Начальный курс химии (Для студентов-иностранцев). В 2 частях. Ч. 1. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФГБОУ ВО

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

В. Н. ДАНИЛОВ

НАЧАЛЬНЫЙ КУРС ХИМИИ

(Для студентов-иностранцев)

ЧАСТЬ 1

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

2-е издание, исправленное и дополненное

ВОРОНЕЖ

2019

1

УДК 54 (075)

ББК Г1я7

Д36

Научный редактор профессор А. С. БОРСЯКОВ

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра химии Воронежского государственного педагогического университета;

д-р хим. наук В. Н. СЕМЕНОВ (Воронежский государственный университет)

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

Данилов, В. Н.

Начальный курс химии (Для студентов-иностранцев) [Текст] В 2 ч. Ч. 1.: учеб. пособие / В. Н. Данилов; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. – 2-е изд., испр. и доп.– Воронеж : ВГУИТ, 2019. – 100 с.

ISBN 978-5-00032-391-5

Учебное пособие написано для иностранных учащихся подготовительного - фа культета. Оно предназначено для закрепления теоретического материала курса«Неорганическая химия» и овладения практическими навыками решения химических задач. Пособие включает тематический текстовый материал, таблицы, рисунки, контрольные вопросы и задания, оценочные средства самостоятельного контроля знаний.

акад.», 2009 © Данилов В. Н., 2019, с изменениями

© ФГБОУ ВО «Воронеж. гос. ун-т инж. технол.», 2019

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.

2

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

1.1. Химия как наука. Вещества и их свойства. Физические и химические явления

Словарь

3

Химия – это наука, которая изучает состав, строение, свойства и превращения веществ (рис. 1).Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас мир. Она тесно связана с другими естественными науками: физикой, биологией, геологией.

Химия

Вещества

В природе много веществ и они существуют независимо от человека. Земля, дом, человек, растения, животные, вода – это тела. Стекло, железо, кислород, вода, мел, азот – это вещества. Тела состоят из веществ, которые обладают физическими и химическими свойствами.

Физические свойства веществ: агрегатное состояние

(твердое, жидкое, газообразное); цвет; запах; вкус; растворимость; плотность; температуры кипения и плавления. Каждое вещество имеет свои свойства. Например, вода – это вещество без цвета, запаха и вкуса. Температуры плавления и кипения воды соответственно равны 0 и 100 оC. Йод – твердое вещество темносерого цвета с характерным запахом. Температуры кипения и плавления йода соответственно равны 113,7 и 184,5 оC. Йод мало растворяется в воде, но хорошо растворяется в этиловом спирте.

Природа все время изменяется. Любое изменение в природе – это явление. Движение человека, плавление льда, кипение и

4

испарение воды, растворение сахара в воде – это явления. Существуют физические и химические явления.

Физические явления – это явления, при которых изменяются форма, объем или физические свойства веществ. При физических явлениях новые вещества не образуются. Плавление льда, испарение воды, превращение пара в воду и лед– физические явления. Если кусок мела превратить в порошок, изменится форма тела, но вещество мел не изменится. Это тоже физическое явление.

Химические явления – это явления, при которых одни вещества превращаются в другие новые вещества (химические реакции). При горении магния или серы, при растворении мела в кислоте образуются новые вещества. Это химические реакции, которые можно определить по следующим признакам:

-изменение цвета вещества;

-образование вещества, нерастворимого в воде;

-образование газообразных веществ;

-выделение или поглощение теплоты.

Магний горит. Серная кислота не горит. Цинк растворяется в серной кислоте. Серебро не растворяется в серной кислоте.

Способность данного вещества вступать в реакцию с другими веществами называют химическими свойствами.

Совокупность химических и физических свойств, которые характеризуют только данное вещество, - это качество вещества.

Контрольные задания

Стакан, железо, стекло, сера, Земля, алюминий, Солнце, дом, мел, кислород, сахар, книга, автобус, колба, азот, серебро, нож, фосфор, колба.

2. Какие это явления (физические или химические): плавление серебра, горение магния, растворение железа в серной кислоте, горение фосфора, кипение воды, испарение этилового спирта, превращение мела в порошок?

5

3. Определите, какие изменения характеризуют химическую реакцию: изменение цвета, изменение формы тела, образование вещества, которое не растворяется в воде, изменение агрегатного состояния вещества, образование газа, выделение теплоты, изменение объема.

Контрольные вопросы

1.Какие вы знаете тела и вещества?

2.Какие свойства веществ вы знаете?

3.Что такое качество вещества?

4.Что такое явление?

5.При каких явлениях новые вещества не образуются?

6.Какие явления называются химическими?

7.Что изучает химия?

1.2.Атомно-молекулярное учение в химии. Химические элементы. Относительная атомная масса

Словарь

6

Великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов

в 1741 году развил и впервые применил в химии -атомно молекулярное учение.

Основные положения учения Ломоносова.

1.Все вещества состоят из молекул.

2.Молекулы состоят из атомов.

3.Частицы – молекулы и атомы – находятся в непрерывном движении.

4.Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ – из разных атомов.

В 1808 году английский ученый Джон Дальтон независимо от Ломоносова пришел к аналогичным выводам и развил атомномолекулярную теорию дальше. Он определил атомные массы

элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ. Он полагал, что простые вещества состоят только из атомов, и это мешало дальнейшему развитию химии.

На международном съезде химиков в г. Карлсруэ в 1860 году были приняты определения понятий молекулы и атома.

Молекула – это наименьшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства.

Атом – это наименьшая частица химического элемента, которая сохраняет его химические свойства.

При химических реакциях молекулы веществ разрушаются,

аиз атомов образуются молекулы новых веществ. Атомы при химических реакциях не разрушаются.

Химический элемент – это вид атомов с одинаковыми химическими свойствами.

Сейчас известно 118 химических элементов. Все элементы обычно делят на металлы и неметаллы. Элементы принято обозначать химическими знаками, которые состоят из первой буквы или первой и одной из последующих букв латинских названий элементов. Например, водород, носящий латинское название Hydrogenium, обозначается H, кислород – Oxygenium – O, алюминий – Aluminium – Al (табл. 1).

Химический знак обозначает: 1) название элемента; 2) один атом элемента; 3) один моль его атомов; 4) относительную атомную массу элемента; 5) атомный номер.

7

8

Массы атомов чрезвычайно малы. Так, масса атома водорода составляет 1,674·10-27 кг, кислорода – 2,667·10-26 кг, углерода – 1,993·10-26 кг. Поэтому в химии традиционно применяют не абсолютные значения масс, а относительные. За единицу относительных атомных масс с1961 года принята атомная единица массы, (а. е. м.) представляющая собой 1/12 массы атома углерода-12, т. е. изотопа углерода 12C.

Относительная атомная массахимического элемента

(Ar(X)) – величина, равная отношению массы атома элемента к 1/12 (одной двенадцатой) массы атома углерода 12C.

Относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома больше, чем 1/12 массы атома углерода12C. Например, Ar(O) = 16, это значит, что масса атома кислорода в 16 раз больше, чем 1/12 часть массы атома углерода 12C.

Контрольные задания

1.Во сколько раз относительная атомная масса химических

элементов: а) углерода; б) серы; в) железа; г) алюминия; д) цинка; е) свинца больше, чем 1/12 часть массы атома углерода?

2.Определите относительные атомные массы: а) водорода;

б) кислорода; г) железа (масса атома железа9,913.10-26 кг); в) углерода; д) урана (масса атома урана 3,967.10-25 кг).

3. Рассчитайте атомные массы элементов: а) лития; б) фосфора; в) титана; г) олова; д) радона; е) франция.

Контрольные вопросы

1.Кто создал атомно-молекулярное учение?

2.Из чего состоят вещества?

3.Что такое молекула?

4.Что называют химическим элементом?

5.Из каких атомов состоят простые вещества?

6.Что такое сложные вещества?

7.Что называется относительной атомной массой элемента?

8.Что обозначает химический знак?

9

1.3. Простые и сложные вещества. Химические формулы

Словарь

Все вещества делят на простые и сложные.

Простые вещества – это вещества, образованные атомами одного элемента.

Например, простое вещество кислород образовано атомами элемента кислорода, простое вещество цинк образовано атомами элемента цинка. Простые вещества можно разделить на металлы (Fe, Cu, Ag, Mg) и неметаллы (P, O2, S,). Молекулы простых газов водорода H2, азота N2, хлора Cl2 состоят из двух атомов. Молекулы инертных газов, например, гелия He, неона Ne, аргона Ar состоят из одного атома.

Сложные вещества, или химические соединения, – это вещества, образованные атомами разных элементов.

Так, вода образована атомами элементов водорода и кислорода, мел – атомами элементов кальция, углерода и кислорода.

Состав молекул веществ изображается химическими формулами. Качественный состав вещества показывает из атомов, каких элементов состоит вещество. Количественный состав вещества показывает, сколько атомов каждого элемента содержится в молекуле вещества.

Химическая формула – это выражение состава вещества при помощи химических знаков и индексов. Химическая формула

10