Kemia: peruskäsitteet, määritelmät, termit ja lait

Kemia, peruskäsitteet jota pidämme - on tiede, joka tutkii aineista ja niiden muutoksia ilmennyt muutoksen rakenteen ja koostumuksen ja siten ominaisuuksia. Ensinnäkin, sinun täytyy määritellä, mitä tarkoitetaan termi kuten "aine". Jos puhumme siitä laajassa merkityksessä, se on eräänlaista asia, joka on lepomassa. Aine on mikä tahansa alkeishiukkasfysiikka esimerkiksi neutroni. Kemian, termiä käytetään suppeassa merkityksessä.

Aluksi lyhyt kuvaus termejä ja kemian, atomi-molekyyli- teoria. Sen jälkeen meidän selittää niitä, sekä esittää joitakin tärkeitä lakeja tämän tiedettä.

Kemian peruskäsitteet (aineen, atomit, molekyylit) ovat tuttuja meille kaikille koulusta. Alla on lyhyt kuvaus niistä, sekä muita, vähemmän ilmeinen termejä ja ilmiöitä.

atomia

Ensinnäkin, kaikki aineet, jotka tutkitaan kemia, koostuu pienistä hiukkasista, kutsutaan atomia. Neutronit eivät ole sama tutkimuskohde tämän tiedettä. On myös todettava, että atomit voivat yhdistää toisiinsa, jolloin muodostuu kemiallisia sidoksia. Jotta voidaan rikkoa tässä yhteydessä tarpeen energiankulutusta. Näin ollen, atomit tavanomaisesti ei ole erikseen (paitsi "jalokaasu"). Ne ovat yhteydessä toisiinsa ainakin pareittain.

Jatkuva lämpöliike

Jatkuva terminen liike hiukkaset, tunnettu siitä, että kaikki, että tutkimalla kemiaa. Peruskäsitteet Tämän tiede ei voi selittää, älä puhu siitä. Jatkuva liike keskimääräinen kineettinen energia on verrannollinen lämpötilaan hiukkasen (vaikka on huomattava, että energia eri erillisiä hiukkasia). Ekin = kT / 2, missä k - on Boltzmannin vakio. Tämä kaava on voimassa tahansa liikettä. Koska Tkin = mV ^2/2, liikettä massiivipartikkeleilla hitaammin. Esimerkiksi, jos lämpötila on sama, happiatomin keskimäärin liikkeellä 4 kertaa hitaampi kuin hiili molekyylejä. Tämä johtuu siitä, että niiden massa on yli 16 kertaa. Liike on värähtelevän, translaatio- ja rotaatio. Värähtelevän havaittu neste ja kiinteä, ja kaasumaisia aineita. Mutta translaatio- ja rotaatio helpoimmin suoritetaan kaasun. Nesteissä, on vaikeampaa, ja kiinteät aineet - vieläkin vaikeampaa.

molekyylit

Jatkamme kuvaamaan peruskäsitteet ja määritelmät kemian. Jos atomit ovat liittyneet toisiinsa muodostaen pieni ryhmä (kutsutaan molekyylejä), tällaiset ryhmät ovat mukana lämpöliike, joka toimii yhtenä yksikkönä. Enintään 100 atomia läsnä tyypillisiä molekyylejä, ja niiden määrä on niin kutsuttu korkean molekyylipainon yhdisteet voivat olla jopa 105.

ei-molekyylipainoltaan suuret aineet

Kuitenkin, atomit ovat usein yhdistetään valtava määrä kaistoilla 107 1027. Tässä muodossa ne ovat käytännöllisesti katsoen enää osallistua lämpöliikkeen. Nämä järjestöt ovat juurikaan muistuta molekyyliin. Ne ovat enemmän kuin paloja vankka. Näitä aineita kutsutaan ei-molekyyli-. Tässä tapauksessa terminen liike suoritetaan kappaleen sisällä, ja hän voi lentää kaltaista molekyyliä. On siirtymäalue ja koot, joka sisältää yhdistysten koostuu atomien määrä, joka on 105 107. Nämä hiukkaset ovat joko erittäin suuria molekyylejä tai pieniä rakeita jauhetta.

ionit

On huomattava, että atomit ja ryhmät voivat omata sähkövaraus. Tässä tapauksessa niitä kutsutaan ioneja tämän tieteenalan, kuten kemia, peruskäsitteet jota tutkimme. Koska kuten maksut aina hylkivät toisiaan, ainetta, joka on läsnä huomattava ylimäärä jommankumman maksut voi olla vakaa. Negatiiviset ja positiiviset varaukset ovat aina vuorottelevat tilaan. Mutta yleensä, aine on sähköisesti neutraali. Huomaa, että veloituksia, jotka suuri sähköstatiikan näkökulmasta kemia ovat merkityksettömiä (at 105-1015 atomia - 1e).

Tarkastelun kohteina kemian

On tarpeen selventää, että tarkastelun kohteina kemian kannattavat ilmiöitä, joita ei esiinny, ja eivät hajoa atomien, mutta vain järjestää, joka on kytketty uudella tavalla. Jotkut joukkovelkakirjalainat ovat rikki, toiset muodostuvat seurauksena. Toisin sanoen, uusia aineita näkyvät atomeista entisen koostumuksessa lähtöaineiden. Jos atomien, ja jo olemassa olevat yhteydet niiden välillä on tallennettu (esim., Haihtuminen suurimolekyylisiä yhdisteitä), nämä prosessit liittyvät tutkimuksen enää kemian ja molekyylibiologian Physics. Tapauksessa, jossa atomit ovat muodostettu tai rikki, se on tutkimuksen kohteena ydin- tai atomifysiikan. Kuitenkin, välinen raja fysikaaliset ja kemialliset ilmiöt hämärtynyt. Jakamisen jälkeen tieteen erillisiin ehdollinen, kun taas luonnon jakamaton. Siksi kemistit erittäin hyödyllistä tietoa fysiikan.

Kemian peruskäsitteet olimme kuvataan lyhyesti. Nyt tarjoamme sinulle enemmän harkita niitä.

Lue lisää atomeja

Atomien ja molekyylien - on jotain, jota monet ihmiset yhdistävät kemiaa. Peruskäsitteet, ne on selkeästi määritelty. Se, että atomit ovat olemassa, kaksi tuhatta vuotta sitten, se oli neronleimaus arvata. Sitten 19. vuosisadalla, tutkijat olivat kokeellista tietoa (vielä epäsuora). Puhumme useita suhteita Avogadro koostumus muuttumattomuus lakeja (jäljempänä katsomme näitä kemian peruskäsitteet). Atom edelleen tutkia 1900-luvulla, jolloin oli jo paljon suoraa kokeellista näyttöä. Ne perustuvat spektroskopia, että sironta röntgenkuvat, alfa-hiukkasia, neutroneja, elektroneja, jne. Koko näitä hiukkasia on noin 1 E = 1 ° ^-10 m paino - .. noin 10 ^{-27-10 -25} kg. Keskellä hiukkasten on positiivisesti varautunut ydin, jonka ympärille elektronit siirtyvät negatiivinen varaus. Ytimen koko on noin ^10-15 m. On käynyt ilmi, että määrittää koko elektronin kuori atomin, mutta tässä tapauksessa sen paino on lähes kokonaan keskitetty tumassa. Toinen määritelmä olisi otettava käyttöön, ottaen huomioon kemian peruskäsitteet. Alkuainetta - tyyppi atomeja, vastaa ydin on identtinen.

Se esiintyy usein määrityksen atomi kuin minuutin hiukkasen aine kemiallisesti jakamaton. Miten ymmärtää "kemiallinen"? Kuten olemme todenneet, jako ilmiöiden fysikaalisten ja kemiallisten koeaika. Mutta tietysti olemassaolon atomien. Näin ollen, määrittää paremmin kemia niiden kautta, eikä päinvastoin, atomien kautta kemia.

kemiallinen sidos

Tämä on niin, että atomit, pidetään yhdessä. Se ei anna niiden lentää erilleen vaikutuksen alaisena lämpöliikkeeseen. Tässä ovat tärkeimmät ominaisuudet joukkovelkakirjoja - on internuclear etäisyyden ja energiaa. Tämä on myös kemian peruskäsitteet. Sidos pituus määritetään kokeellisesti riittävän suurella tarkkuudella. Energia - myös, mutta ei aina. Esimerkiksi, on mahdotonta määrittää objektiivisesti, mikä on suhteessa erilliseen viestintää monimutkainen molekyyli. Kuitenkin energia sumutuksen jos aineen rikkomaan kaikkia nykyisiä yhteyksiä määritetään aina. Tietäen liitoksen pituus, voidaan määrittää, mitkä atomit on yhdistetty (niillä on lyhyt etäisyys), ja mitä - ei (enää etäisyys).

Koordinaatioluvun ja koordinointi

Peruskäsitteet analyyttisen kemian sisältävät näitä kahta termejä. Mitä ne tarkoittavat? Totta puhuen.

Koordinaatioluvun on määrä naapurit kyseisen atomin. Toisin sanoen, määrää, joiden kanssa hän on sukua kemiallisesti. Koordinointi on keskinäinen asema, tyyppi ja lukumäärä naapureita. Toisin sanoen, tämä konsepti on enemmän merkitystä. Esimerkiksi, koordinaatioluvun typen molekyylien ominaisuus ammoniakin ja typpihapon, sama - 3. Kuitenkin, niillä on eri koordinointi - on ei-tasomainen ja tasainen. Se määritetään luonteesta riippumatta välisen yhteyden esityksiä, kun taas hapetusasteeseensa valenssia - käsite ehdollinen, jotka on luotu, jotta etukäteen ennustaa koordinointia ja koostumuksesta.

Määrittämisen molekyylin

Olemme jo käsitelleet tätä käsitettä, kun otetaan huomioon peruskäsitteet ja lait kemian lyhyesti. Nyt vatvoa sitä yksityiskohtaisemmin. Oppikirjoissa usein määrittämisen molekyylin alempi neutraali aine hiukkasia, jotka on sen kemialliset ominaisuudet, ja voi olla olemassa itsenäisesti. On huomattava, että tämä määritelmä on nykyään vanhentunut. Ensimmäinen on se, että kaikki fyysikot ja kemistit viittaamaan molekyyliin, aineiden ominaisuuksista ei tallenneta. Vesi dissosioituu, mutta se vaatii vähintään 2-molekyyliä. Dissosioitumisen aste vettä - on 10 ^-7. Toisin sanoen, tämä prosessi voidaan soveltaa vain yhtä molekyyliä 10 miljoonaa. Jos sinulla on yksi molekyyli, vai onko edes sata, et voi saada käsityksen sen dissosiaation. Se seikka, että terminen vaikutukset kemiallisia reaktioita sisältävät yleensä vuorovaikutus energiaa molekyylien välillä. Siksi niitä ei löydy yksi heistä. Ja kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet molekyylipainon aineet voidaan määrittää vain suuri joukko molekyylejä. Lisäksi on olemassa aineita, jotka pystyvät olla omasta "pienin" hiukkanen loputtomiin suuri ja hyvin erilainen kuin perinteisen molekyyleistä. Molekyyli on oleellisesti ryhmä atomeja ei ole sähköisesti varautuneita. Tässä nimenomaisessa tapauksessa se voi olla yksi atomi, esimerkiksi, Ne. Tämä ryhmä on kyettävä osallistumaan diffuusion, samoin kuin muun tyyppisissä lämpöliikkeen, joka toimii yhtenä yksikkönä.

Kuten näette, ei ole niin yksinkertainen kemian peruskäsitteet. Molekyyli - on asia, joka tulee harkita tarkkaan. Se on omat ominaisuudet, ja molekyylipaino. Jälkimmäistä keskustelemme nyt.

molekyylimassa

Miten määritellä molekyylipainon kokemusta? Yksi tapa - perustuu avogadron laki, suhteellinen tiheys höyryä. Tarkin menetelmä on massaspektrometrisesti. Electron tyrmäsi molekyylin. Tuloksena ioni dispergoidaan ensin sähkökentässä ja sitten taipuu sen magneettisen reitin. Maksutta massan suhde määritetään suuruuden poikkeaman. Myös menetelmät perustuvat ominaisuuksia, jotka ovat ratkaisuja. Kuitenkin molekyyli kaikissa näissä tapauksissa on välttämättä olla liikkeessä - liuoksessa vakuumissa kaasua. Jos ne eivät liiku, on mahdotonta objektiivisesti laskea niiden paino. Ja niiden olemassaolo tässä tapauksessa on vaikea havaita.

Ominaisuudet ei-molekyyli aineet

Puhutaan niistä sanoa, että ne koostuvat atomeista, ei molekyylejä. Kuitenkin sama pätee suhteen jalokaasut. Nämä atomit liikkua vapaasti, siten paremmin olettaa niiden yhdenarvoisten molekyylejä. Tämä ei kuitenkaan ole tärkeää. On tärkeää, että ei-molekyylipainoltaan suuret aineet, on paljon atomien, jotka ovat liittyneet yhteen. On syytä huomata, että jako kaikkien aineiden molekyyli- ja ei-molekyyli- riittämätön. Jako yhteyden enemmän merkitystä. Tarkastellaan esimerkiksi, ero ominaisuuksissa grafiitti ja timantti. Molemmat ovat hiili, mutta ensimmäinen - pehmeä, ja toinen - kiinteä. Miten ne eroavat toisistaan? Erona on vain niiden yhteydet. Jos ajatellaan rakenne grafiitti, voimme nähdä, että vahvat suhteet ovat olemassa vain kaksi ulottuvuutta. Mutta kolmannella erittäin merkittävä atomien väliset etäisyydet, siksi on vahva sidos. Grafiitti on helppo luistaa ja jakaa pitkin näitä kerroksia.

liitettävyysrakenne

Muuten sitä kutsutaan alueellinen ulottuvuus. Se edustaa lukumäärää jäävän tilan mitat, tunnettu siitä, että jatkuvien (lähes ääretön) luuranko järjestelmä (vahvoja yhteyksiä). Arvot, että se voi ottaa, - 0, 1, 2 ja 3. Näin ollen on tarpeen erottaa kolmiulotteisesti kytketty, laminaatit, ja saari ketju (molekyylipaino) rakenne.

Laki selvä mittasuhteet

Olemme jo oppineet kemian peruskäsitteet. Aineisto käsitellään lyhyesti meille. Nyt kertovat laki, joka koskee sitä. Yleensä se on formuloitu seuraavasti: mikä tahansa yksittäinen komponentti (toisin sanoen, puhdas), riippumatta siitä, millä tavalla se on saatu, on sama laadullinen ja määrällinen koostumus. Mutta mitä käsite "puhdasta ainetta"? Totta puhuen.

Kaksi tuhatta vuotta sitten, kun rakennetta aineet voivat olla enemmän suoria menetelmiä tutkia, kun ei ollut edes perus kemiallisia käsitteitä ja lakien kemian, meille tuttuja, se määritettiin kuvailevasti. Esimerkiksi, vesi - on neste, joka muodostaa perustan meriin ja jokiin. Sillä ei ole hajua, väriä, makua. Se on niin sulamis- ja jäätymispiste, mistä se on sininen kuparisulfaattia. Merivesi on, koska se ei ole puhdas. Kuitenkin,-suolat voidaan erottaa tislaamalla. Näin, kuvaileva menetelmä, määritti kemialliset käsitteet ja lait kemian.

Tutkijoiden tuolloin ei ollut selvää, että neste, joka on korostettu eri tavoin (polttamalla vetysulfaatti kuivuminen, meriveden tislaus), on sama koostumus. Suuri keksintö tieteessä oli todiste tästä. Kävi ilmi, että suhde hapen ja vedyn ei voi muuttaa tasaisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että elementit muodostuvat atomien - jakamaton osia. Siten yhdisteitä, joilla on kaava valmistettiin, ja myös toteen tutkijat esitys molekyylejä.

Nykyään kaikki aine suoraan tai epäsuorasti määräytyvät ensisijaisesti vaatii pikemminkin kuin sulamispiste, maku tai väri. Vesi - H _2O Jos on olemassa muita molekyylejä, se ei ole enää puhdas. Näin ollen puhdas molekyyli-aine on sellainen, joka koostuu vain yhdenlaisen molekyylejä.

Kuitenkin tässä tapauksessa olla elektrolyyttejä? Sen jälkeen, kun kaikki, ne ovat ioneja on läsnä, paitsi ne molekyylit. Meidän täytyy olla tiukkaa määritelmää. Puhdas molekyylipainon aine on sellainen, joka koostuu molekyyleistä yhtä tyyppiä, ja mahdollisesti myös palautuvia tuotteita niiden nopea muuntaminen (isomerointi ammattiliitot, dissosiaatio). Sana "nopeasti" tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että näihin tuotteisiin, emme voi päästä eroon, ne heti näkyviin. Sana "käännettävä" osoittaa, että muuntamista ei lopeteta. Jos ilmoitettu, niin se on parempi sanoa, että se on epävakaa. Tässä tapauksessa se ei ole puhdasta ainetta.

Lain säilyttäminen aineen massa

Tämä laki on antiikin ajoista tiedetty metaforinen muodossa. Se totesi, että asia ei voi luoda ja voittamaton. Sitten tuli sen määrällisen muotoiluun. Tämän mukaan paino (ja myöhään 17th century - paino) on mitta aineen määrästä.

Laki tavalliseen muodossa avattiin 1748 Lomonosov. Vuonna 1789, se lisäsi Lavoisier, ranskalainen tiedemies. Nykyaikainen sen koostumus on seuraava: massa aineiden tekemästä kemiallinen reaktio on yhtä suuri massa aineita, jotka ovat seurausta siitä.

Avogadron laki, laki tilavuuden suhteita kaasujen

Viimeisin laadittiin vuonna 1808 JL Gay-Lussac, ranskalainen tiedemies. Nykyisin tämä laki on nimeltään laki Gay-Lussac. Sen mukaan, tilavuus reaktiivisten kaasujen ovat toisiinsa sekä tilavuus tuloksena kaasumaisten tuotteiden koko pieniä määriä.

Kuvio, jossa todettiin Gay-Lussac, selittää lakia, joka avattiin vähän myöhemmin, vuonna 1811, Amedeo Avogadro, italialainen tiedemies. Se toteaa, että samoin ehdoin (paine ja lämpötila), kaasujen, joilla on sama tilavuus, sama määrä molekyylejä läsnä.

Kaksi tärkeää seurauksia on laista Avogadron. Ensimmäinen on se, että identtisissä olosuhteissa, yhtä moolia kaasua vie yhtä suuri tilavuus. Siirtymä joko normaaleissa olosuhteissa (jotka ovat lämpötila 0 ° C: ssa ja 101,325 kPa) oli 22,4 litraa. Toinen seuraus tämän lain seuraavasti: painosuhde kaasujen, joilla on sama määrä samoin ehdoin, on yhtä suuri kuin suhde niiden moolimassa.

On toinenkin laki, joka varmasti syytä mainita. Kerromme siitä lyhyesti.

Määräajoin laki ja pöytä

D. I. Mendeleev, joka perustuu kemiallisiin ominaisuuksiin elementtejä ja atomien ja molekyylien tiedemiehet havaitsivat tätä lakia. Tämä tapahtuma järjestettiin 01 maaliskuu 1869 Säännöllinen laki on yksi tärkeimmistä luonnossa. Voidaan todeta seuraavaa: ominaisuudet, jotka on muodostettu monimutkaisia ja yksinkertaisia aineita ja on ajoittain riippuvuus maksut ytimet atomien.

Jaksollisen joka luotiin Mendeleev, koostuu seitsemästä aikoja ja kahdeksaan ryhmään. Joita kutsutaan sen pystysarakkeisiin. Elementit jokainen niistä on samanlaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Ryhmä puolestaan on jaettu alaryhmiin (pää- ja puoli).

Vaaka rivit Tässä taulukossa viittaavat aikoja. Elementtejä, jotka ovat niitä, poikkea toisistaan, mutta heillä on yhteistä - se, että heidän uusimman elektronit samalla energiatasolla. Ensimmäisessä jaksossa on vain kaksi elementtiä. H on vety ja helium He. Kahdeksan elementit ovat toisella jaksolla. Neljännessä niiden jo 18. Mendelejev nimetty tämän ajan kuin ensimmäinen suuri. Viidennessä ja 18 osia, sen rakenne on samanlainen kuin neljäs. Osana kuudennen - 32 elementtejä. Seitsemännen ei ole valmis. Tämä ajanjakso alkaa Ranskan (FR). Voimme olettaa, että se sisältää 32 elementtiä, sekä kuudenneksi. Tähän mennessä vain 24 löydetty.

sääntö otketa

Säännön mukaisesti otketa kaikki elementit ovat yleensä hankkia elektroneja tai menetä, jotta on 8-elektronikonfiguraatio jalokaasun lähinnä niitä. Ionisaatioenergiaan - on energian määrä, joka tarvittiin erottamaan elektronin irrottamiseen atomista. Otketa säännön mukaan siirryttäessä vasemmalta oikealle jaksollisen tarvitset enemmän energiaa poistaa elektroneja. Siksi kohteita, jotka ovat vasemmalla puolella, pyrkivät varmistamaan, että löysät elektroni. Päinvastoin, ne, jotka sijaitsevat oikealla puolella, halukkaita ostamaan sitä.

Lait ja kemian peruskäsitteet, me kuvataan lyhyesti. Tietenkin tämä on vain yleistä tietoa. Yhdessä artikkelissa on mahdotonta puhua niin vakava tiedettä yksityiskohtaisesti. Peruskäsitteet ja lait kemian kuten tässä artikkelissa - on lähtökohta jatkotutkimuksiin. Loppujen lopuksi tässä tiede on monia osia. On, esimerkiksi, orgaanisen ja epäorgaanisen kemian. Peruskäsitteitä kaikissa osissa, tämän tiedettä voidaan tutkia pitkään. Mutta edellä kuvatut, katso yleisiä kysymyksiä. Näin ollen, voidaan sanoa, että nämä ovat peruskäsitteet orgaanisen kemian, sekä epäorgaanisia.