Kemi: grundlæggende begreber, definitioner, vilkår og love

Kemi, grundbegreber, som vi mener - er den videnskab, som studerer stofferne og deres transformationer forekommer med ændringen i struktur og sammensætning, og dermed De egenskaber. Først skal du definere, hvad der menes med et udtryk som "stof". Hvis vi taler om det i bred forstand, det er en form for stof, der har en hvile masse. Stof er ethvert elementær partikel, f.eks neutron. I kemi er udtrykket anvendes i en snæver forstand.

Til at begynde med en kort beskrivelse af de vigtigste termer og begreber for kemi, atomar-molekylær teori. Efter at vi forklarer dem, såvel som til stede nogle vigtige love i denne videnskab.

Grundlæggende begreber kemi (stof, atomer, molekyler) er kendt af os alle fra skole. Nedenfor er en kort beskrivelse af dem, samt andre, mindre oplagte vilkår og fænomener.

atomer

Først og fremmest alle stoffer, der studeres i kemi, der består af små partikler, kaldet atomer. Neutroner er ikke det samme objekt for undersøgelse af denne videnskab. Det skal også siges, at atomerne kan forene sig med hinanden, hvorved der dannes kemiske bindinger. For at bryde denne forbindelse nødvendige udgifter til energi. Derfor behøver atomerne i de normale betingelser ikke eksistere individuelt (undtagen "ædelgas"). De er forbundet med hinanden i det mindste parvis.

Vedvarende termisk bevægelse

Vedvarende termisk bevægelse af partiklerne er kendetegnet ved alle at studere kemi. De grundlæggende begreber i denne videnskab kan ikke forklare, ikke tale om det. Med kontinuerlig bevægelse gennemsnitlige kinetiske energi er proportional med temperaturen af partiklen (selv om det skal bemærkes, at energien ved forskellige adskilte partikler). Ekin = kT / 2, hvor k - er Boltzmanns konstant. Denne formel er gyldig for enhver form for bevægelse. Siden Tkin = mV ^2/2, bevægelsen af massive partikler langsommere. For eksempel, hvis temperaturen er den samme, oxygenmolekyle i gennemsnit flytte til 4 gange langsommere end carbonmolekyler. Dette skyldes, at deres masse er mere end 16 gange. Bevægelsen er oscillerende, translationel og roterende. Svingende observeret i flydende og faste, og gasformige stoffer. Men det translationelle og roterende lettest udføres i gassen. I væsker, er det sværere, og i faste stoffer - endnu vanskeligere.

molekyler

Vi fortsætter med at beskrive de grundlæggende begreber og definitioner af kemi. Hvis atomerne er kombineret med hinanden og danner en lille gruppe (kaldet molekyler), er sådanne grupper involveret i den termiske bevægelse, som en enhed. Op til 100 atomer til stede i typiske molekyler og deres antal er de såkaldte højmolekylære forbindelser kan være op til 105.

ikke-molekylære stoffer

Imidlertid atomer ofte kombineret i et stort antal bånd fra 107 til 1027. I denne form de er praktisk taget ikke længere deltage i den termiske bevægelse. Disse foreninger har megen lighed til molekylet. De er mere som stykker af et fast stof. Disse stoffer kaldes ikke-molekylær. I dette tilfælde er den termiske bevægelse udføres i stykket, og han kunne flyve lignende molekyle. Der er et overgangsområde og størrelser, som omfatter sammenslutninger sammensat af atomer i en mængde på fra 105 til 107. Disse partikler er enten meget store molekyler eller små korn af pulver.

ioner

Det skal bemærkes, at atomer og grupper kan besidde en elektrisk ladning. I dette tilfælde de kaldes ioner i denne videnskab, ligesom kemi, grundlæggende begreber, som vi studerer. Eftersom ens ladninger altid frastøder hinanden, kan et stof, der er til stede et væsentligt overskud af den ene eller anden af ladningerne ikke være stabil. De negative og positive ladninger er altid skiftevis i rummet. Men generelt, stoffet er elektrisk neutralt. Bemærk, at de afgifter, der anses store i elektrostatiske, fra synspunktet om kemien er ubetydelig (ved 105-1015 atomer - 1e).

Objekter af undersøgelsen i kemi

Det er nødvendigt at præcisere, at objekter af studiet i kemi går ind til de fænomener, som ikke opstår, og ikke nedbryde atomerne, men kun omarrangere, der er forbundet på en ny måde. Nogle bindinger brydes, andre er dannet som et resultat. Med andre ord, de nye stoffer fremgår af atomerne i det tidligere i sammensætningen af udgangsmaterialerne. Hvis atomerne, og de eksisterende forbindelser mellem dem er lagret (fx fordampning af molekylære forbindelser), disse processer vedrører studiet af længere Chemistry and Molecular Physics. I det tilfælde hvor atomerne dannes eller brydes, er det en undersøgelse af emnet nukleare eller atomfysik. Men grænsen mellem den kemiske og fysiske fænomener sløret. Efter opdelingen af videnskaben i separate betinget, mens naturen udelelig. Derfor kemikere meget nyttig viden om fysik.

Grundlæggende begreber for kemi var vi kort skitseret. Nu kan vi tilbyde dig mere til at overveje dem.

Læs mere om atomer

Atomer og molekyler - er noget, som mange mennesker forbinder kemi. Grundlæggende begreber, disse skal være klart defineret. Det faktum, at der findes atomer, to tusinde år siden, var det en genistreg at gætte. Så, i det 19. århundrede, videnskabsmænd var eksperimentelle data (endnu indirekte). Vi taler om flere relationer Avogadro- sammensætning konstans love (under vi ser på disse grundlæggende begreber i kemi). Atom fortsætte med at undersøge i det 20. århundrede, da der var allerede en masse direkte eksperimentelle bevismateriale. De var baseret på spektroskopi, for spredning af røntgenstråler, alfapartikler, neutroner, elektroner, etc. Størrelsen af disse partikler er omkring 1 E = 1 ° ^-10 m Vægt af - .. Ca. 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. I centrum af partiklerne er positivt ladet kerne omkring hvilken elektroner flytte til den negative ladning. Kernestørrelse er omkring 10 til ¹⁵ m. Det viser sig, bestemmer størrelsen af den elektron skallen af atomet, men i dette tilfælde dens vægt er næsten fuldstændig koncentreret i kernen. Der bør indføres en anden definition, overvejer de grundlæggende begreber i kemi. Grundstof - en type af atomer, ladning af kernen er identisk.

Den forekommer ofte bestemmelse atom som et minut partikel substans kemisk udelelige. Sådan at forstå "kemisk"? Som vi har bemærket, at opdelingen af fænomener i den fysiske og kemiske prøvetid. Men selvfølgelig eksistensen af atomer. Derfor, for at bestemme den bedste kemi gennem dem, og ikke omvendt, atomerne gennem kemi.

kemisk binding

Dette er så, at atomerne holdes sammen. Det ikke giver dem mulighed for at flyve fra hinanden under indflydelse af termisk bevægelse. Her er de vigtigste karakteristika af obligationer - er internuclear afstand og energi. Dette er også de grundlæggende begreber i kemi. Bindingen længde bestemmes eksperimentelt med en tilstrækkelig høj nøjagtighed. Energi - også, men ikke altid. For eksempel er det umuligt objektivt at bestemme, hvad det er i forhold til en særskilt meddelelse i et komplekst molekyle. Imidlertid er energien af forstøvning af stoffet der kræves for at bryde alle eksisterende forbindelser altid bestemmes. At kende længden af forbindelsen, kan du bestemme, hvilke atomer er forbundet (de har en kort afstand), og hvad - ingen (længere afstand).

Koordineringen nummer og koordination

Grundlæggende begreber analytisk kemi inkludere disse to begreber. Hvad betyder de? Lad os se det i øjnene.

Koordineringen nummer er antallet af nærmeste naboer til den pågældende atom. Med andre ord er antallet af dem, med hvem han er beslægtet kemisk. Koordinering er en indbyrdes placering, type og antal naboer. Med andre ord, dette koncept er mere meningsfuld. For eksempel koordinationstal på nitrogenmolekyler karakteristiske for ammoniak og salpetersyre, samme - 3. De har imidlertid forskellig koordination - er ikke-plan og flad. Det bestemmes uanset arten af forbindelsen mellem repræsentationer, hvorimod oxidationstrin og valens - begrebet betingede, som er skabt for at fremme at forudsige koordinering og sammensætning.

Bestemmelse af molekyle

Vi har allerede været inde på dette koncept, overvejer de grundlæggende begreber og love kemi kortvarigt. Nu dvæle ved det nærmere. I lærebøger hyppige bestemmelse af molekylet som lavere neutrale stofpartikler, som har sine kemiske egenskaber, og kan eksistere uafhængigt. Det skal bemærkes, at denne definition er i øjeblikket ude af dato. For det første det faktum, at alle de fysikere og kemikere henvise til et molekyle, stoffets egenskaber bliver ikke gemt. Vand dissocierer, men det kræver mindst 2 molekyler. Graden af dissociation af vand - er 10 ^-7. Med andre ord kan denne proces være genstand for kun ét molekyle på 10 mio. Hvis du har et enkelt molekyle, eller er der endda en hundrede, kan du ikke få en idé om dens dissociation. Den omstændighed, at de termiske virkninger af kemiske reaktioner inkluderer generelt interaktionen energi mellem molekyler. Derfor kan de ikke findes på en af dem. Og kemiske og fysiske egenskaber af molekylære substanser kan kun bestemmes ved en stor gruppe af molekyler. Derudover er der agenter, som er i stand til at eksistere på egen hånd, "den mindste" partikel uendeligt store og meget forskellig fra konventionelle molekyler. Molekylet er hovedsagelig en gruppe af atomer er ikke elektrisk ladet. I det særlige tilfælde, kan det være et atom, for eksempel, Ne. Denne gruppe skal være i stand til at deltage i diffusion, såvel som i andre typer af termisk bevægelse, som en enhed.

Som du kan se, er ikke så enkle grundlæggende begreber i kemi. Molekylet - er noget, der bør overvejes nøje. Det har sine egne egenskaber og molekylvægt. Om sidstnævnte, vi nu diskuterer.

molekylmasse

Hvordan til at bestemme molekylvægten af den oplevelse? En måde - baseret på Avogadros lov, den relative massefylde af damp. Den mest nøjagtige metode er massespektrometri. Electron slået ud af molekylet. Den resulterende ion først dispergeret i et elektrisk felt og derefter afbøjes af dens magnetiske sti. Ladning og masse-forholdet er bestemt af størrelsen af afvigelsen. Der er også metoder baseret på de ejendomme, der har løsninger. Men molekylet i alle disse tilfælde må nødvendigvis være i bevægelse - i opløsningen i vakuum til en gas. Hvis de ikke bevæger sig, er det umuligt at objektivt beregne deres vægt. Og selve deres eksistens i dette tilfælde er det svært at opdage.

Funktioner af ikke-molekylære stoffer

At tale om dem siger, at de er sammensat af atomer, ikke molekyler. Men det samme gælder med hensyn til de ædle gasser. Disse atomer bevæge sig frit, således bedre antage deres monovalente molekyler. Men det er ikke vigtigt. Det er vigtigt, at ikke-molekylære stoffer, der er en masse af atomer, som er bundet sammen. Det skal bemærkes, at opdelingen af alle stoffer på det molekylære og ikke-molekylær utilstrækkelig. Opdelingen af forbindelsen mere meningsfuld. Overvej for eksempel forskellen i egenskaberne af grafit og diamant. Begge er carbon, men den første - blød, og den anden - et fast stof. Hvordan adskiller de sig fra hinanden? Forskellen er bare i deres konnektivitet. Hvis vi ser på strukturen af grafit, kan vi se, at der findes stærke relationer kun i to dimensioner. Men i tredje meget betydelige interatomiske afstande, derfor er der et stærkt bånd. Grafit er let at glide og splitte ad disse lag.

tilslutningsmuligheder struktur

Ellers kaldes det en rumlig dimension. Den repræsenterer antallet af dimensioner af rummet, kendetegnet ved, at de konstante (næsten uendelig) skelet-system (stærke forbindelser). Værdierne, at det kan tage, - 0, 1, 2 og 3. Det er derfor nødvendigt at skelne den tredimensionalt forbundet, laminater, og ø-kæden (molekylær) struktur.

Lov af bestemte proportioner

Vi har allerede lært de grundlæggende begreber i kemi. Materialet blev kortvarigt behandlet af os. Nu fortælle om loven, der gælder for det. Normalt er det er formuleret som følger: enhver enkelt komponent (dvs. ren), uanset den måde, hvorpå den blev opnået, har samme kvalitative og kvantitative sammensætning. Men hvad betyder begrebet "rene stof"? Lad os se det i øjnene.

To tusinde år siden, da strukturen af stofferne ikke kan være mere direkte metoder til at studere, når der ikke var endda grundlæggende kemiske begreber og love kemi, velkendte for os, blev det fastslået, deskriptivt. For eksempel er vand - er en væske, som udgør grundlaget for have og floder. Det har ingen lugt, farve, smag. Det har sådan en smelte- og frysepunkt, fra det blå kobbersulfat. Saltvand er fordi det ikke er ren. Imidlertid kan salte adskilles ved destillation. Som denne, den beskrivende metode, bestemmes de grundlæggende kemiske begreber og love kemi.

For videnskabsfolk på tidspunktet var det ikke klart, at væsken, som er fremhævet på forskellige måder (ved afbrænding hydrogensulfat dehydrering, havvand destillation), har den samme sammensætning. Store opdagelse i videnskaben var bevis på dette faktum. Det blev klart, at forholdet mellem oxygen og hydrogen ikke kan ændres jævnt. Dette betyder, at elementerne består af atomer - udelelige portioner. Således forbindelser med formlen blev fremstillet, og også underbygget forskere repræsentation af molekyler.

Dag ethvert stof eksplicit eller implicit bestemmes primært hævder snarere end smeltning, smag eller farve. Vand - _H2O Hvis der er andre molekyler, vil det ikke længere være rene. Følgelig rent, molekylært stof er et, der er sammensat af kun én slags molekyler.

Men i dette tilfælde, være med elektrolytter? Efter alt, de omfatter ioner er til stede, ikke kun molekyler. Vi skal være mere stram definition. Rent, molekylært stof er et, der er sammensat af molekyler af en type, og muligvis også reversible produkter af deres hurtige omdannelse (isomeriserings- unioner, dissociation). Ordet "hurtig" i denne sammenhæng betyder, at produkter, kan vi ikke slippe af med, de straks igen. Ordet "reversible" angiver, at konverteringen ikke er bragt til ophør. Hvis anmeldes, så er det bedre at sige, at det er ustabilt. I dette tilfælde er det ikke et rent stof.

Loven om bevarelse af masse af stof

Denne lov har siden oldtiden været kendt i metaforisk formular. Det erklærede, at sagen ikke kan oprettes og uforgængelige. Så kom den kvantitative formulering. Ifølge denne, vægten (og slutningen af det 17. århundrede - vægt) er et mål for mængden af stoffet.

Loven i den sædvanlige form, blev åbnet i 1748 Lomonosov. I 1789, det tilføjede Lavoisier, en fransk videnskabsmand. Moderne sin formulering er som følger: massen af stofferne indgå kemisk reaktion er lig med massen af stoffer, der fører fra det.

Avogadros lov, loven om volumetriske relationer gasser

Den sidste blev formuleret i 1808 af JL Gay-Lussac, fransk videnskabsmand. I øjeblikket denne lov kaldes loven i Gay-Lussac. Ifølge det, mængden af reaktive gasser til hinanden samt til omfanget af de resulterende gasformige produkter som helhed mindre mængder.

Mønster, som fandt, Gay-Lussac, forklarer loven, som blev åbnet lidt senere, i 1811, Amedeo Avogadro, en italiensk videnskabsmand. Det anføres, at under ens betingelser (tryk og temperatur) i gasserne har samme volumen, det samme antal molekyler tilstedeværende.

To vigtige konsekvenser følger af lovgivningen i Avogadro. Den første ligger i det faktum, at under identiske betingelser, et mol helst gas indtager ens volumen. Forskydning af enten under normale betingelser (som er temperaturen 0 ° C og 101,325 kPa) var 22,4 liter. Den anden konsekvens af denne lov på følgende måde: vægtforholdet mellem de gasser, der har det samme beløb på lige vilkår, der er lig med forholdet mellem deres molmasse.

Der er en anden lov, som helt sikkert brug for at blive nævnt. Vi vil fortælle dig om det kort.

Periodisk lov og bord

D. I. Mendelejev, baseret på de kemiske egenskaber af elementer og de atomare og molekylære videnskabsmænd, der opdagede denne lov. Denne begivenhed fandt sted 1 marts 1869 Periodisk lov er en af de vigtigste i naturen. Det kan angives som følger: egenskaber af elementer dannet af komplekse og simple stoffer og har en periodisk afhængighed af ladninger af kerner af atomer.

Det periodiske system, som blev skabt af Mendeleev, består af syv perioder og otte grupper. Grupper kaldte sine lodrette søjler. Elementer inden for hver af dem har lignende fysiske og kemiske egenskaber. Gruppen på sin side er opdelt i undergrupper (hoved- og side).

De vandrette rækker i tabellen refererer til de perioder. Elementer, der er i dem, er forskellige indbyrdes, men de har det til fælles - det faktum, at deres seneste elektroner på samme energiniveau. I den første periode er kun to elementer. H er hydrogen og helium He. De otte elementer er i den anden periode. I den fjerde af deres allerede 18. Mendelejev udpeget denne periode som den første store. I femte og 18 elementer, dens struktur ligner den fjerde. Som en del af den sjette - 32 elementer. Den syvende er ikke færdig. Denne periode begynder med French (Fr). Vi kan antage, at den vil indeholde 32 elementer, samt sjette. Men indtil videre kun 24 fundet.

regel otketa

I henhold til reglen otketa alle elementer har en tendens til at erhverve en elektron eller miste det for at have en 8-elektron konfiguration af ædelgassen tættest på dem. Ionisering energi - er den mængde energi, der kræves for at adskille elektronen fra atomet. Otketa reglen hedder, at når man bevæger sig fra venstre mod højre på det periodiske system, du har brug for mere energi til at fjerne en elektron. Derfor elementer, der er på venstre side, søger at sikre, at miste en elektron. Tværtimod dem, der ligger på højre side, ivrige efter at købe det.

Love og de grundlæggende begreber i kemi, vi kort skitseret. Selvfølgelig er dette kun generel information. I en artikel er det umuligt at tale om en så alvorlig videnskab i detaljer. Grundlæggende begreber og love kemi som skitseret i denne artikel - er et udgangspunkt for yderligere undersøgelse. Efter alt, i denne videnskab er der mange sektioner. Der er for eksempel, organisk og uorganisk kemi. Grundlæggende begreber i hver af de afsnit i denne videnskab kan studeres i lang tid. Men de, der er beskrevet ovenfor, henvises til generelle spørgsmål. Derfor kan vi sige, at det er de grundlæggende begreber i organisk kemi, samt uorganisk.