- •Основные понятия химии и законы стехиометрии Учебное пособие
- •1. Основные понятия2 химии
- •1.1. Химия и её разделы
- •Разделы химии
- •Уровни организации вещества
- •1.2. Химические элементы и химические соединения
- •1.3. Классификация27 веществ
- •Основные классы неорганических соединений
- •Классы органических соединений
- •1.4. Символы, формулы, уравнения
- •Виды химических формул
- •Алгоритмы составления химических формул
- •Написание химических формул
- •Уравнение химической реакции
- •1.5. Важнейшие величины и единицы в химии
- •2. Стехиометрические законы54
- •2.1. Закон сохранения массы и энергии55
- •Закон сохранения массы
- •Закон сохранения энергии
- •2.2. Закон постоянства состава60
- •2.3. Закон кратных64 отношений
- •2.4. Законы газового состояния
- •2.4.4. Объединённый газовый закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
- •2.4.5. Закон объёмных отношений
- •2.4.6. Закон Авогадро
- •Следствия из закона Авогадро
- •2.4.7. Закон Дальтóна (закон парциальных давлений)
- •2.5. Закон эквивалентов
- •1.1. Химия и её разделы 3
Уровни организации вещества
Микроскопический уровень: электрон, атом, радикал, ион, молекула.
Свойства: масса атома, иона, радикала, молекулы; степень окис-ления; энергия ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность атома.
Макроскопический уровень: вещество, металл, неметалл, минерал,
смесь веществ.
Свойства: агрегатное состояние, цвет, твёрдость, плотность, температура плавления, температура кипения, молярная масса.
Атом16 – часть вещества микроскопических размеров и массы (микрочастица), наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
Атом – предел химического разложения вещества; мононуклидный структурный элемент молекулы, иона, радикала.
Атомы состоят из тяжёлого ядра, обладающего положительным электрическим зарядом, и окружающих его лёгких частиц – электронов с отрицательным электрическим зарядом, образующих электронную оболочку.
Физически атом делим. Например, в ядерных реакциях происходит распад атомов, и атомы одних элементов превращаются в другие.
Говоря об атоме какого-либо элемента, подразумевают как электрически нейтральные атомы (число электронов в электронной оболочке равно числу протонов в атомном ядре, например, Н, Сl), так и положительно и отрицательно заряженные ионы – катионы (например, Н+) и анионы (например, Сl–). Связываясь друг с другом, атомы одного или разных элементов образуют более сложные частицы, например, молекулы, кристаллы. Всё многообразие химических соединений (твёрдых, жидких, газообразных) обусловлено различными сочетаниями атомов между собой. Атомы могут существовать и в свободном состоянии (в газе, плазме17).
Диаметр атома dат ~ 10–10 м (~100 пм)18;
диаметр ядра ~10–15 (10–3–10–2 пм).
Элементарные частицы в точном значении этого термина –частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.
Элементарные частицы, в узком смысле – частицы, которые нельзя считать состоящими из других частиц. В современной физике термин "элементарные частицы" используют в более широком смысле: так называемые мальчайшие частицы материи, подчинённые условию, что они не являются атомами и атомными ядрами (исключение составляет протон); иногда по этой причине элементарные частицы называют субъядерными частицами.
Наряду с составными частями атомов: электронами и нуклонами (протонами и нейтронами) при превращениях атомных ядер и в космическом излучении было открыто более 350 элементарных частиц, большая часть которых являются составными системами.
Средний период продолжительности их жизни заключён между 10–23 с и вечностью (стабильные элементарные частицы).
Электронная оболочка атома – область пространства, которую занимают принадлежащие атому электроны.
Электроны расположены в оболочке атома в зависимости от своей энергии. Электроны с приблизительно одинаковой энергией находятся на одном и том же энергетическом уровне.
Заряд атомного ядра (Z)
|
Заряд атомного ядра |
= |
Число протонов в атомном ядре |
|
Массовое число (А) – количество нуклонов в атомном ядре
A = Z + N,
где N – число нейтронов
Массовое число наиболее распространённого нуклида соответствует округлённой относительной атомной массе.
Нуклид19 – вид атомов, однозначно характеризующихся зарядом ядра Z и массовым числом А.
Изотопы20 – разновидности атомов элемента с одинаковым числом протонов Z, но с различным числом нейтронов N и, следовательно, с различными массовыми числами А.
Изотопам присущи одинаковые химические, но различные физические свойства (например, масса ядра).
Символика – обозначает строение электрически нейтрального атома.
Э
(символ элемента)
Например:
Li
массовое число А
=
7
число протонов Z = 3
число нейтронов N = А – Z = 4
