2. Основні закони хімії

Закон збереження маси речовини

Закон збереження маси вперше сформулював у 1748 р. М.В. Ломоносов. Пізніше (у 1756р.) він експериментально обґрунтував цей закон.

Маса речовин, що вступають у хімічну реакцію, дорівнює масі речовин , що утворюються внаслідок реакції.

Незалежно від Ломоносова цей закон сформулював у 1789 р. французький хімік Лавуазьє. Закон збереження маси можна пояснити з точки зору атомно-молекулярного вчення так: під час хімічних реакцій атоми не зникають і не можуть виникати з нічого; загальна кількість атомів залишається сталою до і після реакції. Наприклад,

H₂ + Cl₂ = 2HCl

Оскільки атоми мають сталу масу, не змінюється і маса речовин до і після реакції.

До основних законів хімії належить закон сталості складу:

Кожна речовина незалежно від способу її добування завжди має сталий якісний і кількісний склад. (Ж, Пруст 1808 р.)

Але розвиток науки показав, що поряд із сполуками сталого складу існують сполуки змінного складу. У зв’язку з цим сучасне формулювання закону сталості складу слід уточнити.

Закон Авогадро: В однакових об’ємах різних газів за однакових умов (температура, тиск) міститься однакова кількість молекул.

Із закону Авогадро випливає важливий наслідок: за однакових умов 1 моль будь-якого газу займає однаковий об’єм. За нормальних умов 1 моль різних газів займає об’єм, що дорівнює 22,4л. Цей об’єм називається молярним об’ємом газу. Пам’ятаючи про те, що 1 моль любої речовини містить 6•10 23 молекул (або атомів, або йонів), приходимо до висновку, що 1 моль любого газу займає за нормальних умов об’єм 22,4 л і містить 6•10 23 молекул.

3. Розв’язування вправ та задач

Задачі до теми:

1. Маса однієї краплі дощу близько 36 міліграма. Яку кількість речовини містить ця крапля? Скільки молекул води в ній знаходиться?

2. Розрахуйте, скільки молів речовини містять: а) 126 г НNО₃; б) 53 г Na₂СО₃; в) 2,24 л СО₂ (н.у.).

6

3. Рівняння хімічної реакції горіння метану: СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О. Розрахуйте співвідношення числа молів вихідних речовин (метану СН₄ і кисню О₂)

4. Який об'єм (н.у.) кисню О₂ буде потрібно для спалювання 7,2 г магнію?

4. Домашнє завдання :

М.Л. Глінка, « Загальна хімія», стор. 17-46 СРС №1

Лекція №2

Тема: Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, діалектичний характер періодичного закону, протонне число атома, періодична зміна властивостей хімічних елементів. Сучасні уявлення про природу хімічного зв’язку. Типи хімічного зв’язку: ковалентний, йонний, водневий та металічний.

Студенти повинні знати:

- сучасне формулювання періодичного закону, структуру періодичної системи;

- розподіл електронів в атомах елементів перших чотирьох періодів;

- залежність властивостей хімічних елементів від зарядів ядер їхніх атомів і будови електронних оболонок атомів;

- значення періодичного закону для розвитку науки і виробництва.

- види хімічного зв’язку ;

- механізм утворення ковалентного зв’язку ;

- типи кристалічних ґраток ;

Студенти повинні вміти:

- пояснювати зміст періодичного закону і періодичної системи;

- характеризувати хімічні елементи періодичної системи , складати схеми будови їхніх атомів, формули вищих оксидів, гідроксидів, визначати характер їхніх хімічних властивостей;

- визначати і застосовувати поняття: електрон, протон, нейтрон, масове число, протонне число, нуклід, ізотопи;

- розкривати причину періодичної зміни властивостей елементів і їх сполук у світлі закономірної зміни будови електронних оболонок атомів;

- складати схеми будови атомів елементів перших чотирьох періодів;

- записувати електронні формули атомів елементів;

- визначати і застосовувати поняття: ковалентний зв'язок (полярний і неполярний), йонний , водневий і металічний зв’язки ;

7

План лекції:

1. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва

2. Загальна характеристика будови атома

3. Принципи заповнення атомних орбіталей

4. Фізичний зміст хімічної періодичності

5. Хімічний зв'язок. Види хімічного зв’язку

5.1 Ковалентний зв’язок

5.2 Йонний зв’язок

5.3 Водневий зв’язок

6. Розв’язування вправ

??? Згадайте:

1. Що таке атом? 2) Яка будова його? 3) Чим відрізняються атоми різних елементів? 4) Чому атоми електронейтральні? 5) З чим співпадає в атомі порядковий номер?

6) Як порахувати число протонів в атомі?

7) Як порахувати число нейтронів в атомі?

8) Визначити кількість електронів у елементів № 6,17, 28.

9) Визначити число протонів і нейтронів у хімічних елементів № 13, 24, 45. 1. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва

До середини XIX століття були відомі 63 елементи. Постала проблема класифікації хімічних елементів. До 1869 року було 37 спроб класифікувати елементи за їхніми властивостями. Задачу класифікації успішно вирішив Дмитро Іванович Менделєєв. Він розкрив закономірний зв'язок між всіма хімічними елементами, що поєднує їх у єдине ціле, виявив причинно-наслідковий зв'язок між типом атома і його хімічними властивостями.

Д.І.Менделєєв:

- в основу класифікації поклав атомну масу елементів;

- розташував елементи в ряд у порядку збільшення їхніх атомних мас;

- надав кожному елементу порядковий номер;

- порівняв властивості елементів і їхніх сполук.

8

Зі збільшенням атомної маси властивості елементів змінюються періодично: вони повторюються через певне число елементів. Ця

закономірність дістала назву періодичного закону. Цей закон Д.І.Менделєєв сформулював 1 березня 1869 року:

"Властивості елементів, а тому і утворюваних ними простих і складних тіл (речовин), знаходяться в періодичній залежності від їх атомної маси".

Елементи, розташовані за зростанням Z (H, He, Be…) утворюють 7 періодів.

Період — сукупність елементів, що починається лужним металом та закінчується благородним газом (особливий випадок — перший період, що складається з двох газоподібних елементів — Н та Не). Всі періоди (окрім першого) починаються лужним металом (s-елементом), а завершуються благородним газом (ns² np⁶).

Групи - вертикальні стовпці елементів з подібними хімічними властивостями.

Розрізняють головні і побічні підгрупи. Головні підгрупи складаються з елементів малих і великих періодів, валентні електрони яких розташовані на зовнішніх ns- і np- підрівнях. Побічні підгрупи складаються з елементів лише великих періодів. Залежно від того, який підрівень (s-, p-, d- або f-) заповнюється валентними електронами, елементи періодичної системи підрозділяються на: s- елементи (елементи головної підгрупи I і II груп), p- елементи (елементи головних підгруп III - VII груп), d- елементи (елементи побічних підгруп), f- елементи (лантаноїди, актиноїди).