Futja e një metode kërkimore sasiore dhe vendosja e ligjit të ruajtjes së masës kishin një rëndësi të madhe për zhvillimin e mëtejshëm të kimisë. Por kimia mori një themel të fortë shkencor vetëm pas vendosjes së mësimit atomiko-molekular.
Shfaqja e shkencës atomike-molekulare
Fillimisht u përshkruan bazat e shkencës atomike-molekulare M. V. Lomonosov në 1741 vit në një nga veprat e tij të para - "Elementet e Kimisë Matematikore", në të cilën ai formuloi dispozitat më të rëndësishme të teorisë korpuskulare të strukturës.
Sipas ideve të Lomonosov, gjithçka përbëhet nga grimca të vogla "të pandjeshme", fizikisht të pandashme dhe të afta për kohezion të ndërsjellë. Vetitë e substancave dhe, mbi të gjitha, gjendja e tyre e grumbullimit përcaktohen nga vetitë e këtyre grimcave; ndryshimi në vetitë e substancave varet vetëm nga ndryshimi i vetë grimcave ose mënyra se si ato janë të ndërlidhura.
Ai dalloi dy lloje të grimcave të tilla: ato më të vogla - "elemente", që korrespondojnë me atomet në kuptimin modern të këtij termi, dhe ato më të mëdha "korpuskula", të cilat ne tani i quajmë molekula. Sipas përkufizimit të tij, "Një element është një pjesë e një trupi që nuk përbëhet nga ndonjë trup tjetër më të vogël ose të ndryshëm. Një trup është një koleksion elementësh që formojnë një masë të vogël."
Çdo trup ka të njëjtën përbërje si e gjithë substanca. Substancat kimikisht të ndryshme kanë gjithashtu trupa me përbërje të ndryshme. "Korpuskulat janë homogjene nëse përbëhen nga i njëjti numër i të njëjtëve elementë, të lidhur në të njëjtën mënyrë" dhe "korpuskulat janë heterogjene kur elementët e tyre janë të ndryshëm dhe të lidhur në mënyra të ndryshme ose në numra të ndryshëm."
Nga përkufizimet e mësipërme është e qartë se arsyeja e ndryshimit në substanca është konsideruar jo vetëm ndryshimi në përbërjen e korpuskulave, por edhe rregullimi i ndryshëm i elementeve në trup.
Duke shpjeguar pikëpamjet e tij për grimcat "të pandjeshme", ai theksoi veçanërisht se çdo trup ka dimensione të caktuara të fundme, megjithëse shumë të vogla, si rezultat i të cilave nuk mund të shihet dhe ka një masë të caktuar. Ashtu si të gjithë trupat fizikë, trupat mund të lëvizin sipas ligjeve të mekanikës; Pa lëvizje, trupat nuk mund të përplasen me njëra-tjetrën, të zmbrapsen njëra-tjetrën ose ndryshe të veprojnë mbi njëra-tjetrën dhe të ndryshojnë. Lëvizja e trupave, në veçanti, shpjegon fenomene të tilla si ngrohja dhe ftohja e trupave.
Meqenëse të gjitha ndryshimet në substanca shkaktohen nga lëvizja e trupave, transformimet kimike duhet të studiohen jo vetëm nga metodat e kimisë, por edhe nga metodat e fizikës dhe matematikës.
Supozimet e Lomonosov në atë kohë nuk mund të verifikoheshin eksperimentalisht për shkak të mungesës së të dhënave të sakta për përbërjen sasiore të substancave të ndryshme komplekse. Prandaj, dispozitat kryesore të teorisë korpuskulare mund të konfirmoheshin vetëm pasi kimia kishte kaluar një rrugë të gjatë zhvillimi, kishte grumbulluar një sasi të madhe materiali eksperimental dhe kishte zotëruar metoda të reja kërkimi.
Tema e leksionit: KONCEPTET THEMELORE DHE LIGJET E KIMISË.
Plani:
KONCEPTET THEMELORE TË KIMISË. MËSIMDHËNIA ATOMIKO-MOLEKULARE
LIGJET THEMELORE TË KIMISË
LIGJET THEMELORE TË GAZIT
EKUIVALENT KIMIK. E DREJTA E MARRËDHËNIEVE EKUIVALENTE
REAKSIONET KIMIKE. KLASIFIKIMI I REAKSIONEVE KIMIKE
VENDI I KIMIS ME SHKENCAT E TJERA
Kimia i referohet shkencave natyrore që studiojnë botën materiale që na rrethon, dukuritë dhe ligjet e saj.
Ligji bazë i natyrës është ligji i përjetësisë së materies dhe lëvizjes së saj. Format e veçanta të lëvizjes së materies studiohen nga shkenca të veçanta. Vendi i kimisë, i cili merret kryesisht me nivelin molekular (dhe atomik) të organizimit të materies, është midis fizikës së grimcave (niveli nënatomik) dhe biologjisë (niveli supramolekular).
Kimia- shkenca mbi substancat, përbërjen, strukturën, vetitë dhe transformimet e tyre që lidhen me ndryshimet në përbërjen, strukturën dhe vetitë e grimcave që i formojnë ato.
Shkencëtari i madh rus M.V. Lomonosov tha: "Kimia i shtrin duart gjerësisht në çështjet njerëzore". Në të vërtetë, nuk ka praktikisht asnjë disiplinë teknike që mund të bënte pa njohuri të kimisë. Edhe shkenca të tilla moderne dhe në dukje të largëta si elektronika dhe shkenca kompjuterike kanë marrë sot një shtysë të re në zhvillimin e tyre duke lidhur një "aleancë" me kiminë (regjistrimi i informacionit në nivel molekular, zhvillimi i biokomputerëve, etj.). Çfarë mund të themi atëherë për disiplinat themelore: fizika, biologjia, etj., ku seksionet e pavarura që kufizohen me kiminë kanë ekzistuar prej kohësh (fizika kimike, biokimia, gjeokimia, etj.).
KONCEPTET THEMELORE TË KIMISË.
MËSIMDHËNIA ATOMIKO-MOLEKULARE
Ideja e atomeve si elemente strukturore të botës materiale e ka origjinën në Greqinë e lashtë (Leucippus, Democritus, shekujt 1-3 para Krishtit). Por vetëm në fund të 18-të - fillimi i shekujve të 19-të. U krijua shkenca atomo-molekulare. Kontributi më i rëndësishëm në përgjithësimin e materialit të grumbulluar u dha nga M. V. Lomonosov.
Mësimi atomo-molekular përfshin parimet e mëposhtme bazë:
1. Të gjitha substancat nuk janë të ngurta, por përbëhen nga grimca (molekula, atome, jone).
2. Molekulat përbëhen nga atome (elemente).
3. Dallimet ndërmjet substancave përcaktohen nga ndryshimet e grimcave që i formojnë ato, të cilat ndryshojnë nga njëra-tjetra në përbërje, strukturë dhe veti.
4. Të gjitha grimcat janë në lëvizje të vazhdueshme, shpejtësia e të cilave rritet kur nxehet.
Atomi- grimca më e vogël e një elementi kimik që është bartës i vetive të tij. Ky është një mikrosistem elektrik neutral, sjellja e të cilit i bindet ligjeve të mekanikës kuantike.
Element kimik- një lloj atomesh që kanë të njëjtën ngarkesë bërthamore pozitive dhe karakterizohen nga një grup i caktuar vetive.
Izotopet- atome të të njëjtit element që ndryshojnë në masë (numri i neutroneve në bërthamë).
Çdo element kimik në natyrë përfaqësohet me një përbërje të caktuar izotopike, prandaj masa e tij llogaritet si një vlerë mesatare e caktuar nga masat e izotopeve, duke marrë parasysh përmbajtjen e tyre në natyrë.
Molekula- grimca më e vogël e një lënde që është bartëse e vetive të saj dhe është e aftë për ekzistencë të pavarur.
Substanca e thjeshtë- një substancë molekulat e së cilës përbëhen vetëm nga atomet e një elementi.
Alotropia- aftësia e një elementi për të formuar substanca të thjeshta me përbërje, strukturë dhe veti të ndryshme.
Përcaktohen varietetet e modifikimeve alotropike:
Një numër i ndryshëm i atomeve të një elementi në molekulën e një substance të thjeshtë, për shembull, oksigjeni (O 2) dhe ozoni (O 3).
Dallimet në strukturën e rrjetës kristalore të një substance të thjeshtë, për shembull, një përbërje karboni: grafit (grilë i sheshtë, ose dy-dimensionale) dhe diamanti (grilë vëllimore ose tredimensionale).
Substanca komplekse- një substancë molekulat e së cilës përbëhen nga atome të elementeve të ndryshëm.
Substancat komplekse që përbëhen nga vetëm dy elementë quhen binare, për shembull:
Ø oksidet: CO, CO 2, CaO, Na 2 O, FeO, Fe 2 O 3;
Ø sulfide: ZnS, Na 2 S, CS 2;
Ø hidridet: CaH 2, LiH, NaH;
Ø nitridet: Li 3 N, Ca 3 N 2, AlN;
Ø fosfidet: Li 3 P, Mg 3 P 2, AlP;
Ø karbidet: Be 2 C, Al 4 C 3, Ag 2 C 2;
Ø silicide: Ca 2 Si, Na 4 Si.
Komponimet komplekse që përbëhen nga më shumë se dy elementë i përkasin klasave kryesore të përbërjeve inorganike. Këto janë hidrokside (acide dhe baza) dhe kripëra, duke përfshirë komponimet komplekse.
Atomet dhe molekulat kanë masë absolute, për shembull, masa e një atomi C 12 është 2·10 -26 kg.
Është e papërshtatshme të përdoren sasi të tilla në praktikë, kjo është arsyeja pse shkalla e masës relative është adoptuar në kimi.
Njësia e masës atomike(a.u.m.) është e barabartë me 1/12 e masës së izotopit C 12.
Masa atomike relative (A r- sasia pa dimension) është e barabartë me raportin e masës mesatare të një atomi me a. e.m.
Pesha molekulare relative (M r- sasi pa dimension) është e barabartë me raportin e masës mesatare të një molekule me a. e.m.
Nishani(ν - "lakuriq" ose n) - sasia e një lënde që përmban të njëjtin numër njësish strukturore (atome, molekula ose jone) sa ka atome në 12 g të izotopit C 12.
Numri i Avogadros- numri i grimcave (atomeve, molekulave, joneve, etj.) që përmbahen në 1 mol të çdo substance.
N A = 6,02·10 23.
Vlerat më të sakta të disa konstanteve themelore janë dhënë në tabelat në shtojcë.
Masa molare e substancës (M)është masa e 1 mol të një lënde. Ajo llogaritet si raporti i masës së një lënde me sasinë e saj:
Masa molare është numerikisht e barabartë Një r(për atomet) ose M r(për molekulat).
Nga ekuacioni 1, ju mund të përcaktoni sasinë e një substance nëse dihet masa dhe masa molare e saj:
(2)
Vëllimi molar (V m për gazet) është vëllimi i një moli të një lënde. Ai llogaritet si raport i vëllimit të gazit me sasinë e tij:
(3)
Vëllimi prej 1 mol të çdo gazi në kushte normale (P = 1 atm = 760 mm. rt. Art. = 101,3 kPa; T = 273TS = 0°C) është e barabartë me 22,4 l.
(4)
Dendësia e një lënde është e barabartë me raportin e masës së saj ndaj vëllimit.
(5)
1.Kimia si lëndë e shkencave natyrore Studimet e kimisë ajo formë e lëvizjes së materies në të cilën ndodh bashkëveprimi i atomeve me formimin e substancave të reja specifike. Kimia-shkenca e përbërjes, strukturës dhe vetive të substancave, shndërrimeve të tyre ose dukurive që shoqërojnë këto shndërrime. Kimia moderne përfshin: e përgjithshme, organike, koloidale, analitike, fizike, gjeologjike, biokimi, kimia e materialeve të ndërtimit. Lënda e kimisë- elementet kimike dhe përbërjet e tyre, si dhe ligjet që rregullojnë reaksionet e ndryshme kimike.
lidh shkencat fiziko-matematikore dhe biologjike-sociale. 2.Klasa e përbërjeve inorganike. Vetitë themelore kimike të acideve, bazave, kripërave. Sipas vetive të përbërjeve inorganike ndahen në gjurmë. Klasat: oksidet, bazat, acidet, kripërat. Oksidet:- një kombinim i elementeve me oksigjen, në të cilin ky i fundit është një element më elektronegativ, përkatësisht, shfaq një gjendje oksidimi prej -2. dhe lidhet vetëm elementi O2 Formula e përgjithshme është CxOy. Ka acidike e-aftë për të formuar kripëra me oksidet dhe bazat bazike (SO3+Na2O=Na2SO4; So3+2NaOH=Na2SO4=H2O), kryesore- të aftë për të formuar kripëra me okside dhe acide acide (CaO+CO2=CaCO3; CaO+2HCl=CaCl2+H2O), amfoterike (për ju dhe bazat) dhe me këtë dhe me atë (ZnO, BeO, Cr2O3, SnO, PbO, MnO2). dhe që nuk formojnë kripëra (CO,JO,N2O): Bazat -substancat, gjatë shpërbërjes elektrolitike të të cilave mund të anionit vetëm grupi hidroksil OH. Aciditeti i një baze është numri i joneve OH të formuar gjatë shpërbërjes së hidroksidit.Hidroksidet, substanca që përmbajnë grupin OH, përftohen duke kombinuar oksidet me ujin3 llojebazë(bazat) acidike (acidet që përmbajnë oksigjen) dhe amfoterike (amfolitet - shfaqin veti bazike dhe acidike Cr(OH)3,Zn(OH)2,Be(OH)2,Al(OH)3) Acidet-substancat gjatë shpërbërjes elektrolitike mace. Kation m.b. vetëm + jon i ngarkuar H. Ka: pa oksigjen, me përmbajtje oksigjeni Numri H është baziteti i acidit. format meta dhe orto të molekulave të ujit. Kripërat-substanca, gjatë shpërbërjes elektrolitike, kationi i të cilave mund të jetë një jon amoniumi (NH4) ose një jon metalik, dhe anioni mund të jetë çdo mbetje acid. Ka: të mesme(zëvendësimi i plotë. përbëhet nga një mbetje acid dhe një jon metalik), i thartë e (zëvendësimi jo i plotë. prania e H-së së pazëvendësuar në përbërje), bazë (zëvendësimi jo i plotë. prania e OH të pazëvendësuar) Në bazë të përbërjes së tyre, substancat inorganike ndahen në
3. Dispozitat themelore të mësimit atomiko-molekular
1. Të gjitha substancat përbëhen nga molekula (korpuskula) gjatë dukurive fizike, molekulat ruhen, por gjatë dukurive kimike ato shkatërrohen.
2. Molekulat përbëhen nga atomet (elementet) gjatë reaksioneve kimike ruhen atomet;
3. Atomet e çdo lloji (elementi) janë identikë me njëri-tjetrin, por ndryshojnë nga atomet e çdo lloji tjetër.
4. Kur atomet ndërveprojnë, formohen molekulat: homonukleare (kur atomet e një elementi ndërveprojnë) ose heteronukleare (kur atomet e elementeve të ndryshëm bashkëveprojnë).
5. Reaksionet kimike përfshijnë formimin e substancave të reja nga të njëjtat atome që përbëjnë substancat origjinale + 6..
. Atomi dhe atomet janë në lëvizje të vazhdueshme, dhe nxehtësia konsiston në lëvizjen e brendshme të këtyre grimcave - grimca më e vogël e një elementi që ruan vetitë e saj kimike.
Atomet ndryshojnë në ngarkesat bërthamore, masën dhe madhësinë Element kimik - lloj atomesh me pozicion të njëjtë. Ngarkesa kryesore. Vetitë fizike karakteristike të një substance të thjeshtë nuk mund t'i atribuohen një elementi kimik. Substanca të thjeshta - këto janë substanca që përbëhen nga atome të të njëjtit element kimik. 4. Ligjet bazë të kimisë (ligji i ruajtjes, qëndrueshmëria e përbërjes, raportet e shumëfishta, ligji i Avagadro-s) Ligji i ruajtjes: Masa e substancave që reagojnë është e barabartë me masën e substancave të formuara si rezultat i reaksionit. : Ligji i qëndrueshmërisë së përbërjes
(çdo përbërje kimike ka të njëjtën përbërje sasiore, pavarësisht nga mënyra e përgatitjes së tij) Raportet ndërmjet masave të elementeve të përfshira në përbërjen e një përbërjeje të caktuar janë konstante dhe nuk varen nga mënyra e përftimit të këtij përbërësi. : Ligji i shumëfishave
Nëse dy elementë formojnë disa komponime kimike me njëri-tjetrin, atëherë masat e njërit prej elementeve në këto përbërje për të njëjtën masë të tjetrit lidhen me njëri-tjetrin si numra të plotë të vegjël. Ligji i Avogadros.
Vëllimet e barabarta të çdo gazi të marrë në të njëjtën temperaturë dhe presion të njëjtë përmbajnë të njëjtin numër molekulash. . 5. Ligji i ekuivalentëve Ekuivalent i substancës Raporti i masave ekuivalente, vëllimeve, substancave që reagojnë ose formojnë është drejtpërdrejt proporcional me raportin e masave të tyre (vëllimet) ose E (e thjeshtë) = A (masa atomike) / B (valenca e elementit) E (acidi) = M ( masa molare) / bazë (bazë acide) E(Hidroksid)=M/Acid)Aciditeti i hidroksidit) E(oksidet e kripës)=M/a(numri i atomeve të kampionit të elementit. Oksid(kripërat)*в (valenca e këtij elementi ose metali)
6. Struktura e atomeve. Bërthama. Reaksionet bërthamore. Llojet e rrezatimit. Modeli Rutherford: 1.pothuajse e gjithë masa është e përqendruar në bërthamë 2.+ janë kompensuar – 3.ngarkesa është e barabartë me numrin e grupit. Më e thjeshta është hidrogjeni H Koncepti modern i kimisë. Një element është një lloj atomi me të njëjtin pozicion. Sipas ngarkesës bërthamore, një atom përbëhet nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe një shtresë elektronike. Predha elektronike formohet nga elektronet. Numri i elektroneve është i barabartë me numrin e protoneve, prandaj ngarkesa e atomit në tërësi është 0. Numri i protoneve, ngarkesa e bërthamës dhe numri i elektroneve numerikisht janë të barabartë me numrin atomik të elementit kimik. . Pothuajse e gjithë masa e një atomi është e përqendruar në bërthamë. Elektronet lëvizin rreth bërthamës së një atomi, jo rastësisht, por në varësi të energjisë që kanë, duke formuar të ashtuquajturën shtresë elektronike. Çdo shtresë elektronike mund të përmbajë një numër të caktuar elektronesh: në të parën - jo më shumë se 2, në të dytën - jo më shumë se 8, në të tretën - jo më shumë se 18. Numri i shtresave elektronike përcaktohet nga numri i periudhës. Numri i elektroneve në shtresën e fundit (të jashtme) përcaktohet nga numri i grupit gjatë periudhës kur ka një dobësim gradual të vetive metalike dhe një rritje të vetive të jometaleve Një reaksion bërthamor është procesi i formimit të bërthamave ose grimcave të reja gjatë përplasjeve të bërthamave ose grimcave. Atomet me të njëjtën ngarkesë bërthamore, por me numra të ndryshëm në masë quhen izotopë (për shembull, 35/17 Cl dhe 37/17Cl) Atomet me të njëjtin numër në masë, por me një numër të ndryshëm protonesh në bërthamë, quhen izobare (për shembull, 40/19K dhe 40/20Ca) Gjysma e jetës (T ½) është koha gjatë së cilës gjysma e sasisë fillestare të një izotopi radioaktiv zbërthehet.
1. Të gjitha substancat përbëhen nga molekula. Molekula - grimca më e vogël e një lënde që ka vetitë e saj kimike.
2. Molekulat përbëhen nga atome. Atomi - grimca më e vogël e një elementi kimik që ruan të gjitha vetitë e saj kimike. Elementë të ndryshëm kanë atome të ndryshme.
3. Molekulat dhe atomet janë në lëvizje të vazhdueshme; mes tyre ekzistojnë forca tërheqëse dhe zmbrapsëse.
Element kimik - ky është një lloj atomesh i karakterizuar nga ngarkesa të caktuara bërthamore dhe struktura e predhave elektronike. Aktualisht, njihen 117 elementë: 89 prej tyre gjenden në natyrë (në Tokë), pjesa tjetër janë marrë artificialisht. Atomet ekzistojnë në gjendje të lirë, në komponime me atome të të njëjtit element ose elementë të tjerë, duke formuar molekula. Aftësia e atomeve për të bashkëvepruar me atome të tjera dhe për të formuar komponime kimike përcaktohet nga struktura e saj. Atomet përbëhen nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone të ngarkuar negativisht që lëvizin rreth saj, duke formuar një sistem elektrikisht neutral që u bindet ligjeve karakteristike të mikrosistemeve.
Bërthama atomike - pjesa qendrore e atomit, e përbërë nga protone Z dhe neutronet N, në të cilën është përqendruar pjesa më e madhe e atomeve.
Ngarkesa kryesore - pozitive, e barabartë në vlerë me numrin e protoneve në bërthamë ose elektroneve në një atom neutral dhe përkon me numrin atomik të elementit në tabelën periodike. Shuma e protoneve dhe neutroneve të një bërthame atomike quhet numri masiv A = Z + N.
Izotopet - elemente kimike me ngarkesa bërthamore identike, por me numra të ndryshëm në masë për shkak të numrit të ndryshëm të neutroneve në bërthamë.
|
meshë |
Alotropia - fenomeni i formimit nga një element kimik i disa substancave të thjeshta që ndryshojnë në strukturë dhe veti.
Formulat kimike
Çdo substancë mund të karakterizohet nga përbërja e saj cilësore dhe sasiore. Përbërja cilësore kuptohet si një grup elementësh kimikë që formojnë një substancë, dhe sasia, në rastin e përgjithshëm, është marrëdhënia midis numrit të atomeve të këtyre elementeve. Atomet që formojnë një molekulë janë të lidhur me njëri-tjetrin në një sekuencë të caktuar, kjo sekuencë quhet struktura kimike e substancës (molekulës).
Përbërja dhe struktura e një molekule mund të përshkruhet duke përdorur formula kimike. Përbërja cilësore shkruhet në formën e simboleve të elementeve kimike, përbërja sasiore shkruhet në formën e nënshkrimeve për simbolin e secilit element. Për shembull: C 6 H 12 O 6.
Formula kimike është një shënim konvencional i përbërjes së një substance duke përdorur simbole kimike (propozuar në 1814 nga J. Berzelius) dhe indekse (indeksi është numri në të djathtën e poshtme të simbolit. Tregon numrin e atomeve në molekulë). Formula kimike tregon se cilat atome të cilave elemente dhe në çfarë raporti janë të lidhura me njëri-tjetrin në një molekulë.
Formulat kimike janë të llojeve të mëposhtme:
a) molekulare - trego sa atome elementesh përfshihen në molekulën e një lënde, për shembull H 2 O - një molekulë uji përmban dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjen.
b) grafik - tregoni në çfarë rendi janë të lidhur atomet në molekulë, secila lidhje përfaqësohet nga një vizë për shembullin e mëparshëm, formula grafike do të duket kështu: H-O-H;
c) strukturore – tregoni pozicionet relative në hapësirë dhe distancat ndërmjet atomeve që përbëjnë molekulën.
Duhet të kihet parasysh se vetëm formulat strukturore lejojnë që një substancë të identifikohet në mënyrë unike.
Njësia Ndërkombëtare e Masës Atomike e barabartë me 1/12 e masës së izotopit 12C - izotopi kryesor i karbonit natyror.
1 amu = 1/12 m (12C) = 1,66057 10 -24 g
Masa atomike relative (Ar)- një sasi pa dimension e barabartë me raportin e masës mesatare të një atomi të një elementi (duke marrë parasysh përqindjen e izotopeve në natyrë) me 1/12 e masës së një atomi 12C.
Masa mesatare atomike absolute (m) e barabartë me masën atomike relative shumë herë amu.
m (Mg) = 24,312 1,66057 10 -24 = 4,037 10 -23 g
Pesha molekulare relative (Z.)- një sasi pa dimension që tregon se sa herë masa e një molekule të një lënde të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni 12C.
Mr = mg / (1/12 mа (12C))
m r është masa e një molekule të një lënde të caktuar;
m a (12C) është masa e atomit të karbonit 12C.
Mr = S Ar(e). Masa molekulare relative e një lënde është e barabartë me shumën e masave atomike relative të të gjithë elementëve, duke marrë parasysh indekset.
Mr(B 2 O 3) = 2 Ar(B) + 3 Ar(O) = 2 11 + 3 16 = 70
Mr (KAl(SO 4) 2) = 1 Ar(K) + 1 Ar(Al) + 1 2 Ar(S) + 2 4 Ar(O) == 1 39 + 1 27 + 1 2 32 + 2 4 16 = 258
Masa molekulare absolute e barabartë me masën molekulare relative herë amu. Numri i atomeve dhe molekulave në mostrat e zakonshme të substancave është shumë i madh, prandaj, kur karakterizohet sasia e një substance, përdoret një njësi e veçantë matëse - nishani.
Sasia e substancës, mol . Nënkupton një numër të caktuar elementësh strukturorë (molekula, atome, jone). Shënohet n dhe matet në nishan. Një nishan është sasia e një lënde që përmban po aq grimca sa atome në 12 g karbon.
Numri i Avogadros (N A ). Numri i grimcave në 1 mol të çdo substance është i njëjtë dhe i barabartë me 6,02 · 10 23. (Konstanta e Avogadros ka dimensionin - mol -1).
Sa molekula ka 6,4 g squfur?
Pesha molekulare e squfurit është 32 g/mol. Përcaktojmë sasinë e g/mol të substancës në 6,4 g squfur:
n(s) = m(s) / M(s) = 6,4 g / 32 g/mol = 0,2 mol
Le të përcaktojmë numrin e njësive strukturore (molekulave) duke përdorur konstanten NA të Avogadros
N(s) = n(s) NA = 0.2 6.02 1023 = 1.2 1023
Masa molare tregon masën e 1 mol të një substance (shënohet M).
Masa molare e një lënde është e barabartë me raportin e masës së substancës me sasinë përkatëse të substancës.
Masa molare e një lënde numerikisht është e barabartë me masën e saj molekulare relative, megjithatë, sasia e parë ka dimensionin g/mol dhe e dyta është pa dimension.
M = N A m(1 molekulë) = N A Mg 1 amu = (N A · 1 amu) Mr = z
Kjo do të thotë se nëse masa e një molekule të caktuar është, për shembull, 80 amu. (SO 3), atëherë masa e një mol molekulash është e barabartë me 80 g konstanta e Avogadro është një koeficient proporcionaliteti që siguron kalimin nga raportet molekulare në ato molare. Të gjitha pohimet në lidhje me molekulat mbeten të vlefshme për molet (me zëvendësim, nëse është e nevojshme, të amu me g Për shembull, ekuacioni i reaksionit: 2Na + Cl 2 2NaCl, do të thotë se dy atome natriumi reagojnë me një molekulë klori ose se e njëjta gjë. dy mol natrium reagojnë me një mol klor.
Ligji i ruajtjes së masës së substancave
Masa e të gjitha substancave që hyjnë në një reaksion kimik është e barabartë me masën e të gjitha produkteve
*Mësimi atomo-molekular e shpjegon këtë ligj si më poshtë: si rezultat i reaksioneve kimike, atomet nuk zhduken ose shfaqen, por ndodh rirregullimi i tyre (d.m.th., një transformim kimik është procesi i prishjes së disa lidhjeve midis atomeve dhe formimit
të tjera, si rezultat i të cilave molekulat e produkteve të reaksionit merren nga molekulat e substancave fillestare). Meqenëse numri i atomeve para dhe pas reaksionit mbetet i pandryshuar, as masa e tyre totale nuk duhet të ndryshojë. Masa kuptohej si një sasi që karakterizon sasinë
Bazuar në ligjin e ruajtjes së masës, është e mundur të hartohen ekuacione për reaksionet kimike dhe të kryhen llogaritjet duke i përdorur ato. Është baza e analizës kimike sasiore.
Ligji i qëndrueshmërisë së përbërjes
Të gjitha kimikatet individuale janë të një cilësie konstante dhe
përbërjen sasiore dhe strukturën kimike specifike, pavarësisht nga mënyra e përgatitjes.
Nga ligji i qëndrueshmërisë së përbërjes rrjedh se kur formohet një substancë komplekse, elementet
kombinohen me njëri-tjetrin në raporte të caktuara të masës.
Ligji i Avogadro di Quaregna (1811)
Vëllime të barabarta të gazrave të ndryshëm në të njëjtat kushte (temperaturë, presion, etj.) përmbajnë të njëjtin numër molekulash. (Ligji është i vlefshëm vetëm për substancat e gazta.)
Pasojat.
1. I njëjti numër molekulash të gazrave të ndryshëm në të njëjtat kushte zë
të njëjtat vëllime.
2. Në kushte normale (0°C = 273°K, 1 atm = 101,3 kPa) 1 mol e çdo gazi zë
vëllimi 22.4 l.__
Ligji i veprimit masiv
aA + bB + . . . = . . .
V = k [A]a [B]b . . .
Ligji i ruajtjes së energjisë: energjia e një sistemi të izoluar (duke mos shkëmbyer as materie as energji me mjedisin) mbetet konstante, vetëm kalimet e tij nga një lloj në tjetrin janë të mundshme.
Ligji i ruajtjes së ngarkesës elektrike: Shuma algjebrike e ngarkesave elektrike në një sistem të izoluar është e ruajtur.
2. Ligji themelor i kimisë si një rast i veçantë i ligjit të përgjithshëm të botës materiale. Konceptet: lëndë, substancë, fushë, lëvizje - dhe karakteristikat e tyre sasiore dhe ndërlidhja. Shprehjet matematikore të ligjeve të ruajtjes së masës dhe energjisë.
Ligji i veprimit masiv
Shpejtësia e një reaksioni kimik është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e përqendrimeve të reaktantëve.
aA + bB + . . . = . . .
V = k [A]a [B]b . . .
Materia ekziston në formën e materies dhe fushës. Kimia studion botën përreth nesh nën konceptin e unifikuar të materies që ekziston jashtë dhe në mënyrë të pavarur nga vetëdija njerëzore.
një substancë është çdo koleksion atomesh dhe molekulash
Ligji i ruajtjes së masës: Masa e substancave që reaguan është e barabartë me masën e substancave të formuara si rezultat i reaksionit.
* Një formulim tjetër është plotësisht ekuivalent me këtë: në një reaksion kimik, numri i atomeve të një elementi kimik është i ruajtur.
Ligji i ruajtjes së energjisë: energjia e një sistemi të izoluar (duke mos shkëmbyer as materie as energji me mjedisin) mbetet konstante vetëm kalimet e tij nga një lloj në tjetrin.
3. Shkenca atomike-molekulare: dispozita moderne, histori e shkurtër (themeluesit).
TEORIA ATOMIKO-MOLEKULARE
Shkenca atomike-molekulare është doktrina e strukturës së substancave nga atomet dhe molekulat, e krijuar nga veprat e Lomonosov dhe Dalton.
*M V. Lomonosov, J. Dalton, A. Lavoisier, J. Proust, A. Avogadro, J. Berzelius, D. I. Mendeleev, A. M. Butlerov dhanë një kontribut të madh në zhvillimin e shkencës atomike-molekulare.
Përbërja dhe vetitë e një përbërjeje kimike nuk varen nga metoda dhe kushtet e përgatitjes së tij.
Të gjitha molekulat përbëhen nga atome. Një koleksion ose grup atomesh të të njëjtit lloj quhet element kimik.
Parimet themelore të teorisë atomike-molekulare:
Të gjitha substancat përbëhen nga atome
Atomet e një lënde kimike (elementi kimik) kanë të njëjtat veti, por ndryshojnë nga atomet e një lënde tjetër
Kur atomet ndërveprojnë, formohen molekula (homonukleare - substanca të thjeshta, heteronukleare - substanca komplekse)
Gjatë dukurive fizike, molekulat nuk ndryshojnë gjatë dukurive kimike, përbërja e tyre ndryshon.
Reaksionet kimike përfshijnë formimin e substancave të reja nga të njëjtat atome që përbënin substancat origjinale
4. Konceptet themelore të kimisë : atom, molekulë, element kimik, substancë (e thjeshtë dhe komplekse). Karakteristikat sasiore të një atomi dhe molekule: madhësitë, masat atomike dhe molekulare absolute dhe relative, njësia e masës atomike (a.u.m.).
Një atom është një grimcë elektrike neutrale e përbërë nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe një ose më shumë elektrone.
Një molekulë është grimca më e vogël e një lënde që ka të gjitha vetitë kimike të asaj substance. Për disa substanca, konceptet e atomit dhe molekulës janë të njëjta.
Një substancë e thjeshtë është një substancë molekulat e së cilës përbëhen nga atomet e një elementi.
Komponimet ose substancat komplekse janë substanca molekulat e të cilave përbëhen nga atome të elementeve të ndryshëm.
Molekulat e substancave të ndryshme ndryshojnë nga njëra-tjetra në masë, madhësi dhe veti kimike. Të gjitha molekulat e një lënde janë të njëjta.
Molekulat përbëhen nga grimca më të vogla të quajtura atome. Molekulat e substancave të thjeshta përbëhen nga atome identike, molekulat e substancave komplekse përbëhen nga atome të ndryshme.
Atomet e një elementi ndryshojnë nga atomet e elementeve të tjerë në ngarkesën e bërthamës atomike, madhësinë dhe vetitë kimike. Reaksionet kimike ndryshojnë përbërjen e molekulës. Atomet nuk shkatërrohen gjatë reaksioneve kimike.
Njësia Ndërkombëtare e Masës Atomike e barabartë me 1/12 e masës së izotopit 12C - izotopi kryesor i karbonit natyror.
Pesha molekulare relative (Mr)- një sasi pa dimension që tregon se sa herë masa e një molekule të një lënde të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni 12C.
Masa molekulare absolute e barabartë me masën molekulare relative herë amu.
5. Llogaritja e sasisë, masës molare dhe vëllimit molar të një lënde. Numri i Avogadros.
Masa molare e një lënde M është e barabartë me raportin e masës së substancës me sasinë e saj
dhe ka dimensionin g/mol të pranuar në kimi. Masa molare e një lënde, e shprehur në g/mol, është numerikisht e barabartë me masën molekulare të saj relative. Barazia numerike nënkupton koincidencën e vlerave numerike të sasive, por jo të dimensioneve të tyre.
Vëllimi molar përcaktohet në mënyrë të ngjashme si raporti i vëllimit të një lënde me sasinë e saj:
Vëllimi molar mund të ketë përmasa m3/mol, l/mol, cm3/mol. Vëllimi molar përcaktohet për çdo gjendje grumbullimi të një substance dhe lidhet me masën e saj molare përmes densitetit:
Ligji i Avogardo: vëllime të barabarta të gazrave të ndryshëm në të njëjtat kushte (temperaturë dhe presion) përmbajnë të njëjtin numër molekulash.
NA = 6,022 141 29(27) 10 23 mol−1
6. Elementi kimik, simbolet e elementeve. Formula kimike e një lënde, lloji i formulës: empirike, molekulare, grafike. Konceptet: valenca (stekiometrike, lidhja, koordinimi) dhe gjendja e oksidimit të një elementi kimik. Shembuj.
Një element kimik është një lloj atomi i karakterizuar nga një ngarkesë e caktuar bërthamore.
Formula molekulare (bruto) që tregon numrin e atomeve në një molekulë - C6H14,
Grafike
Formula empirike jep vetëm raportin e elementeve C:H = 3:7 - C3H7
Valenca është vetia e atomeve të një elementi të caktuar për të bashkuar ose zëvendësuar një numër të caktuar atomesh të elementeve të tjerë në një molekulë. Njësia e valencës është valenca e hidrogjenit.
Gjendja e oksidimit të një atomi është madhësia e ngarkesës elektrostatike të një atomi në një substancë të thjeshtë, në një molekulë të një përbërjeje kimike, në një jon
7. Konceptet dhe përcaktimi sasior i masës, molit dhe pjesës vëllimore të një elementi në një molekulë të një lënde dhe të një lënde në një përzierje. Algoritmi për vendosjen e formulave empirike dhe molekulare.
Pjesa masive është raporti i masës së substancës së tretur me masën e tretësirës. Pjesa masive matet në fraksione të njësisë ose si përqindje:
m është masa totale e tretësirës, g.
Pjesa vëllimore është raporti i vëllimit të një lënde të tretur me vëllimin e një tretësire. Pjesa e vëllimit matet në fraksione të njësisë ose në përqindje.
V1 - vëllimi i substancës së tretur, l;
V - vëllimi i përgjithshëm i tretësirës, l.
Pjesa e moleve është raporti i numrit të moleve të një komponenti të caktuar me numrin total të moleve të të gjithë përbërësve. Fraksioni mol shprehet në fraksione të një njësie.
νi është sasia e përbërësit i-të, mol;
n - numri i komponentëve;
Titri i tretësirës është masa e substancës së tretur në 1 ml tretësirë.
m1 - masë e substancës së tretur, g;
V - vëllimi i përgjithshëm i tretësirës, ml;
Formula empirike e një përbërjeje kimike është një regjistrim i shprehjes më të thjeshtë të numrit relativ të secilit lloj atomi në të; është një shënim linear i simboleve të elementeve kimike, i shoqëruar me nënshkrime që tregojnë raportin e elementeve në përbërje
Ekuivalentët e masës molare zakonisht shënohen si ose. Raporti i masës molare ekuivalente të një lënde me masën e saj molare aktuale quhet faktor i ekuivalencës (zakonisht shënohet si).
Masa molare e ekuivalentëve të një substance është masa e një mol ekuivalentësh, e barabartë me produktin e faktorit të ekuivalencës nga masa molare e kësaj substance.
Meq = feq×M
Faktori i ekuivalencës [redakto]
Raporti i masës molare ekuivalente me masën e vet molare quhet faktor i ekuivalencës (zakonisht shënohet si).
Numri i ekuivalencës [redakto]
Numri i ekuivalencës z është një numër i plotë pozitiv i vogël i barabartë me numrin e ekuivalentëve të një substance që përmbahet në 1 mol të asaj substance. Faktori i ekuivalencës lidhet me numrin ekuivalencës z me lidhjen e mëposhtme: =1/z.
Për shembull, në reagim:
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Ekuivalenti është grimca ½Zn(OH)2. Numri ½ është faktori ekuivalent, z në këtë rast është i barabartë me 2
9. Reaksioni kimik: përkufizimi, shenjat, dallimi nga dukuritë fizike, klasifikimi.
Një reaksion kimik është shndërrimi i një ose më shumë substancave fillestare (reagentëve) në substanca (produkte reaksioni) që ndryshojnë prej tyre në përbërjen ose strukturën kimike. Ndryshe nga reaksionet bërthamore, gjatë reaksioneve kimike bërthamat e atomeve nuk ndryshojnë, në veçanti, numri i tyre i përgjithshëm dhe përbërja izotopike e elementeve kimike nuk ndryshojnë, ndërsa ndodh një rishpërndarje e elektroneve dhe bërthamave dhe formohen substanca të reja kimike.
Klasifikimi
Duke ndryshuar gjendjet e oksidimit të reaktantëve[redakto]
Në këtë rast, ka një dallim
Reaksionet redoks në të cilat atomet e një elementi (agjenti oksidues) zvogëlohen, domethënë ulin gjendjen e tyre të oksidimit, dhe atomet e një elementi tjetër (agjenti reduktues) oksidohen, domethënë rritin gjendjen e tyre të oksidimit. Një rast i veçantë i reaksioneve redoks janë reaksionet e disproporcionit, në të cilat agjentët oksidues dhe reduktues janë atome të të njëjtit element në gjendje të ndryshme oksidimi.
Një shembull i një reaksioni redoks është djegia e hidrogjenit (agjent reduktues) në oksigjen (agjent oksidues) për të formuar ujë:
Një shembull i një reaksioni disproporcional është reaksioni i dekompozimit të nitratit të amonit kur nxehet. Në këtë rast, agjenti oksidues është azoti (+5) i grupit nitro, dhe agjenti reduktues është azoti (-3) i kationit të amonit:
NH4NO3 = N2O + 2H2O (deri në 250 °C)
Reaksionet jo-redoks - respektivisht, reaksione në të cilat nuk ka ndryshim në gjendjet e oksidimit të atomeve, për shembull, reagimi i mësipërm i neutralizimit.
Sipas efektit termik të reaksionit[redakto]
Të gjitha reagimet shoqërohen me efekte termike. Kur lidhjet kimike në reagjentë prishen, lirohet energji, e cila përdoret kryesisht për të formuar lidhje të reja kimike. Në disa reaksione energjitë e këtyre proceseve janë të afërta, dhe në këtë rast efekti i përgjithshëm termik i reaksionit i afrohet zeros. Në raste të tjera mund të dallojmë:
reaksionet ekzotermike që lëshojnë nxehtësi (efekt termik pozitiv), për shembull, djegia e sipërpërmendur e hidrogjenit
reaksionet endotermike gjatë të cilave nxehtësia thithet (efekt termik negativ) nga mjedisi.
Nxehtësia e një reaksioni (entalpia e reaksionit, ΔrH), e cila shpesh është shumë e rëndësishme, mund të llogaritet duke përdorur ligjin e Hess-it nëse dihen entalpitë e formimit të reaktantëve dhe produkteve. Kur shuma e entalpive të produkteve është më e vogël se shuma e entalpive të reaktantëve (ΔrH< 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (ΔrH >0) - thithje.
Sipas llojit të transformimit të grimcave reaguese[redakto]
lidhjet:
zbërthimi:
zëvendësimet:
shkëmbimi (lloji i reaksionit-neutralizimi):
shkëmbim (lloji i reaksionit-shkëmbimit):
Reaksionet kimike shoqërohen gjithmonë me efekte fizike: thithjen dhe çlirimin e energjisë, për shembull në formën e transferimit të nxehtësisë, një ndryshim në gjendjen e grumbullimit të reagentëve, një ndryshim në ngjyrën e përzierjes së reaksionit, etj. nga këto efekte fizike që shpesh gjykohet ecuria e reaksioneve kimike.
Proceset kimike që ndodhin në materie ndryshojnë si nga proceset fizike ashtu edhe nga transformimet bërthamore. Në proceset fizike, secila prej substancave pjesëmarrëse ruan përbërjen e saj të pandryshuar (megjithëse substancat mund të formojnë përzierje), por mund të ndryshojnë formën e tyre të jashtme ose gjendjen e grumbullimit.
Në proceset kimike (reaksionet kimike), substanca të reja fitohen me veti të ndryshme nga reagentët, por atomet e elementeve të rinj nuk formohen kurrë. Në atomet e elementeve që marrin pjesë në reaksion, domosdoshmërisht ndodhin modifikime të shtresës elektronike.
10.Skema dhe ekuacioni i një reaksioni kimik (algoritmi për shkrimin e ekuacionit). Kuptimi fizik i koeficientëve stekiometrikë. Llojet e ekuacionit: i plotë, jo i plotë, molekular, jonik, termokimik. Jepni shembuj.
Në reaksionet kimike, disa substanca shndërrohen në të tjera. Le të kujtojmë reagimin e njohur të squfurit me oksigjenin. Dhe në të, nga disa substanca (substanca fillestare ose reagentë) formohen të tjera (substanca përfundimtare ose produkte reaksioni).
Diagramet dhe ekuacionet e reaksioneve përdoren për të regjistruar dhe transmetuar informacion rreth reaksioneve kimike.
Diagrami i reaksionit kimik– një shënim i kushtëzuar që jep informacion cilësor për një reaksion kimik.
Një diagram reagimi tregon se cilat substanca reagojnë dhe cilat formohen si rezultat i reaksionit. Si në diagrame ashtu edhe në ekuacionet e reaksionit, substancat përcaktohen me formulat e tyre.
Skema e djegies së squfurit shkruhet si më poshtë: S8 + O2 SO2.
Kjo do të thotë se kur squfuri reagon me oksigjenin, ndodh një reaksion kimik, duke rezultuar në formimin e dioksidit të squfurit (dioksid squfuri). Të gjitha substancat këtu janë molekulare, prandaj, gjatë shkrimit të diagramit, u përdorën formulat molekulare të këtyre substancave. E njëjta gjë vlen edhe për skemën e një reaksioni tjetër - reagimin e djegies së fosforit të bardhë:
Kur karbonati i kalciumit (shumës, gëlqeror) nxehet në 900 oC, ndodh një reaksion kimik: karbonati i kalciumit shndërrohet në oksid kalciumi (limoni i shpejtë) dhe dioksid karboni (dioksid karboni) sipas skemës së mëposhtme:
CaCO3 CaO + CO2.
Për të treguar se procesi ndodh kur nxehet, diagrami (dhe ekuacioni) zakonisht plotësohet me shenjën "t" dhe fakti që dioksidi i karbonit avullohet tregohet nga një shigjetë që tregon lart:
CaCO3 CaO + CO2.
Karbonati i kalciumit dhe oksidi i kalciumit janë substanca jo molekulare, kështu që diagrami përdor formulat e tyre më të thjeshta, duke pasqyruar përbërjen e njësive të formulës së tyre. Për një substancë molekulare - dioksid karboni - përdoret një formulë molekulare.
Le të shqyrtojmë skemën e reagimit që ndodh kur pentakloruri i fosforit ndërvepron me ujin: PCl5 + H2O H3PO4 + HCl.
Diagrami tregon se formohen acid fosforik dhe klorur hidrogjeni.
Ndonjëherë një diagram i shkurtër i reaksionit është i mjaftueshëm për të përcjellë informacion rreth një reaksioni kimik, për shembull:
S8 SO2; P4 P4O10; CaCO3 CaO.
Natyrisht, disa reagime të ndryshme mund të korrespondojnë me një skemë të shkurtër.
Ekuacioni i një reaksioni kimik është një shënim i kushtëzuar që siguron informacion cilësor dhe sasior për një reaksion kimik.
Për çdo reaksion kimik, një nga ligjet më të rëndësishme të kimisë është i vërtetë:
Kur ndodhin reaksione kimike, atomet nuk shfaqen, zhduken ose transformohen në njëri-tjetrin.
Gjatë shkrimit të ekuacioneve të reaksioneve kimike, përveç formulave të substancave, përdoren edhe koeficientët. Ashtu si në algjebër, koeficienti "1" në ekuacionin e një reaksioni kimik nuk vendoset, por nënkuptohet. Reaksionet që kemi shqyrtuar përshkruhen nga ekuacionet e mëposhtme:
1S8 + 8O2 = 8SO2, ose S8 + 8O2 = 8SO2;
1P4 + 5O2 = 1P4O10, ose P4 + 5O2 = P4O10;
1CaCO3 = 1CaO + 1CO2, ose CaCO3 = CaO + CO2;
1PCl5 + 4H2O = 1H3PO4 + 5HCl, ose PCI5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCI.
