Лекции по химии. Введение Окружающий человека мир материален и, несмотря на все богатство его проявлений, в настоящее время выделяют всего лишь две формы существования материи вещество
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Введение Окружающий человека мир материален и, несмотря на все богатство его проявлений, в настоящее время выделяют всего лишь две формы существования материи: вещество и поле, которые проникают друг в друга и при определенных условиях могут превращаться друг в друга. Вот что писал в 1870 г. Д.И. Менделеев в своей книге “Основы химии” о предмете химии: “Ближайший предмет химии составляет изучение однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения. Химия, как и всякая наука, есть в одно время и средство, и цель. Она есть средство для достижения тех или других практических, в общем смысле этого слова, стремлений. Так, при содействии ее облегчается обладание веществом в разных его видах, она дает новую возможность пользоваться силами природы, указывает способы получения и свойства множества веществ и т.д. В этом смысле химия близка к делам заводчика и мастера, роль ее служебная, она составляет средство для достижения блага. К этому, уже почтенному, свойству присоединяется, однако, другое: в химии, как и в каждой выработанной науке, есть ряд стремлений высших, не ограничиваемых временными и частными целями (хотя и приводящих к ним и нисколько им не противоречащих). Стараясь познать бесконечное, наука сама конца не имеет и, будучи всемирной, в действительности неизбежно приобретает народный характер....» Сформулируем в сжатом виде основные положения химии: 1. Все вещества (химические соединения) Вселенной состоят из молекул, а молекулы из атомов химических элементов таблицы Д.И. Менделеева. Атомы в свою очередь состоят из более мелких частиц: протонов, нейтронов и электронов. В настоящее время известно 105 химических элементов, которые отличаются друг от друга химическими свойствами и количеством входящих в них указанных частиц. Согласно периодическому закону Д.И. Менделеева, свойства химических элементов, а также различных форм их простейших соединений, находятся в периодической зависимости от величины их атомных весов. 2. При определенных условиях молекулы веществ способны превращаться друг в друга, однако атомы элементов при этом не превращаются друг в друга. Элементы способны превращаться друг в друга только в ядерных реакциях. 3. При любых химических превращениях всегда соблюдаются законы сохранения массы, энергии и заряда. 4. При протекании любой химической реакции массы реагирующих веществ и продуктов реакции всегда находятся в пропорциональных количествах, соответствующих их стехиометрическим коэффициентам. 5. В природе не существует веществ, обладающих одинаковым набором свойств. Каждое вещество уникально. 6. Свойства веществ зависят от качественного и количественного состава их молекул и от их строения. 7. Для каждого вещества существует критическая температура, при которой начинается интенсивный распад молекул на атомы. И для каждой химической реакции существует область температур, где реакция практически не протекает. Классы неорганических соединений Множество всех веществ делится на два больших класса  вещества    простые сложные Простые вещества - это вещества, состоящие из атомов одного и того же элемента. Сложные вещества состоят из атомов различных элементов. Все простые вещества (элементы таблицы Менделеева) по своим физическим свойства делятся на металлы и неметаллы  простые вещества металлы неметаллы Если в таблице Менделеева провести диагональ из верхнего левого угла, то окажется, что в верхней половине таблицы для главных подгрупп элементов расположатся все неметаллы, а в нижней половине - все металлы. Все элементы, находящиеся впобочных подгруппах таблицы являются металлами. Примерно 80 % химических элементов приходится на металлы и только 20 % на неметаллы. Из 105 элементов нерадиоактивны первые 83 элемента.. Если из общего числа нерадиоактивных элементов вычесть 5 инертных газов, то в распоряжении химиков окажется округленно 80 элементов, из которых формируется все многообразие веществ. Общее число неорганических веществ вместе со всеми солями насчитывается не более 500 000. Общее число органических веществ более 12 млн. Отметим: что общее число людей на планете гораздо больше числа известных химических соединений. К неметаллам относятся: все химически неактивные элементы- инертные газы (6 элементов)-, а также химически активные элементы- H-водород, B-бор, C-углерод, N-азот, O-кислород, F-фтор, Si-кремний, P-фосфор, S-сера, Cl-хлор, As-мышьяк, Se-селен, Br-бром, Sb-сурьма, Те-теллур, I-иод (16 элементов). Неметаллы плохо проводят тепло и электрический ток (исключение-графит). В противоположность этому все металлы хорошо проводят тепло и электрический ток. Все многообразие веществ возникает из элементов в результате химических реакций. Между двумя элементами А и В может протекать единственный тип реакции - реакция соединения аА + bВ = АaВb в результате которой образуется бинарное соединение (вещество, состоящее из двух элементов). Если два каких-то элемента А и В непосредственно не реагируют друг с другом, т.е. реакция А + В = АВ не протекает, то это не означает, что не может существовать соединение АВ. Возможно, что найдется такой элемент Х, что соединение АВ можно получить в результате двух реакций А + Х = АХ реакция соединения АХ + В = АВ + Х реакция замещения или аналогично В + Х =ВХ А + ВХ= АВ + Х Если и такими способами не удается получить АВ, то остается еще вариант А+Х=АХ В + Y=BY AX + BY=AB + XY реакция обмена Наконец, может существовать соединение из трех (или более) элементов АBC, которое способно вступать в реакцию разложения ABC = AB + C реакция разложения В реакцию соединения не вступают друг с другом металлы, составляющие большинство химических элементов. Металлы могут образовать друг с другом сплавы, состав которых не является постоянным, как в химических соединения, и может изменяться в широких пределах: Металл 1 + Металл 2= сплав Поэтому остаются два возможных типа реакций: |