Химия: негізгі ұғымдар, анықтамалар, терминдер мен заңдар
Химия, негізгі ұғымдар біз қарастырамыз, – бұл ғылым зерттейді заттар және оларды айналдыру болып жатқан өзгеруіне құрылыстар құрамын және, демек, қасиеттері. Ең алдымен анықтау қажет, бұл білдіреді және мұндай термин ретінде «зат». Туралы айтатын болсақ, онда кең мағынада, ол нысанын білдіреді материяның бар массасы тыныштық. Зат болып табылады кез келген элементарлық бәрі, мысалы, нейтрон. Химия, бұл ұғым пайдаланылады және тар мағынада.
Бастау үшін қысқаша сипаттау негізгі терминдер мен ұғымдар, химия, атом-молекулярлық оқу-жаттығу. Содан кейін, біз түсіндірсек, оларды, сондай-ақ изложим кейбір маңызды заңдар осы ғылым.
Химияның негізгі түсініктері (зат, атом, молекула) таныс біреулер тағы. Төменде қысқаша сипаттама берілді, сондай-ақ басқа да емес, соншалықты айқын терминдер мен құбылыстар.
Атомдар
Ең алдымен барлық заттар, олар оқытылады химия, лестік келген кішкентай бөлшектердің деп аталатын атомдарынан. Нейтрондар бірдей емес болып табылады зерттеу нысаны-осы ғылым. Сондай-ақ, айта кету керек, атомдар біріктірілуі мүмкін бір-бірімен, нәтижесінде қалыптасады химиялық байланыс. Үшін сынған бұл байланысты қажет затрата энергии. Демек, атомдар қалыпты жағдайда бір-бірлеп емес, бар (қоспағанда «асыл газдар»). Олар біріктіріледі бір-бірімен болмағанда жұп.
Үздіксіз жылулық қозғалысы
Үздіксіз жылу қозғалысымен сипатталады барлық бөлшектер, химия зерттейді. Негізгі ұғымдар осы ғылым болмайды деген емес, туралы айтып берді, онда. Үздіксіз қозғалысы орташа кинетикалық энергиясы бөлшектердің пропорционалды температура (алайда атап өту қажет, бұл энергияның жекелеген бөлшектердің әр түрлі). Екин = kT / 2, мұндағы k – тұрақты Больцман. Бұл формула үшін əділ кез келген түрдегі қозғалыс. Өйткені Екин = mV2 / 2, қозғалысы жаппай бөлшектер баяу. Мысалы, егер температура бірдей, оттегінің орташа есеппен жылжиды 4 есе баяу қарағанда, молекуласының көміртек. Бұл, өйткені олардың массасы салыстырғанда 16 есе өсті. Қозғалысы кейде колебательным, үдемелі және вращательным. Колебательное байқалады және сұйық, қатты және газ тәрізді заттар. Ал үдемелі және айналмалы оңай жүзеге асырылады алдында. «Сұйықтықтарда ол қиын, ал қатты заттар – одан да қиын.
Молекулалар
Жалғастырамыз сипаттау негізгі ұғымдар мен анықтамалар химия. Егер атомдар біріктіріледі бір-бірімен құра отырып, шағын тобының (олардың молекулалар деп атайды), мұндай топтар қатысады жылу қозғалысы, сөйлеген сөзінде біртұтас ретінде. 100-ге дейін атомдар қатысады әдеттегі молекулах, ал олардың саны у деп аталатын жоғары молекулалық қосылыстар жетуі мүмкін 105.
Молекулалық емес заттар
Алайда атомдар жиі біріктіріледі үлкен ұжымдар саны мамырдағы 107-ден 1027. Бұл олар іс жүзінде қатыспайды жылу қозғалысы. Аталған бірлестіктің аз ескертеді молекулалар. Олар көп ұқсас кесектерге қатты дене. Заттар бұл атау қабылда-немолекулярными. Бұл жағдайда жылулық қозғалысы жүзеге асырылады ішіндегі кесек, ал ол өзі ұшады, деп молекуласындағы. Бар өтпелі облысы мөлшерлерін, оған қосылады бірлестігінің тұратын атомдар саны 105-тен 107. Деректер бөлшектер болып табылады немесе өте үлкен молекулалар немесе білдіреді кішкентай крупицы ұнтақ.
Иондары
Атап өту қажет, бұл атомдары мен олардың топтары ие болуы мүмкін электрлік зарядпен. Бұл жағдайда олар деп аталады иондарымен осындай ғылым ретінде химия, негізгі ұғымдар біз үйренеміз. Өйткені бір аттас зарядтар әрқашан итеріледі бір-бірінен зат бар айтарлықтай артық сол немесе өзге де заряд болуы мүмкін емес тұрақты. Теріс және оң зарядтар кеңістікте үнемі кезектесіп орналасқан. Ал зат тұтастай алғанда қалады электронейтральным. Ескереміз, бұл зарядтар болып табылатын » электростатике үлкен тұрғысынан химия ничтожны (105-1015 атомдар – 1, е).
Объектілері зерттеу химия
Нақтылау керек, бұл зерттеу объектілерінің химия ретінде құбылыстар, пайда мен атомдар бұзылады, ал тек перегруппировываются, яғни жаңаша қосылады. Бір байланыс разрываются нәтижесінде қалыптасады. Басқаша айтқанда, жаңа заттар пайда болып отыр атомдар, бұрынғы құрамында бастапқы заттар. Егер мен атомдары, және бар, олардың арасындағы байланыс сақталады (мысалы, булану кезінде молекулалық заттар), онда бұл процестер жатады үйрену емес химия, молекулалық физика. Бұл жағдайда атомдар құрылады, немесе бұзылады, бұл заттар туралы зерттеу ядролық немесе атом физикасы. Алайда арасындағы шекара химиялық және физикалық құбылыстарға дұрыс айқындалмаған. Өйткені, бөлу жекелеген ғылым шартты түрде, ал табиғат неделима. Сондықтан химикам өте пайдалы білу физика.
Химияның негізгі түсініктері қысқа болды, біз баяндалған. Енді ұсынамыз толығырақ оларға қарап.
Толығырақ туралы атомах
Атомдар мен молекулалар — бұл-көптеген қанатты химия. Негізгі ұғымдар осы нақты айқындау қажет. Бұл атомдары бар, екі мың жыл бұрын гениально угадано. Содан кейін, қазірдің өзінде 19-шы ғасырда, ғалымдар пайда болды эксперименттік деректер (әлі жанама). Сөз еселі қатынастар Авогадро заңдарында, құрам тұрақтылық (төменде біз осы химияның негізгі түсініктері). Атом жалғастырды зерттеуге 20-ғасырда, қашан пайда болған көптеген қазірдің өзінде тікелей эксперименттік растау. Олар негізделген деректер спектроскопия, рассеянии рентген сәулелері, альфа-бөлшектер, нейтрондар, электрондар және т. б. жұмыста бөлшектердің шамамен 1 Е = 1o-10м. Олардың басым көпшілігі – шамамен 10-27 – 10-25 кг. орталықта бұл бөлшектер орналасқан оң оқталған ядро, оның айналасында движутся электрондар теріс зарядпен. Мөлшері ядро шамамен 10-15 м. яғни, электрондық қабық анықтайды, атомның мөлшері, бірақ бұл ретте оның салмағы іс жүзінде толығымен ядрода шоғырланған. Тағы бір анықтама енгізу керек қарастыра отырып, химияның негізгі түсініктері. Химиялық элемент — бұл түрі атомдар, ядро заряды, олардың әртүрлі.
Жиі кездеседі анықтау атомы ретінде мельчайшей бөлшектер заттың химиялық бөлінбейтін. Қалай «химиялық»? Ретінде біз қазірдің өзінде атап өтті, бөлу құбылыстардың физикалық және химиялық шартты түрде. Ал болуын атомдар сөзсіз. Сондықтан химия жақсы анықтау және олар арқылы емес, керісінше, атомдар арқылы химия.
Химиялық байланыс
Бұл арқасында атомдар удерживаются. Ол мүмкіндік бермейді разлететься әсерінен жылулық қозғалыс. Айта кетейік негізгі сипаттамалары байланыстар — бұл межъядерное қашықтық және энергия. Бұл сондай-ақ, негізгі ұғымдар, химия. Ұзындығы байланысты анықталады эксперименттік жеткілікті жоғары дәлдікпен. Энергия – да, бірақ әрдайым емес. Мысалы, мүмкін емес объективті анықтауға қандай, ол қатысты жеке байланыс молекуласындағы күрделі. Алайда, энергия атомизации заттар үшін қажетті алшақтықты қолда бар барлық байланыстарды айқындайды. Біле ұзындығына байланысты анықтауға болады, қандай атомдар байланысты болып табылады (олардың қысқа қашықтық), ал қандай – жоқ (ұзын қашықтық).
Үйлестіру саны мен үйлестіру
Негізгі ұғымдар аналитикалық химия қамтиды және осы екі терминнің. Олар нені білдіреді? Талдап көрейікші.
Үйлестіру саны саны болып табылады жақын көршілерінің осы нақты атомы. Басқа сөздермен айтқанда, бұл сан сол, кім ол байланысты химиялық. Үйлестіру білдіреді өзара орналасуы, түрі мен саны көршілерінің. Басқа сөзбен айтқанда бұл ұғым аса мазмұнды. Мысалы, үйлестіру саны азот, свойственное молекулам аммиак және азот қышқылы, бірдей – 3. Алайда, үйлестіру, әртүрлі – неплоская және тегіс. Ол анықталады қарамастан табиғат туралы түсініктер, ал тотығу дәрежесі және валентность ұғымдар, шартты құрылған үшін алдын-ала болжау үйлестіруді және құрамы.
Анықтау молекулалар
Біз негізінен осы түсініктерді қарастыра отырып, химияның негізгі түсініктері мен заңдары қысқа. Енді тоқталайық оған егжей-тегжейлі. Оқулықтарда жиі кездеседі анықтау молекулалар ретінде ең төменгі бейтарап бөлшектер зат, антибактериалды, оның химиялық қасиеттері, сондай-ақ қабілетті болды өз бетінше. Атап өту қажет, бұл анықтау қазіргі таңда ескірген. Біріншіден, ол физика және химиктер деп молекула, қасиеттері заттар сақтайды. Су диссоциирует, бірақ бұл үшін қажет кем дегенде 2 молекулалар. Дәрежесі диссоциации су – бұл 10-7. Басқа сөздермен айтқанда, бұл процеске ұшырауы мүмкін ғана бір молекуласы 10 млн. Егер сізде бір молекуласы, немесе тіпті жүз, сіз ұсыну туралы оның диссоциации. Бұл жылу эффектісі реакция химия, әдетте, мыналарды қамтиды энергия арасындағы өзара іс-қимыл молекулалар. Сондықтан олардың болмайды табу. Химиялық және физикалық қасиеттері молекуласының заттар анықтауға болады тек үлкен ұжымына молекулалардың. Сонымен бірге, заттар, қабілетті өз бетінше өмір сүре «ең аз» бәрі де неопределенно жоғары және өте ерекшеленеді әдеттегі молекулалардың. Молекуласы нақты тобын білдіреді атомдар, электрлік емес заряженную. Жеке жағдайда бұл мүмкін бір атом, мысалы, Ne. Бұл топ болуы тиіс қабілетті қатысуға диффузия, сондай-ақ басқа да түрлерінде жылулық қозғалысының сөйлеген сөзінде біртұтас ретінде.
Өздеріңіз көріп отырғандай, емес оңай химияның негізгі түсініктері. Молекуласы — бұл мұқият зерттеу қажет. Ол бар өз өз қасиеттері, сондай-ақ молекулалық массасы. Соңғы біз қазір боламыз.
Молекулалық массасы
Қалай анықтау молекулалық массасы тәжірибесіне? Бір тәсілі – негізделе отырып, заңда Авогадро бойынша салыстырмалы тығыздығы бу. Ең дәл әдісі болып табылады масс-спектрометриялық. Электрон выбивают келген молекулалар. Алынған нәтижесінде ион алдымен разгоняют электр өрісінде, содан кейін қабылдамайды оның магнитті арқылы. Қатынасы зарядтың массасына нақты шама ауытқу. Бар сондай-ақ, негізделген әдістер, қасиеттері, оларға ие ерітінділер. Алайда молекулалар барлық осы жағдайларда міндетті түрде болуы тиіс қозғалысы – ерітіндіде, вакуумда, газда. Егер олар движутся мүмкін емес объективті есептеу, олардың массасы. Иә, өзі олардың болуы бұл жағдайда табу қиын.
Ерекшеліктері немолекулярных заттар
Туралы айта келе, олардың айтуынша, олар тұрады, атомдардың, молекулалардың. Алайда, бұл әділ және қатысты мейірімді газдар. Деректер атомдар движутся еркін, демек, жақсы деп санауға олардың одноатомными молекулалар. Алайда, бұл ең бастысы. Ең бастысы, бұл немолекулярных заттар бар өте көп атомдар байланысты біріктіру. Айта кетерлік жайт, бөлу барлық заттардың молекулалық және молекулалық жеткіліксіз болып табылады. Бөлу бойынша байланысының аса мазмұнды. Қарастырайық, мысалы, айырмашылық қасиеттері графит және алмаз. Екеуі де олар көміртегімен, алайда, бірінші – жұмсақ, ал екіншісі – қатты. Бұл олар бір-бірінен ерекшеленеді? Айырмашылығы ретінде бір рет, оларды байланыстыру. Егер қарастыру құрылымын графит, біз көреміз, бұл берік байланыс бар тек екі өлшемде. Ал үшінші, өте маңызды межатомные қашықтық, демек, жоқ, берік байланыс. Графит оңай және раскалывается осы топтарына.
Байланысын, құрылымын
Әйтпесе, оны деп атайды кеңістіктік зерделегенде. Ол ұсынады саны өлшем кеңістік, мінездемесі деп оның непрерывна (дерлік шексіз) жүйесі бақылау бекеттері (берік байланыстар). Маңызы бар қала, ол қабылдай алады, — 0, 1, 2 және 3. Демек, ажырату қажет трехмерно-байланыстырғыш, қабатты, тізбекті және аралдағы (молекулалық) құрылымы.
Құрам тұрақтылық заңы
Біз зерттедік химияның негізгі түсініктері. Зат болды қысқаша қаралды біз. Енді айтамыз туралы заңда жатады ол. Әдетте оның формулируют мынадай: кез-келген жеке зат (яғни, таза), қарамастан, қандай тәсілмен, ол алынды, бар бірдей сандық және сапалық құрамы. Бірақ бұл түсінік «таза зат»? Талдап көрейікші.
Екі мың жыл бұрын құрылысы заттар болмайды әлі зерттеп, тікелей әдістермен жағдайларда, тіпті жоқ болған негізгі химиялық ұғымдар мен заңдар химия, үйреншікті бізге, оның жолдарын қарастырып сипаттау. Мысалы, су – сұйық, ол негізін құрайды теңіздер мен өзендер. Жоқ иісі, түсі, дәмі. Ол жерден температурасын, қату және балқу, одан синеет мыс сульфаты бар. Тұзды теңіз суы болып табылады, өйткені ол таза. Алайда тұздары болады бөліп көмегімен айдау. Шамамен осылай, описательным әдіспен анықталды негізгі химиялық ұғымдар мен заңдар химия.
Ғалымдар үшін уақыт болды неочевидно, бұл сұйықтық бөлінген, әр түрлі тәсілдермен (өртеу сутегі, обезвоживанием купоросын, айырумен теңіз су), бар біркелкі құрамы. Үлкен ашылуымен ғылымда болды дәлел ретінде фактісі. Түсінікті болды, бұл қатынасы оттегі және сутегі алмайды бірқалыпты өзгеруі. Бұл элементтер тұрады атомдар – бөлінбейтін сыбаға. Осылайша алынған формулалар заттар, сондай-ақ негізделген ұсыну ғалымдар туралы молекулах.
Біздің уақытта кез келген зат анық немесе неявно айқындайды, ең алдымен, формулаға, ал балқу температурасы, дәмі немесе түспен. Су — Н2О. Егер отырса, басқа да молекулалар, ол емес болып табылады таза. Демек, таза молекулалық зат білдіреді, ол салынуы молекулалардың тек бір ғана түрі.
Алайда, келіспеген жағдайда электролиттер? Өйткені, олардың құрамында бар иондары ғана емес, молекулалар. Қажет неғұрлым қатаң анықтамасы. Таза молекулалық зат білдіреді, ол салынуы молекулалардың бір түрі, сондай-ақ, мүмкін өнімдер, олардың обратимого жылдам айналдыру (изомерлеу, қауымдастық, диссоциации). Деген сөз «жедел» бұл тұрғыда білдіреді осы өнімдерді біз құтылу, олар бірден пайда болады. Деген сөз «обратимого» екенін көрсетеді айналдыру аяғына дейін жеткізілген жоқ. Егер жеткізіледі, онда жақсы айтатын болсақ, ол тұрақсыз. Бұл жағдайда, ол емес болып табылады таза зат.