Kemio: bazaj konceptoj, difinoj, terminoj kaj leĝoj

Kemio, bazaj konceptoj, kiujn oni konsideras - estas la scienco kiu studas la substancoj kaj iliaj transformoj okazantaj kun la ŝanĝo en strukturo kaj kunmetaĵo, kaj de ĉi tie la ecoj. Unue, vi devas difini kion signifas termino kiel "substanco". Se ni parolas pri ĝi en larĝa senco, tio estas formo de materio kiu havas ripozon maso. Substanco estas ajna elementa partiklo, ekzemple, la neŭtrono. En kemio, la termino estas uzata en pli mallarĝa senco.

Por komenci mallonga priskribo de la ĉefaj terminoj kaj konceptoj de la kemio, atoma-molekula teorio. Poste, ni klarigos al ili, kaj ankaŭ ĉeestis iuj gravaj leĝoj de ĉi tiu scienco.

Bazaj konceptoj de kemio (afero, atomoj, molekuloj) estas konata al ni ĉiuj de la lernejo. Malsupre estas mallonga priskribo de ili, tiel kiel aliaj, malpli evidentaj terminoj kaj fenomenoj.

atomoj

Unue, ĉiuj substancoj kiuj studis en kemio, kunmetita de malgrandaj partikloj, nomitaj atomoj. Neŭtronoj estas ne la sama celo de studo de ĉi tiu scienco. Ĝi devus ankaŭ diri, ke la atomoj ne povas unuigi kun la alia, tiel formante kemiaj ligoj. Por rompi tiun ligon, necesaj elspezoj de energio. Sekve, la atomoj en la normalaj kondiĉoj ne ekzistas individue (krom "nobla gaso"). Ili estas konektita kun la alia almenaŭ en paroj.

Kontinua termika movado

Kontinua termika moviĝo de la partikloj estas karakterizita de ĉio, kion studi kemion. La bazaj konceptoj de ĉi tiu scienco ne povas klarigi, ne parolu pri ĝi. Kun kontinua movado mezumo kineta energio estas proporcia al la temperaturo de la partiklo (kvankam ni notu, ke la energio en diversaj individuaj partikloj). Ekin = kT / 2, kie k - estas la konstanto de Boltzmann. Tiu formulo estas valida por iu ajn tipo de movado. Ekde Tkin = mV ^2/2, la moviĝo de amasaj eroj malpli rapide. Ekzemple, se la temperaturo estas la sama, la oksigeno molekulo mezume movo al 4 fojoj pli malrapida ol karbono molekuloj. Tiu estas ĉar ilia maso estas pli ol 16 fojojn. La movado estas oscilante, translational kaj rotacia. Oscilante observita en likva kaj solida, kaj gasa substancoj. Sed la traduka kaj turna plej facile efektivigita en la gaso. En likvaĵoj, ĝi estas pli malfacila, kaj en solidoj - eĉ pli malfacila.

molekuloj

Ni daŭrigas priskribi la bazaj konceptoj kaj difinoj de kemio. Se la atomoj estas kombinitaj kun la alia, formante malgranda grupo (nomitaj molekuloj), tiaj grupoj estas implikitaj en la termika moviĝo, agante kiel unuo. Ĝis 100 atomoj ĉeestas en tipa molekuloj, kaj ilia nombro estas la tiel nomata alta molekula kunmetaĵoj povas esti ĝis 105.

ne-molekula substancoj

Tamen, atomoj estas ofte kombinitaj en grandega kvanto de bandoj de 107 al 1027. En ĉi tiu formo ili estas preskaŭ ne plu partopreni la termika moviĝo. Ĉi tiuj asocioj havas malmultan similecon al la molekulo. Ili estas pli kiel pecoj de solida. Tiuj substancoj nomiĝas ne-molekula. En ĉi tiu kazo, la termika moviĝo efektivigas ene de la peco, kaj li povas flugi kiel molekulo. Estas transiro regiono kaj grandecoj, kiu inkluzivas asocioj konsistas el atomoj en kvanto de de 105 al 107. Ĉi tiuj eroj estas aŭ tre granda molekuloj aŭ estas malgrandaj aknoj de polvo.

jonoj

Ni notu, ke atomoj kaj grupoj povas posedi elektra ŝargo. En ĉi tiu kazo ili estas nomataj jonoj en tiu scienco, kiel la kemio, bazaj konceptoj de kiu ni studas. Ekde kiel akuzojn ĉiam forpuŝi unu la alian, substanco kiu ĉeestas substanca eksceso de unu aŭ alia el la akuzojn eble ne estas stabila. La negativa kaj pozitivaj ŝarĝoj estas ĉiam alternaj en la spaco. Sed ĝenerale, la substanco estas elektre neŭtrala. Notu ke la akuzojn kiuj estas konsideritaj grandaj en elektrostatiko, de la vidpunkto de la kemio estas malatentebla (ĉe 105-1015 atomoj - 1e).

Celoj de studo en kemio

Estas necese klarigi kiu la celoj de studo en kemio rekomendas la fenomenoj, kiuj ne ekesti, kaj ne rompu la atomoj, sed nur reordigi, tio estas konektita en nova maniero. Kelkaj ligoj estas rompita, aliaj estas formita kiel rezulto. Alivorte, la nova substancoj aperas de la atomoj de la antaŭa en la komponado de la startanta materialoj. Se la atomoj kaj la ekzistantajn ligojn inter ili estas konservataj (ekz, la evaporación de molekula komponaĵoj), ĉi tiuj procezoj rilatas al la studo de pli longa Kemio kaj Molecular Physics. En la kazo kie la atomoj estas formitaj aŭ rompita, ĝi estas studo de la temo de nuklea aŭ atoma fiziko. Tamen la limo inter la kemiaj kaj fizikaj fenomenoj neklara. Post la divido de scienco en apartaj kondicionalo, dum la naturo nedividebla. Tial, kemiistoj tre utila scio de fiziko.

Bazaj konceptoj de kemio ni mallonge konturita. Nun ni proponas al vi pli konsideri ilin.

Legu pli pri atomoj

Atomoj kaj molekuloj - estas io, per kiu multaj homoj asociita kemio. Bazaj konceptoj, ĉi tiuj devas esti klare difinita. La fakto ke atomoj ekzistas, du mil jaroj, tio estis bato de geniulo diveni. Poste, en la 19-a jarcento, sciencistoj estis eksperimenta datumoj (ankoraŭ nerekte). Ni parolas plurajn rilatoj de Avogadro komponaĵo konstantecon leĝoj (sube ni rigardas tiujn bazajn konceptojn de kemio). Atom daŭre esplori en la 20-a jarcento, kiam ekzistis jam multajn rektajn eksperimenta pruvo. Ili estis bazitaj sur spektroskopio, por la dispersión de la ikso-radioj, eroj alfa, neŭtronoj, elektronoj, ktp La grandeco de ĉi tiuj eroj estas proksimume 1 E = 1 ° ^-10 m Pezo de - .. Proksimume 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. En la centro de la partikloj estas pozitive ŝargita kerno ĉirkaŭ kiu elektronoj movas al la negativa ŝarĝo. Kernel grandeco estas ĉirkaŭ 10 al ¹⁵ m. Ĝi turnas ke determinas la grandecon de la elektrona ŝelo de atomo, sed en ĉi tiu kazo lia pezo estas preskaŭ tute koncentrita en la nukleo. Alia difino devus esti prezentita, konsiderante la bazajn konceptojn de kemio. Kemia elemento - speco de atomoj, zorge de la kerno de kiuj estas identa.

Ĝi ofte okazas determino atomon kiel minuto partiklo substanco kemie nedividebla. Kiel kompreni la "kemia"? Kiel ni jam notis, la divido de fenomenoj en la fizikaj kaj kemiaj libereco condicional. Sed kompreneble la ekziston de atomoj. Sekve, por determini la pli bonan kemion tra ili, kaj ne inverse, la atomoj per kemio.

kemia ligo

Tio estas tiel ke la atomoj ekzistas. Ĝi ne permesas al ili flugi krom sub la influo de termika moviĝo. Jen estas la ĉefaj karakterizaĵoj de la kuponoj - estas internuclear distanco kaj energio. Tio ankaŭ estas la bazaj konceptoj de kemio. La longitudo de ligo estas difinita eksperimente kun sufiĉe alta precizeco. Energio - ankaŭ, sed ne ĉiam. Ekzemple, ne eblas objektive determini kio ĝi estas en rilato al aparta komunikado en kompleksa molekulo. Tamen, la energio de diserigo de la substanco bezonata por rompi ĉiuj ekzistantaj ligoj ĉiam decidita. Sciante la longo de la ligo, vi povas determini kiun atomoj ligitaj (ili havas mallongan distancon), kaj kio - ne (plu distanco).

La kunordigo nombro kaj kunordigo

Bazaj konceptoj de kemia analítica inkluzivi tiuj du terminoj. Kion ili signifas? Ni alfronti ĝin.

La kunordigo nombro estas la nombro de plej proksimaj najbaroj de tiu aparta atomo. Alivorte, la nombro de tiuj, kun kiuj li rilatas kemie. Kunordigo estas reciproka pozicio, tipo kaj nombro de najbaroj. Alivorte, ĉi tiu koncepto estas pli signifoplena. Ekzemple, la kunordigo da nitrogeno molekuloj karakteriza de amoniako kaj acida nítrico, la sama - 3. Tamen, ili havas malsamajn kunordigo - estas ne-planar kaj ebena. Ĝi estas difinita sendepende de la naturo de la rilato inter reprezentoj, dum la stato de oxidación kaj valencia de - la nocio de kondiĉa, kiuj estas kreitaj por antaŭi antaŭdiri la kunordigo kaj komponado.

Determino de molekulo

Ni jam tuŝis en ĉi tiu koncepto, konsiderante la bazajn konceptojn kaj leĝojn de kemio mallonge. Nun loĝas sur ĝi en pli detalo. En lernolibroj oftaj prijuĝo de la molekulo kiel suba neŭtrala substanco partikloj, kiuj havas siajn kemiajn trajtojn, kaj povas ekzisti sendepende. Ni notu, ke tiu difino estas nuntempe malaktualaj. Unue, la fakto ke ĉiuj fizikistoj kaj ĥemiistoj nomas molekulo, substanco ecoj ne ricevis helpon. Akvo disocia, sed postulas minimume 2 molekuloj. La grado de disociación de la akvo - estas 10 ^-7. Alivorte, ĉi tiu procezo povas esti subjekto al nur unu molekulo de 10 milionoj. Se vi havas ununuran molekulon, aŭ ĉu eĉ cent, vi ne povas akiri ideon de lia disociación. La fakto ke la termikaj efektoj de kemiaj reakcioj ĝenerale inkludas la interago energio inter molekuloj. Tial, ili ne povas esti trovita sur unu el ili. Kaj kemiaj kaj fizikaj ecoj de molekula substancoj povas determini nur per granda grupo de molekuloj. Krome, ekzistas agentoj kiuj povas ekzisti per si mem, "la plej malgranda" partiklo senfine granda kaj tre malsama de konvenciaj molekuloj. La molekulo estas esence grupo de atomoj ne estas elektre ŝargita. En la aparta kazo, povas esti unu atomon, ekzemple, Ne. Ĉi tiu grupo devas povi partopreni en la disvastigo, kaj ankaŭ en aliaj tipoj de termika moviĝo, agante kiel unuo.

Kiel vi povas vidi, ne estas tiel simplaj bazaj konceptoj de kemio. La molekulo - estas io kiu devus esti zorgeme konsideritaj. Ĝi havas propran propraĵoj kaj molekula pezo. Pri la lasta ni nun diskuti.

molekula maso

Kiel determini la molekula pezo de la sperto? Unu maniero - surbaze de Avogadro leĝo, la relativa denseco de vaporo. La plej preciza metodo estas mas-spektrogramo. Elektrona frapita el la molekulo. La rezultanta jono estas unua dissemas en elektra kampo kaj tiam deviigis de lia magneta pado. Mastrino maso rilatumo estas determinita de la grandeco de la devio. Estas ankaŭ metodoj bazitaj sur la proprietoj kiuj havas solvojn. Tamen molekulo en ĉiuj ĉi tiuj kazoj devas nepre esti en moviĝo - en la solvo en vacuo al gaso. Se ili ne moviĝas, estas neeble objektive kalkuli ilian pezon. Kaj ilia ekzisto en ĉi tiu kazo estas malfacile detekti.

Trajtoj de ne-molekula substancoj

Parolante pri ili diras, ke ili estas kunmetita de atomoj, ne molekulojn. Tamen, la sama estas vera rilate al la noblaj gasoj. Ĉi tiuj atomoj movi libere, tiel pli bone supozi iliajn monohydric molekuloj. Tamen, tio ne gravas. Gravas ke ne-molekula substancoj, ekzistas multaj atomoj, kiuj estas ligitaj kune. Ni notu, ke la divido de ĉiuj substancoj en la molekula kaj ne-molekula nesufiĉa. La divido de la ligo pli signifoplena. Konsideru, ekzemple, la diferenco en la bienoj de grafito kaj diamanto. Ili ambaŭ estas karbono, sed la unua - mola, kaj la dua - solida. Kiel ili diferencas inter si? La diferenco estas nur en ilia konektebleco. Se ni konsideras la strukturo de grafito, ni povas vidi ke fortaj rilatoj ekzistas nur en du dimensioj. Sed en la tria tre signifa interatómicas distancoj do ekzistas forta ligo. Grafito estas facile gliti kaj disiĝis laŭlonge tiuj tavoloj.

conectividad strukturo

Alie, ĝi nomiĝas spaca dimensio. Ĝi reprezentas la numeron de dimensioj de la spaco, karakterizita en tiu ĉi kontinuan (preskaŭ senfina) skeleton sistemo (fortaj ligoj). La valoroj kiuj povas preni, - 0, 1, 2 kaj 3. Sekve, estas necese distingi la tridimensie konektita, tavoligas kaj insulo ĉeno (molekula) strukturo.

Leĝo de difinita proporcioj

Ni jam lernis la bazajn konceptojn de kemio. La materialo estis nelonge konsiderita de ni. Nun diru pri la leĝo kiu aplikiĝas al ĝi. Kutime ĝi estas formulita tiel: ĉiu unuopa komponanto (tio, pura), sendepende de la maniero en kiu ĝi estis akirita, havas la saman kvalitaj kaj kvantaj komponado. Sed kio faras la koncepton de "pura substanco"? Ni alfronti ĝin.

Du mil jaroj, kiam la strukturo de la substancoj povas esti pli rekta metodoj por studi kiam ekzistis eĉ bazaj kemiaj konceptoj kaj leĝojn de kemio, konata al ni, estis decidita informan. Ekzemple, la akvo - estas likva kiu konsistigas la bazon de maroj kaj riveroj. Ĝi havas neniun odoron, koloro, gusto. Ĝi havas tian degela kaj punkto de congelación, de ĝi estas blua kupro sulfato. Sala akvo estas ĉar ĝi ne estas pura. Tamen, saloj povas esti apartigita per destilación. Tiel, la priskriba metodo, difinita la bazaj kemiaj konceptoj kaj leĝojn de kemio.

Por sciencistoj tiutempe ne estis evidente ke la likva kiu estas reliefigitaj diversmaniere (per brula hidrogeno sulfato deshidratación, marakvo distilado), havas la saman komponadon. Granda malkovro en scienco estis la pruvo de ĉi tiu fakto. Iĝis klare, ke la rilatumo de oksigeno kaj hidrogeno ne estas ŝanĝita glate. Tio signifas, ke la elementoj konsistas el atomoj - nedividebla parton. Tiel la komponaĵoj de la formulo estis preta, kaj ankaŭ certigita sciencistoj reprezento de molekuloj.

Nuntempe ajna substanco eksplicite aŭ implicite difinita ĉefe asertas anstataŭ fandado, gusto aŭ koloro. Akvo - _H2O Se estas aliaj molekuloj, tio ne plu estos pura. Sekve, pura molekula substanco estas unu kiu estas kunmetita de nur unu speco de molekuloj.

Tamen, en ĉi tiu kazo, estos kun elektrolitoj? Ja ili inkludas jonojn ĉeestas ne nur molekuloj. Ni devas esti pli strikta difino. Pura molekula substanco estas unu kiu estas kunmetita de molekuloj de unu tipo, kaj eble ankaŭ reversibles produktojn de ilia rapida konvertiĝo (isomerización sindikatoj, disociación). La vorto "rapida" en tiu kunteksto signifas, ke sur tiuj produktoj, ni ne povas forigi, ili tuj reaperos. La vorto "reversible" indikas ke la konvertiĝo ne estas alportita al fino. Se sciigita, tiam estas pli bone diri, ke ĝi estas malstabila. En ĉi tiu kazo ĝi ne estas pura substanco.

La leĝo de konservado de maso de materio

Tiu leĝo havas ekde antikvaj tempoj estis konata en metafora formo. Ĝi asertis ke la afero ne povas esti kreita kaj nedetruebla. Tiam venis lia kvanta formulaĵo. Laŭ ĉi tiu, la pezo (kaj la malfrua 17-a jarcento - pezo) estas mezuro de la kvanto de substanco.

La leĝo en la kutima formo estis malfermita en 1748 Lomonosov. En 1789, ĝi aldonis Lavoisier, franca sciencisto. Nuntempa lia formulación estas la jena: la maso de la substancoj eniras en kemia reago estas egala al la maso de substancoj kiuj rezultas el tio.

Avogadro leĝo, la leĝo de kapitalo rilatoj gasoj

La lasta estis formulita en 1808 por JL Gaja-Lussac, franca sciencisto. Nuntempe ĉi leĝo nomiĝas la leĝo de Gaja-Lussac. Laŭ ĝi, la volumo de reactivos gasoj estas inter si kaj ankaŭ al la volumeno de la rezultanta gasa produktoj kiel tuto malgrandaj nombroj.

Modelo, kiu trovis Gaja-Lussac, klarigas la leĝon, kiu estis malfermita iom poste, en 1811, Amedeo Avogadro, itala sciencisto. Ĝi asertas, ke sub egalaj kondiĉoj (premo kaj temperaturo) en la gasoj havas la saman volumo, la sama nombro de molekuloj ĉeestas.

Du gravaj konsekvencoj sekvas el la leĝo de Avogadro. La unua estas en la fakto ke sub identa kondiĉoj, unu molo de iu gaso okupas egala volumeno. Movo de ĉu sub normalaj kondiĉoj (kiuj estas la temperaturo 0 ° C kaj 101,325 kPa) estis 22,4 litroj. La dua sekvo de ĉi tiu leĝo tiel: la pezo rilatumo de la gasoj havas la saman kvanton sub egalaj kondiĉoj, egala al la rilatumo de iliaj molar maso.

Ekzistas alia leĝo, kiu certe devas esti menciita. Ni rakontos al vi pri ĝi mallonge.

Perioda leĝo kaj tablo

D. I. Mendelejev, surbaze de la kemiaj ecoj de elementoj kaj la atoma kaj molekula sciencistoj kiuj malkovris tiun leĝon. Tiu okazaĵo okazis Marto 1, 1869 Perioda Leĝo estas unu el la plej gravaj en naturo. Ĝi povas esti komencita kiel sekvas: ecoj de elementoj formis de kompleksa kaj simpla substancoj kaj havas perioda dependeco de la postenoj de la kernoj de atomoj.

Perioda tabelo, kiu estis kreita de Mendelejev, konsistas sep periodoj kaj ok grupoj. Grupoj nomis lian vertikala kolumnoj. Eroj ene ĉiu el ili havas similajn fizikaj kaj kemiaj ecoj. La grupo, siavice, estas dividita en sub-grupoj (ĉefa kaj flanka).

La horizontala vicoj en tiu tabelo rilatas al la periodoj. Eroj kiuj estas en ili, diferencas inter si, sed ili havas komune - la fakto, ke ilia lasta elektronoj samtempe energinivelo. En la unua periodo nur du elementoj. H estas hidrogeno kaj heliumo Li. La ok elementoj estas en la dua periodo. En la kvara de ilia jam 18. Mendelejev designado tiu periodo kiel la unua granda. En la kvina kaj 18 elementoj, ĝia strukturo estas simila al la kvara. Kiel parto de la sesa - 32 elementoj. La sepa ne estas finita. Ĉi tiu periodo komencas kun la franca (Fr). Ni povas supozi ke ĝi enhavos 32 elementoj, tiel kiel sesa. Tamen, ĝis nun nur 24 trovita.

regulo otketa

Laŭ la regulo otketa ĉiuj elementoj emas akiri elektrono aŭ perdi ŝin por havi 8-elektronika agordo de la nobla gaso plej proksima al ili. La ionización energio - estas la kvanto de energio postulata por apartigi la elektrono de la atomo. Otketa regulo diras, ke al la kopii de maldekstre dekstren sur la perioda tabelo vi bezonas pli da energio por forigi elektronon. Tial, erojn, kiuj estas sur la maldekstra flanko, celas certigi ke malligas elektrono. Male, tiuj situas sur la dekstra flanko, entuziasma por acxeti.

Leĝoj kaj la bazaj konceptoj de la kemio, ni mallonge konturita. Kompreneble, ĉi tiu estas nur ĝeneralaj informoj. En unu artikolo estas neeble paroli pri tia serioza scienco detale. Bazaj konceptoj kaj leĝojn de kemio kiel skizita en ĉi tiu artikolo - estas elirpunkto por plua studo. Ja en tiu scienco estas multaj sekcioj. Ekzistas, ekzemple, organika kaj neorganika kemio. Bazaj konceptoj de ĉiu de la sekcioj de ĉi tiu scienco povas studi dum longa tempo. Sed tiuj priskribitaj supre, nomas ĝeneralaj temoj. Sekve, ni povas diri ke ĉi tiuj estas la bazaj konceptoj de organika kemio, kaj ankaŭ neorganika.