АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Основные понятия химии и законы стехиометрии Учебное пособие
Астрахань
2008
УДК 546
Основные понятия химии и законы стехиометрии: Учеб. пособие / Рябухин Ю.И., Старкова Н.Н., Огородникова Н.П. / Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань, 2008. – 63 с.
Предназначено для студентов химических специальностей.
Библиогр.: 7 назв., приложение 1.
Печатается по решению кафедры "Общая, неорганическая и аналитическая химия" (протокол № 2 от 21 февраля 2008 г.).
Рецензент: доктор хим. наук, профессор А.Г. Тырков
© Рябухин Ю.И., Старкова Н.Н.,
Огородникова Н.П., 2008
©
АГТУ, 2008
Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие …
Куда не посмотрим, куда ни оглянёмся, везде обращаются перед
очами нашими успехи её прилежания.
М.В.Ломоносов1 «Слово о пользе химии»
1. Основные понятия2 химии
1.1. Химия и её разделы
Химия3 относится к числу естественных наук, изучающих природу
– окружающий нас мир4 во всём богатстве его форм и многообразии происходящих в нём явлений.
Мир материален.
Материя5 – объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания.
Масса – одно из основных физических свойств материи, а энергия – количественная мера движения материи. Масса и энергия всегда присущи определённым материальным объектам как их свойства.
Материя вечна во времени и бесконечна в пространстве.
Форма существования материи – движение. Материя без движения так же немыслима, как и движение без материи.
… Если бы материя не была бы вечной, давно бы
Весь существующий мир совершенно в ничто обратился
И из ничтожества снова родилось бы всё, что мы видим,
Но, как уже раньше сказал я тебе, ничего не родится
Из ничего и обратно не может в ничто обратиться.
Древнегреческий философ Тит Лукреций Кар
"О природе вещей".
Окружающий мир разнообразен прежде всего потому, что каждому виду материи присуща не одна, а ряд форм движения, которые могут переходить друг в друга.
Например, химическая форма движения материи переходит в тепловую и, наоборот, тепловая – в химическую, химическая – в электрическую и т. д.
Эти переходы свидетельствуют о вечности, единстве и непрерывной связи качественно различных форм движения материи, которые являются предметом изучения той или иной научной дисциплины.
Химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимают качественное изменение веществ, то есть превращение одних веществ в другие, а именно – химические реакции6.
Химия – наука, изучающая строение веществ и их превращения, сопровождающиеся изменением состава и (или) строения.
В отличие от физики (от греч. phỳsis – природа) – науки об общих законах природы – в химии наблюдается изменение состава вещества при сохранении прежних атомов. Пограничная область наук – ядерная физика и радиохимия.
Объектом изучения в химии являются химические элементы и их комбинации, то есть атомы, простые (одноэлементные) и сложные вещества (химические соединения): молекулы, ионы, радикалы7, ион-радикалы8, карбены9, ассоциаты10, кластеры11, сольваты12, клатраты13 и т.п., а также материалы14.
Число химических соединений огромно и всё время увеличивается, поскольку химия сама создаёт свой объект; к концу XX века было известно около 10 млн. химических соединений.
Химия как наука и отрасль промышленности существует недолго (около 400 лет). Однако химическое знание и химическая практика (как ремесло) прослеживаются в глубинах тысячелетий, а в примитивной форме они появились вместе с человеком разумным в процессе его взаимодействия с окружающей средой. Поэтому строгое определение химии основывается на широком, вневременном универсальном смысле – как области естествознания и человеческой практики, связанной с химическими элементами и их комбинациями.
В современной жизни, особенно в производственной деятельности человека, химия играет исключительно важную роль. Нет почти ни одной отрасли производства, не связанной с применением химии. Природа даёт нам лишь исходное сырьё – воду, воздух, дерево, руду, нефть и др. Подвергая природные материалы химической переработке, получают разнообразные вещества, необходимые для сельского хозяйства, для изготовления промышленных изделий и для домашнего обихода – удобрения, металлы, пластические массы, краски, лекарственные вещества, мыло, соду, спирт, уксус и т. д. Каждый человек постоянно имеет дело с различными веществами, и поэтому должен знать основные их свойства, а эти знания даёт химия.