Класифікація неорганічних речовин

В плив зовнішніх умов на речовини призводить до протікання в них різноманітних процесів. Дані процеси можна розподілити на кілька видів:

• фізичні процеси (нагрівання, випаровування, плавлення, охолодження, конденсація тощо) не змінюють будови атомів або молекул, з яких складається дана речовина;

• хімічні процеси змінюють будову атомів і молекул, з яких складаються речовини, що реагують, і в результаті утворюються нові речовини з новими хімічними і фізичними властивостями. Хімічні процеси і є хімічними реакціями, які умовно зображують за допомогою хімічних рівнянь;

• фізико-хімічні процеси (наприклад, розчинення) є проміжними між фізичними і хімічними процесами. Вони, як правило, не викликають радикальних змін хімічних властивостей речовин, що беруть у них участь.

М. В. Ломоносов у XVIII ст. розвинув атомно-молекулярні уявлення і вперше ввів їх у хімію. Сучасна хімія почалася з розуміння й прийняттям більшістю вчених основних положень внутрішньої будови речовини, уявлення про атоми як носіїв властивостей елементів та про молекули як носіїв хімічних властивостей різних речовин. Дані уявлення об'єднуються атомно-молекулярним вченням і допомагають установити фундаментальні закони, які прийнято вважати основними законами хімії:

І. Закон збереження маси (Михайло Васильович Ломоносов, 1748 р.):

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

ІІ. Закон сталості складу (Жан-Луі Пруст, 1801 р.):

Кожна речовина, незалежно від умов і способів її добування, має сталий склад.

ІІІ. Закон об’ємних відношень (Гей-Люсак, 1808 р.):

Об’єми газів, що вступають в реакцію, відносяться один до одного і до об’ємів добутих газоподібних продуктів як невеликі цілі числа.

IV. Закон Авогадро (Амедео Авагадро, 1811 р.):

В однакових об’ємах різних газів за однакових умов (температури і тиску) міститься однакове число молекул.

Перший наслідок: Один моль будь-якого газу за однакових умов займає однаковий об’єм. За нормальних умов (Т =273 К, Р =101,325 КПа) об’єм 1 моль будь-якого газу дорівнює 22,4 л і містить 6,02·10²³ молекул.

Д ругий наслідок: Молярний об’єм газу – це величина, що дорівнює відношенню об’єму газу за даних умов до кількості речовини цього газу, тобто:

,

де V – молярний об’єм газу, м³/моль (л/моль); ν – кількість речовини газу, моль; V – об’єм газу, м³.

Другий наслідок дозволяє ввести поняття відносної густини першого газу за другим:

,

де D — відносна густина, що показує, у скільки разів перший газ важчий за другий за однакових умов.

Найчастіше використовують відносну густину газу за воднем. Тоді:

Таким чином, можна розрахувати відносну густину за будь-яким газом.

V. Закон еквівалентів (Джон Дальтон, 1803 р.):

Маси речовин, які вступають у реакцію та утворюються після неї, пропорційні їхнім еквівалентам.

Однією з важливих характеристик атома є його маса. Абсолютні значення мас атомів елементів є дуже малими величинами і користуватися ними незручно. Тому в розрахунках застосовують відносні значення мас атомів.

Відносною атомною масою (Ar) називається число, що показує, у скільки разів маса одного атома елемента більша за 1/12 маси атома Карбону.

Відносною молекулярною масою (Mr) називається число, що показує, у скільки разів маса даної молекули більша за 1/12 маси молекули вуглецю.

Кількість речовини (ν) — це визначене число будь-яких структурних одиниць (атомів, молекул, йонів тощо). Одиниця виміру кількості речовини — моль. В 1 моль речовини число структурних частинок дорівнює 6,02·10²³ , тобто стільки ж, скільки міститься в 0,012 кг Карбону. Це число визначене експериментально і називається сталою Авоґадро:

N_А = 6,02·10²³ моль^-1

! Розрахуйте число структурних одиниць у 4 г Натрію, що міститься в організмі людини.

М олярна маса (М) – маса у грамах 1 моля речовини. Чисельно вона дорівнює:

Якщо молярна маса виражена в г/моль, то М=Мr, в цьому випадку чисельне значення молярної маси дорівнює молекулярній масі. Якщо молярна маса виражається в кг/моль, то числове значення її у 1000 разів менше Мr, тобто М = Мr·10^-3. Наприклад, молекулярна маса води дорівнює 18 а.о.м., а її молярна маса – 18 г/моль, або 18·10^-3 кг/моль.

! Чи вистачить 80 м³ кисню для спалювання метану об'ємом 50 м³?

! Визначте кількість Феруму, що відповідає добовій потребі людини масою 0,02 г.