15.Дайте определение химического элемента. Сколько их известно и почему этих элементов ограниченное количество?

В настоящее время под химическим элементом понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Начало современному представлению о химическом элементе как о «простом теле» или как о пределе химического разложения вещества, переходящем без изменения из состава одного сложного тела в состав другого, первым положил Р. Бойль в середине XVII в. Химики того времени не знали ни одного химического элемента. Фосфор был открыт только в 1669 г., а потом повторно в 1680 г., кобальт - в 1735 г., никель - в 1751 г., водород — в 1766 г., фтор - в 1771 г., азот — в 1772 г., хлор и марганец — в 1774 г. Любопытно, что кислород был открыт одновременно в Швеции, Англии и Франции в 1772 - 1776 гг.

Попытки систематизации химических элементов привели Д.И. Менделеева к его великому открытию. Он предложил считать показателем химического элемента его место в Периодической системе элементов, определяемое по атомной массе. Свою систему Менделеев создал на основе открытого им периодического закона. Современная формулировка этого закона звучит так: свойства элементов находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер.

Открытие периодического закона стимулировало поиск новых химических элементов. Во времена Менделеева были известны 62 элемента, то уже в 1930-е гг. система элементов заканчивалась ураном (Z = 92). В настоящее время самым тяжелым синтезированным элементом является элемент с Z = 112. Полное научное объяснение Периодической системы элементов базируется на законах квантовой механики

16.Что такое химическое соединение? Как в настоящее время определяют понятие «молекула»?

Под химическим соединением в настоящее время понимают индивидуальное вещество, в котором атомы одного или различных элементов соединены между собой химической связью. Сейчас известно свыше 5 млн химических соединений. Состав химических соединений в огромном большинстве случаев подчиняется законам постоянства состава и кратных отношений.

Проблема химического соединения до недавнего времени не вызывала споров у ученых. Было общепринято, что нужно относить к химическим соединениям, а что - к «простым телам». Однако применение современных физических методов исследования вещества обнаружило, атомы объединяют в молекулы как единую квантово-механическую систему внутренние силы - химические связи, а они представляют собой проявление волновых свойств валентных электронов.

Таким образом, химическая связь в своей основе имеет электрическую природу.

В результате раскрытия физической сущности химической связи классическое понятие молекулы изменилось. Молекулой по-прежнему называют наименьшую частицу вещества, способную определять его свойства и существовать самостоятельно. Но теперь в число молекул включают и такие квантово-механические системы, как ионные, атомные и металлические монокристаллы и полимеры, образованные за счет водородных связей.

17.Что такое структура молекулы реагента? Какие проблемы решаются в рамках изучения структуры вещества?

Развитие знания о химических явлениях позволило установить, большое влияние на свойства вещества оказывает не только его химический состав, но и структура молекул - их взаимное расположение друг по отношению к другу. Ключевым понятием является «структура», точнее, структура молекулы реагента. Под структурой обычно понимают устойчивую упорядоченность качественно неизменной системы, казовой является молекула.

1.В изучении структуры вещества оказались важными работы Дж. Дальтона, который в 1803 г. показал, химический индивид представляет собой совокупность молекул, обладающих строго определенным качественным и количественным составом.

2.В 1830-е гг. Й.Я. Берцелиус выдвинул гипотезу, согласно которой молекула представляет собой не хаотическое нагромождение атомов, а определенную упорядоченность - объединение двух разноименно заряженных атомов или атомных групп, способных к самостоятельному существованию.

3.В формировании идей структурой химии большую роль сыграла теория валентности Ф.А. Кекуле (1857). Он выдвинул идею о существовании четырех единиц сродства

4.В 1860—1880-е гг. появился термин «органический синтез» и на основе простейших углеводов из каменноугольной смолы и аммиака были синтезированы анилиновые красители – фуксин и ксантоны; взрывчатые вещества и др.

Другая группа вопросов в концептуальной системе структурной химии связана с проблемами структурной неорганической химии. По существу это проблемы химии твердого тела. В широком смысле их две:

5.синтез кристаллов с максимальным приближением к идеальной решетке для получения материалов с высокой механической прочностью, термостойкостью и долговечностью в эксплуатации;

6.создание методов синтеза кристаллов с запроектированными дефектами решетки, что позволит получить материалы с заданными электрофизическими и оптическими свойствами.