Основные химические понятия
Химия - наука о веществах, их строении, свойствах и процессах, которые с ними происходят.
Химическое вещество - совокупность атомов и молекул.
Химическая реакция - превращение веществ, сопровождающееся изменением состава молекул.
Атом - Наименьшая частица элемента в химических соединениях. Атом состоит из ядра и электронных оболочек. В ядре находятся протоны (положительные частицы) и нейтроны (электронейтральные частицы), на электронных оболочках находятся электроны (отрицательные частицы). Количество протонов равно количеству электронов (именно за счет этого атом не имеет заряда). Атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов - изотопы.
Ион - заряженная частица (имеет заряд - положительные или отрицательный).
Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Элемент - это совокупность атомов с одинаковым зарядом атомных ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке.
Закон постоянства состава - все соединения, независимо от способа получения, содержат элементы в строго определенных весовых пропорциях.
Закон кратных отношений - на единицу веса одного из элементов приходятся такие веса другого элемента, которые относятся друг к другу как небольшие числа.
Закон объемных отношений - объемы реагирующих газов относятся друг к другу и к объемам газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа.
Вывод Авогадро: в равных объемах любых газов содержится одинаковое количество (число) молекул при постоянных температуре и давлении.
А. Авогадро установил, что молекулы газообразных простых веществ (кислорода, азота, водорода, хлора) двухатомны. Действительно, при реакции водорода с хлором объем не изменяется, следовательно, число частиц также не изменяется.
Закон сохранения массы - масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.
Закон сохранения энергии - энергия изолированной системы постоянна.
Периодический закон - физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса.
Простые вещества - вещества, в состав которых входят только атомы одного элемента.
Сложные вещества (или химические соединения) - вещества, состоящие из атомов нескольких элементов.
Химическая формула - условное обозначение химического состава и структуры соединений с помощью символов химических элементов, числовых и вспомогательных знаков.
Аллотропия - явление, при котором элементы образуют несколько простых веществ, различающихся составом или строением (О2 и О3).
Стехиометрические количества - количества веществ, которые точно соответствуют уравнению реакции.
Относительная атомная масса элементов (Ar) - это безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента в 1/12 массы атома 12С. При расчете относительной атомной массы учитываются распространенность изотопов элементов в земной коре.
Относительная молекулярная масса (Mr) - это безразмерная величина, равная отношению массы молекулы вещества к 1/12 массы атома 12С. Относительная молекулярная масса равна сумме относительных масс атомов, входящих в состав молекулы.
Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м.
Моль - это количество вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов углерода содержится в 1 г изотопа 12С.
Число Авогадро - 6,0221х1023 1/моль.
Молярная масса (М) - это масса 1 моль вещества.
Уравнение Клапейрона-Менделеева: PV = m/M x RT ⇔ PV = nRT
где Р - давление в кПа или атм
V - объем в л
m - масса вещества в г
М - молекулярная масса в г/моль
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль х К) = 0,0821 (л х атм)/(моль х К))
Т - температура в К (к градусам Цельсия прибавляем 273)
(вывод из:
1. Закон Бойля-Мариотта
P1V1 = P2V2, или PV = const
2. Закон Гей-Люссака
V1/T1 = V2/T2, или V/T = const
3. Закон Шарля
Р1/Т1 = Р2/Т2, или Р/Т = const)
Нормальные условия:
Р = 1 атм = 101,325 кПа
Т = 273,15 К = 0С
Подставив эти значения в формулу, получим объем одного моля газа (любого) при н.у.:
Vm = RT/P = 8,314 x 273,15/101,325 = 22,413 л/моль
Следовательно, количество вещества мы можем находить тремя разными способами:
n = m/M = V/Vm = N/N(A)
Закон Авогадро: объем газа прямо пропорционален числу молей (и числу молекул), причем коэффициент пропорциональности (RT/P) одинаков для всех газов и зависит только от давления и температуры.