الكيمياء: المفاهيم الأساسية والتعاريف والمصطلحات والقوانين

والكيمياء، والمفاهيم الأساسية التي نعتبرها - هو العلم الذي يدرس المواد وتحولاتها التي تحدث مع التغيير في بنية وتكوين، وبالتالي الخصائص. أولا، تحتاج إلى تحديد ما هو المقصود من مصطلح مثل "المادة". إذا كنا نتحدث عن ذلك بالمعنى الواسع، بل هو شكل من أشكال الأمر الذي يملك قاعدة جماهيرية كبيرة الراحة. مادة هو أي الجسيمات الأولية، على سبيل المثال، النيوترون. في الكيمياء، ويستخدم هذا المصطلح في المعنى الضيق.

وبادئ ذي بدء وصفا موجزا للمصطلحات والمفاهيم الأساسية للكيمياء، ونظرية الذرية الجزيئية. بعد ذلك، أن نفسر لهم، فضلا عن الحاضر بعض القوانين المهمة لهذا العلم.

المفاهيم الأساسية للكيمياء (المسألة، ذرات، جزيئات) مألوفة لنا جميعا من المدرسة. وفيما يلي وصف موجز لها، فضلا عن غيرها، حيث والظواهر أقل وضوحا.

ذرات

أولا وقبل كل شيء، كل المواد التي تدرس في الكيمياء، وتتألف من جزيئات صغيرة، تسمى الذرات. النيوترونات ليست هي نفس الكائن من دراسة هذا العلم. وينبغي أيضا أن يقال إن الذرات يمكن أن تتحد مع بعضها البعض، وبالتالي تكوين الروابط الكيميائية. من أجل كسر هذا الصدد، النفقات اللازمة من الطاقة. ولذلك، فإن الذرات في الظروف العادية لا وجود لها بشكل فردي (ما عدا "الغاز النبيل"). وهي مرتبطة مع بعضها البعض على الأقل في أزواج.

حركة الحرارية مستمرة

وتتميز الحركة الحرارية المستمر للجسيمات جميع أن الكيمياء الدراسة. المفاهيم الأساسية لهذا العلم لا يمكن أن يفسر، لا نتحدث عن ذلك. مع الحركة المستمرة متوسط الطاقة الحركية يتناسب مع درجة حرارة الجسيمات (على الرغم من أنه تجدر الإشارة إلى أن الطاقة في جزيئات منفصلة مختلفة). إيكن = كيلوطن / 2، حيث ك - هو ثابت بولتزمان. هذه الصيغة هي صالحة لأي نوع من الحركة. منذ Tkin = بالسيارات ^2/2، حركة الجزيئات الضخمة ببطء أكثر. على سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة في نفسه، فإن جزيء الأكسجين في المتوسط الخطوة إلى 4 مرات أبطأ من جزيئات الكربون. وذلك لأن كتلتها أكثر من 16 مرة. والحركة هي تتأرجح، متعدية والتناوب. لاحظ تتأرجح في المواد السائلة والصلبة، والغازية. ولكن متعدية والتناوب قامت معظم بسهولة في الغاز. في السوائل، فمن أكثر صعوبة، وفي الجوامد - أكثر صعوبة.

جزيئات

نواصل وصف المفاهيم الأساسية والتعاريف الكيمياء. إذا تم الجمع بين الذرات مع بعضها البعض، وتشكيل مجموعة صغيرة (تسمى الجزيئات)، وتشارك هذه المجموعات في الحركة الحرارية، التي تعمل كوحدة واحدة. ما يصل إلى 100 الذرات الموجودة في الجزيئات النموذجية، وعددهم ما يسمى مركبات عالية الجزيئية يمكن أن يصل إلى 105.

مواد غير الجزيئية

ومع ذلك، غالبا ما يتم الجمع بين الذرات في عدد كبير من العصابات من 107 إلى 1027. وفي هذا النموذج أنهم عمليا لم تعد تشارك في الحركة الحرارية. هذه الجمعيات لها شبها للجزيء. فهي أشبه قطعة من مادة صلبة. وتسمى هذه المواد غير الجزيئي. في هذه الحالة، يتم تنفيذ الحركة الحرارية من داخل قطعة، وأنه يمكن أن تطير مثل جزيء. هناك منطقة والأحجام الانتقالية، التي تضم جمعيات تتكون من ذرات بمبلغ من 105 إلى 107. هذه الجزيئات إما أن تكون جزيئات كبيرة جدا أو هي حبيبات صغيرة من مسحوق.

أيونات

وتجدر الإشارة إلى أن الذرات والمجموعات يمكن تملك شحنة كهربائية. في هذه الحالة تسمى الأيونات في هذا العلم، مثل الكيمياء والمفاهيم الأساسية التي نحن ندرس. منذ التهم مثل صد دائما كل منهما الأخرى، وهي مادة التي موجودا وجود فائض كبير من واحد أو غيرها من التهم قد لا تكون مستقرة. والشحنات السالبة والموجبة هي دائما بديلة في الفضاء. ولكن بصفة عامة، ومادة محايدة كهربائيا. لاحظ أن هذه الاتهامات التي تعتبر كبيرة في الكهرباء الساكنة، من وجهة نظر الكيمياء تكاد لا تذكر (في 105-1015 الذرات - 1E).

محور الدراسة في الكيمياء

فمن الضروري توضيح أن محور الدراسة في الكيمياء تدعو الظواهر، التي لا تنشأ، وليس تحطيم الذرات، ولكن إعادة ترتيب فقط، وهذا يرتبط بطريقة جديدة. بعض السندات هي مكسورة، تتشكل الآخرين نتيجة لذلك. وبعبارة أخرى، تظهر مواد جديدة من ذرات السابق في تكوين المواد الأولية. إذا تم تخزين ذرات، والروابط القائمة بينهما (على سبيل المثال، وتبخر مركبات جزيئية)، وتتعلق هذه العمليات لدراسة أطول الكيمياء والفيزياء الجزيئية. في حالة حيث تتشكل ذرات أو مكسورة، بل هو دراسة موضوع الفيزياء النووية أو الذرية. ومع ذلك، فإن الحدود بين المواد الكيميائية والظواهر الفيزيائية غير واضحة. بعد تقسيم العلوم إلى مشروط منفصل، في حين أن طبيعة غير قابلة للتجزئة. لذلك، والمعرفة الكيميائيين مفيدة جدا للفيزياء.

المفاهيم الأساسية للكيمياء وبإيجاز لدينا. ونحن الآن نقدم لك أكثر للنظر فيها.

إقرأ المزيد حول ذرات

الذرات والجزيئات - هو شيء والتي كثير من الناس الكيمياء المشارك. المفاهيم الأساسية، وهذه يجب أن تكون محددة بوضوح. حقيقة أن الذرات موجودة، منذ ألفي سنة، كانت فكرة عبقرية لتخمين. ثم، في القرن ال19، كان العلماء البيانات التجريبية (بعد غير مباشر). نحن نتحدث عن علاقات متعددة أفوجادرو القوانين تكوين الثبات (تحت نظرنا إلى هذه المفاهيم الأساسية للكيمياء). ذرة مواصلة استكشاف في القرن 20th، عندما كان هناك بالفعل الكثير من الأدلة التجريبية المباشرة. كانت تقوم على التحليل الطيفي، لتشتيت أشعة X، جسيمات ألفا والنيوترونات والإلكترونات، وما إلى ذلك حجم هذه الجسيمات هو حوالي 1 E = 1 درجة ^-10 م وزن - .. ما يقرب من 10 ^-27 - 10 ^-25 كجم. في وسط جزيئات موجبة الشحنة الأساسية التي يدور حولها الإلكترونات تتحرك إلى شحنة سالبة. حجم النواة هو حوالي 10 إلى ¹⁵ مترا. وتبين أن يحدد حجم قذيفة الإلكترون من الذرة، ولكن في هذه الحالة يتركز ثقلها بالكامل تقريبا في النواة. ينبغي إدخال تعريف آخر، والنظر في المفاهيم الأساسية للكيمياء. عنصر كيميائي - وهو نوع من الذرات، المسؤول عن النواة التي هي متطابقة.

وغالبا ما يحدث ذرة تقرير كمادة دقيقة الجسيمات تجزئة كيميائيا. كيف نفهم "الكيميائية"؟ كما لاحظنا، تقسيم الظواهر في الاختبار الفيزيائية والكيميائية. ولكن بطبيعة الحال وجود الذرات. لذلك، لتحديد الكيمياء أفضل من خلالها، وليس العكس، والذرات من خلال الكيمياء.

الرابطة الكيميائية

هذا هو بحيث يتم عقد الذرات معا. فإنه لا يسمح لهم بالسفر بعيدا تحت تأثير الحركة الحرارية. وفيما يلي أهم خصائص السندات - هي النوى مسافة والطاقة. وهذا هو أيضا المفاهيم الأساسية للكيمياء. يتم تحديد طول الرابطة تجريبيا مع دقة عالية بما فيه الكفاية. الطاقة - أيضا، ولكن ليس دائما. على سبيل المثال، فإنه من المستحيل تحديد بموضوعية ما هو عليه بالنسبة لبلاغ منفصل في جزيء معقد. ومع ذلك، يتم تحديد الطاقة من الانحلال من هذه المادة اللازمة لكسر جميع الروابط الموجودة دائما. معرفة طول الصدد، يمكنك تحديد أي ترتبط الذرات (لديهم على بعد مسافة قصيرة)، وماذا - لا (مسافة أطول).

عدد التنسيق والتنسيق

وتشمل المفاهيم الأساسية للكيمياء التحليلية هذين المصطلحين. وماذا تعني؟ دعونا نواجه الأمر.

عدد التنسيق هو عدد أقرب الجيران من ذلك ذرة معينة. وبعبارة أخرى، فإن عدد الذين معه يرتبط كيميائيا. التنسيق هو موقف المتبادل، ونوع وعدد من الجيران. وبعبارة أخرى، فإن هذا المفهوم هو أكثر وضوحا. على سبيل المثال، عدد تنسيق جزيئات النيتروجين مميزة من الأمونيا وحمض النيتريك، وهو نفس - 3. ومع ذلك، لديهم تنسيق مختلف - هو غير مستو ومسطح. يتم تحديد ذلك بغض النظر عن طبيعة العلاقة بين التمثيل، في حين أن حالة الأكسدة والتكافؤ من - مفهوم مشروطة، والتي تم إنشاؤها من أجل المضي قدما في التنبؤ التنسيق وتكوينها.

تحديد جزيء

لقد لمست بالفعل على هذا المفهوم، والنظر في المفاهيم والقوانين الكيمياء لفترة وجيزة الأساسية. الآن الخوض في ذلك بمزيد من التفصيل. في الكتب المدرسية تقرير المتكرر للجزيء كما جزيئات مادة أقل محايدة، الذي له خصائص الكيميائية، ويمكن أن توجد بشكل مستقل. وتجدر الإشارة إلى أن هذا التعريف هو حاليا خارج التاريخ. أولا، حقيقة أن جميع الفيزيائيين والكيميائيين الرجوع إلى جزيء، لا يتم حفظ خصائص المادة. تنأى المياه، ولكنه يتطلب على الأقل 2 الجزيئات. درجة التفكك من الماء - هو 10 ^-7. وبعبارة أخرى، قد تكون هذه العملية تخضع لجزيء واحد فقط من 10 مليون نسمة. إذا كان لديك جزيء واحد، أم أن هناك حتى مئة، لا يمكنك الحصول على فكرة التفكك لها. والحقيقة أن الآثار الحرارية من التفاعلات الكيميائية تشمل عادة طاقة التفاعل بين الجزيئات. ولذلك، فإنها لا يمكن العثور على واحد منهم. والخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد الجزيئية يمكن تحديدها إلا من خلال مجموعة كبيرة من الجزيئات. وبالإضافة إلى ذلك، هناك عوامل القادرين على الوجود من تلقاء نفسها، "أصغر" الجسيمات كبيرة إلى أجل غير مسمى ومختلفة جدا من الجزيئات التقليدية. الجزيء هو في الأساس مجموعة من الذرات ليست مشحونة كهربائيا. في حالة معينة، يمكن أن يكون ذرة واحدة، على سبيل المثال، ني. ويجب أن تكون هذه المجموعة قادرة على المشاركة في نشرها، وكذلك في أنواع أخرى من الحركة الحرارية، التي تعمل كوحدة واحدة.

كما ترون، ليس المفاهيم الأساسية في غاية البساطة الكيمياء. جزيء - هو شيء ينبغي أن تدرس بعناية. لها خصائص خاصة بها، والوزن الجزيئي. حول هذا الأخير نناقش الآن.

الكتلة الجزيئية

كيفية تحديد الوزن الجزيئي للتجربة؟ طريقة واحدة - على أساس قانون أفوجادرو، والكثافة النسبية من البخار. الأسلوب الأكثر دقة هو قياس الطيف الكتلي. طرقت إلكترون من جزيء. وفرقت أيون مما أدى لأول مرة في مجال كهربائي ومن ثم تهرب من مسار المغنطيسي. يتم تحديد التهمة إلى نسبة الجماعية التي قام بها حجم الانحراف. وهناك أيضا أساليب بناء على الخصائص التي لديها الحلول. ومع ذلك جزيء في كل هذه الحالات يجب أن يكون بالضرورة في الحركة - في الحل في الخلاء إلى غاز. إذا كانت لا تتحرك، فإنه من المستحيل لحساب بموضوعية وزنهم. وجودها في هذه الحالة فإنه من الصعب الكشف عنها.

ملامح مواد غير الجزيئية

يتحدث عنهم يقولون انهم تتكون من ذرات، جزيئات لا. ومع ذلك، وينطبق الشيء نفسه فيما يتعلق الغازات النبيلة. هذه الذرات تتحرك بحرية، وبالتالي الاضطلاع على نحو أفضل جزيئاتها أحادي الهيدروجين. ومع ذلك، هذا ليس مهما. من المهم أن مواد غير الجزيئية، وهناك الكثير من ذرات، والتي ترتبط معا. وتجدر الإشارة إلى أن تقسيم كل المواد على المستوى الجزيئي وغير الجزيئية غير كافية. تقسيم اتصال أكثر وضوحا. تنظر، على سبيل المثال، والفرق في خصائص الجرافيت والماس. كلاهما الكربون، ولكن أولا - لينة، والثانية - مادة صلبة. وكيف تختلف عن بعضها البعض؟ والفرق هو فقط في التواصل فيما بينها. وإذا نظرنا إلى هيكل من الجرافيت، يمكننا أن نرى أن علاقات قوية موجودة فقط في بعدين. ولكن في المسافات interatomic كبيرة جدا الثالثة، وبالتالي، هناك رابطة قوية. الجرافيت من السهل أن تنزلق وانقسم على طول هذه الطبقات.

هيكل الاتصال

خلاف ذلك، ويسمى البعد المكاني. وهو يمثل عدد الأبعاد من الفضاء، وتتميز في أن هذه مستمرة (لا نهائي تقريبا) نظام الهيكل العظمي (وصلات قوية). القيم التي يمكن أن تتخذ، - 0، 1، 2 و 3. لذلك، من الضروري التمييز بين مرتبطة ثلاثة الأبعاد، شرائح، وسلسلة من الجزر (الجزيئية) هيكل.

قانون النسب الثابتة

لقد تعلمنا بالفعل المفاهيم الأساسية للكيمياء. واعتبرت المادة لفترة وجيزة من قبلنا. الآن نقول عن القانون الذي ينطبق عليه. وعادة ما يتم صياغتها على النحو التالي: أي مكون واحد (أي النظيفة)، بغض النظر عن الطريقة التي تم الحصول عليها، له نفس التركيب النوعي والكمي. ولكن ماذا يفعل مفهوم "مادة نقية"؟ دعونا نواجه الأمر.

قبل ألفي سنة، عندما هيكل من المواد لا يمكن أن يكون أكثر الأساليب المباشرة للدراسة عندما لم تكن هناك حتى المفاهيم الكيميائية الأساسية وقوانين الكيمياء، مألوفة لنا، تقرر صفي. على سبيل المثال، الماء - هو السائل الذي يشكل أساس البحار والأنهار. ومن ليس له رائحة واللون والطعم. الذي لديه مثل نقطة الذوبان والتجمد، من أنه الزرقاء كبريتات النحاس. المياه المالحة لأنه ليس نظيفا. ومع ذلك، أملاح يمكن فصلها عن طريق التقطير. مثل هذا، المنهج الوصفي، تحديد المفاهيم الكيميائية الأساسية وقوانين الكيمياء.

للعلماء في الوقت الذي لم يكن واضحا أن السائل الذي يتم تمييز بطرق مختلفة (عن طريق حرق الهيدروجين كبريتات الجفاف، ومياه البحر التقطير)، له نفس التركيب. كان اكتشاف عظيم في العلوم إثبات هذه الحقيقة. وأصبح من الواضح أن نسبة الأكسجين والهيدروجين لا يمكن تغيير بسلاسة. وهذا يعني أن العناصر تتكون من ذرات - أجزاء لا تتجزأ. وهكذا تم إعداد المركبات من الصيغة، وأيضا إثبات العلماء تمثيل الجزيئات.

في الوقت الحاضر أي مادة صراحة أو ضمنا يتحدد في المقام الأول تزعم بدلا من الذوبان، طعم أو لون. المياه - H ₂ O. إذا كان هناك جزيئات أخرى، فإنه لن تكون نظيفة. ونتيجة لذلك، مادة الجزيئية نقية واحد هو الذي يتكون من نوع واحد فقط من الجزيئات.

ومع ذلك، في هذه الحالة، يكون مع الشوارد؟ بعد كل شيء، فهي تشمل أيونات موجودة، وليس فقط الجزيئات. ونحن بحاجة إلى أن يكون تعريف أكثر صرامة. الصرفة مادة الجزيئية هي واحدة التي تتكون من جزيئات من نوع واحد، وربما أيضا منتجات عكسها من تحولهم السريع (النقابات المماكبة، التفكك). كلمة "سريع" في هذا السياق تعني أن على هذه المنتجات، ونحن لا يمكن أن نتخلص من أنها تعود الى الظهور على الفور. كلمة "عكس" تشير إلى أن التحويل لا يتم تقديمهم إلى نهايته. إذا أخطرت، فمن الأفضل أن نقول أنه غير مستقر. في هذه الحالة أنها ليست مادة نقية.

قانون حفظ الكتلة من المادة

ويحتوي هذا القانون منذ العصور القديمة كان معروفا في شكل مجازي. وذكرت أن هذه المسألة لا يمكن إنشاء وغير قابل للتدمير. ثم جاءت صياغته الكمية. ووفقا لذلك، فإن الوزن (وأواخر القرن 17th - الوزن) هو مقياس لكمية من المواد المخدرة.

وافتتح القانون في الشكل المعتاد في 1748 لومونوسوف. في عام 1789، وأضاف أنه لافوازييه، وهو عالم فرنسي. المعاصرة صياغتها على النحو التالي: كتلة المواد الداخلة في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة المواد التي تنتج عن ذلك.

قانون أفوجادرو، وقانون الغازات العلاقات الحجمية

وقد وضعت آخر واحد في عام 1808 من قبل JL غاي لوساك، العالم الفرنسي. حاليا يسمى هذا القانون قانون غاي لوساك. ووفقا لذلك، فإن حجم الغازات التفاعلية هم لبعضهم البعض وكذلك لحجم المنتجات الغازية الناتجة باعتباره أعداد صغيرة كاملة.

نمط، والتي وجدت غاي لوساك، ويوضح القانون، الذي تم افتتاحه في وقت لاحق من ذلك بقليل، في عام 1811، أميديو أفوجادرو، عالم إيطالي. وهو ينص على أنه في ظل ظروف متساوية (الضغط والحرارة) في الغازات التي لها نفس الحجم ونفس العدد من الجزيئات الحالية.

نتيجتان مهمتان تتبع من قانون أفوجادرو. أول يكمن في حقيقة أنه في ظل ظروف مماثلة، مول واحد من أي غاز يشغل حجم مساو. كان تشريد سواء في الظروف العادية (التي هي على درجة حرارة 0 درجة مئوية و 101.325 كيلو باسكال) 22.4 ليتر. والنتيجة الثانية من هذا القانون كما يلي: نسبة وزن الغازات التي لها نفس القيمة في ظل ظروف متكافئة، أي ما يعادل نسبة من الكتلة المولية.

وهناك قانون آخر، والتي تحتاج بالتأكيد إلى أن يذكر. ونحن سوف اقول لكم عن ذلك لفترة وجيزة.

القانون الدوري والجدول

D. I. مندليف، استنادا إلى الخصائص الكيميائية للعناصر والعلماء الذري والجزيئي الذي اكتشف هذا القانون. وقد وقع هذا الحادث 1 مارس 1869 قانون الدورية هي واحدة من الأكثر أهمية في الطبيعة. ويمكن القول على النحو التالي: خصائص العناصر المكونة للمواد معقدة وبسيطة ويكون الاعتماد الدوري بتهمة نوى الذرات.

يتكون الجدول الدوري، والتي تم إنشاؤها بواسطة مندليف، من سبع فترات وثماني مجموعات. دعت جماعات الأعمدة العمودية. العناصر داخل كل منها لها خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة. مجموعة، في المقابل، ينقسم إلى مجموعات فرعية (الرئيسية والجانبية).

الصفوف الأفقية في هذا الجدول تشير إلى فترات. العناصر التي هي في نفوسهم، وتختلف فيما بينها، ولكن لديهم من القواسم المشتركة - حقيقة أن أحدث الإلكترونات في مستوى الطاقة نفسه. في الفترة الأولى عنصران اثنان فقط. H هو الهيدروجين والهيليوم و. العناصر الثمانية هي في الفترة الثانية. في الرابع من هم بالفعل 18. مندليف المعين هذه الفترة كأول كبيرة. في العناصر الخامسة و 18، وهيكلها يشبه الى الرابع. كجزء من السادسة - 32 العناصر. لم تنته السابع. وتبدأ هذه الفترة مع الفرنسية (الاب). يمكننا أن نفترض أنه سوف تحتوي على 32 عناصر، وكذلك المركز السادس. ومع ذلك، حتى الآن لا توجد إلا 24.

حكم otketa

وفقا لقاعدة otketa جميع العناصر تميل إلى أن يكتسب إلكترون أو أنها تخسر من أجل الحصول على تكوين 8 الإلكترون من الغاز النبيل الأقرب لهم. وطاقة التأين - هي كمية الطاقة المطلوبة لفصل الإلكترون من الذرة. وتنص القاعدة Otketa أنه عندما تتحرك من اليسار إلى اليمين في الجدول الدوري تحتاج المزيد من الطاقة لإزالة إلكترون. لذلك، العناصر التي هي على الجانب الأيسر، وتسعى إلى ضمان أن تفقد الإلكترون. على العكس من ذلك، تلك التي تقع على الجانب الأيمن، حريصة على شرائه.

القوانين والمفاهيم الأساسية للكيمياء، ونحن بإيجاز. بالطبع، هذه هي معلومات عامة فقط. في مادة واحدة فإنه من المستحيل الحديث عن مثل هذا العلم الخطير في التفاصيل. المفاهيم الأساسية وقوانين الكيمياء النحو المبين في هذه المادة - هي نقطة انطلاق لمزيد من الدراسة. بعد كل شيء، في هذا العلم هناك العديد من الأقسام. هناك، على سبيل المثال، العضوية والكيمياء غير العضوية. المفاهيم الأساسية لكل من أقسام هذا العلم يمكن دراستها لفترة طويلة. ولكن تلك المذكورة أعلاه، يرجى الرجوع إلى القضايا العامة. لذلك، يمكننا أن نقول أن هذه هي المفاهيم الأساسية للكيمياء العضوية، فضلا عن غير العضوية.