Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:А ты хочешь знать химию. Учебно-справочное пособие для старшеклассников и абитуриентов
.pdf
Г.Г. Камушкина
А ТЫ ХОЧЕШЬ
ЗНАТЬ ХИМИЮ?
Учебно-справочное пособие
для старшеклассников
и абитуриентов
Москва
ПАРАДИГМА
2012
УДК 54(07)(035)
ББК 24я7
К18
Камушкина, Галина Георгиевна.
К18
Химия в школе. А ты хочешь знать химию? : учеб.справ. пособие для старшеклассников и абитуриентов /
Г. Г. Камушкина. — М. : Парадигма, 2012. — 344 с. :
ил., табл.
ISBN 978-5-4214-0015-8.
Агентство CIP РГБ.
УДК 54(07)(035)
ББК 24я7
ISBN 978-5-4214-0015-8
© Камушкина Г.Г., 2012.
© ООО «ПАРАДИГМА», 2012.
© Оформление. ООО «ПАРАДИГМА», 2012.
ЧАСТЬ I
Глава 1
Первоначальные химические понятия
в свете атомно-молекулярного учения
§ 1. Вещества и их свойства
Наряду с биологией, физикой, географией, астрономией,
химия — одна из наук, изучающих природу. Химия — это
наука, которая изучает вещества и их превращения друг в
друга. Из курса физики вспомним, что такое физическое тело
и что такое вещество. Физическое тело — это любой предмет в окружающем нас мире. Вещество — это то, из чего состоят физические тела. Ложка — это физическое тело, но
ложка сделана из алюминия, значит, алюминий — это вещество. Можно привести еще один пример: кусок медной проволоки — это физическое тело, а медь — это вещество. Химия
изучает свойства веществ. Что такое «свойства веществ»?
Свойства веществ — это их признаки, которые позволяют
отличить одни вещества от других веществ, а также признаки, которые дают возможность установить сходство между
веществами. К свойствам вещества относят: агрегатное состо-
яние, цвет, запах, прозрачность, твердость, плотность, температуры кипения и плавления и др. Зачем нам нужно знать
свойства веществ? Знать свойства веществ нужно для того,
чтобы правильно обращаться с ними, чтобы узнавать вещества, отличать их друг от друга, чтобы знать, как и для каких
целей можно использовать те или иные вещества.
Вопросы и задания:
1. Что такое химия?
2. Что такое физическое тело?
3. Что такое вещество? Приведите примеры физических тел и веществ, из которых состоят приведённые вами в качестве примеров физические тела.
4. Что такое свойства веществ?
3
5. Какие вы знаете свойства веществ?
6. Зачем нужно знать свойства веществ?
§ 2. Чистые вещества и смеси
При изучении химии очень важно помнить, что если говорят о каком-либо веществе, о его свойствах,то речь идёт о химически чистом веществе. И понятие «чистое вещество» в химии отличается от его бытового значения. Например, в быту
мы говорим: это вода — чистая, имея в виду, что ее можно
пить. Но эта же вода не будет химически чистой, так как в ней
содержатся вещества в растворённом виде (пусть и невредные
для здоровья — поэтому эту воду можно пить), которые попали в воду в природе при прохождении её через слои природных веществ. Химически чистое вещество — это вещество,
которое состоит только из молекул данного вещества и не содержит молекул посторонних веществ. В природной воде, на-
ряду с молекулами воды, содержатся молекулы и других веществ, т. е. природная вода — это смесь веществ. В отличие
от чистого вещества смесь всегда содержит молекулы двух
или более веществ. Примером химически чистого вещества
может быть дистиллированная вода.
Вопросы и задания:
1. Что такое химически чистое вещество?
2. Чем химически чистое вещество отличается от смеси? Приве-
дите примеры химически чистых веществ и смесей.
§ 3. Химические элементы и химические знаки
При изучении указанной темы используйте табл. 1.
Из курса физики вам известно, что вещества состоят из молекул, а молекулы состоят из атомов. Каждый вид атомов
определён какими-то признаками, отличающими его от других видов атомов. Одним из таких признаков может быть, например, масса атома. Наряду со словами «вид атомов» используют научный термин «химический элемент». Химический
элемент — это определённый вид атомов. Если есть атомы
4
Химический элемент и простое вещество
Таблица 1
Название
химического элемента
Хими-
ческий
знак
Произно-
шение
Название
простого
вещества
Хими-
ческая
форму-
Произно-
шение
ла
Кислород О о Кислород О
Водород H аш Водород H
Азот N эн Азот N
Фтор F фтор Фтор F
Хлор Сl хлор Хлор Cl
Бром Br бром Бром Br
Иод I иод Иод I
2
2
2
2
2
2
2
О-два
аш-два
эн-два
фтор-два
хлор-два
бром-два
иод-два
Сера S эс Сера S эс
Фосфор Р пэ Фосфор Р пэ
Углерод С цэ Уголь С цэ
Кремний Si силициум Кремний Si силициум
Алюминий Al алюминий Алюминий Al алюминий
Бор В бор Бор В бор
Литий Li литий Литий Li литий
Натрий Na натрий Натрий Na натрий
Калий K калий Калий K калий
Медь Cu купрум Медь Cu купрум
Серебро Ag аргентум Серебро Ag аргентум
Ртуть Hg гидраргирум Ртуть Hg гидраргирум
Магний Mg магний Магний Mg магний
Кальций Са кальций Кальций Са кальций
Цинк Zn цинк Цинк Zn цинк
Марганец Mn марганец Марганец Mn марганец
Хром Cr хром Хром Cr хром
Железо Fe феррум Железо Fe феррум
Никель Ni никель Никель Ni никель
Олово Sn станнум Олово Sn станнум
Свинец Pb плюмбум Свинец Pb плюмбум
Барий Ba барий Барий Ba барий
Золото Au аурум Золото Au аурум
Аргон Ar аргон Аргон Ar аргон
5
меди, значит есть химический элемент — медь. Сколько есть
в природе видов атомов, столько есть химических элементов.
Для обозначения химических элементов используют первую
букву из латинского названия элемента. Например, латинское название водорода — Hydrogenium, а поэтому для обозначения как одного атома, так и для обозначения всех атомов данного вида, т.е. для обозначения химического элемента
«водород» используют — H. Иногда приходится использовать две буквы из латинского названия элемента, например,
для обозначения атомов ртути — Hg. Химические знаки —
обозначения химических элементов с помощью букв латинского алфавита, взятых из латинских названий этих элементов. Химические знаки, по крайней мере, тридцати химиче-
ских элементов должны быть выучены наизусть. (См. табл. 1.)
Химический знак показывает: 1) элемент, 2) один атом данного элемента.
Вопросы и задания:
1. Что такое химический элемент? Какой признак может быть использован для определения того или иного вида атома?
2. Что такое химический знак?
3. Выучите наизусть химические знаки химических элементов,
приведённых в левой части табл. 1.
§ 4. Химическая формула
Человек может сформулировать одну и ту же мысль, используя разные средства ее выражения, разные способы ее
выражения (слова, условные обозначения и химические
знаки).
Науке давно известно, что молекула воды состоит из двух
атомов водорода и одного атома кислорода. Мысль о составе
молекулы воды, как мы видим из предыдущего предложения,
может быть выражена словами. Эту же мысль мы можем выразить несколько иначе, используя существительное «состав»: в состав молекулы воды входят два атома водорода и
один атом кислорода. Мысль о составе молекулы воды можно
выразить рисунком, используя условные обозначения: о и О,
где о — условное обозначение атома водорода и О — условное
обозначение атома кислорода. И эту же мысль о составе моле-
6
кулы воды обычно выражают, используя химические знаки:
Н
О — это химическая формула воды.
2
Химическая формула — это один из способов (это одно
из средств) выражения мысли о составе вещества с помощью
химических знаков.
Химическая формула показывает:
1) качественный состав вещества, т. е. химические элемен-
ты, входящие в состав данного вещества;
2) количественный состав вещества, т.е. число атомов каждого элемента, входящего в состав молекулы данного вещества;
3) одну молекулу данного вещества.
Для примера рассмотрим химическую формулу серной
кислоты.
H
2SO4
индексы
Формула серной кислоты показывает, что вещество «серная кислота» состоит из элементов: водорода, серы и кислорода, а каждая молекула серной кислоты содержит 2 атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода. Что такое
«индекс»?
Индекс — это число, которое показывает, сколько атомов
каждого элемента содержится в молекуле данного вещества.
Индекс — это показатель числа атомов в молекуле данного вещества.
Зная, что такое индекс, мы можем дать более полное определение химической формулы.
Химическая формула — это средство (способ) выражения мысли о составе вещества с помощью химических знаков
и индексов.
Помимо индексов в химии используются коэффициенты. Коэффициент пишут перед химическим знаком, например 2Н, и в этом случае он показывает число отдельных атомов, не входящих в состав молекулы какого-то вещества, а
чаще коэффициент пишут перед формулой вещества, например, 2Н
О, и в данном случае коэффициент показывает чис-
2
ло молекул указанного вещества, т. е. в нашем примере запись означает две молекулы воды. Что такое «коэффициент»?
Коэффициент — это число, которое показывает число
отдельных атомов (т. е. атомов, не входящих в состав молекулы какого-либо вещества) или число молекул.
7
Коэффициент — это показатель числа отдельных ато-
мов или числа молекул.
Обратите внимание на то, как записывают индексы и коэффициенты: индекс записывают цифрой, которая по размеру меньше, чем химический знак и которая записывается
справа от химического знака и так, что ее должна перерезать
воображаемая линия, на которой записывают химические
знаки элементов, входящих в состав данного вещества; коэффициент, в отличие от индекса, записывают цифрой перед
формулой вещества или перед химическим знаком и размер
цифры такой же, как и размер химического знака; цифра 1
(единица) не используется ни для обозначения индекса, ни
для обозначения коэффициента.
Вопросы и задания:
1. Какие вы знаете средства выражения (способы выражения)
мысли о составе вещества?
2. Что такое химическая формула?
3. Что показывает химическая формула?
4. Что подразумевают под качественным составом вещества?
5. Как вы должны ответить, если вас спрашивают о количествен-
ном составе вещества?
6. Что такое индекс?
7. Что такое коэффициент?
§ 5. Простые и сложные вещества
Вещества
Простые Сложные
O
, H2, N2, Fe, Cu, Hg H2O, H2SO4, Na2CO
2
Вещества бывают простыми и сложными. В данной схеме
дана классификация веществ. Остановимся на значении слова «классификация».
Классификация — это деление чего-либо на группы или
классы.
Деление на классы, группы осуществляют, принимая во
внимание какое-либо свойство, признак, на котором произво-
3
8
дят классификацию и который называют основанием классификации. Используя представленные выше формулы ве-
ществ и наши знания о том, что химическая формула показывает состав вещества, постарайтесь понять, что основанием
для данной классификации служит состав вещества. Используя данную схему классификации веществ, поучимся давать
определения некоторым понятиям.
Классификация веществ показывает нам, что и простое вещество, и сложное вещество входят в содержание понятия
«вещество», которое является обобщающим словом для этих
двух групп веществ, отличающихся друг от друга составом.
Химические формулы показывают, что одни вещества (формулы которых записаны слева) состоят из одинаковых атомов, а другие вещества (формулы которых записаны справа)
состоят из разных атомов.
Разница в составе веществ как раз и будет тем основанием,
по которому произведена данная классификация, и тем отличительным признаком, который обычно записывают как
определительное придаточное предложение.
Простое вещество — это вещество, которое состоит из
атомов одного элемента.
Сложное вещество — это вещество, которое состоит из
атомов разных элементов.
Вопросы и задания:
1. На какие группы можно разделить вещества на основании их
состава?
2. Чем простое вещество отличается от сложного вещества по со-
ставу?
3. Что такое простое вещество? Приведите примеры простых ве-
ществ.
4. Что такое сложное вещество? Приведите примеры сложных ве-
ществ.
§ 6. Металлы и неметаллы
Первая классификация простых веществ заключалась в
делении их на металлы и неметаллы. Основанием деления
простых веществ на металлы и неметаллы служат физические
свойства металлов и неметаллов. Простые вещества — металлы обладают характерными только для металлов физически-
9
ми свойствами: металлы — твердые вещества, нелетучие
(кроме ртути), непрозрачные, с металлическим блеском, электропроводные, теплопроводные, ковкие, пластичные и др.
Простые вещества — неметаллы бывают в разных агрегатных состояниях: твердые — уголь, жидкие — бром, газообразные — кислород. Другие свойства неметаллов можно
считать свойствами, противоположными металлическим: например, твердый уголь — хрупкое вещество, а кислород —
прозрачный и т. д. Первая классификация элементов на металлы и неметаллы производилась на основании классификации простых веществ, образованных этими элементами.
Обратите внимание на то, что формулы простых веществ —
металлов и химические знаки элементов — металлов совпадают, а формулы простых веществ некоторых неметаллов и
химические знаки соответствующих им химических элементов не совпадают. (См. табл. 1, сравните левую и правую части
таблицы.)
Вопросы и задания:
1. Что является основанием для классификации простых веществ
на металлы и неметаллы?
2. Назовите физические свойства металлов. Приведите примеры
металлов.
3. Назовите физические свойства неметаллов. Приведите примеры неметаллов.
4. Выучите наизусть формулы простых веществ, приведённых
в правой части табл. 1, обращая внимание на то, что формулы
простых веществ — металлов и химические знаки элементов —
металлов совпадают, а формулы простых веществ некоторых неметаллов и химические знаки соответствующих им химических
элементов не совпадают.
§ 7. Химический элемент и простое вещество
При изучении указанной темы используйте табл. 1.
Одним из важных вопросов, который необходимо рассмотреть при изучении химии, является вопрос о формах суще-
ствования элемента в природе. Так, например, химический
элемент кислород существует в природе в виде простого вещества (с таким же названием — кислород), входящего в состав
воздуха, а помимо этого химический элемент кислород вхо-
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]