Химия - Основные понятия

Основные понятия

Химия

Основные понятия химии

Химия – часть естествознания, изучающая состав, строение и химические свойства веществ, их превращения, сопровождающиеся изменением состава и структуры.

Атом – наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул и сохраняющая химические свойства данного элемента.

Химический элемент – это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер.

Изотопы – атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра (числом протонов), но разным числом нейтронов в ядре.

Молекула – мельчайшая частица вещества, способная к самостоятельному существованию и обладающая всеми его химическими свойствами.
H2O, HCl, NH3

Простое вещество – вещество, в состав которого входят атомы одного и того же химического элемента.
Аллотропия – способность атомов одного элемента образовывать одно или несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам.
Сложное вещество – вещество, состоящее из атомов нескольких элементов. (CaO, HCl, Na2SO4 ).

Графическая формула вещества – указывает последовательность расположения атомов в молекуле.
Структурная формула – отражает взаимное расположение атомов, угол и длину связи.

Валентность (valentia - сила) – способность атома данного элемента присоединять к себе определённое число атомов других элементов.
Валентность:

стехиометрическая
структурная
электронная.

Стехиометрическая валентность – показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента соединяется атом данного элемента.
Например: I I I II III I IV I HCl, H2O, NН3 , CH4 .
Структурная (координационная) валентность – число атомов, связанных с данным атомом.

Электронная валентность – число химических связей, образуемых данным атомом. SO2 Встех(S)=IV, Встр(S)=2, Вэл =4

Моль (n) – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и др.) данного вещества, сколько их содержится в 12 г изотопа углерода 12^С. [моль]
Число Авогадро (NА ) – 6,02·10^23 моль^-1 (количество атомов в 12 г 12^С)

Эквивалент – это реальная или условная частица, которая соответствует одному присоединенному или замещенному атому или иону водорода в кислотно-основных реакциях, или равноценна одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Ээлемента = 1/В, где В – валентность элемента в соединении.

Фактор эквивалентности (fэ ) - доля частицы, составляющая эквивалент; f  1 и может быть равным 1, 1/2, 1/3 и т.д.
Молярная масса эквивалентов (Мэк) - масса 1 моль эквивалентов, выраженная в граммах, (г/моль).

Молярная масса эквивалентов элемента:

В - стехиометрическая валентность,
А - атомная масса элемента,
Z - заряд или степень окисления.

Например: Мэк(S) в соединении K2SO4

ПРИМЕРЫ

Эквивалентная масса вещества в ОВР:

М – молярная масса окислителя или восстановителя, n(e) - число электронов принимаемых или отдаваемых одним моль вещества.

Основные законы химии

Различают:
1. фундаментальные законы,
2. стехиометрические законы.
Фундаментальные законы:

закон сохранения массы,
закон сохранения энергии,
закон сохранения заряда,
периодический закон.

Закон эквивалентов (И.В. Рихтер, 1792 г.) Массы (объемы) веществ, реагирующих без остатка, пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

1, 2 – любые два вещества из уравнения хим. реакции

Закон постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1808 г.) Любое химически чистое соединение, не зависимо от способа его получения, имеет один и тот же постоянный состав.

Получение аммиака

N2 + 3H2 = 2NH3
NH4Cl = NH3 + HCl
NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O

Закон удельных теплоемкостей (Дюлонг - Пти, 1819 г.)

Произведение удельной теплоёмкости (суд. ) простого вещества в твёрдом состоянии на его атомную массу (Аr) является величиной приблизительно постоянной и равной 26 Дж/К·моль.

Суд. ·Аr ≈ 26 Дж/К·моль

Закон Бойля-Мариотта Для данной массы идеального газа при постоянной температуре произведение объема газа на соответствующее ему давление есть величина постоянная:

Закон Гей-Люссака и Шарля

Для данной массы идеального газа при постоянном давлении отношение объема идеального газа к его абсолютной температуре есть величина постоянная. Для данной массы идеального газа при постоянном давлении отношение объема идеального газа к его абсолютной температуре есть величина постоянная.