Вопрос 1. Предмет химии. Основные химические понятия.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО “ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”
КАФЕДРА ХИМИИ
ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Лекция: Основные понятия и законы химии
Для студентов сельскохозяйственных специальностей
Гродно 2008
УДК: 546 (076.5)
ББК 24.1 Я 73
Р 13
Рецензент: кандидат химических наук, доцент В.И. Кондаков
Апанович, З.В.
Основные понятия и законы химии. Лекция по курсу «Общая и неорганическая химия » для студентов сельскохозяйственных специальностей / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ , 2008. – 37 с.
УДК: 546 (076.5)
ББК 24.1 Я 73
| | Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Основные понятия и законы химии.» курса «Общая и неорганическая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического, ветеринарного и факультета защиты растений. Использование таких пособия, в котором рассмотрены важнейшие теоретические вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.
Рекомендовано межфакультетской методической комиссией факультета защиты растений 28 ноября 2007 г. (протокол № 2).
© УО «Гродненский государственный аграрный университет»,2008
© Апанович З.В.,2008
Содержание:
Стр.
1. Предмет химии. Основные химические понятия…. 4
2.Основные законы стехиометрии…………………….. 9
а) закон сохранения массы и энергии ..….. 9
б) закон постоянства состава ……………... 11
в) закон кратных отношений………………………. 13
г) закон эквивалентов………………………………….. 13
3. Газовые законы……………………………………… 20
а) закон объемных отношений……....... . 20
б) закон Авогадро……………………………………... 20
в) объединенный газовый закон……………………… 21
4. Введение в химические проблемы экологии…… 23
Экологические аспекты действия неорганических
веществ …………………………………….……………… 26
Вопрос 1. Предмет химии. Основные химические понятия.
Современная химия - одна из естественных наук и представляющая собой систему отдельных научных дисциплин: общей и неорганической, аналитической, органической, физической и коллоидной, геохимии, космохимии и т.д.
Химия изучает материальный мир во всем многообразии форм его существования и превращений.
Материя – это объективная реальность, существующая независимо от нашего сознания и данная нам в ощущениях.
Известны две формы существования материи – вещество и поле.
Вещество - материальное образование, состоящее из элементарных частиц, имеющих собственную массу или массу покоя. К элементарным частицам с конечной массой покоя относятся электроны и позитроны (лептоны), протоны и нейтроны (нуклоны), промежуточные по массе между лептонами и нуклонами – мезоны, гипероны и другие тяжелые частицы - барионы.
Все вещества состоят из атомов, следовательно, из электронов, протонов и нейтронов. Химия изучает первую форму существования материи - вещество. Химия- это наука, изучающая свойства и превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и строения (наука о веществах и их превращениях).
Вторая форма существования материи – физическое поле – материальная среда, в которой осуществляется взаимодействие частиц, не является непосредственным объектом химии. Специфика химической формы движения материи – изменение состава вещества.
«Химию называют наукой о качественных изменениях тел, происходящих под влиянием изменения количественного состава» (Энгельс).
Химия тесно связана с другими естественными науками – физикой, биологией, математикой, геологией.
На границе между геологией и химией возникла геохимия, изучающая распространенность и миграцию химических элементов на Земле. На стыке химии, биологии и геологии возникла биогеохимия, изучающая геохимические процессы с участием живых организмов.
Основатель научной химии М.В.Ломоносов говорил: «Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут».
Доказательство этому – процветание в наше время физической химии и химической физики. Тесно соприкасается химия с биологией. На уровне молекулярной биологии целиком и полностью оправдываются слова Энгельса о том, что биология – химия белка. Яркое доказательство взаимосвязи – зарождение и бурное развитие биохимии, бионеорганической химии, биоорганической химии и др.
Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовались достижения химии. Химическая промышленность выпускает пластические массы, искусственные волокна, синтетический каучук, красители, минеральные удобрения, лекарственные препараты и многое другое.
Химизация народного хозяйства – это внедрение методов химической технологии и продуктов химической промышленности в народное хозяйство с целью его интенсификации и повышения эффективности. В настоящее время создана единая специализированная агрохимическая служба страны, которая занимается применением химических продуктов и средств. Это минеральные удобрения и пестициды – химические средства защиты растений и животных от вредителей и болезней. Это химическая мелиорация – известкование кислых и гипсование засоленных почв, это кормовые добавки в животноводстве и консерванты для сохранения продуктов. Это применение полимерных плёнок и технологии закрытого грунта, химический контроль сельхозугодий, санитарно-химический анализ сельхозпродукции.
В сельском хозяйстве широко применяются минеральные удобрения – соединения, содержащие необходимые для питания растений элементы, используемые для повышения плодородия почвы. Промышленность выпускает азотные, фосфорные, калийные и комплексные удобрения, соединение нескольких питательных компонентов и микроудобрения (соединения B, Сu, Zn, Ni, Mo, Mn, Со).
Широко внедрены пестициды – средства защиты растений от вредителей и болезней и гербициды – средства борьбы с сорняками.
К числу основополагающих обобщений химии и естествознания относятся: атомно – молекулярная теория, закон сохранения массы и энергии, периодический закон, теория химического строения.
Основные понятия химии даны в атомно-молекулярной теории, создателем которой является М.В. Ломоносов (1742г) и он по праву считается основателем научной химии.
Основные положения атомно-молекулярной теории:
1.Все вещества состоят из молекул, атомов или ионов. Молекула – это наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
2. Молекулы находятся в постоянном хаотическом движении, называемом тепловым и с повышением температуры скорость движения молекул увеличивается.
3. Молекулы различных веществ отличаются друг от друга массой, размерами, составом, строением и химическими свойствами.
4.Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов
( Fe, Si, H2 , F2 , N2), молекулы сложных веществ – из различных атомов(CO2, C6H6, NaCI) . Простые вещества – гомосоединения, сложные – гетеросоединения в агрегатном состоянии устойчивом при стандартных условиях .
5.Атомом называется наименьшая частица химического элемента.
Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой.
В настоящее время известно около 120 элементов, из них в природе существует 88, а остальные получены искусственным путем. Число существующих простых веществ около 400, больше числа элементов, что объясняется явлением аллотропии.
Аллотропия – явление образования нескольких простых веществ одним элементом. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом называются аллотропными видоизменениями(модификациями). Они могут отличаться составом молекул О2 – кислород, О3 – озон или структурой – алмаз, графит, карбин.
6. Ионами называются заряженные частицы, состоящие из отдельных атомов или групп химически связанных атомов, имеющих избыток или недостаток электронов. Для атомов элементов–металлов характерно образование положительно заряженных ионов т.е. катионов.
Na0 – 1e- = Na+
Для атомов элементов-неметаллов характерно образование отрицательно заряженных ионов т.е. анионов.
Cl0 + 1e- = Cl-
Атом– это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов (суммарный заряд которых равен нулю).
Массы атомов химических элементов чрезвычайно малы–от 1,674 ∙ 10-27 до 4,27 ∙ 10-25кг
m (H ) = 1,67 ∙ 10-27 кг
m (O) = 2,66 ∙ 10-26 кг
m (C) = 1,993 ∙ 10-26 кг
В химии пользуются не их абсолютными значениями масс (mа), а относительными (Аr, где r означает «относительный» - от английского relative).
Относительной атомной массой химического элемента называется отношение массы его атома к 1/12 массы изотопа углерода – 12С.
1/12 массы атома изотопа принята за атомную единицу массы (а. е. м.).
1а.е.м. = 1/12mа(С) = 1,993 ∙ 10-26/12 =1,667х10-27кг
В соответствии с этим:
ma(H) 1,674 ∙ 10-27 кг
Ar (Н) = ———— = —————— = 1,0079
1/12ma(C) 1,667 ∙ 10-27 кг
Относительная атомная масса – величина безразмерная.
ma(O) 2,66 ∙ 10-26
Аr (О) = ————— = ———— = 15,999
1/12ma(C) 1,667 ∙ 10-27
Относительная атомная масса показывает во сколько раз масса атома данного элемента больше 1/12 массы изотопа углерода. 12С. Например, относительная масса железа равна 56. Это означает, что атом железа 56Fе в 56 раз тяжелее 1/12 массы атома углерода.
Единицей измерения количества вещества является Моль.
Моль– это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12С.
Число атомов (NА)в 0,012 кг углерода (т.е. в 1 моль) легко определить, зная массу атома углерода – 1,993х10-26 кг
Кг/моль
NА = ———————— = 6,02 ∙ 10 23 моль-1
1,993 ∙ 10 -26 кг
Эта величина называется постоянной Авогадро.
Масса 1 моль вещества называется молярной массой(М) и она равна отношению массы этого вещества m к его количеству n.
m
M = —— г/мольили кг/моль
n
Численное значение молярной массы (в г/моль) совпадает с относительной молекулярной, атомной или формульной массой данного вещества. Например,
масса относительная молярная
Н2 — 2,0158 2,0158 г/моль
( NH4)2CO3 — 96,086 96,086 г/моль
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|