Судалгааны тоон аргыг нэвтрүүлж, массыг хадгалах хуулийг бий болгосон нь химийн цаашдын хөгжилд чухал ач холбогдолтой байв. Гэхдээ хими нь атом-молекулын сургаалыг бий болгосны дараа л шинжлэх ухааны бат бөх суурийг олж авсан.

Атом-молекулын шинжлэх ухаан үүссэн

Атом-молекулын шинжлэх ухааны үндэс суурийг анх тодорхойлсон 1741 онд М.В.Ломоносов Тэрээр анхны бүтээлүүдийн нэг болох "Математик химийн элементүүд" хэмээх бүтээлдээ корпускуляр бүтцийн онолын хамгийн чухал заалтуудыг томъёолжээ.

Ломоносовын үзэл баримтлалын дагуу бүх зүйл бие биендээ хуваагддаггүй, бие биенээ нэгтгэх чадвартай жижиг "мэдрэмжгүй" хэсгүүдээс бүрддэг. Бодисын шинж чанар, юуны түрүүнд тэдгээрийн нэгтгэх төлөв байдал нь эдгээр хэсгүүдийн шинж чанараар тодорхойлогддог; Бодисын шинж чанаруудын ялгаа нь зөвхөн бөөмсийн өөр өөр эсвэл тэдгээрийн харилцан холболтоос хамаарна.

Тэрээр ийм бөөмсийн хоёр төрлийг ялгасан: жижиг хэсгүүд - энэ нэр томъёоны орчин үеийн ойлголтод атомуудтай тохирох "элементүүд" ба том хэсгүүд. Бид одоо молекул гэж нэрлэдэг "корпускулууд". Түүний тодорхойлолтоор “Элемент гэдэг нь өөр ямар ч жижиг, өөр биеэс тогтохгүй биеийн хэсэг юм. Корпускул гэдэг нь нэг жижиг массыг бүрдүүлдэг элементүүдийн цуглуулга юм."

Корпускул бүр нь бүхэл бүтэн бодистой ижил найрлагатай байдаг. Химийн хувьд өөр өөр бодисууд нь өөр өөр найрлагатай корпускулуудтай байдаг. “Корпускулууд нь ижил тооны ижил элементүүдээс бүрдэж, ижил аргаар холбогдсон бол нэг төрлийн байна”, “Элементүүд нь өөр өөр, өөр өөр хэлбэрээр эсвэл өөр өөр тоогоор холбогдсон тохиолдолд корпускулууд нэг төрлийн бус байдаг.”

Дээрх тодорхойлолтуудаас харахад бодисын ялгааны шалтгааныг зөвхөн корпускулын найрлагын ялгаа төдийгүй корпускул дахь элементүүдийн өөр өөр зохион байгуулалт гэж үзсэн нь тодорхой байна.

"Мэдрэмжгүй" бөөмсийн талаархи үзэл бодлоо тайлбарлахдаа тэрээр корпускул бүр тодорхой хязгаарлагдмал, маш жижиг хэмжээтэй байдаг бөгөөд үүний үр дүнд харагдахгүй, тодорхой масстай байдаг гэдгийг онцлон тэмдэглэв. Бүх физик биетүүдийн нэгэн адил корпускулууд механикийн хуулийн дагуу хөдөлж чаддаг; Хөдөлгөөнгүй бол корпускулууд хоорондоо мөргөлдөж, бие биенээ няцаах эсвэл өөр зүйлд нөлөөлж, өөрчлөгдөж чадахгүй. Биеийн хөдөлгөөн, ялангуяа биеийг халаах, хөргөх зэрэг үзэгдлийг тайлбарладаг.

Бодисын бүх өөрчлөлт нь биетүүдийн хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй байдаг тул химийн өөрчлөлтийг зөвхөн химийн аргаар төдийгүй физик, математикийн аргаар судлах ёстой.

Тухайн үеийн Ломоносовын таамаглалыг янз бүрийн нарийн төвөгтэй бодисын тоон найрлагын талаар үнэн зөв мэдээлэл байхгүй байсан тул туршилтаар баталгаажуулж чадаагүй юм. Тиймээс хими нь хөгжлийн урт замыг туулж, их хэмжээний туршилтын материалыг хуримтлуулж, судалгааны шинэ аргыг эзэмшсэний дараа корпускулын онолын үндсэн заалтуудыг батлах боломжтой байв.

Бодисын массыг хадгалах хууль

Химийн урвалд орсон бүх бодисын масс нь бүх бүтээгдэхүүний масстай тэнцүү байна

*Атом-молекулын онол нь энэ хуулийг дараах байдлаар тайлбарладаг: химийн урвалын үр дүнд атомууд алга болдоггүй, гарч ирдэггүй, харин тэдгээрийн дахин зохион байгуулалт үүсдэг (өөрөөр хэлбэл химийн хувирал гэдэг нь атомуудын хоорондын зарим холбоог тасалж, үүсэх үйл явц юм.

бусад, үүний үр дүнд урвалын бүтээгдэхүүний молекулуудыг эхлэлийн бодисын молекулуудаас гаргаж авдаг). Урвалын өмнөх ба дараах атомын тоо өөрчлөгдөөгүй тул тэдгээрийн нийт масс бас өөрчлөгдөх ёсгүй. Масс нь хэмжигдэхүүнийг тодорхойлдог хэмжигдэхүүн гэж ойлгогддог

Масс хадгалагдах хуулинд үндэслэн химийн урвалын тэгшитгэл зохиож, тэдгээрийг ашиглан тооцоолол хийх боломжтой. Энэ нь тоон химийн шинжилгээний үндэс юм.

Найрлагын тогтвортой байдлын хууль

Бүх бие даасан химийн бодисууд тогтмол чанартай ба

бэлтгэх аргаас үл хамааран тоон найрлага, химийн өвөрмөц бүтэц.

Найрлагын тогтмол байдлын хуулиас харахад нийлмэл бодис үүсэх үед элементүүд үүсдэг

тодорхой массын харьцаагаар бие биетэйгээ нэгтгэнэ.

Авогадро ди Куарегнагийн хууль (1811)

Ижил нөхцөлд (температур, даралт гэх мэт) ижил хэмжээтэй өөр өөр хий нь ижил тооны молекулыг агуулна. (Хууль нь зөвхөн хийн бодисуудад хүчинтэй.)

Үр дагавар.

1. Ижил нөхцөлд өөр өөр хийн ижил тооны молекулууд эзэлдэг

ижил боть.

2. Хэвийн нөхцөлд (0°С = 273°К, 1 атм = 101.3 кПа) аливаа хий 1 моль эзэлнэ.

эзэлхүүн 22.4 л.__

Массын үйл ажиллагааны хууль

aA + bB +. . . = . . .

V = k [A]a [B]b . . .

Эрчим хүч хэмнэх хууль: тусгаарлагдсан системийн энерги (орчтой бодис эсвэл энерги солилцдоггүй) тогтмол хэвээр байгаа бөгөөд зөвхөн нэг төрлөөс нөгөөд шилжих боломжтой.

Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль: Тусгаарлагдсан систем дэх цахилгаан цэнэгийн алгебрийн нийлбэр хадгалагдана.

2. Химийн үндсэн хууль материаллаг ертөнцийн ерөнхий хуулийн онцгой тохиолдол болгон. Үзэл баримтлал: бодис, бодис, талбар, хөдөлгөөн - тэдгээрийн тоон шинж чанар, харилцан хамаарал. Масс ба энерги хадгалагдах хуулиудын математик илэрхийлэл.

Массын үйл ажиллагааны хууль

Химийн урвалын хурд нь урвалж буй бодисын концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна.

aA + bB +. . . = . . .

V = k [A]a [B]b . . .

Матери нь матери болон талбайн хэлбэрээр оршдог. Хими нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийг хүний ​​ухамсрын гадна болон үл хамаарах материйн нэгдмэл ойлголтын дор судалдаг.

бодис нь атом ба молекулуудын аливаа цуглуулга юм

Масс хадгалагдах хууль:Урвалжсан бодисын масс нь урвалын үр дүнд үүссэн бодисын масстай тэнцүү байна.

* Өөр нэг томъёолол нь үүнтэй бүрэн тэнцүү байна: химийн урвалын үед химийн элементийн атомын тоо хадгалагдана.

Эрчим хүч хэмнэх хууль:тусгаарлагдсан системийн энерги (орчтой бодис эсвэл энерги солилцдоггүй) зөвхөн нэг төрлөөс нөгөөд шилжих боломжтой хэвээр байна;

3. Атом-молекулын шинжлэх ухаан: орчин үеийн заалтууд, товч түүх (үүсгэн байгуулагчид).

АТОМ-МОЛЕКУЛАРЫН ОНОЛ

Атом-молекулын шинжлэх ухаан нь Ломоносов, Далтон нарын бүтээлээр бүтээгдсэн атом ба молекулуудаас үүссэн бодисын бүтцийн тухай сургаал юм.

*Атом-молекулын шинжлэх ухааны хөгжилд М.В.Ломоносов, Ж.Дальтон, А.Лавуазье, Ж.Пруст, А.Авогадро, Ж.Берцелиус, Д.И.Менделеев, А.М.Бутлеров нар асар их хувь нэмэр оруулсан.

Химийн нэгдлийн найрлага, шинж чанар нь түүнийг бэлтгэх арга, нөхцлөөс хамаардаггүй.

Бүх молекулууд атомуудаас тогтдог. Ижил төрлийн атомуудын цуглуулгыг химийн элемент гэж нэрлэдэг.

Атом-молекулын онолын үндсэн зарчим:

Бүх бодис атомаас тогтдог

Нэг химийн бодисын (химийн элемент) атомууд ижил шинж чанартай боловч өөр бодисын атомаас ялгаатай

Атомууд харилцан үйлчлэхэд молекулууд үүсдэг (гомонуклеар - энгийн бодис, гетеронуклеар - нарийн төвөгтэй бодисууд)

Физик үзэгдлийн үед молекулууд химийн үзэгдлийн үед өөрчлөгддөггүй, тэдгээрийн найрлага өөрчлөгддөг.

Химийн урвал нь анхны бодисыг бүрдүүлсэн ижил атомуудаас шинэ бодис үүсэхийг хэлнэ

4. Химийн үндсэн ойлголтууд : атом, молекул, химийн элемент, бодис (энгийн ба нийлмэл). Атом ба молекулын тоон шинж чанар: хэмжээс, үнэмлэхүй ба харьцангуй атом ба молекулын масс, атомын массын нэгж (a.u.m.).

Атом гэдэг нь эерэг цэнэгтэй цөм ба нэг буюу хэд хэдэн электроноос тогтсон цахилгаан саармаг бөөмс юм.

Молекул гэдэг нь тухайн бодисын бүх химийн шинж чанарыг агуулсан бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм. Зарим бодисын хувьд атом, молекул гэсэн ойлголт ижил байдаг.

Энгийн бодис нь молекулууд нь нэг элементийн атомуудаас бүрддэг бодис юм.

Нэгдлүүд эсвэл нийлмэл бодисууд нь молекулууд нь янз бүрийн элементийн атомуудаас бүрддэг бодис юм.

Өөр өөр бодисын молекулууд бие биенээсээ масс, хэмжээ, химийн шинж чанараараа ялгаатай байдаг. Нэг бодисын бүх молекулууд ижил байдаг.

Молекулууд нь атом гэж нэрлэгддэг жижиг хэсгүүдээс тогтдог. Энгийн бодисын молекулууд нь ижил атомуудаас, нарийн төвөгтэй бодисын молекулууд нь өөр өөр атомуудаас бүрддэг.

Нэг элементийн атом нь бусад элементийн атомуудаас атомын цөмийн цэнэг, хэмжээ, химийн шинж чанараараа ялгаатай байдаг. Химийн урвал нь молекулын найрлагыг өөрчилдөг. Химийн урвалын үед атомууд устдаггүй.

Олон улсын атомын массын нэгжБайгалийн нүүрстөрөгчийн үндсэн изотоп болох 12C изотопын массын 1/12-тэй тэнцүү.

Харьцангуй молекул жин (Ноён)- Тухайн бодисын молекулын масс нь 12С нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-ээс хэд дахин их болохыг харуулсан хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн.

Үнэмлэхүй молекул массхарьцангуй молекулын массыг амугаар үржүүлсэнтэй тэнцүү.

5. Бодисын тоо хэмжээ, молийн масс, молийн эзэлхүүний тооцоо. Авогадрогийн дугаар.

M бодисын молийн масс нь тухайн бодисын массыг түүний хэмжээтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна

ба химийн хувьд хүлээн зөвшөөрөгдсөн г/моль хэмжээтэй байна. Г/моль-ээр илэрхийлсэн бодисын молийн масс нь түүний харьцангуй молекул масстай тоон хувьд тэнцүү байна. Тоон тэгш байдал гэдэг нь хэмжигдэхүүнүүдийн тоон утгуудын давхцлыг хэлнэ, гэхдээ тэдгээрийн хэмжээс биш.

Молийн эзэлхүүнийг бодисын эзэлхүүнийг түүний хэмжээтэй харьцуулсан харьцаагаар ижил төстэй байдлаар тодорхойлно.

Молийн эзэлхүүн нь м3 / моль, л / моль, см3 / моль хэмжээтэй байж болно. Молийн эзэлхүүнийг тухайн бодисын агрегацын аливаа төлөвт тодорхойлдог бөгөөд түүний молийн масстай нягтаршилтай холбоотой байдаг.

Авогардогийн хууль: ижил нөхцөлд (температур ба даралт) ижил хэмжээтэй өөр өөр хий ижил тооны молекулыг агуулна.

NA = 6.022 141 29(27) 10 23 моль−1

6. Химийн элемент, элементийн тэмдэг. Бодисын химийн томъёо, томъёоны төрөл: эмпирик, молекул, график. Үзэл баримтлал: валент (стехиометр, холбоо, зохицуулалт) ба химийн элементийн исэлдэлтийн төлөв. Жишээ.

Химийн элемент гэдэг нь тодорхой цөмийн цэнэгээр тодорхойлогддог атомын төрөл юм.

Молекул дахь атомын тоог харуулсан молекулын (нийт) томъёо - C6H14,

График

Эмпирик томъёо нь зөвхөн C:H = 3:7 - C3H7 элементүүдийн харьцааг өгдөг

Валент гэдэг нь тухайн элементийн атомуудын молекул дахь бусад элементийн тодорхой тооны атомыг хавсаргах буюу солих шинж чанар юм. Валентын нэгж нь устөрөгчийн валент юм.

Атомын исэлдэлтийн төлөв нь энгийн бодис, химийн нэгдлийн молекул, ион дахь атомын цахилгаан статик цэнэгийн хэмжээ юм.

7. Бодисын молекул дахь элемент, хольц дахь бодисын масс, моль, эзлэхүүний хувийн жингийн тухай ойлголт, тоон тодорхойлолт. Эмпирик ба молекулын томьёог тогтоох алгоритм.

Массын фракц гэдэг нь ууссан бодисын массыг уусмалын масстай харьцуулсан харьцаа юм. Массын фракцыг нэгжийн бутархай эсвэл хувиар хэмждэг:

m нь уусмалын нийт масс, g.

Эзлэхүүний фракц гэдэг нь ууссан бодисын эзлэхүүнийг уусмалын эзлэхүүнтэй харьцуулсан харьцаа юм. Эзлэхүүний фракцыг нэгжийн бутархай эсвэл хувиар хэмждэг.

V1 - ууссан бодисын эзэлхүүн, л;

V - уусмалын нийт эзэлхүүн, л.

Молийн бутархай гэдэг нь тухайн бүрэлдэхүүн хэсгийн молийн тоог бүх бүрэлдэхүүн хэсгийн нийт мольтой харьцуулсан харьцаа юм. Молийн бутархайг нэгжийн бутархайгаар илэрхийлнэ.

νi - i-р бүрэлдэхүүн хэсгийн хэмжээ, моль;

n - бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо;

Уусмалын титр нь 1 мл уусмал дахь ууссан бодисын масс юм.

m1 - ууссан бодисын масс, г;

V - уусмалын нийт эзэлхүүн, мл;

Химийн нэгдлийн эмпирик томъёо нь түүний доторх атомын төрөл бүрийн харьцангуй тооны хамгийн энгийн илэрхийлэл юм; Энэ нь нэгдэл дэх элементүүдийн харьцааг харуулсан доод үсэг дагалддаг химийн элементүүдийн тэмдгийн шугаман тэмдэглэгээ юм.

Моляр массын эквивалентыг ихэвчлэн эсвэл гэж тэмдэглэдэг. Бодисын эквивалент молийн массын бодит молийн масстай харьцуулсан харьцааг эквивалентийн коэффициент гэж нэрлэдэг (ихэвчлэн тэмдэглэдэг).

Бодисын эквивалентийн молийн масс гэдэг нь нэг моль эквивалентын масс бөгөөд энэ бодисын молийн массын эквивалент хүчин зүйлийн үржвэртэй тэнцүү байна.

Meq = feq×M

Эквивалент хүчин зүйл [засварлах]

Эквивалент молийн массыг өөрийн молийн масстай харьцуулсан харьцааг эквивалент коэффициент гэж нэрлэдэг (ихэвчлэн тэмдэглэдэг).

Тэнцүүлэлтийн дугаар [засварлах]

Эквивалентийн тоо z нь тухайн бодисын 1 мольд агуулагдах бодисын эквивалентын тоотой тэнцүү жижиг эерэг бүхэл тоо юм. Эквивалентийн коэффициент нь z-ийн эквивалент тоотой дараах хамаарлаар холбогдоно: =1/z.

Жишээлбэл, хариу үйлдэл хийхдээ:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

Эквивалент нь ½Zn(OH)2 бөөмс юм. ½ тоо нь эквивалент коэффициент бөгөөд энэ тохиолдолд z нь 2-той тэнцүү байна

9. Химийн урвал: тодорхойлолт, шинж тэмдэг, физик үзэгдлээс ялгарах, ангилал.

Химийн урвал гэдэг нь нэг буюу хэд хэдэн анхны бодисыг (урвалж) химийн найрлага, бүтцээрээ тэдгээрээс ялгаатай бодис (урвалын бүтээгдэхүүн) болгон хувиргах явдал юм. Цөмийн урвалаас ялгаатай нь химийн урвалын үед атомын цөм өөрчлөгддөггүй, ялангуяа тэдгээрийн нийт тоо, химийн элементүүдийн изотопын найрлага өөрчлөгддөггүй, харин электрон ба цөмийн дахин хуваарилалт явагдаж, шинэ химийн бодисууд үүсдэг.

Ангилал

Урвалж буй бодисын исэлдэлтийн төлөвийг өөрчлөх замаар[ засварлах ]

Энэ тохиолдолд ялгаа бий

Нэг элементийн атомууд (исэлдүүлэгч бодис) буурч, өөрөөр хэлбэл исэлдэлтийн төлөвөө бууруулж, өөр элементийн атомууд (бууруулах бодис) исэлддэг, өөрөөр хэлбэл исэлдэлтийн төлөвөө нэмэгдүүлдэг редокс урвалууд. Редокс урвалын онцгой тохиолдол бол исэлдүүлэгч ба бууруулагч бодисууд нь өөр өөр исэлдэлтийн төлөвт ижил элементийн атомууд болох диспропорциональ урвал юм.

Исэлдүүлэх урвалын жишээ бол ус үүсгэхийн тулд хүчилтөрөгч (исэлдүүлэгч бодис) дахь устөрөгчийг (бууруулах бодис) шатаах явдал юм.

Пропорциональ бус урвалын жишээ бол халах үед аммонийн нитратын задралын урвал юм. Энэ тохиолдолд исэлдүүлэгч бодис нь нитро бүлгийн азот (+5), бууруулагч нь аммонийн катионын азот (-3) юм.

NH4NO3 = N2O + 2H2O (250 ° C хүртэл)

Редокс бус урвалууд - атомын исэлдэлтийн төлөвт өөрчлөлт ороогүй урвалууд, жишээлбэл, дээрх саармагжуулах урвал.

Урвалын дулааны эффектийн дагуу[ засварлах ]

Бүх урвалууд нь дулааны нөлөөлөл дагалддаг. Урвалж дахь химийн холбоо тасрах үед энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн шинэ химийн холбоо үүсгэхэд ашиглагддаг. Зарим урвалын үед эдгээр үйл явцын энерги ойрхон байдаг бөгөөд энэ тохиолдолд урвалын нийт дулааны нөлөө тэг рүү ойртдог. Бусад тохиолдолд бид дараахь зүйлийг ялгаж чадна.

дулаан ялгаруулдаг экзотермик урвал (дулааны эерэг нөлөө), жишээлбэл, устөрөгчийн дээрх шаталт

хүрээлэн буй орчноос дулаан шингээх (дулааны сөрөг нөлөө) эндотермик урвал.

Хэрэв урвалд орох бодис ба бүтээгдэхүүний үүсэх энтальпийг мэддэг бол ихэвчлэн маш чухал байдаг урвалын дулааныг (урвалын энтальпи, ΔrH) Гессийн хуулийг ашиглан тооцоолж болно. Бүтээгдэхүүний энтальпийн нийлбэр нь урвалд орох бодисын энтальпийн нийлбэрээс бага үед (ΔrH)< 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (ΔrH >0) - шингээлт.

Урвалж буй хэсгүүдийн хувирлын төрлөөр[ засварлах ]

холболтууд:

задрал:

орлуулалт:

солилцоо (харвал саармагжуулах төрөл):

солилцоо (харвал солилцооны төрөл):

Химийн урвал нь үргэлж физик нөлөөг дагалддаг: энерги шингээх, ялгаруулах, жишээлбэл, дулаан дамжуулах хэлбэрээр, урвалжуудын нэгтгэх төлөвийн өөрчлөлт, урвалын хольцын өнгө өөрчлөгдөх гэх мэт. Эдгээр физик нөлөөгөөр химийн урвалын явцыг ихэвчлэн дүгнэдэг.

Бодитод тохиолддог химийн процессууд нь физик процессууд болон цөмийн өөрчлөлтүүдээс ялгаатай байдаг. Физик процесст оролцож буй бодис тус бүр найрлагаа өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлдээдэг (хэдийгээр бодисууд нь холимог үүсгэж чаддаг боловч) гаднах хэлбэр эсвэл нэгтгэх төлөвийг өөрчилж чаддаг.

Химийн процесс (химийн урвал) -д урвалжаас өөр шинж чанартай шинэ бодисыг олж авдаг боловч шинэ элементийн атомууд хэзээ ч үүсдэггүй. Урвалд оролцож буй элементүүдийн атомуудад электрон бүрхүүлийн өөрчлөлт зайлшгүй гардаг.

10.Химийн урвалын схем ба тэгшитгэл (тэгшитгэл бичих алгоритм). Стехиометрийн коэффициентүүдийн физик утга. Тэгшитгэлийн төрлүүд: бүрэн, бүрэн бус, молекул, ионы, термохимийн. Жишээ хэлнэ үү.

Химийн урвалын явцад зарим бодис бусад бодис болж хувирдаг. Хүхэр болон хүчилтөрөгчийн сайн мэддэг урвалыг эргэн санацгаая. Үүний дотор зарим бодисоос (эхлэх бодис эсвэл урвалж) бусад бодис (эцсийн бодис эсвэл урвалын бүтээгдэхүүн) үүсдэг.

Химийн урвалын талаархи мэдээллийг бүртгэх, дамжуулахад урвалын диаграмм ба тэгшитгэлийг ашигладаг.

Химийн урвалын диаграм– химийн урвалын талаар чанарын мэдээлэл өгөх нөхцөлт тэмдэглэгээ.

Урвалын диаграмм нь ямар бодисууд урвалд орж, аль нь урвалын үр дүнд үүсдэгийг харуулдаг. Диаграмм болон урвалын тэгшитгэлийн аль алинд нь бодисыг томъёогоор нь тодорхойлдог.

Хүхрийн шатаах схемийг дараах байдлаар бичнэ: S8 + O2 SO2.

Энэ нь хүхэр хүчилтөрөгчтэй урвалд ороход химийн урвал явагдаж, хүхрийн давхар исэл (хүхрийн давхар исэл) үүсдэг гэсэн үг юм. Энд байгаа бүх бодисууд молекул байдаг тул диаграммыг бичихдээ эдгээр бодисын молекулын томъёог ашигласан. Энэ нь өөр урвалын схемд хамаарна - цагаан фосфорын шаталтын урвал:

Кальцийн карбонатыг (шохой, шохойн чулуу) 900 хэм хүртэл халаахад химийн урвал явагдана: кальцийн карбонат нь дараахь схемийн дагуу кальцийн исэл (түргэн шохой) ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл (нүүрстөрөгчийн давхар исэл) болж хувирдаг.

CaCO3 CaO + CO2.

Уг процесс нь халах үед явагддаг гэдгийг харуулахын тулд диаграмм (болон тэгшитгэл) нь ихэвчлэн "t" тэмдгээр нэмэгддэг бөгөөд нүүрстөрөгчийн давхар исэл ууршиж байгааг дээш чиглэсэн сумаар зааж өгдөг.

CaCO3 CaO + CO2.

Кальцийн карбонат ба кальцийн исэл нь молекул бус бодис тул диаграммд тэдгээрийн томъёоны нэгжийн найрлагыг тусгасан хамгийн энгийн томъёог ашигласан болно. Молекулын бодис - нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хувьд молекулын томъёог ашигладаг.

Фосфорын пентахлорид устай харилцан үйлчлэх үед үүсэх урвалын схемийг авч үзье: PCl5 + H2O H3PO4 + HCl.

Диаграмм нь фосфорын хүчил ба устөрөгчийн хлорид үүссэнийг харуулж байна.

Заримдаа химийн урвалын талаархи мэдээллийг дамжуулахын тулд урвалын товч диаграм хангалттай байдаг, жишээлбэл:

S8 SO2; P4 P4O10; CaCO3 CaO.

Мэдээжийн хэрэг, хэд хэдэн өөр өөр урвалууд нь богино схемд тохирч болно.

Химийн урвалын тэгшитгэл нь химийн урвалын тухай чанарын болон тоон мэдээллийг өгдөг нөхцөлт тэмдэглэгээ юм.

Аливаа химийн урвалын хувьд химийн хамгийн чухал хуулиудын нэг нь үнэн юм.

Химийн урвал явагдах үед атомууд гарч ирэхгүй, алга болдоггүй, бие биедээ хувирдаггүй.

Химийн урвалын тэгшитгэлийг бичихдээ бодисын томъёоноос гадна коэффициентийг ашигладаг. Алгебрийн нэгэн адил химийн урвалын тэгшитгэлд "1" коэффициентийг оруулаагүй, харин далдлагдсан болно. Бидний авч үзсэн урвалуудыг дараах тэгшитгэлээр тайлбарлав.

1S8 + 8O2 = 8SO2, эсвэл S8 + 8O2 = 8SO2;

1P4 + 5O2 = 1P4O10, эсвэл P4 + 5O2 = P4O10;

1CaCO3 = 1CaO + 1CO2, эсвэл CaCO3 = CaO + CO2;

1PCl5 + 4H2O = 1H3PO4 + 5HCl, эсвэл PCI5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCI.

Химийн үндсэн ойлголтууд, стехиометрийн хуулиуд

Химийн атомизм (атом-молекулын онол) нь орчин үеийн химийн шинжлэх ухааны үндэс суурийг бүрдүүлдэг түүхэн анхны үндсэн онолын үзэл баримтлал юм. Энэхүү онолыг бий болгоход зуу гаруй жил үргэлжилсэн бөгөөд М.В. Ломоносов, А.Л. Лавуазье, Ж.Дальтон, А.Авогадро, С.Каннизаро.

Орчин үеийн атом-молекулын онолыг хэд хэдэн заалт хэлбэрээр танилцуулж болно.

1. Химийн бодисууд нь салангид (тасралтгүй) бүтэцтэй байдаг. Бодисын бөөмс нь тогтмол эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөнд байдаг.

2. Химийн бодисын үндсэн бүтцийн нэгж нь атом юм.

3. Химийн бодис дахь атомууд хоорондоо холбогдож молекулын бөөмс буюу атомын агрегат (молекулын дээд бүтэц) үүсгэдэг.

4. Нарийн төвөгтэй бодис (эсвэл химийн нэгдлүүд) нь өөр өөр элементийн атомуудаас тогтдог. Энгийн бодисууд нь нэг элементийн атомуудаас бүрдэх ба нэг төрлийн химийн нэгдлүүд гэж үзэх ёстой.

Атом-молекулын онолын үндсэн зарчмуудыг томъёолохдоо бид орчин үеийн химийн шинжлэх ухаанд үндэс суурь болдог тул илүү нарийвчлан авч үзэх шаардлагатай хэд хэдэн ойлголтыг нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон. Эдгээр нь "атом" ба "молекул" гэсэн ойлголтууд, илүү нарийвчлалтай атом ба молекулын бөөмс юм.

Атомын хэсгүүдэд атом өөрөө, атомын ион, атомын радикал, атомын радикал ионууд орно.

Атом нь эерэг цэнэгтэй цөм, электрон бүрхүүлээс тогтдог химийн элементийн хамгийн жижиг цахилгаан саармаг бөөмс бөгөөд түүний химийн шинж чанарыг зөөвөрлөнө.

Атомын ионнь электростатик цэнэгтэй боловч хосгүй электронгүй атомын бөөмс, жишээлбэл, Cl - хлоридын анион, Na + нь натрийн катион юм.

Атомын радикал- хосгүй электрон агуулсан цахилгаан саармаг атомын бөөмс. Жишээлбэл, устөрөгчийн атом нь үнэндээ атомын радикал - Н × .

Цахилгаан статик цэнэгтэй, хосгүй электронтой атомын бөөмсийг нэрлэдэг атомын радикал ион.Ийм бөөмийн жишээ бол d дэд түвшинд (3d 5) хосгүй таван электрон агуулсан Mn 2+ катион юм.

Атомын хамгийн чухал физик шинж чанаруудын нэг бол түүний масс юм. Атомын массын үнэмлэхүй утга нь үл тоомсорлодог (устөрөгчийн атомын масс 1.67 × 10 -27 кг) тул хими нь харьцангуй массын масштабыг ашигладаг бөгөөд үүнд нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12 нь изотоп- 12-ыг нэгж болгон сонгосон. Харьцангуй атомын масс гэдэг нь атомын массын 12 С изотопын нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-ийн харьцаа юм.

Тогтмол системд D.I. Менделеев элементүүдийн дундаж изотопын атомын массыг танилцуулсан бөгөөд эдгээр нь ихэвчлэн элементийн атомын массад байгальд агуулагдах агууламжтай пропорциональ хувь нэмэр оруулдаг хэд хэдэн изотопоор илэрхийлэгддэг. Тиймээс хлорын элементийг хоёр изотопоор төлөөлдөг - 35 Cl (75 моль.%) ба 37 Кл (25 моль.%). Хлор элементийн дундаж изотоп масс нь 35.453 аму байна. (атомын массын нэгж) (35×0.75 + 37×0.25).

Атомын бөөмстэй адил молекулын тоосонцор нь молекулууд, молекулын ионууд, молекулын радикалууд, радикал ионууд орно.

Молекулын бөөмс нь бодисын химийн шинж чанарыг агуулсан харилцан уялдаатай атомын хэсгүүдийн хамгийн бага тогтвортой цуглуулга юм.Молекул нь цахилгаан статик цэнэггүй бөгөөд хосгүй электронгүй.

молекулын ионнь электростатик цэнэгтэй, гэхдээ хосгүй электронгүй молекулын бөөмс, жишээлбэл, NO 3 - нитрат анион, NH 4 + аммонийн катион.

молекулын радикалнь хосгүй электрон агуулсан цахилгаан саармаг молекулын бөөм юм. Ихэнх радикалууд нь богино хугацааны (10-3-10-5 секундын дарааллаар) урвалын хэсгүүд байдаг боловч одоогоор нэлээд тогтвортой радикалууд мэдэгдэж байна. Тиймээс метил радикал × CH 3 нь тогтворгүй энгийн бөөмс юм. Гэсэн хэдий ч түүний доторх устөрөгчийн атомууд фенил радикалаар солигдвол тогтвортой молекулын радикал трифенилметил үүснэ.

NO эсвэл NO 2 зэрэг сондгой тооны электронтой молекулуудыг мөн маш тогтвортой чөлөөт радикал гэж үзэж болно.

Цахилгаан статик цэнэгтэй, хосгүй электронтой молекулын бөөмийг нэрлэдэг молекулын радикал ион. Ийм бөөмийн жишээ бол хүчилтөрөгчийн радикал катион – ×O 2 + юм.

Молекулын чухал шинж чанар нь түүний харьцангуй молекул жин юм. Харьцангуй молекулын масс (M r) нь изотопын байгалийн агууламжийг харгалзан тооцсон молекулын дундаж изотоп массыг 12 С изотопын нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-д харьцуулсан харьцаа юм..

Тиймээс аливаа химийн бодисын хамгийн жижиг бүтцийн нэгж нь атом, эс тэгвээс атомын бөөмс гэдгийг олж мэдсэн. Хариуд нь инертийн хийнээс бусад аливаа бодис дахь атомууд хоорондоо химийн холбоогоор холбогддог. Энэ тохиолдолд хоёр төрлийн бодис үүсэх боломжтой.

· Тогтвортой бүтэцтэй химийн шинж чанарын хамгийн бага тээвэрлэгчийг тодорхойлох боломжтой молекулын нэгдлүүд;

· атомын хэсгүүд нь ковалент, ион эсвэл металлын холбоогоор холбогдсон атомын агрегатууд болох дээд молекулын бүтцийн нэгдлүүд.

Үүний дагуу супрамолекулын бүтэцтэй бодисууд нь атом, ион эсвэл металл талстууд юм. Хариуд нь молекулын бодисууд нь молекул эсвэл молекул-ионы талстыг үүсгэдэг. Хийн болон шингэн агрегацын төлөвт хэвийн нөхцөлд байгаа бодисууд нь мөн молекулын бүтэцтэй байдаг.

Үнэн хэрэгтээ тодорхой химийн бодистой ажиллахдаа бид бие даасан атомууд эсвэл молекулуудтай харьцдаггүй, харин зохион байгуулалтын түвшинг дараах диаграмаар дүрсэлж болох маш олон тооны бөөмсийн цуглуулгатай харьцдаг.

Макро биетүүд болох бөөмсийн том массивуудын тоон тодорхойлолтын хувьд түүний бүтцийн элементүүдийн хатуу тодорхойлогдсон тоо болох "материалын хэмжээ" гэсэн тусгай ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Бодисын хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж нь мэнгэ юм. Мэнгэ бол бодисын хэмжээ юм(n) , 12 г нүүрстөрөгчийн изотоп 12 С-д агуулагдах атомын тоогоор бүтцийн болон томъёоны нэгжийг агуулсан.Одоогийн байдлаар энэ тоог маш нарийн хэмжсэн бөгөөд 6.022 × 10 23 (Авогадрогийн тоо, N A) байна. Атом, молекул, ион, химийн холбоо болон бичил ертөнцийн бусад объектууд бүтцийн нэгж болж чаддаг. Молекулын дээд бүтэцтэй бодисуудад "томъёоны нэгж" гэсэн ойлголтыг ашигладаг бөгөөд үүнийг бүрдүүлэгч элементүүдийн хоорондын хамгийн энгийн хамаарал гэж тодорхойлдог (нийт томъёо). Энэ тохиолдолд томъёоны нэгж нь молекулын үүргийг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, 1 моль кальцийн хлорид нь 6.022 × 10 23 томъёоны нэгж - CaCl 2 агуулдаг.

Бодисын чухал шинж чанаруудын нэг нь түүний молийн масс (М, кг / моль, г / моль) юм. Моляр масс гэдэг нь нэг моль бодисын масс юм. Бодисын харьцангуй молекулын масс ба молийн масс нь тоон хувьд ижил боловч өөр өөр хэмжээтэй байдаг, жишээлбэл, усны хувьд M r = 18 (харьцангуй атом ба молекулын масс нь хэмжээсгүй утгууд), M = 18 г / моль. Бодисын хэмжээ ба молийн масс нь энгийн хамаарлаар холбогддог.

17-18-р зууны төгсгөлд боловсруулсан стехиометрийн үндсэн хуулиуд нь химийн атомизм үүсэхэд томоохон үүрэг гүйцэтгэсэн.

1. Масс хадгалагдах хууль (М.В. Ломоносов, 1748).

Урвалын бүтээгдэхүүний массын нийлбэр нь харилцан үйлчлэлцсэн бодисын массын нийлбэртэй тэнцүү байна.. Математик хэлбэрээр энэ хуулийг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлнэ.

Энэ хуулийн нэмэлт нь элементийн массыг хадгалах хууль юм (A. Lavoisier, 1789). Энэ хуулийн дагуу Химийн урвалын үед элемент бүрийн масс тогтмол хэвээр байна.

Хууль M.V. Ломоносова, А.Лавуазье нар атомын онолын хүрээнд энгийн тайлбарыг олсон. Үнэн хэрэгтээ аливаа урвалын үед химийн элементийн атомууд өөрчлөгдөөгүй, тогтмол хэмжээгээр үлддэг бөгөөд энэ нь элемент бүрийн массын тогтмол байдал болон бодисын системийг бүхэлд нь хамардаг.

Эдгээр хуулиуд нь химийн урвалыг тэгшитгэл ашиглан загварчлах, тэдгээрийн үндсэн дээр тоон тооцоолол хийх боломжийг олгодог тул химийн хувьд шийдвэрлэх ач холбогдолтой юм. Гэхдээ массыг хадгалах хууль нь туйлын үнэн зөв биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Харьцангуйн онолоос (А. Эйнштейн, 1905) дараах байдлаар энерги ялгарах үед үүсэх аливаа процесс нь тэгшитгэлийн дагуу системийн массын бууралт дагалддаг.

Энд DE нь ялгарах энерги, Dm нь системийн массын өөрчлөлт, c нь вакуум дахь гэрлийн хурд (3.0×10 8 м/с) юм. Үүний үр дүнд массыг хадгалах хуулийн тэгшитгэлийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

Тиймээс экзотермик урвал нь массын бууралт, эндотермик урвал нь массын өсөлт дагалддаг. Энэ тохиолдолд массыг хадгалах хуулийг дараах байдлаар томъёолж болно. Тусгаарлагдсан системд масс ба бууруулсан энергийн нийлбэр нь тогтмол хэмжигдэхүүн юм. Гэсэн хэдий ч дулааны нөлөөлөл нь хэдэн зуун кЖ/моль-ээр хэмжигддэг химийн урвалын хувьд массын согог нь 10 -8 -10 -9 г бөгөөд туршилтаар илрүүлэх боломжгүй юм.

2. Найрлагын тогтвортой байдлын хууль (Ж. Пруст, 1799-1804).

Молекулын бүтцийн бие даасан химийн бодис нь түүнийг бэлтгэх аргаас үл хамааран тогтмол чанарын болон тоон найрлагатай байдаг.. Тогтмол найрлагын хуульд захирагддаг нэгдлүүдийг нэрлэдэг өнгөний сохор. Далтонидууд нь одоогоор мэдэгдэж байгаа органик нэгдлүүд (30 сая орчим) ба органик бус бодисын нэг хэсэг (100 мянга орчим) юм. Молекулын бус бүтэцтэй бодисууд ( Бертолид), энэ хуулийг дагаж мөрдөхгүй байх ба дээж авах аргаас хамааран хувьсах найрлагатай байж болно. Эдгээрт ихэнх (500 мянга орчим) органик бус бодисууд орно. Эдгээр нь голчлон d-элементүүдийн хоёртын нэгдлүүд (оксид, сульфид, нитрид, карбид гэх мэт) юм. Хувьсах найрлагатай нэгдлүүдийн жишээ бол титан (III) оксид бөгөөд найрлага нь TiO 1.46-аас TiO 1.56 хүртэл хэлбэлздэг. Бертолидын томъёоны хувьсах найрлага, үндэслэлгүй байдлын шалтгаан нь болорын зарим элементийн эсийн найрлага дахь өөрчлөлт (болор бүтцийн согог) бөгөөд энэ нь бодисын шинж чанарыг огцом өөрчлөхөд хүргэдэггүй. Молекулын найрлага дахь өөрчлөлт нь шинэ химийн нэгдэл үүсэхэд хүргэдэг тул Далтонидын хувьд ийм үзэгдэл боломжгүй юм.

3. Эквивалентуудын хууль (I. Richter, J. Dalton, 1792-1804).

Урвалж буй бодисын масс нь тэдгээрийн эквивалент масстай шууд пропорциональ байна.

Энд E A ба E B нь урвалд орж буй бодисын эквивалент масс юм.

Бодисын эквивалент масс нь түүний эквивалентийн молийн масс юм.

Эквивалент гэдэг нь хүчил-суурь урвалд нэг устөрөгчийн катион, исэлдэлтийн урвалд нэг электрон өгч эсвэл олж авдаг бодит буюу нөхцөлт бөөмс юм.. Жишээлбэл, металл цайр нь хүчилтэй урвалд ороход нэг цайрын атом нь хоёр устөрөгчийн атомыг нүүлгэн шилжүүлж, хоёр электроныг өгдөг.

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

Zn 0 - 2e - = Zn 2+

Тиймээс цайрын эквивалент нь түүний атомын 1/2, өөрөөр хэлбэл. 1/2 Zn (нөхцөлт бөөмс).

Бодисын молекулын аль хэсэг эсвэл томъёоны нэгж нь түүнтэй тэнцүү болохыг харуулсан тоог эквивалентийн коэффициент гэж нэрлэдэг - f e. Эквивалент масс буюу эквивалентийн молийн массыг эквивалентийн коэффициент ба молийн массын үржвэрээр тодорхойлно.

Жишээлбэл, саармагжуулах урвалын үед хүхрийн хүчил нь хоёр устөрөгчийн катионыг өгдөг.

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Үүний дагуу хүхрийн хүчлийн эквивалент нь 1/2 H 2 SO 4, эквивалент коэффициент нь 1/2, эквивалент масс нь (1/2) × 98 = 49 г / моль байна. Калийн гидроксид нь нэг устөрөгчийн катионыг холбодог тул түүний эквивалент нь томъёоны нэгж, эквивалент коэффициент нь нэгтэй тэнцүү, эквивалент масс нь молийн масстай тэнцүү, өөрөөр хэлбэл. 56 г / моль.

Үзсэн жишээнүүдээс харахад эквивалент массыг тооцоолохдоо эквивалентийн коэффициентийг тодорхойлох шаардлагатай байна. Үүнд хэд хэдэн дүрэм байдаг:

1. Хүчил ба суурийн эквивалент коэффициент нь 1/n-тэй тэнцүү бөгөөд n нь урвалд оролцох устөрөгчийн катион эсвэл гидроксидын анионуудын тоо юм.

2. Давсны эквивалент коэффициент нь нэгдлийн коэффициентийг металлын катион эсвэл хүчлийн үлдэгдлийн валент (v) ба давс дахь тэдгээрийн тоо (n)-ийн үржвэрт хуваасантай тэнцүү байна (томъёоны стехиометрийн индекс):

Жишээлбэл, Al 2 (SO 4) 3 - f e = 1/6

3. Исэлдүүлэгч бодис (бууруулах бодис) -ын эквивалент коэффициент нь түүний хавсаргасан (хандив) электронуудын тоонд хуваагдсан нэгдлийн коэффициенттэй тэнцүү байна.

Нэг нэгдэл нь өөр өөр урвалд өөр эквивалент хүчин зүйлтэй байж болохыг анхаарах хэрэгтэй. Жишээлбэл, хүчил шүлтийн урвалд:

H 3 PO 4 + KOH = KH 2 PO 4 + H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1

H 3 PO 4 + 2KOH = K 2 HPO 4 + 2H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1/2

H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1/3

эсвэл исэлдэлтийн урвалд:

KMn 7+ O 4 + NaNO 2 + H 2 SO 4 ® Mn 2+ SO 4 + NaNO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

MnO 4 - + 8H + + 5e - ® Mn 2+ + 4H 2 O f e (KMnO 4) = 1/5

Атом-молекулын онолын үндэс суурийг Оросын эрдэмтэн М.В.Ломоносов (1741), Английн эрдэмтэн Ж.Дальтон (1808) нар бий болгосон.

Атом-молекулын онол нь материйн бүтцийн тухай сургаал бөгөөд үндсэн заалтууд нь:

1. Бүх бодис нь молекул, атомаас тогтдог. Молекул гэдэг нь бие даан оршин тогтнох чадвартай, бодисын үндсэн химийн шинж чанарыг алдагдуулахгүйгээр цаашид бутлах боломжгүй бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм. Молекулын химийн шинж чанар нь түүний найрлага, химийн бүтцээр тодорхойлогддог.

2. Молекулууд тасралтгүй хөдөлгөөнд байдаг. Молекулууд санамсаргүй, тасралтгүй хөдөлдөг. Молекулуудын хөдөлгөөний хурд нь бодисын нэгтгэх төлөв байдлаас хамаарна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр молекулуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгддэг.

3. Нэг бодисын молекулууд ижил боловч өөр өөр бодисын молекулууд нь масс, хэмжээ, бүтэц, химийн шинж чанараараа ялгаатай байдаг. Аливаа бодис нь молекулууд нь үлдэж байгаа цагт оршин байдаг. Молекулууд устмагц өгөгдсөн бодис оршин тогтнохоо болино: шинэ молекулууд, шинэ бодисууд гарч ирдэг. Химийн урвалын явцад зарим бодисын молекулууд устаж, бусад бодисын молекулууд үүсдэг.

4. Молекулууд нь жижиг хэсгүүд - атомуудаас тогтдог. Атом бол химийн аргаар задрах боломжгүй химийн элементийн хамгийн жижиг бөөмс юм.

Тиймээс атом нь элементийн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Атом– эерэг цэнэгтэй цөм ба сөрөг цэнэгтэй электронуудаас бүрдэх цахилгаан саармаг бөөмс.

Химийн элементтодорхой багц шинж чанараар тодорхойлогддог атомын төрөл гэж нэрлэдэг.

Одоогийн байдлаар элемент нь ижил цөмийн цэнэгтэй атомын төрөл зүйл гэж тодорхойлогддог.

Молекулууд нь нэг элементийн атомуудаас тогтдог бодисыг нэрлэдэг энгийн бодисууд(C, H 2, N 2, O 3, S 8 гэх мэт).

Молекулууд нь хоёр ба түүнээс дээш элементийн атомуудаас бүрддэг бодисыг нэрлэдэг нарийн төвөгтэй бодисууд ( H 2 O, H 2 SO 4, KHCO 3 гэх мэт). Молекул дахь атомуудын тоо, харьцангуй зохион байгуулалт нь чухал юм.

Нэг элементийн атомуудын бүтэц, шинж чанараараа ялгаатай хэд хэдэн энгийн бодис үүсгэх чадварыг нэрлэдэг аллотропи,болон үүссэн бодисууд - аллотропик өөрчлөлт эсвэл өөрчлөлт,жишээ нь хүчилтөрөгчийн элемент нь хоёр аллотроп өөрчлөлтийг үүсгэдэг: O 2 - хүчилтөрөгч ба O 3 - озон; нүүрстөрөгчийн элемент - гурван: алмаз, бал чулуу, карбин гэх мэт.

Аллотропийн үзэгдэл нь хоёр шалтгааны улмаас үүсдэг: молекул дахь өөр өөр атомууд (хүчилтөрөгч O 2 ба озон O 3), эсвэл өөр өөр талст хэлбэр (алмаз, бал чулуу, карбин) үүсэх.

Элементүүдийг ихэвчлэн химийн тэмдэгээр тэмдэглэдэг. Үргэлж байх ёстой санаж,Химийн элементийн тэмдэг тус бүр нь:

1. элементийн нэр;

2. үүний нэг атом;

3. түүний атомын нэг моль;

4. элементийн харьцангуй атомын масс;

5. химийн элементүүдийн үелэх систем дэх түүний байрлал

Д.И. Менделеев.

Тиймээс, жишээлбэл, тэмдэг Сбидний өмнө юу байгааг харуулж байна:

1. химийн элемент хүхэр;

2. үүний нэг атом;

3. нэг моль хүхрийн атом;

4. Хүхрийн атомын масс 32 а. u.m (атомын массын нэгж);

5. химийн элементүүдийн үечилсэн систем дэх серийн дугаар D.I. Менделеев 16.

Атом ба молекулуудын үнэмлэхүй масс нь үл тоомсорлодог тул тохиромжтой байхын тулд атом ба молекулуудын массыг харьцангуй нэгжээр илэрхийлдэг. Одоогийн байдлаар атомын массын нэгжийг авч байна атомын массын нэгж(товчилсон А. идэх.), нүүрстөрөгчийн изотопын массын 1/12-ийг төлөөлдөг 12 С, 1 а. e.m нь 1.66 × 10 -27 кг.

Элементийн атомын масстүүний атомын масс гэж нэрлэгддэг бөгөөд үүнийг а-д илэрхийлнэ. идэх.

Элементийн харьцангуй атомын масснь тухайн элементийн атомын массыг нүүрстөрөгчийн 12 С изотопын массын 1/12-д харьцуулсан харьцаа юм.

Харьцангуй атомын масс нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн бөгөөд үүнийг тэмдэглэнэ Ар,

жишээ нь устөрөгчийн хувьд

хүчилтөрөгчийн хувьд .

Бодисын молекулын масснь молекулын масс бөгөөд а-д илэрхийлэгдэнэ. e.m. Энэ нь тухайн бодисын молекулыг бүрдүүлдэг элементүүдийн атомын массын нийлбэртэй тэнцүү байна.

Бодисын харьцангуй молекул жинЭнэ нь тухайн бодисын молекулын массыг нүүрстөрөгчийн 12 С изотопын массын 1/12-д харьцуулсан харьцаа юм. Энэ нь тэмдэгтээр тодорхойлогддог. ноёнХарьцангуй молекулын масс нь атомын тоог харгалзан молекулд орсон элементүүдийн харьцангуй атомын массын нийлбэртэй тэнцүү байна. Жишээлбэл, ортофосфорын хүчлийн H 3 PO 4-ийн харьцангуй молекул масс нь молекулд орсон бүх элементийн атомын масстай тэнцүү байна.

Ноён(H 3 PO 4) = 1.0079 × 3 + 30.974 × 1 + 15.9994 × 4 = 97.9953 эсвэл ≈ 98

Харьцангуй молекул жин нь тухайн бодисын молекулын масс 1 а-аас хэд дахин их болохыг харуулдаг. идэх.

Химийн шинжлэх ухаанд массын нэгжээс гадна бодисын хэмжигдэхүүний нэгжийг ашигладаг залбир(товчлол "эрвээхэй").

Бодисын мэнгэ- 12 С нүүрстөрөгчийн изотопын 12 г (0.012 кг)-д агуулагдах олон молекул, атом, ион, электрон болон бусад бүтцийн нэгж агуулсан бодисын хэмжээ.

Нэг нүүрстөрөгчийн атомын массыг 12 С (1.993 × 10 -27 кг) мэдэж байгаа тул бид 0.012 кг нүүрстөрөгчийн атомын тоог тооцоолж болно.

Аливаа бодисын нэг мэнгэ дэх тоосонцрын тоо ижил байна. Энэ нь 6.02 × 10 23-тай тэнцүү бөгөөд үүнийг дууддаг Авогадрогийн тогтмолэсвэл Авогадрогийн дугаар (Н А).

Жишээлбэл, гурван моль нүүрстөрөгчийн атом агуулагдах болно

3 × 6.02 × 10 23 = 18.06 × 10 23 атом

"Мэнгэ" гэсэн ойлголтыг ашиглахдаа тодорхой тохиолдол бүрт яг ямар бүтцийн нэгжийг хэлж байгааг зааж өгөх шаардлагатай. Жишээлбэл, нэг моль устөрөгчийн атом H, устөрөгчийн молекул Н2 моль, устөрөгчийн ион моль, эсвэл нэг моль бөөмс нь тодорхой масстай байна гэж ялгах хэрэгтэй.

Моляр масснь нэг моль бодисын масс юм. Үсгээр тэмдэглэсэн М.

Моляр масс нь тоон хувьд харьцангуй молекулын масстай тэнцүү бөгөөд г/моль эсвэл кг/моль нэгжтэй.

Бодисын масс ба хэмжээ нь өөр өөр ойлголт юм. Массыг кг (г), бодисын хэмжээг мольоор илэрхийлнэ. Бодисын масс (м, г), бодисын хэмжээ (n, моль) ба молийн масс (M, г / моль) хооронд хамаарал байдаг.

n =, г/моль; M =, г/моль; m = n × M, g.

Эдгээр томъёог ашиглан тодорхой хэмжээний бодисын масс, бодисын молийн масс эсвэл бодисын хэмжээг тооцоолоход хялбар байдаг.

Жишээ 1 . 2 моль төмрийн атомын масс хэд вэ?

Шийдэл: Төмрийн атомын масс нь 56 аму. (дугуйрсан), тиймээс 1 моль төмрийн атом нь 56 г жинтэй, 2 моль төмрийн атом нь 56 × 2 = 112 г масстай байна.

Жишээ 2 . 560 г KOH-д хэдэн моль калийн гидроксид агуулагдах вэ?

Шийдэл: KOH-ийн молекул жин нь 56 аму. Моляр = 56 г / моль. 560 г калийн гидроксид нь: 10 моль KOH агуулдаг. Хийн бодисын хувьд молийн эзэлхүүн гэсэн ойлголт байдаг Vm. Авогадрогийн хуулийн дагуу ердийн нөхцөлд (даралт 101,325 кПа, температур 273 К) аливаа хийн моль нь 22,4 литр эзэлхүүнийг эзэлдэг. Энэ хэмжээг гэж нэрлэдэг молийн хэмжээ(үүнийг 2 г устөрөгч (H 2), 32 г хүчилтөрөгч (O 2) эзэлдэг.

Жишээ 3 . Хэвийн нөхцөлд 1 литр нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн (ΙV) массыг тодорхойл (No.).

Шийдэл: CO 2-ийн молекул масс нь M = 44 аму тул молийн масс нь 44 г / моль байна. Авогадрогийн хуулийн дагуу нэг моль CO 2. 22.4 литр эзэлхүүнтэй. Тиймээс 1 литр CO 2 (н.м.) -ийн масс g-тэй тэнцүү байна.

Жишээ 4. Хэвийн нөхцөлд (n.s.) 3.4 г устөрөгчийн сульфид (H 2 S) эзэлдэг эзэлхүүнийг тодорхойлно.

Шийдэл: Устөрөгчийн сульфидын молийн масс нь 34 г / моль юм. Үүний үндсэн дээр бид бичиж болно: 34 г H 2 S стандарт нөхцөлд. 22.4 литр эзэлхүүнтэй.

3.4 г ______________________ X л,

тиймээс X = л.

Жишээ 5. Аммиакийн хэдэн молекул байдаг вэ?

a) 1 литрт б) 1 г-д уу?

Шийдэл: Авогадрогийн тоо 6.02 × 10 23 нь 1 моль (17 г/моль) буюу стандарт нөхцөлд 22.4 литр дэх молекулын тоог илэрхийлдэг тул 1 литр нь

6.02 × 10 23 × 1= 2.7 × 10 22 молекул.

1 г аммиакийн молекулын тоог дараахь харьцаагаар олно.

тиймээс X = 6.02 × 10 23 × 1= 3.5 × 10 22 молекул.

Жишээ 6. 1 моль усны масс хэд вэ?

Шийдэл: H 2 O усны молекулын масс нь 18 аму байна. (устөрөгчийн атомын масс – 1, хүчилтөрөгч – 16, нийт 1 + 1 + 16 = 18). Энэ нь нэг моль ус 18 грамм жинтэй тэнцүү бөгөөд энэ ус нь 6.02 × 10 23 усны молекул агуулдаг гэсэн үг юм.

Тоон утгаараа 1 моль бодисын масс гэдэг нь тухайн бодисын атомын болон молекулын масстай тоон хэмжээгээр тэнцүү граммаар илэрхийлэгдэх масс юм.

Жишээлбэл, 1 моль хүхрийн хүчлийн H 2 SO 4-ийн масс 98 г байна.

(1 +1 + 32 + 16 + 16 + 16 + 16 = 98),

ба H 2 SO 4-ийн нэг молекулын масс нь тэнцүү байна 98 гр= 16.28 × 10 -23 гр

Тиймээс аливаа химийн нэгдэл нь нэг моль эсвэл молийн (моляр) массаар тодорхойлогддог М, г / моль (M(H 2 O) = 18 г / моль, M (H 2 SO 4) = 98 г / моль) -ээр илэрхийлэгдэнэ.

Атом-молекулын шинжлэх ухаан

Матери ба хөдөлгөөний тухай ойлголт

Орчин үеийн хими бол байгалийн шинжлэх ухааны нэг бөгөөд судлах сэдэв нь бодис бөгөөд бие даасан химийн салбаруудын систем юм - органик бус, аналитик, физик, органик, коллоид гэх мэт.

Бидний эргэн тойрон дахь олон янзын ертөнц, бүх зүйл, үзэгдлийн цогц нь нийтлэг ойлголтоор нэгддэг - матери, оршин тогтнох хоёр хэлбэр нь субстанц ба талбар юм.

Матери бол өөрийн масстай эсвэл тайван масстай бөөмсөөс бүрдэх материаллаг формац юм. Орчин үеийн шинжлэх ухаан нь янз бүрийн төрлийн материаллаг системүүд болон материйн холбогдох бүтцийн түвшинг мэддэг. Эдгээрт энгийн бөөмс (электрон, протон, нейтрон гэх мэт) болон янз бүрийн хэмжээтэй макроскоп биетүүд (геологийн систем, гариг, од, оддын бөөгнөрөл, Галактик, галактикийн систем гэх мэт) хоёулаа материйн бүтцийн талаарх орчин үеийн мэдлэгийг өргөжүүлдэг. -аас 10-14 смөмнө 10 28 см(ойролцоогоор 13 тэрбумгэрлийн жил).

Бодисоос ялгаатай нь талбар нь бөөмс харилцан үйлчилдэг материаллаг орчин юм. Жишээлбэл, электрон талбарт цэнэгтэй бөөмсийн хооронд, цөмийн талбарт протон ба нейтроны хооронд харилцан үйлчлэл үүсдэг.

Материйн оршихуйн түгээмэл хэлбэрүүд нь орон зай, цаг хугацаа бөгөөд орон зай, цаг хугацааны шинж чанаргүй материаллаг биет байж болохгүйтэй адил материйн гадна оршихуй юм.

Материйн үндсэн ба салшгүй шинж чанар бол хөдөлгөөн - түүний оршин тогтнох арга зам юм. Материйн хөдөлгөөний хэлбэрүүд нь маш олон янз байдаг бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо холбоотой бөгөөд нэгээс нөгөөд шилжиж чаддаг. Жишээлбэл, бодисын хөдөлгөөний механик хэлбэр нь цахилгаан хэлбэрт, цахилгаан хэлбэр нь дулааны хэлбэрт шилжиж болно. Материйн хөдөлгөөний хэмжүүр, түүний тоон шинж чанар нь энерги юм.

Химийн тодорхойлолт

Материйн хөдөлгөөний янз бүрийн хэлбэрийг янз бүрийн шинжлэх ухаанууд - физик, хими, биологи гэх мэт судалдаг.Хими нь бодисын чанарын өөрчлөлт, зарим бодис бусад бодис болж хувирах гэж ойлгогддог бодисын хөдөлгөөний химийн хэлбэрийг судалдаг. Энэ тохиолдолд бодисыг бүрдүүлэгч атомуудын хоорондох химийн холбоо тасарч, дахин гарч ирэх эсвэл дахин хуваарилагдана. Химийн процессын үр дүнд шинэ физик, химийн шинж чанартай шинэ бодисууд үүсдэг.

Тиймээс хими бол найрлага, бүтэц, шинж чанарын өөрчлөлтүүд дагалддаг бодисыг хувиргах үйл явц, түүнчлэн эдгээр процессууд болон бодисын хөдөлгөөний бусад хэлбэрийн хоорондын харилцан шилжилтийг судалдаг шинжлэх ухаан юм.

Химийн судалгааны объект нь химийн элементүүд ба тэдгээрийн нэгдлүүд юм. Бодисын шинж чанар, тэдгээрийн хувирлыг судалснаар хими нь байгалийн хуулиудыг илчилж, бодис, түүний хөдөлгөөнийг танин мэддэг. Шинжлэх ухааны ертөнцийг үзэх үзлийг бий болгохын тулд байгалийн хамгийн чухал суурь шинжлэх ухааны нэг болох химийн шинжлэх ухааныг судлах шаардлагатай.

Атом-молекулын шинжлэх ухаан

Атом-молекулын шинжлэх ухааныг Оросын агуу эрдэмтэн М.В. Ломоносов. Түүний заах үндсэн заалтуудыг "Математик химийн элементүүд" бүтээлд тусгасан болно. M.V-ийн сургаалын мөн чанар. Ломоносов дараахь зүйлийг агуулна.

1. Бүх бодисууд нь "корпускул"-аас (М.В.Ломоносовыг молекул гэж нэрлэдэг) тогтдог. 2. Молекулууд нь элементүүдээс (атом) тогтдог. 3. Бөөм - молекул ба атомууд тасралтгүй хөдөлгөөнд байдаг. 4. Энгийн бодисын молекулууд нь ижил атомууд, нийлмэл бодисын молекулууд - өөр өөр атомуудаас бүрддэг.

Энэ сургаалыг хожим Д.Дальтон, Ж.Берзелиус нарын бүтээлүүдэд хөгжүүлсэн. Химийн атом-молекулын онолыг 19-р зууны дунд үеэс бий болгосон. 1860 онд Карлсруэ хотод болсон Олон улсын химичүүдийн их хурлаар химийн элемент, атом, молекул гэсэн ойлголтуудын тодорхойлолтыг баталсан.

Атом нь химийн шинж чанартай, химийн урвалд хуваагддаггүй химийн элементийн хамгийн жижиг бөөмс юм.

Молекул нь химийн шинж чанартай бодисын хамгийн жижиг бөөмс юм. Молекулын химийн шинж чанар нь түүний найрлага, химийн бүтцээр тодорхойлогддог.

Бүх бодисыг энгийн ба нарийн төвөгтэй гэж хуваадаг.

Энгийн бодис нь ижил элементийн атомуудаас тогтдог.

Нарийн төвөгтэй бодис нь янз бүрийн элементийн атомуудаас бүрддэг. Жишээлбэл, зэсийн исэл (II)зэс ба хүчилтөрөгчийн элементүүдийн атомуудаас үүсдэг.

Одоогоос 100 жилийн өмнө атомыг хуваагдашгүй нэгдэл гэж үздэг байсан. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу атом нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй бөгөөд протон, нейтрон, электрон гэсэн гурван субатомын бөөмсөөс бүрддэг. Протонууд эерэг цэнэгтэй; нейтронууд цэнэггүй, электронууд сөрөг цэнэгтэй. Протон ба электрон дээрх цэнэгийн хэмжээ ижил байна. Протон ба нейтронууд нийлээд атомын цөм гэж нэрлэгддэг маш бага эзэлхүүнийг эзэлдэг. Атомын бусад эзэлхүүний ихэнх хэсэг нь электронууд хөдөлдөг орон зай юм. Атомууд цэвэр цахилгаан цэнэггүй тул атом бүр тэнцүү тооны электрон ба протон агуулдаг. Цөмийн цэнэгийг протоны тоогоор тодорхойлно.

Химийн элемент гэдэг нь ижил цөмийн цэнэгээр тодорхойлогддог атомын төрөл бөгөөд үүний дагуу тодорхой шинж чанаруудаар тодорхойлогддог. Нейтроны тоо, тиймээс массаараа ялгаатай ижил элементийн атомуудыг изотоп гэж нэрлэдэг. Тэмдэг 12 6 Сэсвэл зүгээр л 12 Сзургаан протон, зургаан нейтронтой нүүрстөрөгчийн атом гэсэн үг. Атомын цөм дэх протоны тоог атомын дугаар гэнэ. Дээд бичиг (12) массын тоо гэж нэрлэгддэг ба атомын цөм дэх протон ба нейтроны нийт тоог илэрхийлдэг.

"Химийн элемент" гэсэн ойлголтыг "энгийн бодис" гэсэн ойлголттой ялгах боломжгүй юм. Энгийн бодис нь тодорхой нягтрал, уусах чадвар, хайлах, буцлах цэг гэх мэтээр тодорхойлогддог. Эдгээр шинж чанарууд нь олон тооны атомуудтай холбоотой бөгөөд өөр өөр энгийн бодисын хувьд өөр өөр байдаг.

Химийн элемент нь тодорхой цөмийн цэнэг, изотопын найрлага гэх мэтээр тодорхойлогддог. Элементийн шинж чанарууд нь түүний бие даасан атомуудтай холбоотой байдаг.

Нарийн төвөгтэй бодисууд нь энгийн бодисуудаас тогтдоггүй, харин элементүүдээс бүрддэг. Жишээлбэл, ус нь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн энгийн бодисуудаас бүрддэггүй, харин устөрөгч, хүчилтөрөгчийн элементүүдээс бүрддэг.

Олон тооны химийн элементүүд нь бүтэц, шинж чанараараа ялгаатай хэд хэдэн энгийн бодисыг үүсгэдэг. Энэ үзэгдлийг аллотропи гэж нэрлэдэг бөгөөд үүссэн бодисыг аллотропийн өөрчлөлт буюу өөрчлөлт гэж нэрлэдэг. Тиймээс хүчилтөрөгчийн элемент нь хүчилтөрөгч гэсэн хоёр аллотроп өөрчлөлтийг үүсгэдэг О 2болон озон О 3; нүүрстөрөгчийн элемент - гурван: алмаз, бал чулуу, карбин.

Бодисын хөдөлгөөний химийн хэлбэрийг бодис тус бүрийн физик шинж чанар, физик хэмжигдэхүүнийг хэмжих замаар судалж, танин мэдэх болно. Физик хэмжигдэхүүн нь жишээлбэл, бодисын масс, нягтрал, хайлах цэг юм. Химийн шинжлэх ухаанд бодисын харьцангуй атом ба молекулын массын тухай ойлголт өргөн хэрэглэгддэг.

Харьцангуй атомын масс.Атомын масс маш бага. Тиймээс устөрөгчийн атомын масс нь 1.674×10 -27 кг, хүчилтөрөгч - 2.667×10 -26 кг. Химийн хувьд үнэмлэхүй массын утгыг уламжлалт байдлаар ашигладаггүй, харин харьцангуй утгыг ашигладаг. Харьцангуй массын нэгж нь атомын массын нэгж юм (товчилсон a.e.m.), илэрхийлдэг 1/12 нүүрстөрөгчийн атомын масс - 12 , өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчийн изотоп 6 С - 1.66×10 -27 кг. Ихэнх элементүүд өөр өөр масстай атомуудтай байдаг тул химийн элементийн харьцангуй атомын масс нь тухайн элементийн байгалийн изотопын найрлага дахь атомын дундаж массын харьцаатай тэнцүү хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. 1/12 нүүрстөрөгчийн атомын масс.

Хаана 1.993·10 -26 кг- нүүрстөрөгчийн атомын масс.

Харьцангуй молекул жин.Харьцангуй молекулын массыг атомын масстай адил атомын массын нэгжээр илэрхийлдэг. Бодисын харьцангуй молекул масс гэдэг нь тухайн бодисын байгалийн изотоп найрлагын молекулын дундаж массын харьцаатай тэнцүү хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. 1/12 нүүрстөрөгчийн атомын масс 12 6 С.

Харьцангуй молекул жинг -ээр тэмдэглэнэ М Р. Энэ нь тухайн бодисын молекулыг бүрдүүлэгч бүх атомын харьцангуй атомын массын нийлбэртэй тоон хувьд тэнцүү бөгөөд тухайн бодисын томьёог ашиглан тооцоолно. Жишээлбэл, M r (H 2 O)-аас бүрдэх болно 2 A r (N)» 2; A r (O) = 1 × 16 = 16; M r (H 2 O) = 2 + 16 = 18.

Мол.Олон улсын нэгжийн системд (SI)Бодисын хэмжигдэхүүнийг мэнгэ гэж авдаг. Мэнгэ нь маш олон бүтэц эсвэл томъёо агуулсан бодисын хэмжээ юм (FE)нэгж (молекул, атом, ион, электрон болон бусад), хэдэн атом байдаг 0.012 кгнүүрстөрөгчийн изотоп 12 6 С.

Нэг нүүрстөрөгчийн атомын массыг мэдэх 12 С (1.993×10 -26 кг), атомын тоог тооцоол Н АВ 0.012 кгнүүрстөрөгч.

Бөөмийн тоо 1 мэнгэямар ч бодис ижил байна. Энэ нь тэнцүү юм 6.02×10 23ба Авогадрогийн тогтмол гэж нэрлэдэг (тэмдэг Н А, хэмжээс 1/мольэсвэл мэнгэ -1). Мэдээжийн хэрэг, in 2 мольнүүрстөрөгч агуулагдах болно 2 × 6.02 × 10 23атомууд, in 3 моль - 3 × 6.02 × 10 23атомууд.

Моляр масс.Энэ нь ихэвчлэн томилогдсон байдаг М. Моляр масс гэдэг нь тухайн бодисын массыг бодисын хэмжээтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү утга юм. Энэ нь хэмжээстэй кг/мольэсвэл г/моль. Жишээлбэл, М = м/нэсвэл М = м/н, Хаана м- грамм дахь масс; n(нүцгэн) эсвэл n- моль дахь бодисын хэмжээ, М- молийн масс дотор г/моль- өгөгдсөн бодис бүрийн тогтмол утга. Тэгэхээр, хэрэв усны молекулын масс тэнцүү бол 2.99×10 -26 кг, дараа нь молийн масс M(H2O) = 2.99×10 -26 кг × 6.02×10 23 моль -1 = 0.018 кг/мольэсвэл 18 г/моль. Ерөнхийдөө бодисын молийн массыг илэрхийлдэг г/моль, тоон хувьд энэ бодисын харьцангуй атом эсвэл харьцангуй молекул масстай тэнцүү байна.

Жишээлбэл, харьцангуй атом ба молекулын масс C, O2, H2Sтус тус тэнцүү байна 12, 32, 34, ба тэдгээрийн молийн масс нь тус тус байна 12, 32, 34 г / моль.