پایه های نظریه اتمی-مولکولی توسط دانشمند روسی M.V. Lomonosov (1741) و دانشمند انگلیسی J. Dalton (1808) ایجاد شد.

نظریه اتمی - مولکولی آموزه ساختار ماده است که مفاد اصلی آن عبارتند از:

1. همه مواد از مولکول ها و اتم ها تشکیل شده اند. یک مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که می تواند به خودی خود وجود داشته باشد و بدون از دست دادن خواص شیمیایی اساسی ماده نمی تواند بیشتر تجزیه شود. خواص شیمیایی یک مولکول با ترکیب و ساختار شیمیایی آن تعیین می شود.

2. مولکول ها در حرکت مداوم هستند. مولکول ها به طور تصادفی و پیوسته حرکت می کنند. سرعت مولکول بستگی دارد حالت تجمعمواد با افزایش دما، سرعت مولکول ها افزایش می یابد.

3. مولکول های یک ماده یکسان هستند، اما مولکول ها مواد مختلفاز نظر جرم، اندازه، ساختار و خواص شیمیایی متفاوت است. هر ماده ای تا زمانی وجود دارد که مولکول های آن حفظ شود. به محض از بین رفتن مولکول ها، ماده داده شده نیز وجود ندارد: مولکول های جدید، مواد جدید ظاهر می شوند. در واکنش های شیمیاییمولکول های برخی از مواد از بین می روند، مولکول های مواد دیگر تشکیل می شوند.

4. مولکول ها از ذرات کوچکتر - اتم ها ساخته شده اند. اتم کوچکترین ذره است عنصر شیمیاییکه از نظر شیمیایی قابل تجزیه نیستند.

بنابراین، اتم ویژگی های عنصر را تعیین می کند.

اتم- یک ذره خنثی الکتریکی متشکل از یک هسته با بار مثبت و الکترون های با بار منفی.

عنصر شیمیایینوع اتم نامیده می شود که با مجموعه خاصی از خواص مشخص می شود.

عنصر در حال حاضر به عنوان نوعی از اتم تعریف می شود که دارای بار هسته ای یکسان است.

موادی که مولکول های آنها از اتم های یک عنصر تشکیل شده است نامیده می شوند مواد ساده(C، H 2، N 2، O 3، S 8، و غیره).

موادی که مولکول های آنها از اتم های دو یا چند عنصر تشکیل شده است نامیده می شوند مواد پیچیده ( H 2 O، H 2 SO 4، KHCO 3 و غیره). شماره و ترتیب متقابلاتم ها در یک مولکول

توانایی اتم های یک عنصر برای تشکیل چندین ماده ساده، متفاوت از نظر ساختار و خواص نامیده می شود آلوتروپی،و مواد حاصله تغییرات یا تغییرات آلوتروپیک،به عنوان مثال، عنصر اکسیژن دو تغییر آلوتروپیک را تشکیل می دهد: O 2 - اکسیژن و O 3 - ازن. عنصر کربن - سه: الماس، گرافیت و کاربین و غیره.

پدیده آلوتروپی به دو دلیل ایجاد می شود: تعداد متفاوت اتم ها در یک مولکول (اکسیژن O 2 و ازن O 3) یا تشکیل اشکال کریستالی مختلف (الماس، گرافیت و کاربین).

عناصر معمولاً با نمادهای شیمیایی مشخص می شوند. همیشه باید یاد آوردن،که هر علامت یک عنصر شیمیایی به این معنی است:

1. نام عنصر؛

2. یک اتم از آن;

3. یک مول از اتم های آن.

4. جرم اتمی نسبی عنصر.

5. موقعیت آن در جدول تناوبی عناصر شیمیایی

DI. مندلیف.

بنابراین، برای مثال، علامت اسآنچه پیش روی ماست را نشان می دهد:

1. عنصر شیمیایی گوگرد;

2. یک اتم از آن;

3. یک مول اتم گوگرد.

4. جرم اتمی گوگرد 32 amu است. e.m (واحد جرم اتمی)؛

5. شماره سریال در سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف 16.

جرم مطلق اتم ها و مولکول ها ناچیز است، بنابراین، برای راحتی، جرم اتم ها و مولکول ها در واحدهای نسبی بیان می شوند. در حال حاضر واحد جرم اتمی گرفته می شود واحد جرم اتمی(به اختصار آ. خوردن) که 1/12 جرم ایزوتوپ کربن 12 C، 1 a است. e.m 1.66 × 10 -27 کیلوگرم است.

جرم اتمی یک عنصرجرم اتم آن است که در a بیان می شود. خوردن

جرم اتمی نسبی یک عنصرنسبت جرم یک اتم یک عنصر معین به 1/12 جرم ایزوتوپ کربن 12 C نامیده می شود.

جرم اتمی نسبی یک کمیت بدون بعد است و نشان داده می شود آر,

به عنوان مثال، برای هیدروژن

برای اکسیژن .

وزن مولکولی یک مادهجرم مولکول است که در a بیان می شود. e. m برابر است با مجموع جرم اتمی عناصری که مولکول یک ماده را تشکیل می دهند.

وزن مولکولی نسبی یک مادهنسبت جرم یک مولکول یک ماده معین را به 1/12 جرم ایزوتوپ کربن 12 C می گوییم. با نماد نشان داده می شود. آقای.جرم مولکولی نسبی با در نظر گرفتن تعداد اتم ها برابر است با مجموع جرم اتمی نسبی عناصر موجود در مولکول. به عنوان مثال، وزن مولکولی نسبی اسید فسفریک H 3 RO 4 برابر با جرم اتم های تمام عناصر موجود در مولکول است:

Mr (H 3 PO 4) \u003d 1.0079 × 3 + 30.974 × 1 + 15.9994 × 4 \u003d 97، 9953 یا ≈ 98

وزن مولکولی نسبی نشان می دهد که چند برابر جرم یک مولکول یک ماده معین بیشتر از 1 a است. خوردن

همراه با واحدهای جرم، در شیمی از واحد کمیت یک ماده نیز استفاده می کنند که به آن می گویند مومل(مخفف "مول").

مول ماده- مقدار ماده ای حاوی تعداد مولکول، اتم، یون، الکترون یا سایر واحدهای ساختاری که در 12 گرم (0.012 کیلوگرم) ایزوتوپ کربن 12 C موجود است.

با دانستن جرم یک اتم کربن 12 C (1.993 × 10 -27 کیلوگرم)، می توانیم تعداد اتم ها را در 0.012 کیلوگرم کربن محاسبه کنیم:

تعداد ذرات موجود در یک مول از هر ماده یکسان است. برابر است با 6.02 × 10 23 و نامیده می شود آووگادرو ثابتیا شماره آووگادرو (N A).

به عنوان مثال، سه مول اتم کربن خواهد داشت

3 × 6.02 × 10 23 = 18.06 × 10 23 اتم

با استفاده از مفهوم "مول"، لازم است در هر مورد خاص مشخص شود که دقیقاً کدام واحدهای سازه ای مورد نظر هستند. به عنوان مثال، باید بین یک مول اتم هیدروژن H، یک مول مولکول هیدروژن H 2، یک مول یون هیدروژن، یا یک مول از ذرات دارای جرم مشخص تمایز قائل شد.

جرم مولیجرم یک مول از یک ماده است. با حرف مشخص می شود م.

جرم مولی از نظر عددی برابر با جرم مولکولی نسبی است و دارای واحدهای g/mol یا kg/mol است.

جرم و کمیت یک ماده مفاهیم متفاوتی هستند. جرم بر حسب کیلوگرم (گرم) و مقدار یک ماده بر حسب مول بیان می شود. بین جرم یک ماده (m، g)، مقدار یک ماده (n، mol) و جرم مولی (M، g / mol) رابطه وجود دارد:

n =، g/mol; M = , g/mol; m = n × M، g.

با استفاده از این فرمول ها به راحتی می توان جرم مقدار معینی از یک ماده، جرم مولی یک ماده یا مقدار یک ماده را محاسبه کرد.

مثال 1 . جرم 2 مول اتم آهن چقدر است؟

راه حل: جرم اتمی آهن 56 آمو است. (گرد) ، بنابراین ، 1 مول اتم آهن 56 گرم وزن دارد و 2 مول اتم آهن دارای جرم 56 × 2 \u003d 112 گرم است.

مثال 2 . در 560 گرم KOH چند مول هیدروکسید پتاسیم وجود دارد؟

راه حل: وزن مولکولی KOH 56 amu است. مولار = 56 گرم در مول. 560 گرم هیدروکسید پتاسیم حاوی: 10 مول KOH است. برای مواد گازییک مفهوم وجود دارد حجم مولی Vm. طبق قانون آووگادرو، یک مول از هر گاز در شرایط عادی(فشار 101.325 کیلو پاسکال و دمای 273K) حجم 22.4 لیتر را اشغال می کند. این مقدار نامیده می شود حجم مولی(توسط 2 گرم هیدروژن (H2)، 32 گرم اکسیژن (O2) و غیره اشغال می شود.

مثال 3 . جرم 1 لیتر مونوکسید کربن (IV) را در شرایط عادی (n.a.) تعیین کنید.

راه حل: وزن مولکولی CO 2 M = 44 amu است، بنابراین، جرم مولی 44 گرم در مول است. طبق قانون آووگادرو، یک مول CO 2 در n.o. حجم 22.4 لیتر را اشغال می کند. بنابراین، جرم 1 لیتر CO 2 (n.a.) برابر با گرم است.

مثال 4 حجم اشغال شده توسط 3.4 گرم سولفید هیدروژن (H 2 S) در شرایط عادی (n.o.) را تعیین کنید.

راه حل: جرم مولی سولفید هیدروژن 34 گرم بر مول است. بر این اساس، می توانیم بنویسیم: 34 گرم H 2 S در n.o. حجم 22.4 لیتر را اشغال می کند.

3.4 گرم ______________________ X l،

از این رو X = ل

مثال 5 چند مولکول آمونیاک وجود دارد:

الف) در 1 لیتر ب) در 1 گرم؟

راه حل: عدد آووگادرو 6.02 × 10 23 تعداد مولکول ها را در 1 مول (17 گرم در مول) یا 22.4 لیتر در ساعت غیر معمول نشان می دهد، بنابراین، 1 لیتر حاوی

6.02×10 23×1= 2.7 × 10 22 مولکول.

تعداد مولکول های آمونیاک در 1 گرم از نسبت:

از این رو X = 6.02×10 23×1= 3.5 × 10 22 مولکول.

مثال 6. جرم 1 مول آب چقدر است؟

راه حل: وزن مولکولی آب H 2 O 18 amu است. (جرم اتمی هیدروژن - 1، اکسیژن - 16، کل 1 + 1 + 16 = 18). از این رو، جرم یک مول آب برابر با 18 گرم است و این جرم آب حاوی 6.02 × 1023 مولکول آب است.

از نظر کمی، جرم 1 مول از یک ماده، جرم یک ماده بر حسب گرم است که از نظر عددی برابر با جرم اتمی یا مولکولی آن است.

به عنوان مثال، جرم 1 مول اسید سولفوریک H 2 SO 4 98 گرم است.

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

و جرم یک مولکول H 2 SO 4 برابر است با 98 گرم= 16.28 × 10 -23 گرم

بنابراین، هر ترکیب شیمیاییبا جرم یک مول یا جرم مولی (مولری) مشخص می شود م، بر حسب گرم در مول (M (H 2 O) \u003d 18 g / mol و M (H 2 SO 4) \u003d 98 g / mol) بیان می شود.

موضوع سخنرانی: مفاهیم اساسی و قوانین شیمی.

طرح:

مفاهیم اولیه شیمی. مطالعات اتمی-مولکولی

قوانین اساسی شیمی

قوانین اساسی گاز

معادل شیمیایی. قانون روابط معادل

واکنش های شیمیایی طبقه بندی واکنش های شیمیایی

جایگاه شیمی در میان سایر علوم

شیمی به علوم طبیعی اطلاق می شود که به مطالعه دنیای مادی پیرامون ما، پدیده ها و قوانین آن می پردازد.

قانون اساسی طبیعت، قانون ابدیت ماده و حرکت آن است. فرم های جداحرکات ماده توسط علوم جداگانه بررسی می شود. جایگاه شیمی، که عمدتاً به سطح مولکولی (و اتمی) سازماندهی ماده می پردازد، بین فیزیک ذرات بنیادی (سطح زیراتمی) و زیست شناسی (سطح فوق مولکولی).

علم شیمی- علم مواد، ترکیب، ساختار، خواص و دگرگونی های آنها مرتبط با تغییرات در ترکیب، ساختار و خواص ذرات تشکیل دهنده آنها.

دانشمند بزرگ روسی M. V. Lomonosov گفت: "شیمی دست خود را در امور انسانی گسترده می کند." در واقع، عملاً هیچ رشته فنی وجود ندارد که بتواند بدون دانش شیمی انجام دهد. حتی علوم مدرن و به ظاهر دور مانند الکترونیک و علوم کامپیوتر، با منعقد کردن یک "اتحاد" با شیمی (ثبت اطلاعات در سطح مولکولی، توسعه کامپیوترهای زیستی و غیره) انگیزه جدیدی در توسعه خود دریافت کرده اند. پس از آن چه می توان در مورد رشته های بنیادی گفت: فیزیک، زیست شناسی، و غیره، که در آن بخش های مستقل از دیرباز در مرز شیمی وجود داشته است (فیزیک شیمی، بیوشیمی، ژئوشیمی و غیره).

مفاهیم اولیه شیمی.

مطالعات اتمی-مولکولی

ایده اتم ها به عنوان عناصر ساختاری جهان مادی در منشا گرفت یونان باستان(لوسیپوس، دموکریتوس، سده های 1U-III قبل از میلاد). اما فقط در پایان قرن هجدهم - اوایل XIXکه در. نظریه اتمی و مولکولی ایجاد شد. مهمترین سهم در تعمیم مواد انباشته شده توسط M. V. Lomonosov انجام شد.

دکترین اتمی - مولکولی شامل مقررات اصلی زیر است:

1. همه مواد پیوسته نیستند، بلکه از ذرات (مولکول ها، اتم ها، یون ها) تشکیل شده اند.

2. مولکول ها از اتم ها (عناصر) ساخته شده اند.

3. تفاوت بین مواد با تفاوت بین ذرات تشکیل دهنده آنها مشخص می شود که از نظر ترکیب، ساختار و خواص با یکدیگر تفاوت دارند.

4. همه ذرات در حرکت ثابتی هستند که با گرم شدن سرعت حرکت آنها افزایش می یابد.

اتم- کوچکترین ذره یک عنصر شیمیایی که حامل خواص آن است. این یک میکروسیستم خنثی الکتریکی است که رفتار آن از قوانین مکانیک کوانتومی پیروی می کند.

عنصر شیمیایی- نوع اتم هایی که دارای بار مثبت یکسانی برای هسته هستند و با مجموعه خاصی از خواص مشخص می شوند.

ایزوتوپ ها- اتم های یک عنصر، با جرم متفاوت (تعداد نوترون ها در هسته).

هر عنصر شیمیایی در طبیعت با یک ترکیب ایزوتوپی مشخص نشان داده می شود، بنابراین جرم آن به عنوان مقداری محاسبه می شود مقدار متوسطاز انبوه ایزوتوپ ها، با در نظر گرفتن محتوای آنها در طبیعت.

مولکول- کوچکترین ذره یک ماده که حامل خواص آن است و قادر به وجود مستقل است.

ماده ساده- ماده ای که مولکول های آن فقط از اتم های یک عنصر تشکیل شده است.

آلوتروپی- توانایی یک عنصر برای تشکیل مواد ساده با ترکیب، ساختار و خواص متفاوت.

انواع تغییرات آلوتروپیک توسط موارد زیر تعیین می شود:

تعداد متفاوتی از اتم های عنصر در ترکیب یک مولکول یک ماده ساده، به عنوان مثال، اکسیژن (O 2) و ازن (O 3).

تفاوت در ساختار شبکه کریستالییک ماده ساده، به عنوان مثال، یک ترکیب کربن: گرافیت (مسطح، یا دو بعدی، شبکه) و الماس (شبکه حجمی یا سه بعدی).

ماده پیچیدهماده ای که مولکول های آن از اتم های عناصر مختلف تشکیل شده است.

مواد مرکب که فقط از دو عنصر تشکیل شده اند دوتایی نامیده می شوند، برای مثال:

Ø اکسیدها: CO، CO 2، CaO، Na 2 O، FeO، Fe 2 O 3.

Ø سولفیدها: ZnS، Na 2 S، CS 2.

Ø هیدریدها: CaH 2، LiH، NaH.

Ø نیتریدها: Li 3 N, Ca 3 N 2 , AlN;

Ø فسفیدها: Li 3 P، Mg 3 P 2، AlP.

Ø کاربیدها: Be 2 C, Al 4 C 3 , Ag 2 C 2 .

Ø سیلیسیدها: Ca 2 Si، Na 4 Si.

ترکیبات پیچیده متشکل از بیش از دو عنصر به کلاس های اصلی ترکیبات معدنی تعلق دارند. اینها هیدروکسیدها (اسیدها و بازها) و نمکها از جمله ترکیبات پیچیده هستند.

اتم ها و مولکول ها دارای جرم مطلق هستند، به عنوان مثال، جرم یک اتم C 12 2·10 -26 کیلوگرم است.

استفاده از چنین مقادیری در عمل ناخوشایند است، بنابراین، در شیمی، مقیاس جرم نسبی اتخاذ می شود.

واحد جرم اتمی(a.u.m.) برابر با 1/12 جرم ایزوتوپ C 12 است.

جرم اتمی نسبی (A r- کمیت بی بعد) برابر است با نسبت جرم متوسط ​​یک اتم به a. خوردن

وزن مولکولی نسبی (آقای- مقدار بی بعد) برابر است با نسبت جرم متوسط ​​مولکول به a. خوردن

خال(ν - "nu" یا n) - مقدار یک ماده حاوی همان تعداد واحدهای ساختاری (اتم، مولکول یا یون) به اندازه اتم های موجود در 12 گرم ایزوتوپ C 12.

شماره آووگادرو- تعداد ذرات (اتم ها، مولکول ها، یون ها و غیره) موجود در 1 مول از هر ماده.

N A \u003d 6.02 10 23.

بیشتر مقادیر دقیقبرخی از ثابت های اساسی در جداول پیوست آورده شده است.

جرم مولی یک ماده (M)جرم 1 مول یک ماده است. به عنوان نسبت جرم یک ماده به کمیت آن محاسبه می شود:

جرم مولی از نظر عددی برابر است A r(برای اتم ها) یا آقای(برای مولکول ها).

اگر جرم و جرم مولی یک ماده مشخص باشد، از رابطه 1 می توانید مقدار آن را تعیین کنید:

(2)

حجم مولی (Vmبرای گازها) - حجم یک مول از یک ماده. به عنوان نسبت حجم گاز به مقدار آن محاسبه می شود:

(3)

حجم 1 مول از هر گاز در شرایط عادی (P = 1اتمسفر = 760 میلی متر. rt هنر = 101.3 کیلو پاسکال؛ T \u003d 273TC \u003d 0 ° C) برابر با 22.4 لیتر است.

(4)

چگالی یک ماده برابر است با نسبت جرم آن به حجم.

(5)

M. V. Lomonosov، J. Dalton، A. Lavoisier، J. Proust، A. Avogadro، J. Berzelius، D. I. Mendeleev، A. M. Butlerov سهم بزرگی در توسعه نظریه اتمی و مولکولی داشتند. اولین کسی که شیمی را به عنوان یک علم تعریف کرد MV Lomonosov بود. لومونوسوف دکترین ساختار ماده را ایجاد کرد و پایه و اساس نظریه اتمی-مولکولی را گذاشت. به موارد زیر خلاصه می شود:

1. هر ماده از کوچکترین ذرات غیر قابل تقسیم فیزیکی تشکیل شده است (لومونوسوف آنها را ذرات نامید، بعدها آنها را مولکول نامیدند).

2. مولکول ها در حرکت ثابت و خود به خودی هستند.

3. مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند (لومونوسوف آنها را عناصر نامیده است).

4. اتم ها با اندازه و جرم خاصی مشخص می شوند.

5. مولکول ها می توانند از اتم های یکسان و متفاوت تشکیل شوند.

یک مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که ترکیب خود را حفظ می کند و خواص شیمیایی. مولکول را نمی توان بدون تغییر خواص شیمیایی ماده بیشتر تجزیه کرد. بین مولکول های یک ماده یک جاذبه متقابل وجود دارد که برای مواد مختلف متفاوت است. مولکول های موجود در گازها بسیار ضعیف به یکدیگر جذب می شوند، در حالی که بین مولکول های مواد مایع و جامد، نیروهای جاذبه نسبتاً زیاد است. مولکول های هر ماده ای در حرکت ثابت هستند. این پدیده، به عنوان مثال، تغییر در حجم مواد در هنگام گرم شدن را توضیح می دهد.

اتم ها کوچکترین ذرات غیر قابل تقسیم شیمیایی هستند که مولکول ها را می سازند. اتم کوچکترین ذره یک عنصر است که خواص شیمیایی خود را حفظ می کند. اتم ها در بارهای هسته ای، جرم و اندازه متفاوت هستند. در واکنش های شیمیایی، اتم ها به وجود نمی آیند و ناپدید نمی شوند، بلکه مولکول هایی از مواد جدید را تشکیل می دهند. یک عنصر را باید نوعی اتم با بار هسته ای یکسان در نظر گرفت.

خواص شیمیایی اتم های یک عنصر شیمیایی یکسان است، چنین اتم هایی فقط از نظر جرم می توانند متفاوت باشند. انواع اتم های یک عنصر با جرم های مختلف ایزوتوپ نامیده می شود. بنابراین، تنوع اتم ها بیشتر از عناصر شیمیایی است.

باید بین مفاهیم «عنصر شیمیایی» و «ماده ساده» تمایز قائل شد.

یک ماده مجموعه معینی از ذرات اتمی و مولکولی در هر یک از سه حالت تجمع است.

حالت های انبوه ماده - حالتی از ماده که با ویژگی های خاصی مشخص می شود (توانایی حفظ شکل، حجم).

سه حالت اصلی تجمع وجود دارد: جامد، مایع و گاز. گاهی اوقات طبقه بندی پلاسما به عنوان حالت تجمع کاملاً صحیح نیست. حالت های تجمع دیگری نیز وجود دارد، به عنوان مثال، کریستال های مایع یا میعانات بوز-انیشتین.

عنصر شیمیایی است مفهوم کلیدر مورد اتم هایی با بار هسته ای و خواص شیمیایی یکسان.

مشخصات فیزیکیویژگی یک ماده ساده را نمی توان به یک عنصر شیمیایی نسبت داد.

مواد ساده موادی هستند که از اتم های یک عنصر شیمیایی تشکیل شده اند. یک عنصر می تواند چندین ماده ساده را تشکیل دهد.

ارائه مدرن مفاد اصلی نظریه اتمی و مولکولی:

1. همه مواد از اتم تشکیل شده اند.
2. اتم های هر نوع (عنصر) در بین خود یکسان هستند، اما با اتم های هر نوع (عنصر) دیگر تفاوت دارند.
3. هنگامی که اتم ها برهم کنش می کنند، مولکول ها تشکیل می شوند: هم هسته ای (در طول برهمکنش اتم های یک عنصر) یا ناهم هسته ای (در طول برهمکنش اتم های عناصر مختلف).
4. در پدیده های فیزیکی، مولکول ها حفظ می شوند، در پدیده های شیمیایی از بین می روند. در واکنش های شیمیایی، اتم ها بر خلاف مولکول ها حفظ می شوند.
5. واکنش های شیمیایی شامل تشکیل مواد جدید از همان اتم هایی است که مواد اولیه را تشکیل می دهند.

مفاهیم اساسی و قوانین شیمی

مواد و خواص آنها. موضوع شیمی

بیایید به اطراف نگاه کنیم. خود ما و هر چیزی که ما را احاطه کرده است از مواد تشکیل شده است. چیزهای زیادی وجود دارد. در حال حاضر دانشمندان حدود 10 میلیون ماده آلی و حدود 100 هزار ماده معدنی را می شناسند. و همه آنها با خواص خاصی مشخص می شوند. خواص یک ماده نشانه هایی است که به موجب آن مواد با یکدیگر تفاوت دارند یا به یکدیگر شبیه هستند..

هر نوع ماده جداگانه ای که در شرایط معین دارای خواص فیزیکی خاصی است،به عنوان مثال آلومینیوم، گوگرد، آب، اکسیژن، ماده نامیده می شود.

شیمی ترکیب، ساختار، خواص و تبدیل مواد را مطالعه می کند. دانش عمیق شیمی برای متخصصان در تمام صنایع کاملاً ضروری است. اقتصاد ملی. در کنار فیزیک و ریاضیات، پایه و اساس تربیت متخصصان بسیار ماهر را تشکیل می دهد.

تغییرات مختلفی با مواد رخ می دهد، به عنوان مثال: تبخیر آب، ذوب شیشه، احتراق سوخت، زنگ زدن فلزات و غیره. این تغییرات با مواد را می توان به فیزیکیو یا به پدیده های شیمیایی.

پدیده های فیزیکی به پدیده هایی گفته می شود که در آنها این مواد به مواد دیگر تبدیل نمی شوند، بلکه معمولاً فقط حالت تجمع یا شکل آنها تغییر می کند.

پدیده های شیمیایی چنین پدیده هایی هستند که در نتیجه مواد دیگری از این مواد به وجود می آیند. پدیده های شیمیایی را دگرگونی های شیمیایی یا واکنش های شیمیایی می نامند.

در واکنش های شیمیایی، مواد اولیه به مواد دیگری با خواص متفاوت تبدیل می شوند. از این می توان قضاوت کرد علائم خارجی واکنش های شیمیایی: 1) انتشار گرما (گاهی نور). 2) تغییر رنگ؛ 3) ظاهر یک بو؛ 4) تشکیل رسوب؛ 5) تکامل گاز.

دکترین اتمی-مولکولی

در قرن XVIII - XIX. در نتیجه کار M. V. Lomonosov، Dalton، Avogadro و دیگران، فرضیه ای در مورد ساختار اتمی و مولکولی ماده مطرح شد. این فرضیه بر اساس ایده وجود واقعی اتم ها و مولکول ها است. در سال 1860 کنگره بین المللی شیمیدانان مفاهیم را به وضوح تعریف کرد اتم و مولکولهمه دانشمندان نظریه اتمی-مولکولی را پذیرفتند. واکنش های شیمیایی از نقطه نظر علم اتمی و مولکولی مورد توجه قرار گرفت. AT اواخر نوزدهمو در آغاز قرن بیستم. علم اتمی و مولکولی تبدیل شده است نظریه علمی. در این زمان، دانشمندان به طور تجربی ثابت کردند که اتم ها و مولکول ها به طور عینی، مستقل از یک فرد وجود دارند.

در حال حاضر، نه تنها می توان ابعاد تک تک مولکول ها و جرم آنها را محاسبه کرد، بلکه می توان ترتیب اتصال اتم ها را در یک مولکول نیز تعیین کرد. دانشمندان فاصله بین مولکول ها را تعیین می کنند و حتی از برخی از ماکرومولکول ها عکس می گیرند. همچنین اکنون مشخص شده است که همه مواد از مولکول تشکیل نشده اند.

مفاد اصلی دکترین اتمی و مولکولیرا می توان اینگونه فرموله کرد:

1. موادی با ساختار مولکولی و غیر مولکولی وجود دارند.

2. مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که خواص شیمیایی خود را حفظ می کند.

3. بین مولکول ها شکاف هایی وجود دارد که اندازه آنها به حالت تجمع و دما بستگی دارد.بیشترین فاصله بین مولکول های گاز وجود دارد. این تراکم پذیری آسان آنها را توضیح می دهد. فشرده کردن مایعات در جایی که شکاف بین مولکول ها بسیار کوچکتر است دشوارتر است. در جامدات، شکاف بین مولکول ها حتی کوچکتر است، بنابراین آنها به سختی فشرده می شوند.

4. مولکول ها در حرکت ثابت هستند.سرعت مولکولی به دما بستگی دارد. با افزایش دما، سرعت مولکول ها افزایش می یابد.

5. بین مولکول ها نیروهای جاذبه و دافعه متقابل وجود دارد.این نیروها تا حد زیادی در جامدات بیان می شوند و در کمترین میزان در گازها.

6. مولکول ها از اتم هایی تشکیل شده اند که مانند مولکول ها در حرکت ثابت هستند.

7 اتم ها کوچکترین ذرات غیر قابل تقسیم شیمیایی هستند.

8. اتم های یک نوع با اتم های نوع دیگر از نظر جرم و خواص متفاوت هستند. به هر نوع اتم یک عنصر شیمیایی می گویند.

9. در پدیده های فیزیکی، مولکول ها حفظ می شوند، در پدیده های شیمیایی، به عنوان یک قاعده، آنها از بین می روند.در واکنش های شیمیایی، بازآرایی اتم ها اتفاق می افتد.

نظریه اتمی-مولکولی یکی از نظریه های اصلی است علوم طبیعی. این نظریه وحدت مادی جهان را تایید می کند.

بر اساس ایده های مدرن، مواد در حالت گازی و بخار از مولکول ها تشکیل شده اند. در حالت جامد (کریستالی)، فقط مواد با ساختار مولکولی از مولکول تشکیل می شوند، برای مثال مواد آلی، غیر فلزات (به استثنای چند مورد)، مونوکسید کربن (IV)، آب. بیشتر مواد معدنی جامد (کریستالی) ساختار مولکولی ندارند. آنها از مولکول ها تشکیل نمی شوند، بلکه از ذرات دیگر (یون ها، اتم ها) تشکیل شده اند و به شکل ماکروبدی وجود دارند. به عنوان مثال، بسیاری از نمک ها، اکسیدها و سولفیدهای فلزات، الماس، سیلیکون، فلزات.

برای مواد با ساختار مولکولی پیوند شیمیاییبین مولکول ها از بین اتم ها قوی تر است. بنابراین نقطه ذوب و جوش نسبتا پایینی دارند. در مواد با ساختار غیر مولکولی، پیوند شیمیایی بین ذرات بسیار قوی است. بنابراین نقطه ذوب و جوش بالایی دارند. شیمی مدرن خواص ریزذرات (اتم ها، مولکول ها، یون ها و غیره) و ماکروبدی ها را مطالعه می کند.

مولکول ها و کریستال ها از اتم ها تشکیل شده اند. به هر نوع اتم یک عنصر شیمیایی می گویند.

در مجموع وجود (92) عناصر شیمیایی مختلف در طبیعت (روی زمین) ثابت شده است. 22 عنصر دیگر با استفاده مصنوعی به دست می آید راکتورهای هسته ایو شتاب دهنده های قدرتمند

همه مواد به ساده و پیچیده تقسیم می شوند.

به موادی که از اتم های یک عنصر تشکیل شده اند ساده می گویند.

گوگرد S، هیدروژن H 2، اکسیژن O 2، ازن O 3، فسفر P، آهن آهن مواد ساده ای هستند.

موادی که از اتم های عناصر مختلف تشکیل شده اند، ترکیب نامیده می شوند..

به عنوان مثال، آب H 2 O از اتم های عناصر مختلف - هیدروژن H و اکسیژن O تشکیل شده است. گچ CaCO 3 از اتم های عناصر کلسیم کلسیم، کربن C و اکسیژن O تشکیل شده است. . آب و گچ مواد پیچیده ای هستند.

مفهوم "ماده ساده" را نمی توان با مفهوم "عنصر شیمیایی" یکی دانست. یک ماده ساده با چگالی معین، حلالیت، نقطه جوش و ذوب و غیره مشخص می شود. یک عنصر شیمیایی با یک بار هسته ای مثبت معین (شماره سریال)، حالت اکسیداسیون، ترکیب ایزوتوپی و غیره مشخص می شود. خواص یک عنصر به اتم های منفرد آن مواد مرکب از مواد ساده ساخته نمی شوند، بلکه از عناصر تشکیل شده اند. به عنوان مثال، آب از مواد ساده هیدروژن و اکسیژن تشکیل نمی شود، بلکه از عناصر هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است.

نام عناصر با نام مواد ساده مربوط به آنها، به استثنای کربن، مطابقت دارد.

بسیاری از عناصر شیمیایی چندین ماده ساده را تشکیل می دهند که از نظر ساختار و خواص متفاوت هستند. این پدیده نامیده می شود آلوتروپیو مواد تشکیل شده تغییرات آلوتروپیکیا اصلاحات. بنابراین، عنصر اکسیژن دو تغییر آلوتروپیک را تشکیل می دهد: اکسیژن و ازن. عنصر کربن - سه: الماس، گرافیت و کاربین. چندین تغییر عنصر فسفر را تشکیل می دهد.

پدیده آلوتروپی به دو دلیل ایجاد می شود: 1) تعداد متفاوت اتم ها در یک مولکول، به عنوان مثال، اکسیژن O 2 و ازن O 3. 2) تشکیل اشکال مختلف کریستالی مانند الماس، گرافیت و کاربین.

2. قوانین استوکیومتری

استوکیومتری- شاخه ای از شیمی که به نسبت جرم و حجم بین مواد واکنش دهنده می پردازد. کلمه "استوکیومتری" از یونانی ترجمه شده به معنای " جزءو «اندازه گیری».

اساس استوکیومتری است قوانین استوکیومتری: بقای جرم مواد، ثبات ترکیب، قانون آووگادرو، قانون نسبت حجمی گازها، قانون معادل ها. آنها نظریه اتمی-مولکولی را تایید کردند. به نوبه خود، نظریه اتمی-مولکولی قوانین استوکیومتری را توضیح می دهد.

اطلاعات مشابه

این ایده که همه مواد از ذرات منفرد تشکیل شده اند مدت ها قبل از دوران ما بوجود آمد. فیلسوفان یونان باستاندر نظر گرفته شده. این مواد از کوچکترین ذرات غیر قابل تقسیم - اتمها که در حرکت مداوم هستند ساخته شده اند. بین جلدها فضای خالی وجود دارد. متفکران باستان بر این باور بودند که همه مواد از نظر شکل، تعداد و آرایش اتم‌هایی که آنها را تشکیل می‌دهند با یکدیگر تفاوت دارند و همه تغییراتی که در طبیعت رخ می‌دهد با اتصال یا جدایی اتم‌ها توضیح داده می‌شود.

ایده های اتمی فیلسوفان باستان توسط M.V. لومونوسوف (1748) به یک دکترین مولکولی و اتمی هماهنگ که ماهیت آن به شرح زیر است. همه مواد از ذرات ریز تشکیل شده اند - ذرات (مولکول) که در حرکت مداوم هستند. ذرات به نوبه خود از عناصر (اتم ها) تشکیل شده اند. لومونوسوف با تمایز واضح مفاهیم اتم و مولکول، خیلی جلوتر از شیمیدانان خارجی مدت ها قبل از دانشمند انگلیسی دالتون، او ایده های اتمیستی را برای توضیح تعدادی از پدیده های شیمیایی و فیزیکی به کار برد. او معتقد بود که خواص مواد حاصل به نوع و تعداد اتم ها و همچنین به ترتیب ترکیب آنها با یکدیگر بستگی دارد. کمی بعد، شیمیدانان مفهوم عنصر شیمیایی را تعریف کردند.

آغاز قرن نوزدهم با کشف سه قانون مهم مشخص شد: قانون ترکیب ثابت (پروست، 1799)، قانون نسبت های چندگانه ساده (دالتون، 1804)، و قانون نسبت حجمی ساده برای گازهای واکنش دهنده. (Gay-Lussac، 1805). در سال 1808، دالتون یک نظریه اتمی در مورد ساختار ماده ارائه کرد و مفاهیم "اتم" و "مولکول" وارد شیمی شدند.

بعدها بر اساس نظریه اتمی و مولکولی، جرم اتمی و خواص شیمیایی عناصر، D.I. مندلیف در سال 1869 افتتاح شد قانون دوره اییکی از قوانین اساسی طبیعت است.

در حال حاضر، دکترین اتمی-مولکولی (و همچنین قانون تناوبی) اساس شیمی است. مفاد اصلی AMU به شرح زیر است:

1. همه مواد از ذرات غیر قابل تقسیم شیمیایی - اتم ها تشکیل شده اند.

اتم ها نمایندگی کند کوچکترین ذرات یک ماده که از نظر شیمیایی به اجزای تشکیل دهنده آن تقسیم نمی شود، آنها را به یکدیگر تبدیل می کند یا از بین می برد. اتم - سیستمی از ذرات بنیادی برهم کنش متشکل از هسته ای که توسط پروتون ها و نوترون ها و الکترون ها تشکیل شده است.

اتم های عناصر مختلف از نظر جرم متفاوت هستند. مجموعه ای از اتم های یکسان ماده ساده ای را تشکیل می دهد که مربوط به یک عنصر شیمیایی خاص است. اتم های عناصر مختلف در نسبت های صحیح با یکدیگر تعامل دارند. در نتیجه، تشکیلات پیچیده، به ویژه، مولکول ها، به دست می آیند.

2. مولکول - بار خنثی، کوچکترین مجموعه ای از اتم ها که در نتیجه برهم کنش شیمیایی در یک نظم خاص (یعنی داشتن یک ساختار خاص) متصل می شوند، که معمولاً الکترون های جفت نشده ندارد و قادر به وجود مستقل است. .

مولکول ها کوچکترین ذرات یک ماده هستند که خواص شیمیایی خود را حفظ می کنند، هویت شیمیایی خود را حفظ می کنند. هر دو نیروی جاذبه و دافعه بین مولکول ها عمل می کنند. مولکول ها در حرکت ثابت (ترجمی و چرخشی) هستند. مولکول ها از نظر شیمیایی قابل تقسیم هستند.

3. عنصر شیمیایی – مجموعه ای از اتم ها با بار هسته ای یکسان است.

4. ماده - مجموعه معینی از ذرات اتمی و مولکولی، همراهان و تجمعات آنها که در هر یک از سه حالت تجمع هستند.

مواد سادهموادی هستند که از اتم های یک عنصر شیمیایی تشکیل شده اند و مواد پیچیده در طی برهمکنش شیمیایی اتم های عناصر شیمیایی مختلف تشکیل می شوند.