Урок 1. Основные понятия и законы предмета «Химия»

Содержание
Простейшие понятия: вещество, молекула, атом, химический элемент
Что такое химия? Где мы встречаемся с химическими явлениями? Везде. Сама жизнь — это бесчисленное множество разнообразных химических реакций, благодаря которым мы дышим, видим голубое небо, ощущаем изумительный запах цветов…
Что изучает химия? Химия изучает вещества, а также химические процессы, в которых участвуют эти вещества.
Что такое вещество — понятно: это то, из чего состоит окружающий нас мир и мы сами. Но что такое химический процесс (явление)?
К химическим явлениям относятся процессы, в результате которых изменяется состав или строение молекул, образующих данное вещество. Изменились молекулы — изменилось вещество (оно стало другим!), — изменились его свойства:
- свежее молоко стало кислым;
- зелёные листья стали жёлтыми;
- сырое мясо при обжаривании изменило запах.
Все эти изменения — следствие сложных и многообразных химических процессов. Итак,
химия — это наука о веществах и их превращениях.
При этом исследуются не всякие превращения, а только такие, при которых
- обязательно изменяется состав или строение молекул;
- никогда не изменяется состав и заряд ядер атомов.
В этом определении встречаются такие понятия, как «вещество», «молекула», «атом». Разберём их подробнее.
Вещество — это то, из чего состоят окружающие нас предметы. Каждому абсолютно чистому веществу (таких в природе, кстати, не существует) приписывают определённую химическую формулу, которая отражает его состав, например:
- Н2О — вода;
- Na8[(AlSiO4)6SO4] — лазурит.
Выше приведены молекулярные формулы двух веществ. Следует отметить, что далеко не все вещества состоят из молекул, так как существуют вещества, которые состоят из атомов или ионов. Например, алмаз состоит из атомов углерода, а обычная поваренная соль — из ионов Na+ и ионов Cl– (условная «молекула» — NaСl).
Наименьшая частица вещества, которая отражает его качественный и количественный состав, называется молекулой.
Молекулы состоят из атомов. Атомы в молекуле соединены при помощи химических связей. Каждый атом обозначается при помощи символа (химического знака):
- Н — атом водорода;
- О — атом кислорода.
Число атомов в молекуле обозначают при помощи индекса:
Примеры:
- О2 — это молекула вещества кислорода, состоящая из двух атомов кислорода;
- Н2О — это молекула вещества воды, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Но! Если атомы не связаны химической связью, то их число обозначают при помощи коэффициента:
Аналогично изображают число молекул:
- 2Н2 — две молекулы водорода;
- 3Н2О — три молекулы воды.
Почему атомы водорода и кислорода имеют разное название, разный символ? Потому что это атомы разных химических элементов.
Химический элемент — это частицы с одинаковым зарядом ядер их атомов.
Что такое ядро атома? Почему заряд ядра является признаком принадлежности атома к данному химическому элементу? Чтобы ответить на эти вопросы, следует уточнить: изменяются ли атомы в химических реакциях? Из чего состоит атом*?
* Подробнее о строении атома будет рассказано в уроке 3.
Атом не имеет заряда, хотя и состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов:
В ходе химических реакций число электронов любого атома может изменяться, но заряд ядра атома в химических реакциях НЕ МЕНЯЕТСЯ!
Поэтому заряд ядра атома — своеобразный «паспорт» химического элемента. Все атомы с зарядом ядра +1 принадлежат химическому элементу под названием «водород». Атомы с зарядом ядра +8 составляют химический элемент «кислород».
Каждому химическому элементу присвоен химический символ (знак), порядковый номер в таблице Менделеева (порядковый номер равен заряду ядра атома); определённое название и, для некоторых химических элементов, особое прочтение символа в химической формуле (табл. 1).
Подведём итог. Вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, атомы с одинаковым зарядом ядра относятся к одному и тому же химическому элементу.
Но, если вещество состоит из молекул, то любое изменение состава или строения молекулы приводит к изменению самого вещества, его свойств.
Вопрос. Чем отличаются химические формулы веществ: Н2О и Н2О2?
Хотя по составу молекулы этих веществ отличаются на один атом кислорода, сами вещества по свойствам сильно отличаются друг от друга. Воду Н2О мы пьём и жить без неё не можем, а Н2О2 — перекись водорода, пить нельзя, а в быту её используют для обесцвечивания волос.
Вопрос. А чем отличаются химические формулы веществ:
Состав этих веществ — аллозы (А) и глюкозы (Б) — одинаков — С6Н12О6. Отличаются они строением молекул, в данном случае — расположением групп ОН в пространстве. Глюкоза — универсальный источник энергии для большинства живых организмов, а аллоза практически не встречается в природе и не может быть источником энергии.
Простые и сложные вещества. Валентность
Вещества бывают простые и сложные. Если молекула состоит из атомов одного химического элемента, — это простое вещество:
Если в состав вещества входят атомы только одного химического элемента — это простое вещество. Причём некоторые химические элементы образуют несколько простых веществ. Так, химический элемент кислород образует простое вещество «кислород» О2 и простое вещество «озон» О3*.
* В 2002 г. появилось сообщение о существовании ещё одного простого вещества кислорода — O4.
А химический элемент углерод образует четыре простых вещества, причём ни одно из них не называется «углерод». Эти вещества отличаются пространственным расположением атомов:
- Алмаз — атомы углерода находятся в вершинах воображаемых тетраэдров;
- Графит — атомы углерода находятся в одной плоскости;
- Карбин — атомы углерода образуют «нити».
В четвертой модификации «углерода» — фуллерене — атомы углерода образуют сферу, т. е. молекулы фуллерена напоминают мячик.
Существование элемента в виде нескольких простых веществ называется аллотропией. Алмаз, графит, карбин, фуллерен — аллотропные модификации элемента «углерод», а кислород и озон — аллотропные модификации элемента «кислород».
Таким образом, не следует путать эти понятия: «химический элемент» и «простое вещество», а также «молекула» и «атом».
Очень часто в письменных записях слова «молекула» или «атом» заменяют соответствующими символами, но не всегда правильно. Так, нельзя писать: «В состав воды входит Н2», так как речь здесь идёт о химическом элементе водороде — Н. Нужно писать: «В состав воды входит (Н)». Аналогично, правильной будет запись: «При действии металла на раствор кислоты выделится Н2», т. е. вещество водород, молекула которого двухатомна.
Молекулы сложных веществ состоят из атомов разных химических элементов:
Как известно, в состав сложных веществ входят атомы разных химических элементов. Эти атомы соединяются между собой химическими связями: ковалентными, ионными, металлическими.
Способность атома образовывать определённое число ковалентных химических связей называется валентностью. (Подробнее см. урок 4 «Химическая связь».) Правильнее всего определять валентность по графическим или структурным формулам:
В таких формулах одна чёрточка обозначает одну ковалентную связь, т. е. «одну валентность». На практике чаще всего валентность определяют по молекулярной формуле, хотя здесь правильнее говорить о степени окисления элемента (см. урок 7). Иногда результат определения степени окисления соответствует реальному значению валентности, но бывают и неодинаковые результаты.
Задание 1.1. Определите «валентность» (степени окисления) атомов кальция и углерода по формуле СаС2. Совпадает ли полученный результат с реальным значением валентности?
В устойчивой молекуле не может быть «свободных», «лишних» валентностей! Поэтому для двухэлементной молекулы число химических связей (валентностей) атомов одного элемента равно общему числу химических связей атомов другого элемента.
Валентность атомов некоторых химических элементов постоянна (табл. 2).
Для других атомов валентность можно определить (вычислить) из химической формулы вещества.
Строго говоря, по нижеизложенным правилам определяют не валентность, а степень окисления (см. урок 7). Но поскольку в некоторых соединениях числовые значения этих понятий совпадают, то иногда по формуле можно определять и валентность.
При этом следует учитывать изложенное выше правило о химической связи.
Сделаем практические выводы.
1. Если один из атомов в молекуле одновалентен, то валентность второго атома равна числу атомов первого элемента (см. на индекс!):
2. Если число атомов в молекуле одинаково, то валентность первого атома равна валентности второго атома:
3. Если у одного из атомов индекс отсутствует, то его валентность равна произведению валентности второго атома на его индекс:
4. В остальных случаях ставьте валентности «крест-накрест», т. е. валентность первого атома равна числу атомов второго элемента и наоборот:
Задание 1.2. Определите валентности элементов в соединениях:
Вначале укажите валентности атомов, у которых она постоянна! Аналогично определяется валентность атомных групп (ОН), (РО4), (SО4) и так далее.
Задание 1.3. Определите валентности атомных групп (в формулах выделены курсивом):
Обратите внимание! Одинаковые группы атомов (OH), (РО4), (SO4) имеют одинаковые валентности во всех соединениях.
Зная валентности атома или группы атомов можно составить формулу соединения. Для этого пользуются правилами:
- Если валентности одинаковы, то и число атомов одинаково, т. е. индексы не ставим:
- Если валентности кратны (одно число делится на другое), то число атомов элемента с меньшей валентностью определяем делением:
- В остальных случаях индексы определяют «крест-накрест»:
Задание 1.4. Составьте химические формулы соединений:
Уравнения химических реакций
Вещества, состав которых отражают химические формулы, могут участвовать в химических процессах (реакциях). Графическая запись, соответствующая данной химической реакции, называется уравнением химической реакции. Например, при сгорании (взаимодействии с кислородом) угля происходит химическая реакция:
Запись показывает, что один атом углерода С, соединяясь с одной молекулой кислорода O2, образует одну молекулу углекислого газа СО2. Число атомов каждого химического элемента до и после реакции должно быть одинаково! Это правило — следствие Закона сохранения массы вещества: масса исходных веществ равна массе продуктов реакции. Закон был открыт в 18-м веке М. В. Ломоносовым и, независимо от него, А. Л. Лавуазье.
Выполняя этот закон, необходимо в уравнениях химических реакций расставлять коэффициенты так, чтобы число атомов каждого химического элемента не изменялось в результате реакции. Например, при разложении бертолетовой соли КClO3, получается соль КСl и кислород О2:
Число атомов калия и хлора одинаково, а кислорода — разное. Уравняем их:
Теперь изменилось число атомов калия и хлора до реакции. Уравняем их:
Теперь между правой и левой частями уравнения можно поставить знак равенства:
Полученная запись показывает, что при разложении двух молекул КClO3 получается две молекулы КСl и три молекулы кислорода O2. Число молекул показывают при помощи коэффициентов.
При подборе коэффициентов необязательно считать отдельные атомы. Если в ходе реакции не изменился состав некоторых атомных групп, то можно учитывать число этих групп, считая их единым целым:
Последовательность действий такова:
1. Определим валентность исходных атомов и группы PO4:
2. Перенесём эти числа в правую часть уравнения:
3. Составим химические формулы полученных веществ по валентностям составных частей:
4. Обратим внимание на состав «самого сложного» соединения: Ca3(PO4)2 и уравняем число атомов кальция (их три) и число групп РО4 (их две):
5. Число атомов натрия и хлора до реакции теперь стало равным шести; доставим соответствующий коэффициент:
Эти правила образуют Алгоритм составления уравнений химических реакций обмена, так как, пользуясь этой последовательностью, можно уравнять схемы многих химических реакций, за исключением более сложных окислительно-восстановительных реакций (см. урок 7).
Химические реакции бывают разных типов. Основными являются:
1. Реакции соединения:
Здесь из двух и более веществ образуется одно вещество:
2. Реакции разложения:
Здесь из одного вещества получаются два вещества и более веществ:
3. Реакции замещения:
Здесь реагируют простое и сложное вещества, образуются также простое и сложное вещества, причём простое вещество замещает часть атомов сложного вещества:
4. Реакции обмена:
Здесь реагируют два сложных вещества и получаются два сложных вещества. В ходе реакции сложные вещества обмениваются своими составными частями:
Существуют и другие типы химических реакций.
Задание 1.5. Расставьте коэффициенты в предложенных выше примерах.
Задание 1.6. Расставьте коэффициенты и определите тип химической реакции:
Выводы
Вещества бывают простые и сложные. Состав веществ показывают при помощи химических формул. Формулы веществ составляют, учитывая валентности составных частей этих веществ. Запись химического процесса при помощи формул называется уравнением химической реакции. Химические реакции бывают разных типов: обмена, замещения, разложения, соединения и другие.
isikomen
أكبر شركة لانتاج أنابيب البولي ايثيلين و يو بي سي ومستلزماتها للمنتجات الصناعية في عيراق
Ülkemizde ve dünyada sosyal medya kullanımı giderek artıyor. Bu da işletmelerin, markaların veya kişisel hesapların sosyal medyada var olması için büyük bir şans sağlıyor. Ancak sosyal medyada var olmak yeterli değildir. Etkileşim oranınızın yüksek olması, takipçi sayınızın artması önemlidir. Bunun için de Instagram takipçi satın almak veya Tiktok takipçi satın almak gibi yöntemlere başvuruluyor. Teknopatik.com, bu konuda en güvenilir siteler arasında yer alıyor. Teknopatik.com üzerinden yapacağınız Instagram takipçi satın alımı ile organik takipçi kazanabilirsiniz. Aynı şekilde Tiktok izlenme satın alımı ile de videolarınızın daha fazla görüntülenmesini sağlayabilirsiniz. Bunun yanı sıra Teknopatik.com’un smm paneli sayesinde, sosyal medya hesaplarınızın etkileşim oranını da… Подробнее »
[…] Himi4ka. ru […]
I truly appreciate your technique of writing a blog. I added it to my bookmark site list and will
There is definately a lot to find out about this subject. I like all the points you made
Takipçi satın al: Sosyal medya hesaplarınızın popülerliğini artırmak için tercih edilen bir yöntemdir. Ancak, organik takipçi kazanmak için kaliteli içerikler paylaşmanız daha önemlidir.
ура я поняла за час то, чего не могла понять 2 года
Statik proje, konusunda tecrübeli İnşaat Mühendisi tarafından yapılmalıdır. Bir yapının haddinden fazla çelik kullanılarak yapılması pahalı bir imalattır ve bu yatırımcı için gereksiz bir külfettir. Merter Mühendislik olarak gayet profesyonel bir şekilde hizmet alabilirsiniz.
У меня по химии выходила 4 всегда но я её не понимала. Сейчас мне позарез нужно её понять т.к хочу поступить в вышку где оказывается из предметов егэ нужна химия (я в шоке* я то думала биология)
такая же фигня
I appreciate you sharing this blog post. Thanks Again. Cool.
такое бл…
нихуя не шарю за химию а мне это ебаное мцко сдавать(((
сука почему нельзя сдать огэ по физре
Соболезную, конечно, я в школе химию понимал 50 на 50. И вот мне 24 года и вдруг меня резко пробило на химию, и вне школы она оказалась крайне интересной наукой.
Благодарю ,я исправила химию
Благодарю ,я смогла исправить химию, даже собираюсь поступать в РХТУ
Не хватает ответов к заданиям, чтобы свериться. Очень не хватает…
Всем привет. Эх, никогда химию не любила. А через 5 лет после окончания школы поступаю на хим. фак. по направлению ХТНВ. Кто идиот? Я идиот. 3 месяца в запасе, чтобы вызубрить все с нуля. Погнали!
Опа опа, мои поздравления, ты не одна. В школе химии был абсолютно холоден. Прошло 9 лет, уже есть среднее профессиональное образование, есть профессия. И вдруг меня что-то пробивает, я влюбляюсь в эту науку и собираюсь поступать в вышку по этому профилю, забив на свою специальность по среднему образованию.
不知道说啥,开心快乐每一天吧!
Не понятно никак про эти одинаковые группы атомов имеют одинаковую валентность, типа (OH)
Что значит одинаковые группы…?
как всё же мне нравится химия
когда подруга сказала что её так бесит химия и я спросила почему
а она ответила что она чертовски сложная для неё
ну а Я ооооочень люблю когда меня хвалят и поэтому решила поучится и она мне уже так нравится!!
Long living the peace
Всем привет!
-Хм,Химия:(
-И сейчас ее не понимаю 9)(
-Эх…
Никого устройство для вдыхания земли не смутило в шапке?
Всем привет! Тут ребята готовятся к ЕГЭ, а я финансист, который попал в химическую отрасль, вот сел, по сути, с нуля изучать химию :). Подскажите, пожалуйста, где ответы на задачи ? Благодарю за материалы !
Ребят,помогите пожалуйста! Как определять валентности атомных групп?
привет! у атомных групп валентность обычно всегда одна (кроме некоторых исключений), её можно посмотреть в справочнике/интернете. если хочется самому найти валентность, то стоит представить атомную группу как не разные элементы, а как один
обычно валентность равна номеру группы
Не всегда
У определенных атомных групп своя валентность. У гидроксогруппы (ОН, это основания или щелочи) валентность 1, у кислотных остатков в кислотах валентность кислотного остатка равна количеству молекул водородов
Спасибо. Все очень понятно. Я готовлюсь к поступлению в мед. Мне нехватило всего 2 баллов. Думаю, что мне только вы поможете
оказывается это достаточно интересно. училка нам не так понятно и интересно преподносила, надеюсь по этим урокам смогу выучить химию заново и пойти в 9 класс не такой тупой.
Спасибо созлателям!Я учусь в 7 классе, и хочу подтянуть химию. Когда приеду в Украину, буду проводить експеременты сам.
Запомни — взрывы это прекрасно.
вообще ничего
не понятно, ну и объяснение…
Изучаю химию в 5 классе для себя. Просто хочу работать в лаборатории. Пожелайте мне удачи)
И я. По мне так лучше сразу разобраться чем потом сражаться за объяснение с учителем
ПХАПХАПХХПХПАХХАП ЭТА КАРТИНКА В НАЧАЛЕ
коротко о моей испорчености
Драсте из 6
Мне нравится этот сайт. Я изучаю химию для себя я в 5 классе
тоже
перехожу в 9, вообще не знаю химию из-за плохого учителя, сижу на этом сайте и ничего не понимаю qwp
Учусь в Италии, а язык знаю не достаточно хорошо для того чтобы учить химию. Учусь здесь уже два года, а знаний ноль. Недавно была контрольная, на которой я смогла написать только имя и фамилию:( теперь решила поучиться на русском в интернете. И Я ВСЁ ПОНЯЛА! это мой личный рекорд:’) всё понятно объясняют.
А где учишься? В университете? Я тоже учусь в университете Италии, но не на химию. Если захочешь пообщаться, пиши в телегу: @Zerrarelle
Спасибо! Я прочитала первый урок и сделал по нему задания. Очень интересно, мне понравилось легкость объяснения, только произошли некоторые трудности с освоением «групп» никак не могла понять как решать это, а потом загуглила в интернете и доперла, что надо соединение «OH» «PO4» рассматривать как единое целое — а так на этом всё:) а еще не помешало бы побольше валентностей узнать, а то тут только такие валентности, которые как я поняла завсегдатаи, то есть неизменные
вообще ничего не поняла. задания ещё такие необъясненные, даже с той же валентностью. тупо кинули задания, а ничего, что у хлора разна валентность может быть?
Решил повторить химию, чтобы в ВУЗе по легче было, поступил в этом году на специалитет
Чтож, завтра буду сдавать экзамен по химии. А я от слово ничегошеньки не понимаю. Прикооол))
И дело в том что я в 11 :]
Удачи)) у меня почти такое по всем предметам. Главное не заморачивайся, ВУЗ это далеко не самое главное.
Цени то что уже есть
И как ты сдал(а)?
ТОЖЕ В 11 И СДАЮ ХИМИЮ И БИОЛОГИЮ
я в 10 классе и мне сдавать ЕГЭ,и я,как и ты,абсолютно ничего не знаю
Репетитор поможет 89818347716
Все пишут типо:*Я в 11* *А я в 10* Я в 4, но так как хочу изучать химию начал сейчас.
честно говоря, я сомневаюсь, что ты в 4-5 классе. Либо тебя заставили, либо от балды зашёл. Прости, но не верю
Честно говоря у всех свои вкусы и по мне так можно начать хоть с 5. Но вот если подумать то я когда была в 4 Я даже не знала что это за слово такое
Ваасаламалейкум с 8)
Химию на 3-4 понимаю посмотрим прогресс будет или нет но по-вашим коментам химия от зубов отскакивать будет
Ну как? Прогресс есть?
я сейчас утром решила сдавать химию………………..
Ну как ? Прогресс есть?
2 года назад… Как дела?
Блииин, как же круто, что у вас появился свой собственный курс. Он идеален во всём! Понял весь курс химии за неделю и уже вторую контрольную пишу на 5, хотя был полным нулём. От чистого сердца говорю БОЛЬШОЕ СПАСИБО. ЛУЧШИЙ КУРС! ЛУЧШИЙ САЙТ!
я думала, что я одна такая отбитая…привет из 11 класса, тоже решила сдавать)))
Привет из 10.))
Салам из 9)
как сдала?
Пробник по ОГЭ через месяц…
Штош
у меня пробник по егэ через день
Уже на пробнике
я тоже перешёл в 11,и думаю сдавать химию,хотя даже ни разу не открывал по ней учебник)
Ребята я с вами!
А где дз?? Как мы будем усваивать материал без дз???
Тип лол я не поняла чё вы все такие умные. Химию они изучают во 2 классе. Блин я в 9 перешла и что бы знали я ваще не шарю в химии от слова «совсем».
Так, уважаемые, вам замечание. Надо дополнить тему валентностей: рассказать о связи их с энергетическими оболочками атомов, и электронами. И табличку валентностей привести. Там несколько только, если верно помню, с вариациями (фосфор, железо), и то: 2-3 варианта. Проще выучить.
«Строго говоря, это не валентность, а степень окисления»; не валентность — идет нах: нам нужна валентность. Не могу сказать, что купс бесполезный. Новое для себя почерпнула. Но меня интересует в химии возможность создания нужных мне в быту лекарств. А вы врятли научите этому.
В курсе по подготовке к ОГЭ-то?
Посмотри «Во все тяжкие», вот там научат изготовлению нужных в быту лекарств. 100%, сам проверил, через 7 лет на свободу выйду и продолжу.
Сразу нашла огрех. У вас у всех химических элементов валентность должна быть одна и та же. Так зачем все эти «пляски с бубном» если банально можно привести таблицу? Вот в школе, я так и не осилила правила составления уравнения химических реакций. А именно, вот это выставление уравнений. Думала: тут помогут — да нет, та же самая фигня. Вот нафиг учить правила, в которых СТОЛЬКО исключений, когда можно создать такое, где НЕТ исключений.
Ну, хочу сказать спасибо, я в 9-ом классе, собираюсь сдавать химию. Многого не понимала, вот решила зайти на этот сайт, благодаря вам, я стала более менее разбираться в этих темах. Спасибо. Но есть одно «Но», вы даёте решать химические реакции и расставлять коэффициенты, но проверить себя нельзя. Устраните, пожалуйста, эту проблему. Ну больше минусов нет. Спасибо вам за помощь ❤️