Основные законы химии - ABCD42.RU

Основные законы химии

Стехиометрические законы химии:

— Закон сохранения массы веществ

(М.В.Ломоносов, 1748г): масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Pb + O2 = PbO (в реторте)

— Закон постоянства состава

(Пруст, 1808г): всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

— С помощью значения относительной плотности были определены относительные молекулярные массы и уточнены составы молекул многих газообразных веществ. Молекулярная масса может быть вычислена также по

уравнению состояния идеального газа

, или

P — давление газа в замкнутой системе
V — объем системы (м 3 )
m — масса газа (кг)
М — молярная масса
Т — абсолютная температура t° в Кельвинах
R — универсальная газовая постоянная
P = 101,325 кПа

Используемые величины:
R = pV/T = 1.01•105•22.4•10-3/273[Па•м3/моль]/K =8.31(44) Дж/(моль•K)

Основные газовые законы химии:

при постоянной температуре t°, давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа:

, при t° = const.

при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре:

, при P = const.

при постоянном объеме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре.

, при V = const.

— Объединенный закон Бойля — Мариотта, Гей — Люссака и Шарля:

, при V = const.

Закон кратных отношений

(открыт в 1803 Дж.Дальтоном).

Если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся как небольшие целые числа:

Разделив числа нижней строки на 0,57, видим, что они относятся как 1:2:3:4:5.

2) Хлористый кальций образует с водой 4 кристаллогидрата, состав которых выражается формулами: CaCl2•H22O, CaCl2•2H2O, CaCl2•4H2O, CaCl2•6H2O, т. е. во всех этих соединениях массы воды, приходящиеся на одну молекулу CaCl2, относятся как 1: 2: 4: 6.

(открыт в конце XVIII в.) — вещества взаимодействуют между собой в количествах, пропорциональных их химическим эквивалентам.

, при t° = const.

— это масса элемента (выраженная в углеродных единицах), которая присоединяет или замещает одну атомную массу водорода или половину атомной массы кислорода.
Химический эквивалент кислоты равен её молярной массе, деленной на основность (число ионов водорода) кислоты.
Химический эквивалент основания равен его молярной массе, деленной на кислотность (число гидроксильных групп) основания.
Химический эквивалент соли равен её молярной массе, деленной на сумму зарядов образующих её катионов или анионов.

Закон простых объемных отношений, или «химический» закон

(Гей-Люссак, 1808) — объемы вступающих в реакцию газов при одинаковых условиях относятся друг к другу, а также к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.

(Авогадро, 1811г.) – в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (t˚ и давлении) содержится одинаковое число молекул. Из закона вытекают 2 следствия:

1. 1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем – равный 22,4 л. (при температуре˚-0˚C и давление 1,01325•105 Па). В этом же объеме находится 6,023•1023 молекул газообразного вещества.

2. Массы равных объемов двух газов, взятых при одинаковом давлении и температуре, относятся друг к другу как их молярные массы:

, также плотности газов относятся как их относительные молекулярные массы: ,

Д – относительная плотность.

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

Для правильного написания химических формул надо знать валентность элементов или степень окисления. Валентностью называется способность атомов данного элемента присоединять или замещать определенное число других атомов. max вал. = 8.

Фундаментальные теории и законы химии

Фундаментальные теории и законы химии

  • Основные теории и законы химии. Основной Обобщения химии и науки включают атомно-молекулярную теорию. Законы сохранения массы и энергии, периодические системы и химическая теория Здание. Атомно-молекулярная теория. Автор книги «Атомика» Исследователь и первооткрыватель закона сохранения массы вещества М. В. Ломоносов Сова считается основоположником научной химии.
  • Ломоносов четко отличает 2 ступени строения материи: элементы (в нашем понимании-атомы) и Микрочастицы(молекулы).По Ломоносову, молекулы простых веществ Из одного и того же атома, а из молекул сложных веществ из разных атомов. Все Атомно-молекулярная теория получила широкое признание в начале 19 века. После Атомная теория заявление химии Дальтона. Химия молекул остается современной Органическая химия, и большинств неорганические вещества не имеют Молекулярный structure.

С тех пор главным объектом Химическая химия стала молекулой. Людмила Фирмаль

In в последнем случае тело макроса состоит из любого атома Из одного и того же химического элемента или из атомов разных элементов. Призы Знание немолекулярных форм существования твердых тел、 Необходимость пересмотра некоторых положений современной химической атомистики Пневматический (снижение основных законов и понятий, которые эффективны для газа Вой) химия. Закон сохранения массы и энергии. 1760, Ломоносов、

В основном сформулирован единый закон сохранения массы и энергии: «все Изменения, которые происходят в природе, насколько велика суть такого состояния 1. одно тело удаляется и та же сумма добавляется к другому. Так где Если какая-то проблема исчезнет, она увеличится в другом месте… Этот универсальный тест Законы вен, чтобы тело могло двигаться, также распространяются на правила движения.

Его сила отличается и теряет в себе такое же количество отчетности перед другими、 «Но до начала 20-го века, эти законы обычно、 Они считаются независимыми друг от друга. Химия, которая в первую очередь занималась законом Закон сохранения массы вещества, законы физики-энергия Conservation. In 1905 основоположник современной физики А. Эйнштейн、 Соотношение между массой и энергией выражается уравнением E = mc2, A. Один) Где е-энергия. т-это масса. C-скорость света в вакууме(коэффициент пропорциональности Национальность.)

Потому что величина в 2 раза превышающая скорость света в вакууме очень велика Очень небольшое изменение в массы, что приводит к огромным изменениям в энергии. Так… Формула А. 1) 1 кДж соответствует изменению массы 2-го 0 г. С учетом теплового воздействия сотен килоджоулей химических реакций、 Соответствующее изменение массы должно быть в порядке от 10-8 до 10 » 9 г.

Это значение Причина лежит вне чувствительности шкалы, используемой в химии. Чай ультра микро-баланс. Следовательно, формула А. 1) из、 Потому что химические реакции включают энергетические эффекты、 На самом деле, происходят массовые изменения. Однако эти изменения таковы Достаточно маленький, чтобы его проигнорировали. Видимое изменение массы、 Ядерная химия и энергетика, энергетические эффекты измеряются миллионами ми и миллиарды килоджоулей.

Обычное право. Важнейшая работа неорганической химии Она заключается в изучении свойств элементов и выявлении общих закономерностей Их химическое взаимодействие. Величайшее научное обобщение Решая эту задачу, Д. И. Менделеев、 Закон и его графическое представление-периодическая система. Только после Открытие сделало возможными химические предсказания Новый факт. Поэтому Менделеев-основоположник современной химии. Периодический закон Менделеева является основой системы природы Химический элемент.

  • Химический элемент представляет собой совокупность идентичных атомов Высокий заряд ядра. Закономерности изменения свойств химических элементов Он определяется периодическим методом. Объяснение атомной структуры учения Физический смысл периодического закона. Частота Изменение свойств элемента и его соединений зависит от периодического повторения Восемь Аналогичная структура электронных оболочек их атомов. Химия и Некоторые физические свойства зависят от структуры электронной оболочки、

So метод цикла является научным Основа для изучения важнейших свойств элементов и их соединений: кислотные основания Новый, окислительно-восстановительный, катализатор, комплексообразование Полупроводник, химия металла, кристаллическая химия, радио В дополнение к теории атомных структур, таких как химические вещества, периодическая система элементов Товарищ сыграл большую роль в изучении естественного и искусственного радио

Особенно его внешний вид layer. Людмила Фирмаль

Деятельность, высвобождение ядерной энергии. В настоящее время синтезирован Без периодической системы элементы урана и плутония немыслимы. Не говоря уже о том, что геохимия и Космохимия целиком основаны на нем. Метод цикла и система циклов постоянно развиваются、 Это уточняется. Доказательством этого является современная формулировка периода Закон права: свойства элемента, а также формы и свойства его соединений Размер заряда атомного ядра атома зависит от периодичности.

Таким образом, получается, что положительный заряд ядра, а не атомного ядра, больше Свойства элемента и его соединений зависят от точных аргументов. Д. И. Менделеев писал в «основах химии»: Новые приложения, а также улучшения, детальная разработка、 Новая сила… Судя по всему, по обычному закону, будущее не грозит разрушением- Обещается только надстройка и развитие.«Эти пророческие слова творцов Периодический метод и периодическая система полностью обоснованы-

Читайте также  Химия окружающей среды

В наше время. Теория химического строения. Основная задача Химия-изучение взаимосвязи между химической структурой вещества% С. Собственность. Свойства вещества зависят от его химической структуры. А. М. Ранее считалось, что свойства веществ определяются их качеством НН и количественный состав. Он был первым, кто сформулировал главную позицию Теория таких химических структур: химические свойства сложных частиц Она определяется природой композитных частиц, их количеством и химическими веществами Пустая структура.

Этот знаменитый статус можно, конечно, назвать законом. Он равен Основному закону химии. В переводе» Закон Буторова современного языка заключается в том, что свойства молекул Природа, количество и химическая структура составляющих атомов Молекулы. Поэтому теория химического строения в первую очередь является Он был связан с соединениями, имеющими молекулярную структуру. Это Причиной тому была рассмотрена теория строения органических соединений. Между.

Буторелов сам исследовал теорию химического строения А861, которую он создал) Для ее обоснования с помощью общей химической теории были использованы примеры Неорганическая и неорганическая химия. Химия твердых неорганических веществ установила важнейшие свойства Эти тела также зависят от их химического строения. Само понятие химии Структура не только молекулярная、 Молекулярная структура. Это правильно, потому что это более широкое понятие Химическая структура включает в себя структуру.

Внутренняя структура веществ Государство. А вещество имеет структуру, независимо от того, образует оно композицию или нет Является ли атом дискретным molecule. It-это не совпадение. Химическая структура проникает в разделы неорганической химии, такие как Химия координационных соединений, химия неорганических полимеров, химия Полупроводники и др. Теперь есть все основания считать теорию бутрелова фундаментальной Общая химическая теория строения и зависимости соединений Свойства от химической структуры.

Эта теория-непрерывность и развитие. Атомно-молекулярная доктрина Ломоносова, которая лежит в основе всего Миссия.1 век с тех пор как теория бутреллов была создана как успешный результат Применение теоретических и экспериментальных методов к химическим объектам Физики стали глубже понимать саму химическую структуру.

Сегодня Химическая структура — это не только порядок валентных связей атомов、 Важные эффекты вещества, а также направление и сила связи, межатомные Расстояние, распределение плотности электронного облака, эффективный заряд Химические структуры, такие как атомы, в значительной степени определяются природой Химические связи между атомами связаны непосредственно друг с другом.

Поэтому в основе теории химического строения лежит принцип химии Общение. К вопросу о дальнейшем развитии теории химического строения буторелов «Само собой разумеется, когда мы лучше знаем природу химического вещества Энергия, очень своеобразное атомное движение, законы механики А вот приложение-и они упали, так что учение о химическом строении падает Это бывшая химическая теория, но, как и большинство этих теорий, она не падает Чтобы исчезнуть, но, чтобы войти в измененном виде в круг Новые и более широкие взгляды.»

Автор теории химического строения Предвидя применение к нему механики атомного мира (квантовой механики Theory. It является ли применение квантовой механики к проблеме строения материи Ва вывела теорию химического строения бутелова на новый, более высокий уровень. Но в одном бутрелов ошибся: его теория не рухнула, а стала Общая Химическая Теория. Это основа современной химии.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Основные понятия и законы химии

Химия – это наука, которая сопутствует нам, где бы мы не находились: дома, в офисе, на природе или в городе. Трудно переоценить ее вклад в нашу жизнь, необходимость понимания и знания основных понятий и законов химии.

Итак, какие же основные понятия и законы включает химия? Сначала дадим определение науке: Химия — наука о веществах, закономерностях их превращений (физических и химических свойствах) и применении.

Основные понятия химии

Основными в химии являются такие понятия, как атом, молекула, элемент, вещество, аллотропия и др.

У истока основных понятий химии стоит атомно-молекулярное учение, которое дает определение молекулы и атома:

Молекула

Это наименьшая частица определенного вещества, которая обладает его химическими свойствами. Состав и химическое строение молекулы определяют ее химические свойства. Все вещества состоят из молекул, а молекулы из атомов.

Атом

Это наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ, это электронейтральная частица, которая состоит из положительно заряженного ядра атома и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра.

Молекулы и атомы находятся в постоянном движении.

Химический элемент

В настоящее время известно 118 элементов, 89 из которых найдены в природе, остальные получены искусственно (см. Интересные факты о химических элементах). Что же такое Химический элемент? Это такой вид атомов, который имеет определенный заряд ядра и строение электронных оболочек.

Теперь рассмотрим строение атомного ядра и следующее основное понятие химии.

Атомное ядро

Атомное ядро состоит из протонов (Z) и нейтронов (N), имеет положительный заряд, равный по величине количеству протонов (или электронов в нейтральном атоме) и совпадает с порядковым номером элемента в периодической таблице. Суммарная масса протонов и нейтронов атомного ядра называется массовым числом A = Z + N. Существуют химические элементы (изотопы), имеющие одинаковый заряд ядер, но при этом различные массовые числами, что достигается за счет разного числа нейтронов в ядре.

Вещество

Некая совокупность атомов и молекул, их ассоциатов и агрегатов, которые могут находиться в любом из трех агрегатных состояний, образуют вещество.

Простые вещества состоят из атомов одного вида, а сложные вещества (химические соединения) состоят из атомов разного вида и образуются при химическом взаимодействии атомов разных химических элементов.

Аллотропия

Встречается явление, при котором один химический элемент может образовывать нескольких простых веществ, различных по свойствам и строению. Это явление называется Аллотропией. Аллотропные модификации характерны, например, для кислорода (O2 и O3), фосфора (белый, красный, черный фосфор), углерода (алмаз, графит), серы (моноклинная, ромбическая, пластическая), олова (белое, серое, ромбическое олово).

Химическая формула

В 1814 г Й. Берцелиус предложил использовать химическую формулу запись состава веществ с помощью химических знаков и индексов.

Химическое вещество характеризуется атомной массой, а молекулы — молекулярной массой.

Относительная атомная масса (Ar)

Это отношение средней массы атома элемента (с учетом процентного содержания изотопов в природе) к 1 /12 массы атома 12 C.

Относительная молекулярная масса (Mr)

Это величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1 /12 массы атома углерода 12 C. Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов, составляющих химическое соединение, с учетом индексов.

Моль вещества (n)

Это количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится их в 12 г изотопа углерода 12 C.

Число структурных единиц, содержащихся в 1 моле вещества равно 6,02 • 10 23 .Эточисло называется числом Авогадро (NA)

Молярная масса (M) показывает массу 1 моля вещества и равна отношению массы вещества к соответствующему количеству вещества.

Химический эквивалент

Для более удобного сравнения способности различных элементов к соединению введено понятие химического эквивалента. Это одно из важнейших понятий химии, дадим ему определение:

Химическим эквивалентом вещества (Э) называется такое его количество, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.

Масса 1 эквивалента вещества называется эквивалентной массой (mэкв). Масса одного моля эквивалента элемента — это молярная масса эквивалента MЭ(X).

Молярную массу эквивалента химического элемента, простых и сложных веществ (Mэкв(X)) рассчитывают по формуле:

где M(X) – молярная масса; вал – суммарная валентность.

Например, молярная масса эквивалента алюминия составляет Mэкв(Са) = 40/2 = 20 г/моль.

Молярные массы эквивалента кислорода и водорода постоянны и составляют:

Читайте также  Скорость химических реакций 2

Эквивалентную массу соединения можно определить по его химической формуле, например,

М экв(оксида) = М(оксида)/(число атомов кислорода ∙ 2);
М экв(основания) = М(основания)/число гидроксильных групп;
М экв(кислоты) = М(кислоты)/число протонов;
М экв(соли) = М(соли)/(число атомов металла ∙ валентность металла).

Пример, определим эквивалент (Э) и эквивалентную массу Мэкв (Х) фосфора, серы и брома в соединениях PHз, Н2S и HBr.

В PHз 1 моль атомов водорода соединяется с 1/3 моль фосфора, поэтому эквивалент фосфора равен Э(N) = 1/3 моль

В Н2S 1 моль атомов водорода соединяется с 1/2 моль серы, поэтому эквивалент серы равен Э(S) = 1/2 моль

В HBr 1 моль атомов водорода соединяется с 1 моль брома, поэтому эквивалент брома равен Э(Br) = 1 моль.

Найдем эквивалентные массы:

Мэкв (Р) = 31/3 = 10,33 г/моль;

Мэкв (S) = 32/2 = 16 г/моль;

Мэкв (Br) = 80/1 = 80 г/моль.

Аналогично можно дать определение понятию эквивалентный объем.

Эквивалентный объем – это тот объем, который при данных условиях занимает 1 эквивалент вещества. Так как эквивалент водорода равен 1 моль, а в 22,4 л Н2 содержатся 2 эквивалента водорода; тогда эквивалентный объем водорода равен 22,4/2=11,2 л/моль, для О2 эквивалентный объем равен 5,6 л/моль.

Определить эквивалент вещества можно также по его соединению с другим веществом, эквивалент которого известен.

Определить молярную массу эквивалента (эквивалентную массу) можно исходя из закона эквивалентов, который рассмотрен немного ниже.

Основные законы химии

Нижеперечисленные законы принято считать основными законами химии.

Закон эквивалентов

По закону эквивалентов химические элементы соединяются между собой или замещают друг друга в количествах, пропорциональных их молярным массам эквивалентов:

где m1 и m2 — массы реагирующих или образующихся веществ, М экв1 и М экв2 — эквивалентные массы этих веществ.

Примеры расчета молярной массы эквивалента представлен в задачах 5-7 раздела Задачи к разделу Основные понятия и законы химии

Закон сохранения вещества

В 1756 г. М.В. Ломоносов, после длительных испытаний, пришел к важному открытию: вес всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равен весу всех продуктов реакции.

Этот закон отражается в законе сохранения массы, который заключается в следующем: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции. Вещества не исчезают и не возникают из ничего, а происходит химическое превращение. Закон является основой при составлении химических реакций и количественных расчетов в химии.

Закон постоянства состава

В 1808 Ж. Пруст сформулировал закон, который гласит, что независимо от способа получения все индивидуальные вещества имеют постоянный количественный и качественный состав.

Закон кратных отношений

В 1803 г Д. Дальтон открыл закон, заключающийся в том, что если два химических элемента образуют несколько соединений, то весовые доли одного и того же элемента в этих соединениях, приходящиеся на одну и ту же весовую долю второго элемента, относятся между собой как небольшие целые числа.

Закон объемных отношений

В 1808 г Гей-Люссак сформулировал закон, который гласил:

«Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, являющихся продуктами реакции, соотносятся между собой как небольшие целые числа».

Газовые законы

Важную роль в развитии химической науки сыграли газовые законы (справедливы только для газов).

В 1811 г. Авогадро ди Кваренья (Закон Авогадро) доказал, что- в равных объемах любых газов при постоянных условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. В одинаковых условиях одно и то же число молекул занимают равные объемы, а 1 моль любого при T=273°К и p=101,3 кПа газа занимает объем 22,4 л, который называется молярным объемом газа (Vm).

Независимо друг от друг трое ученых вывели следующие законы:

закон Бойля-Мариотта при Т= const: P1V1 = P2V2;

закон Шарля при V = const:P1 / T1 = P2 / T2

При объединении этих трех законов получаем:

Если условия отличаются от нормальных, то применяют уравнение Клапейрона – Менделеева:

pV = nRT = (m/M)RT, где

p — давление газа, V — его объем, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К).

Количество газа при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

Плотность газов при заданных давлении и температуре прямо пропорциональна их молярной массе:

ρ = m/V = pM/(RT) = (p/RT)M.

Относительная плотность газов показывает, во сколько раз один газ тяжелее другого. Плотность газа В по газу А определяется следующим образом:

Это основные законы химии. В заключение приведем Закон парциальных давлений (закон Дальтона). Парциальное давление в смеси равно тому давлению газа, которым он обладал бы, если бы занимал такой же объем, какой занимает вся смесь при той же температуре. При условии, что в газовой смеси нет химического взаимодействия, общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений газов, входящих в эту смесь:

Состав газовых смесей может выражаться количеством вещества (n), массовыми (ωn), объемными (φn) и молярными (χ) долями:

Тема №3 Основные законы химии

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Тема №1 Общая и неорганическая химия.

Урок №3 Основные законы химии.

Основные стехиометрические законы химии

Стехиометрия – раздел химии, рассматривающий количественные соотношения между реагирующими веществами.

Закон сохранения массы : масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции .

Закон постоянства состава : всякое чистое вещество, независимо от способа его получения, имеет постоянный качественный и количественный состав.

Закон применим только к соединениям с молекулярной структурой.

В 1748 г. М. В. Ломоносов высказал теоретически, а затем в 1756г. экспериментально обосновал закон сохранения массы веществ, который в настоящее время формулируется так: масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции .

Позже французский химик Лавуазье, изучив некоторые реакции окисления металлов, пришёл к тем же выводам, что и Ломоносов, и независимо от него сформулировал этот закон в 1789 г.

С точки зрения атомно-молекулярного учения суть закона сохранения массы веществ заключается в том, что при химических реакциях атомы не исчезают и не возникают из ничего — их количество остаётся неизменным до и после реакции. Поскольку атомы имеют постоянную массу, и их количество в результате реакции не изменяется, то масса веществ до и после реакции остаётся постоянной.

Превращения веществ почти всегда сопровождаются поглощением или выделением энергии. При этом изменяются массы ядер элементов, следовательно, можно сказать, что в природе проявляется один общий закон — закон сохранения массы и энергии.

В 1905г. А Эйнштейн предложил формулу:

c — скорость света в вакууме (коэффициент пропорциональности), равная 3•10 8 м/сек.

Современная формулировка закона сохранения массы и энергии такова: в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна.

Часто неправильно интерпретируют закон взаимосвязи массы и энергии, утверждая, что масса превращается в энергию. Масса является свойством материи, мерой еë инерции так же, как и энергия — мера еë движения. И поэтому масса и энергия неотделимы от материи, но они не эквивалентны и не превращаются друг в друга.

Итак, закон сохранения массы веществ и энергии — это две стороны единого закона природы: вечность материи и еë движений.

Закон постоянства состава

Всякое чистое вещество, независимо от способа его получения, всегда имеет постоянный качественный и количественный состав — такова формулировка закона постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1801г.). Рассмотрим в качестве примера воду: она содержит кислород и водород. По массе в воде содержится водорода 11,19 %, кислорода 88,81 %. Воду можно получить различными способами:

Во всех случаях чистая вода, независимо от способа получения, имеет приведенный выше состав.

Последующее развитие химии показало, что существуют соединения как постоянного, так и переменного состава. По предложению академика Н. С. Курнакова первые назвали дальтонидами (в память английского физика и химика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле). Состав дальтонидов можно представить в виде простых формул с целочисленным стехиометрическими индексами, например, H 2 O, HCl, CH 4 , C 6 H 6 .

У бертоллидов состав выражается дробными стехиометрическими индексами. Так, оксид титана (II) TiO в действительности имеет состав от TiO 0,7 до TiO 1,3 , в составе TiO 2 изменяется от TiO 1,9 до TiO 2,0 (в зависимости от условий синтеза). Бертоллиды распространены среди оксидов, гидридов, сульфидов, нитридов, карбидов, силицидов и других кристаллических неорганических соединений.

Читайте также  Психологические особенности нехимических зависимостей

В связи с этим в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение. Состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способов получения. Состав же соединений с номенклатурной структурой зависит от условий получения (например, состав оксида титана (II) — от температуры и давления кислорода, применяемого при их синтезе).

Надо учитывать изотопный состав элементов: обычная вода, например, содержит 11,19 % водорода, а тяжелая вода — 20 % дейтерия.

CuS — сульфид меди . m(Cu) : m(S) = Ar(Cu) : Ar(S) = 64 : 32 = 2 : 1

Чтобы получить сульфид меди (CuS) необходимо смешать порошки меди и серы в массовых отношениях 2 : 1.

Если взятые количества исходных веществ не соответствуют их соотношению в химической формуле соединения, одно из них останется в избытке.

Например, если взять 3 г меди и 1 г серы, то после реакции останется 1 г меди, который не вступил в химическую реакцию. Вещества немолекулярного строения не обладают строго постоянным составом.

Их состав зависит от условий получения.

Закон Авогадро ди Кваренья (1811 г.)

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура, давление и

т.д.) содержится одинаковое число молекул. (Закон справедлив только для газообразных

Следствия.

1. Одно и то же число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает

2. При нормальных условиях (0°C = 273°К , 1 атм = 101,3 кПа) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

Контрольные вопросы.

Назвать основные положения атомно-молекулярной теории.

Сформулировать закон сохранения массы и энергии.

Назвать основные положения теории химического строения вещества.

Сформулировать закон постоянства состава.

Как называются соединения переменного и постоянного состава?

Сформулировать закон Авогадро и его следствие.

Понятие вещества. Что такое химический элемент? Сколько их известно?

Что называется относительной атомной массой? Указать относительные атомные массы Н, AI, Zr.

Что называется относительной молекулярной массой? Вычислить молекулярные массы хлора, аммиака, этана.

Что такое молекулярный объëм газа? Какова его размерность?

Сколько молей атомов хлора содержится в 20,8 г этого вещества? (Ответ: 0,4 моля).

Вычислить массу 6,02 • 10 23 молекул оксида углерода (IV). (Ответ: 44,01 г.)

Сколько молей атомов кислорода содержится в 1 моле серной кислоты? (Ответ: 4 моля атомов кислорода).

Сформулировать понятие валентности. Какую валентность (по числу двухцентровых двухэлектронных связей) можно приписать центральному атому следующих соединений: BeH 2 , CO 2 , NH4 + , BH4 – ?

Сформулировать понятие степени окисления. Определить степень окисления элементов в следующих соединениях: KMnO 4 , H 2 MnO 4 , MnO 2 , K 2 Cr 2 O 7 , K 3 [Fe(CN) 6 ], K[AI(OH) 4 ], [Ni(NH 3 ) 6 ]CI 2 .

Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г металла окисляется 0,680 л кислорода, условия нормальные. (Ответ: 137,4; Ba).

Найти простейшую формулу вещества, содержащего 43,4% натрия, 11,3% углерода и 45,3% кислорода. (Ответ: Na 2 CO 3 )..

Смешано 7,3 г хлороводорода с 4 г аммиака. Сколько граммов хлорида аммония образуется? Сколько и какого газа останется после реакции? (Ответ: 10,7; 0,6 NH 3 ).

Вычислить процентное содержание каждого из элементов в соединениях: а) Mg(OH) 2 ; б) Fe(NO 3 ) 3 ; в) H 2 SO 4 ; г) (NH 4 ) 2 SO 4 .

Лекции по химии

вторник, 20 марта 2012 г.

Основные законы химии

Стехиометрические законы химии

1) Закон сохранения массы веществ: (М.В.Ломоносов, 1748г): масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

2) Закон постоянства состава: (Пруст, 1808г) – всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

3) С помощью значения относительной плотности были определены относительные молекулярные массы и уточнены составы молекул многих газообразных веществ. Молекулярная масса может быть вычислена также по уравнению состояния идеального газа или Уравнения Клапейрона-Менделеева.

P -давление газа в замкнутой системе

V – объем системы (м 3 )

m – масса газа (кг)

М – молярная масса

Т – абсолютная t° в Кельвинах

R – универсальная газовая постоянная

Основные газовые законы химии:

1) Бойля–Мариотта при постоянной t°, давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа

t° – const.

2) Гей-Люссака при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре

, при P – const.

3) Шарля: при постоянном объеме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре.

, при V – const.

4) Объединенный закон Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля:

Парциальным давлением газа в смеси называется давление, производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем все газовой смеси.

Общее давление газовой смеси равно Σ парциальных давлений.

3. Закон кратных отношений.

Если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся как небольшие целые числа.

Fe : O =

FeO – простейшая формула.

4) Закон эквивалентов: (открыт в конце XVIIIв.) – вещества взаимодействуют между собой в количествах, пропорциональных их химическим эквивалентам.

Эквивалент – химическим эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Химический эквивалент не является постоянной величиной, он зависит от валентности элемента.

К середине XIX века в химии сложился свой язык, который был узаконен на первом международном съезде химиков в 1860 году в г.Карлсруэ (Германия). начальные буквы их латинских наименований O – oxygenium – кислород

Каждое соединение обозначается химической формулой, которая показывает качественный и количественный состав вещества.

В практике используются 3 (три) вида формул.

1) Эмпирическая (простейшая)

2) Молекулярная, которая уточняет эмпирическую и показывает сложные ионы, молекулы или фрагменты, входящие в формулу.

3) Структурная или графическая

С6H6 C2H2 CHCH

коэффициенты

4. Закон простых объемных отношений, или «химический» закон (Гей-Люссак, 1808) – объемы вступающих в реакцию газов при одинаковых условиях относятся друг к другу, а также к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.

5. Закон Авогадро: (Авогадро, 1811г.) – в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (t˚ и давлении) содержится одинаковое число молекул. Из закона вытекают 2 следствия:

1. 1 моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем – равный 22,4 л. (t˚-0˚C и давление 1,01325•10 5 Па). В этом же объеме находится 6,023•10 23 молекул газообразного вещества.

2. Массы равных объемов двух газов, взятых при одинаковом давлении и t o , относятся друг к другу как их молярные массы:

, также плотности газов относятся как их относительные молекулярные массы: , Д – относительная плотность.

6. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

Для правильного написания химических формул надо знать валентность элементов или степень окисления. Валентностью называется способность атомов данного элемента присоединять или замещать определенное число других атомов.

max вал. = 8.

Мы живем в эпоху научно-технического прогресса, который определяется успехами науки и техники и внедрением их достижений в народное хозяйство.

Химия внедряется во все отрасли производства. Химические процессы используются в сельском хозяйстве, в медицине, в быту. Развитие науки и техники ставит перед химиками задачу получения новых, неизвестных в природе веществ и материалов – сверхпроводников, полупроводников, диэлектриков. Это создает предпосылки для бурного развития электротехники и радиоэлектроники.

Огромными темпами развивается производство полимерных материалов, существенна роль химии в развитии ракетной техники и космонавтики, в создании «ядерного горючего» и особых материалов для реакторов и защиты от радиации.

Продуктивность сельского хозяйства резко возрастает при использовании химических удобрений и химических средств борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений.

В наши дни наблюдается новый этап развития химии, который направлен на создание наиболее экономичного и экологически «чистого» химического производства.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: