43. Учение о составе вещества. Классификация веществ. Химические процессы. Реакционная способность веществ.

Первое научное определение химического элемента, сформулировал англ.химик и физик Бойль. В 1669 г. был открыт химический элемент фосфор, потом кобальт, никель и др. Открытие франц.химиком Лавуазье кислорода и установление его роли в образовании различных химических соединений позволило от прежних представлений об огненной материи (флогистоне). Лавуазье систематизировал химические элементы на базе имевшихся в 18 веке знаний. Эта систематизация оказалась ошибочным и была усовершенствована Менделеевым.

В периодической системе Менделеева насчитывалось 62 элемента, в 1930-е года она заканчивалась ураном (Z=92). В 1999 было сообщено, что путем физического синтеза атомных ядер открыт 114-й элемент.

Казалось очевидным, что именно относится к химическим соединениям, а что к простым телам или смесям. Однако применение в последнее время физических методов исследования вещества позволило выявить физическую природу химизма. С открытием физиками природы химизма как обменного взаимодействия электронов химики совершенно по другому стали рассматривать химические соединения.

Химическое соединение должно состоять из двух или более разных химических элементов, но оно может состоять и из одного элемента (молекула Н2, О2 , графит, алмаз и др. кристаллы без посторонних включений в их решетку).

Классификация веществ.

Неорганические вещества, в свою очередь, образуют две обширные группы: простые и сложные.

Простыми называются вещества, состоящие из атомов только одного элемента. Элемент и простое вещество, образованное им, имеют одно и то же название: водород, кислород, железо, золото. Простые вещества, а также соответствующие им химические элементы, делятся на два класса: металлы и неметаллы

Сложными называются неорганические вещества, образованные атомами разных элементов. Сложные вещества, или, как их еще называют — химические соединения, — невероятно разнообразны по строению и свойствам. Они составляют основную часть неживой природы

Химические процессы.

Химические процессы представляют собой сложнейшее явление, как в неживой, так и в живой природе. Эти процессы изучают химия, физика и биология. Перед химической наукой стоит принципиальная задача – научиться управлять химическими процессами, потому что некоторые процессы не удается осуществить, другие трудно остановить – реакция горения, взрыва.

Все химические процессы имеют св-во обратимости, происходит перераспределение химических связей. Обратимость удерживает между прямой и обратной реакциями. В действительности равновесие зависит от условий прохождения процесса и чистоты реагентов.

Все проблемы, связанные с такими сложными процессами, например, получение аммиака, решает химическая кинетика. Она устанавливает зависимость химических реакций от различных факторов – от строения и концентрации, наличия катализаторов, от материала и конструкции реакторов.

Реакционная способность веществ.

Число известных в природе и технике химических процессов очень велико. Одни из них, например, окисление бронзы на воздухе, протекают веками, другие — горение бензина — очень быстро. Разложение же взрывчатых веществ происходит в миллионные доли секунды. При промышленном производстве химических продуктов очень важно знать закономерности протекания реакций во времени, т. е. зависимость их скорости и выхода продукта от температуры, давления, концентрации реагентов и примесей.

Изучением скорости и особенностей протекания химических реакций занимается химическая кинетика. Основополагающим для химической кинетики является представление о том, что исходные вещества, вступающие в химическую реакцию, чрезвычайно редко непосредственно превращаются в ее продукты. В большинстве случаев реакция проходит ряд последовательных и параллельных стадий, на которых образуются и расходуются промежуточные вещества. Число последовательных стадий может быть очень велико — в цепных реакциях их десятки и сотни тысяч. Время жизни промежуточных веществ весьма разнообразно: одни вполне стабильны, другие существуют в равновесном состоянии доли секунды. Изучение скорости протекания химических процессов показало, что химические реакции протекают тем быстрее, чем выше температура, давление и концентрация реагентов.

44. Основные законы химической химии.

Для периода классической химии характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов, теория химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии — выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

Основные законы химии

Закон сохранения массы (М. Ломоносов, 1748; А. Лавуазье, 1789): масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Периодический закон (Д. Менделеев, 1869): свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра элемента.

Существует ряд частных законов химии, которые имеют ограниченную область применимости.

Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808): все индивидуальные вещества имеют постоянный качественный и количественный состав, независимо от способа их получения.

Известны соединения переменного состава, для которых закон Пруста несправедлив, например сверхпроводники общей формулы YBa2CU3O7-x

Решающую роль в доказательстве существования атомов и молекул сыграли газовые законы.

Закон объемных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1808): объемы газов, вступающих в реакцию, а также объемы газообразных продуктов реакции относятся друг к другу как небольшие целые числа.