Глава 1. Основні поняття та закони хімії

1.1. Основні поняття хімії

Основою хімічної науки є атомно-молекулярна теорія, закон збереження маси та енергії, періодичний закон і система хімічних елементів, теорія хімічної будови.

Створення атомно-молекулярної теорії належіть до кінця XVIII – початку XIX ст.( М.В. Ломоносов, Дж. Долтон). В основі теорії лежить принцип дискретності речовини. Теорія стверджує, що:

речовини складаються з молекул, які перебувають у постійному русі й між ними існує взаємне притягання та відштовхування;

молекули складаються з атомів, які мають певні розміри й масу і при хімічних реакціях не зазнають якісних змін;

молекули різних речовин відрізняються між собою складом, розмірами, фізичними та хімічними властивостями;

склад молекул при фізичних явищах залишається незмінним, при хімічних – зазнає якісних і кількісних змін.

Продовженням та розвитком атомно-молекулярного вчення Ломоносова – Долтона стала теорія хімічної будови Бутлерова (1861), яка пов’язувала хімічні властивості речовин не тільки з кількістю й якістю складових частинок (атомів), але й з їх взаємним розміщенням (хімічною будовою).

Атом – найдрібніша частинка хімічного елемента, що зберігає його хімічні властивості.

Сучасне формулювання: атом – це найменша хімічно неподільна електронейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів і є носієм хімічних властивостей елемента. Взаємодіючи між собою, атоми можуть утворювати молекули, що характеризується новою сукупністю властивостей.

Молекула – найдрібніша частинка даної речовини, яка володіє усіма хімічними властивостями цієї речовини.

Хімічний елемент – вид атомів з однаковим зарядом ядра.

Проста речовина – речовина, утворена атомами одного елемента.

Складна речовина або хімічна сполука – речовина, утворена атомами різних елементів.

Атомна одиниця маси (а.о.м.) являє собою 1/12 частину атомної маси атома карбону ¹²С.

Відносна атомна маса елемента (А_r) – маса одного атома елемента, виражена в атомних одиницях маси.

Відносна атомна маса елемента показує у скільки разів маса атома даного елемента більше 1/12 частини маси атома карбону ¹²С.

Відносна молекулярна маса речовини (М_r) – величина, що дорівнює відношенню середньої маси молекули природної речовини до 1/12 частини маси атома карбону ¹²С.

Відносна молекулярна маса речовини чисельно дорівнює сумі відносних атомних мас, що входять до складу молекули даної речовини. Відносна молекулярна маса показує у скільки разів маса молекули даної речовини більше 1/12 частини маси атома карбону ¹²С.

Моль – це кількість речовини, що містить стільки структурних одиниць (молекул, атомів, іонів, електронів, тощо), скільки атомів міститься в 0,012 кг ізотопу карбону ¹²С.

Число частинок у молі будь-якої речовини однакове та становить 6,0210²³ моль^-1. Це число називається сталою Авогадро (N_A).

Молярна маса (М) – маса речовини, взятої у кількості 1 моль. Вона дорівнює відношенню маси речовини (m) до кількості речовини ():

Розмірність молярної маси: кг/моль, г/моль. У загальному випадку молярна маса речовини виражається у г/моль та чисельно дорівнює її відносній молекулярній масі.

Основні закони хімії поділяються на дві катеґорії: це закони стехіометрії (закон збереження маси речовини, закон сталості складу речовин, закон кратних відношень, закон еквівалентів) та газові закони (закон об’ємних відношень Гей-Люсака, закон Бойля – Маріотта, закон Гей-Люсака, закон Авогадро, рівняння Менделєєва-Клапейрона).