірдей нысан емес. Ол сондай-ақ атомдары осылайша химиялық облигацияларды қалыптастыру, бір-бірімен біріктіру мүмкін екенін айтты тиіс. Осыған байланысты, энергияның қажетті шығындарды тайдыру үшін. Сондықтан, қалыпты жағдайында атомдар ( «асыл газ» қоспағанда) жеке жоқ. Олар кем дегенде жұп бір-бірімен байланысты.

Үздіксіз жылу қозғалысы

бөлшектердің үздіксіз жылу қозғалыс барлық екенін зерттеп химия сипатталады. Осы ғылым негізгі ұғымдар бұл туралы айтуға келмейді, түсіндіре алмайды. үздіксіз қозғалысына орташа кинетикалық энергиясы (ол түрлі дискретті бөлшектер энергия екенін атап өткен жөн, дегенмен) бөлшектердің температурасына пропорционалды. Больцман ның тұрақты - K Ekin = Kt / 2,. Бұл формула қозғалыс кез келген жарамды болып табылады. Tkin = МВ ^2/2, баяу жаппай бөлшектердің қозғалыс бастап. Мысалы, температура көміртегі молекулаларының қарағанда баяу 4 есе орташа қозғалыста оттегі молекуласы бірдей болса. олардың жаппай астам 16 есе, өйткені бұл. қозғалысы, ауытқып трансляциялық және айналмалы болып табылады. Осциллирующий сұйық және қатты және газ тәріздес заттар байқалады. Бірақ трансляциялық және вахталық ең оңай газ жүзеге асырылады. одан да қиын - сұйықтардағы, ол неғұрлым қиын, және қатты денелердегі болып табылады.

молекулалар

Біз химия негізгі түсініктер мен анықтамалар сипаттау жалғастыруда. атомдар (молекулалар деп аталатын) шағын тобын қалыптастыру, бір-бірімен аралас болса, мұндай топтар бірлік ретінде әрекет, жылу қозғалысы қатысады. 100 типтік молекулалардың осы атомдары, және олардың саны деп аталатын жоғары молекулалық қосылыстар 105 дейін болуы мүмкін.

емес молекулалық заттар

Алайда, атомдары жиі 107-ден 1027. жолақтарын үлкен санының біріктіріледі Бұл формада олар іс жүзінде бұдан былай жылу қозғалыс қатысады. Бұл бірлестіктер молекуласының аз ұқсастық бар. Олар көп қатты дана сияқты. Бұл заттар емес молекулалық деп аталады. Бұл жағдайда, жылу қозғалысы орына ішінде жүзеге асырылады, және ол молекула ұша алмайтын. Бұл бөлшектер, не өте үлкен молекулалар немесе ұнтақ шағын дәндер 107. 105-ден сомасының атомдар тұратын бірлестіктер кіреді өтпелі облысы және өлшемдері бар.

иондар

Ол атомдар мен топтар электр зарядын ие болады деп атап өткен жөн. Бұл жағдайда олар біз оқып жатқан химия, негізгі ұғымдар сияқты, бұл ғылым иондар деп аталады. сияқты алымдар әрқашан бір-бірімен тойтарыс бастап, алымдар немесе басқа бір айтарлықтай артық бар зат тұрақты болуы мүмкін емес. оң және теріс зарядтардың кеңістікте әрқашан балама болып табылады. Бірақ жалпы, зат электр бейтарап болып табылады. химия тұрғысынан Электростатики ірі болып саналады алымдар, (- 1E 105-1015 атомдары) елеусіз екенін ескеріңіз.

химия пәнінен Зерттеу нысандары

Бұл жаңа жолмен қосылғанына, химия пәнінен Зерттеу нысандары пайда жоқ, мен атомдар сынған жоқ, бірақ тек дұрыстауға құбылыстар, насихаттауға, бұл нақтылау қажет. Кейбір облигациялар басқалары нәтижесінде қалыптасады, сынған. Басқаша айтқанда, жаңа заттар бастапқы материалдарды құрамына бұрынғы атомдарының бастап пайда болады. атомдары, және олардың арасында бұрыннан бар сілтемелер (молекулалық қосылыстардың мысалы, булану) сақталатын болса, бұл процестер ұзақ химия және молекулалық физика зерттеу жатады. атомдары қалыптасады немесе сынған жағдайда, ол ядролық немесе атом физика пәнін зерттеу болып табылады. Алайда, бұлдыр химиялық және физикалық құбылыстар арасындағы шекара. табиғат бөлінбейтін, ал шартты жекелеген ішіне ғылым бөлу кейін. физика білу Сондықтан, химиктер өте пайдалы.

Химияның негізгі түсініктері, біз қысқаша белгіленді. Енді біз оларды қарастыру сізге көп ұсынамыз.

атомдарының туралы көбірек біліңіз

Атомдар мен молекулалардың - көптеген адамдар химия байланыстыру, ол нәрсе. Негізгі ұғымдар, осы анық белгіленген болуы керек. атомдары екі мың жыл бұрын, бар, бұл факт, ол тап данышпанның инсульт болды. Содан кейін, 19-шы ғасырда, ғалымдар (әлі жанама) эксперименттік деректер болды. Біз бірнеше қарым-қатынас Авогадро құрамы тұрақтылығы заңдарына (біз химия осы негізгі ұғымдар қарап төменде) туралы айтып отырмыз. Atom тікелей эксперименттік деректер өте көп қазірдің өзінде бар болған кезде, 20-шы ғасырдың зерделеуге жалғастыру. Шамамен .. 10 ^-27 - - 10 ^-25 кг Олар т.б. рентген сәулесі, альфа бөлшектердің, нейтрон, электрон, шашырау осы бөлшектердің мөлшері шамамен 1 Е = 1 ° ^-10 м Салмағы болып, спектроскопия негізделген болатын. бөлшектердің орталығында оң электрондар теріс заряд өту, оның айналасында өзегін алынады. Ядро мөлшері шамамен 10 м ¹⁵ болып табылады. Бұл атомның электрон қабықшасының өлшемін анықтайды, бірақ бұл жағдайда оның салмағы толықтай дерлік ядрода шоғырланған шықты. Тағы бір анықтамасы химияның негізгі ұғымдар ескере отырып, енгізген жөн. Химиялық элемент - атомдардың түрі, ядро заряды бірдей болып табылатын.

Ол жиі кездеседі айқындау атомды химиялық бөлінбейтін минут бөлшектердің зат ретінде. «Химиялық» түсінуге қалай? біз, физикалық және химиялық тағылымдамадан құбылыстардың бөлу өткенімдей. Бірақ, әрине, атомдар өмір. Сондықтан, химия арқылы керісінше, атомдар олар арқылы жақсы химия анықтау емес, үшін.

Химиялық облигация

атомдары бірге өткізіледі Бұл болып табылады. Ол оларға жылу қозғалыс әсерінен бір-бірінен ұшуға мүмкіндік бермейді. Мұнда облигациялардың негізгі сипаттамалары - ядроаралық қашықтық және энергия. Бұл сондай-ақ химия негізгі ұғымдар болып табылады. облигация ұзындығы жеткілікті жоғары дәлдікпен эксперименттік анықталады. Энергия - Сондай-ақ, бірақ әрқашан. Мысалы, ол объективті ол күрделі молекулалардың жеке қарым-қатынас қатысты, қандай анықтау мүмкін емес. Алайда, барлық қолда бар сілтемелерді бұзуға қажетті заттың ысырап энергетикалық әрқашан анықталады. жоқ (ұзақ қашықтық) - байланыс ұзындығы біле тұра, сіз (олар қысқа қашықтықты бар) байланысты, және қандай қандай атомдар анықтауға болады.

үйлестіру нөмірі және үйлестіру

Аналитикалық химияның негізгі түсініктері осы екі шарттарын қамтиды. Олар нені білдіреді? Ашығын айтайық.

үйлестіру саны, атап айтқанда, атом жақын көршілеріміз саны болып табылады. Басқаша айтқанда, ол химиялық байланысты кіммен сол саны. Үйлестіру көршілес өзара орналасуы, түрі мен саны болып табылады. Басқаша айтқанда, бұл ұғым көп мағыналы болып табылады. Мысалы, аммиак және азот қышқылының тән азот молекулаларының үйлестіру саны, сол - 3. Алайда, олар әр түрлі үйлестіруді бар - емес жазық және жазық болып табылады. үйлестіруді және құрамын болжауға алға жылжыту мақсатында құрылған шартты ұғымы, - Ол тотығу мемлекет пен вэйлансе ал қарамастан өкілдіктерінің арасындағы байланысты табиғат анықталады.

молекуласының анықтау

Біз қазірдің өзінде химия қысқаша негізгі түсініктері мен заңдары ескере отырып, осы тұжырымдамасын қозғады. Енді толығырақ ондағының. оның химиялық қасиеттері бар төменгі бейтарап заттар бөлшектер, сондай-ақ молекуласының оқулықтар жиі анықтау және дербес өмір сүре алады. Бұл анықтама ескірген қазіргі уақытта атап өткен жөн. Біріншіден, барлық физиктер мен химиктер молекуланың қараңыз, бұл факт, зат қасиеттері сақталмайды. Су диссоциирует, бірақ ол кем дегенде 2 молекулалар талап етеді. су диссоциациялану дәрежесі - 10 ^{-7 табылады.} Басқаша айтқанда, бұл процесс 10 миллион ғана бір молекуласы бағынуы мүмкін. Егер сіз бір молекула бар, немесе тіпті жоқ жүз болса, сіз оның диссоциациялану идеясын алуға мүмкін емес. Химиялық реакциялардың жылу эффектілері, әдетте молекулалар арасындағы өзара іс-қимыл энергиясын қамтиды, бұл факт. Сондықтан, олар бірінде табылған болуы мүмкін емес. Және молекулалық заттардың химиялық және физикалық қасиеттері ғана молекулалардың үлкен тобы арқылы анықталуы мүмкін. Сонымен қатар, шексіз ұлы және дәстүрлі молекулалар өте әр түрлі өз «ең кішкентай» бөлшектердің бар қабілетті агенттер бар. молекуласы атомдар тобы электр зарядталған емес, шын мәнінде болып табылады. Атап жағдайда, ол бір атомы, мысалы, Ne болуы мүмкін. Бұл топ бірлік ретінде әрекет ететін, диффузия, сондай-ақ жылу қозғалыс басқа түрлері қатысуға қабілетті болуы тиіс.

Көріп отырғандарыңыздай, химия, сондықтан қарапайым негізгі ұғымдар емес. молекуласы - мұқият қаралуы тиіс нәрсе. Ол өз қасиеттерін, және молекулалық салмағы бар. соңғысының туралы біз қазір талқылап.

молекулалық бұқаралық

тәжірибесі молекулалық салмағы қалай анықтауға болады? Бір жолы - Авогадро заңын негізделген, бу салыстырмалы тығыздығы. ең дәл әдіс масс-спектрометрия болып табылады. Electron молекуласының нокаутқа жіберді. нәтижесінде иондық бірінші Электр өрісіндегі дисперсті, содан кейін оның магниттік жолымен қабылданбайды. жаппай қатынасы зарядтау ауытқу шамасына анықталады. шешімдерді бар қасиеттеріне негізделген әдістері, сондай-ақ бар. Алайда барлық жағдайларда осы молекуласы міндетті қозғалыс болуы тиіс - газ вакуумда ерітіндідегі. олар жылжыту жоқ болса, ол объективті олардың салмағын есептеу үшін мүмкін емес. Ал бұл жағдайда олардың өте болуы ол анықтау қиын.

емес молекулалық заттардың ерекшеліктері

олар туралы айтатын болсақ, олар атомдар емес, молекулалар тұрады деп айтады. Алайда, сол асыл газдар қатысты шынайы болып табылады. Бұл атомдары осылайша жақсы олардың одноатомный молекулаларды болжауға, еркін қозғалады. Алайда, бұл маңызды емес. Ол, бір-бірімен байланысты атомдар, көп болып табылады емес молекулалық заттар өте маңызды болып табылады. Ол молекулалық және емес молекулалық жеткіліксіз барлық заттардың бөлімшесі атап өткен жөн. көп мағыналы байланыс бөлімшесі. Мысалы, графит және гауһар қасиеттері айырмашылықты қарастырайық. Екеуі де көміртегі бар, бірақ бірінші - жұмсақ, және екінші - қатты. Олар қалай бір-бірінен айырмашылығы неде? айырмашылық тек олардың байланыс болып табылады. біз графит құрылымын қарастыратын болсақ, біз күшті қарым-қатынастар тек екі өлшемде бар екенін көруге болады. Бірақ үшінші өте маңызды өзара қашықтықта, сондықтан, күшті облигациялар бар. Графит сырғанау және осы топтарына бойымен бөлуге оңай.

Жалғауға құрылымы

Әйтпесе, ол кеңістік өлшемі деп аталады. Ол осы үздіксіз (дерлік шексіз) қаңқасы жүйесін (күшті сілтемелер) деп сипатталады кеңістік өлшемдерінің санын білдіреді. ол алуы мүмкін мәндері, - 0, 1, 2 және 3. Сондықтан, ол үш өлшемли байланысты, қабатты ажырата және арал тізбегі (молекулалық) құрылымы қажет.

белгілі пропорциялар Заңы

Біз қазірдің өзінде химияның негізгі ұғымдар үйренді. материалдық қысқаша Біз қаралды. Енді оған қолданылады заң туралы айтып. Әдетте төмендегідей ол тұжырымдалған: (яғни, таза) кез келген дара құрамдас қарамастан ол алынды тәсіліне, сол сандық және сапалық құрамына ие. Бірақ «таза зат» ұғымы қандай? Ашығын айтайық.

Екі мың жыл бұрын, заттардың құрылымы бізге таныс химия тіпті негізгі химиялық түсініктер мен заңдар, болған жоқ кезде оқуға көп тікелей әдістері, ол сипаттамалы анықталды болуы мүмкін емес болған кезде. Мысалы, су - теңіздер мен өзендер негізін құрайды сұйық болып табылады. Ол ешқандай иісі, түсі, дәмі бар. ол көк бастап ол осындай балқу және қату нүктесі бар мыс сульфаты. ол таза емес, өйткені тұзды су болып табылады. Алайда, тұздар айдау бөлінген болуы мүмкін. Осы сияқты, сипаттама әдісі, химияның негізгі химиялық ұғымдар мен заңдар анықталады.

уақытта ғалымдар үшін бұл (, теңіз суы дистиллят сутегі сульфаты сусыздану жағу арқылы) түрлі жолдармен бөлектелген сұйық, сол құрамы бар деп. айқын емес еді ғылым Ұлы ашу осы факт дәлелі болды. Ол оттегі және сутегі қатынасы тегіс өзгерту мүмкін емес екені түсінікті болды. бөлінбейтін бөліктер - Бұл элементтер атомдарының тұрады дегенді білдіреді. Осылайша формула қосылыстары дайындалды, сондай-ақ молекулалардың ғалымдары өкілдік негізделген.

Қазіргі таңда тікелей немесе жанама анықталады кез келген зат, ең алдымен, орнына балқыту, дәмі немесе түсі қарағанда мәлімдейді. Су - H ₂ O. басқа да молекулалар бар болса, онда ол бұдан былай таза болады. Демек, таза молекулалық зат молекулаларының бір ғана түрінің тұрады бірі болып табылады.

Алайда, бұл жағдайда, электролиттердің бірге болу? Өйткені, олар иондар, молекулалар ғана емес бар қамтиды. Біз көп қатаң анықтамасы болуы керек. Таза молекулалық зат бір түрі молекулалардың, және, мүмкін, сондай-ақ олардың тез түрлендіру (изомерлеу одақтар, диссоциациялану) қайтымды өнімдері болып табылады. осы тұрғыда сөз «жылдам» осы өнімдер бойынша, біз құтылу мүмкін емес, олар дереу пайда дегенді білдіреді. сөз «қайтымды» конверсия соңына әкелді емес екенін көрсетеді. хабардар болса, онда ол тұрақсыз деп айтуға жақсы. Бұл жағдайда ол таза зат емес.

материяның массасының сақталу заңы

ежелгі рет метафоралық түрінде белгілі болды, өйткені осы заң бар. Ол мәселе құрылған және мызғымас мүмкін емес деп мәлімдеді. Содан кейін оның сандық тұжырымдау келді. Осыған сәйкес, салмағы (және 17-ғасырдың соңында - салмағы) заттың мөлшерін шара болып табылады.

әдеттегі түрінде заң 1748 Ломоносов ашылды. 1789 жылы, ол Lavoisier, француз ғалым қосты. Қазіргі заманғы төмендегідей оның тұжырымы болып табылады: химиялық реакция кіретін заттардың жаппай одан әкелуі заттардың массасына тең болады.

Авогадро заңы, көлемдік қарым-қатынастар газдар құқық

соңғы бір JL Гей-Люссак, француз ғалымы 1808 жылы тұжырымдалған болатын. Қазіргі уақытта осы заң Гей-Люссак заңы деп аталады. Оған сәйкес, реактивті газдардың көлемі бір-біріне, сондай-ақ тұтастай алғанда шағын сандар ретінде нәтижесінде газ тәріздес өнімдер көлемі болып табылады.

Гей-Люссак табылған Pattern, 1811 жылы, сәл кейінірек Amedeo Авогадро, итальяндық ғалым ашылды заң, түсіндіреді. Ол, газдар тең жағдайда (қысым және температура) бойынша бірдей көлемін бар екенін осы молекулалар саны бірдей делінген.

Екі маңызды салдары Авогадро заңынан орындаңыз. Бірінші, ұқсас жағдайларда, кез келген газдың бір моль тең көлемін алады табылатындығында. (Температура 0 ° С және 101,325 кПа табылады) бойынша қалыпты жағдайда кез жылжуы 22,4 литр болды. ақ осы Заңның екінші салдары мынадай: олардың қатынасы тең тең жағдайларда бірдей мөлшерін бар газдарды салмағы арақатынасы, молярлық масса.

әрине бұл елді мекен үшін қажет басқа заң бар. Біз қысқаша ол туралы айтып береді.

Периодтық заңы және үстел

элементтері мен осы заңын ашты атомдық және молекулалық ғалымдардың химиялық қасиеттері негізделген D. I. Менделеев. Бұл іс-шара 1 наурыз, 1869 периодтық заңы табиғатта ең маңызды бірі болып табылады өтті. Ол төмендегідей тұжырымдауға болады: элементтерінің қасиеттері күрделі және қарапайым заттардың қалыптасқан және атомдар ядроларының айыппен мерзімді тәуелділік бар.

Менделеев құрылды периодтық, жеті кезеңдер мен сегіз топқа тұрады. Топтар өз тік бағандар деп аталады. Олардың әрқайсысы шеңберінде элементтері ұқсас физикалық және химиялық қасиеттері бар. топ, өз кезегінде, қосалқы топтардың (басты және жанама) бөлінеді.

Осы кестеде көлденең жолдар кезеңдер қараңыз. Олардың бар элементтері, өзара ерекшеленеді, бірақ олар ортақ бар ма - сол энергетикалық деңгейде екенін, олардың соңғы электрондар фактіні. Бірінші кезеңде тек екі элементтері болып табылады. H сутегі мен гелий Ол болып табылады. сегіз элементтері екінші кезеңде тұр. олардың қазірдің өзінде 18 төртінші Менделеев бірінші ірі ретінде осы кезеңді тағайындалған. бесінші және 18 элементтерін, оның құрылымы төрттен ұқсас. 32 элементтерін - алтыншы бөлігі ретінде. жетінші аяқталған жоқ. Бұл кезең француз (Fr) басталады. Біз бұл 32 элементтері бар, сондай-ақ алтыншы деп болжауға болады. Алайда, әлі күнге дейін тек 24 табылды.

ереже otketa

барлық элементтері otketa ережеге сәйкес электрон сатып алу немесе оларға жақын асыл газ 8-электрондық конфигурациясы бар мақсатында оны жоғалтады бейім. иондалу энергиясы - атом электрон бөліп қажет энергия мөлшері болып табылады. Otketa ереже мерзімді үстелде солдан оңға жылжыту кезде электрон алып тастау, энергияны көп қажет екенін мәлімдейді. Сондықтан, сол жағында болып табылатын заттар, бұл электрон жоғалтады қамтамасыз етуге ұмтылады. оны сатып алу үшін ынтық оң жағында орналасқан, керісінше, сол.

Заңдар және химия негізгі ұғымдар, біз қысқаша баяндалған. Әрине, бұл тек жалпы ақпарат болып табылады. Бір мақалада ол егжей-тегжейлі осындай ауыр ғылым туралы айту мүмкін емес. осы бапта баяндалған негізгі түсініктері мен химия заңдары - одан әрі зерттеу үшін нүктесі болып табылады. Өйткені, бұл ғылым көптеген бөлімдер бар. органикалық және бейорганикалық химия, мысалы, бар. Осы ғылым секция әрбір негізгі ұғымдар ұзақ уақыт бойы зерттелді болады. Бірақ, жоғарыда сипатталған, жалпы мәселелер қараңыз. Сондықтан, біз осы органикалық химияның негізгі ұғымдар деп айтуға, сондай-ақ органикалық болады.