Osnovni pojmovi kemije, zakoni stehiometrije
Kemijski atomizam (atomsko-molekularna teorija) povijesno je prvi temeljni teorijski koncept koji čini osnovu moderne kemijske znanosti. Formiranje ove teorije trajalo je više od sto godina i povezano je s aktivnostima tako izvanrednih kemičara kao što je M.V. Lomonosov, A.L. Lavoisier, J. Dalton, A. Avogadro, S. Cannizzaro.
Moderna atomsko-molekularna teorija može se predstaviti u obliku niza odredbi:
1. Kemijske tvari imaju diskretnu (diskontinuiranu) strukturu. Čestice materije su u stalnom kaotičnom toplinskom gibanju.
2. Osnovna strukturna jedinica kemijske tvari je atom.
3. Atomi u kemijskoj tvari međusobno su povezani kako bi formirali molekularne čestice ili atomske agregate (supramolekularne strukture).
4. Složene tvari (ili kemijski spojevi) sastoje se od atoma različitih elemenata. Jednostavne tvari sastoje se od atoma jednog elementa i treba ih smatrati homonuklearnim kemijskim spojevima.
Pri formuliranju temeljnih načela atomsko-molekularne teorije morali smo uvesti nekoliko koncepata koje je potrebno detaljnije raspraviti budući da su temeljni u modernoj kemiji. To su pojmovi "atom" i "molekula", točnije, atomske i molekularne čestice.
Atomske čestice uključuju sam atom, atomske ione, atomske radikale i atomske radikalne ione.
Atom je najmanja električki neutralna čestica kemijski element, koji je nositelj njegovih kemijskih svojstava, a sastoji se od pozitivno nabijene jezgre i elektronske ljuske.
Atomski ion je atomska čestica koja ima elektrostatski naboj, ali nema nesparene elektrone, na primjer, Cl - je kloridni anion, Na + je natrijev kation.
Atomski radikal- električki neutralna atomska čestica koja sadrži nesparene elektrone. Na primjer, atom vodika je zapravo atomski radikal - H × .
Atomska čestica koja ima elektrostatički naboj i nesparene elektrone naziva se atomski radikalni ion. Primjer takve čestice je kation Mn 2+ koji sadrži pet nesparenih elektrona na d-podrazini (3d 5).
Jedna od najvažnijih fizičkih karakteristika atoma je njegova masa. Budući da je apsolutna vrijednost mase atoma zanemariva (masa atoma vodika je 1,67 × 10 -27 kg), kemija koristi ljestvicu relativne mase, u kojoj se 1/12 mase atoma ugljika izotopa- 12 je odabrano kao jedinica. Relativna atomska masa je omjer mase atoma i 1/12 mase ugljikovog atoma izotopa 12 C.
Treba napomenuti da je u periodnom sustavu D.I. Mendeljejev prikazuje prosječne izotopske atomske mase elemenata, koje su uglavnom predstavljene s nekoliko izotopa koji doprinose atomskoj masi elementa proporcionalno njihovom sadržaju u prirodi. Dakle, element klor predstavljen je s dva izotopa - 35 Cl (75 mol.%) i 37 Cl (25 mol.%). Prosječna izotopska masa elementa klora je 35,453 amu. (jedinice atomske mase) (35×0,75 + 37×0,25).
Slično atomskim česticama, molekularne čestice uključuju same molekule, molekularne ione, molekularne radikale i radikalne ione.
molekularna čestica- ovo je najmanji stabilni skup međusobno povezanih atomskih čestica, koji je nositelj kemijskih svojstava tvari. Molekula je lišena elektrostatskog naboja i nema nesparenih elektrona.
molekularni ion je molekularna čestica koja ima elektrostatski naboj, ali nema nesparene elektrone, na primjer, NO 3 - je nitratni anion, NH 4 + je amonijev kation.
molekularni radikal je električki neutralna molekularna čestica koja sadrži nesparene elektrone. Većina radikala su reakcijske čestice s kratkim životnim vijekom (reda 10 -3 -10 -5 s), iako su trenutno poznati prilično stabilni radikali. Dakle, metilni radikal × CH 3 je tipična nisko stabilna čestica. Međutim, ako se atomi vodika u njemu zamijene fenilnim radikalima, tada nastaje stabilni molekularni radikal trifenilmetil
Molekule s neparnim brojem elektrona, kao što su NO ili NO 2 , također se mogu smatrati vrlo stabilnim slobodnim radikalima.
Molekularna čestica koja ima elektrostatički naboj i nesparene elektrone naziva se molekulski radikalni ion. Primjer takve čestice je kationski radikal kisika – ×O 2 + .
Važna karakteristika molekule je njezina relativna molekulska težina. Relativna molekularna masa (M r) je omjer prosječne izotopske mase molekule, izračunate uzimajući u obzir prirodni sadržaj izotopa, i 1/12 mase atoma ugljika izotopa 12 C..
Tako smo saznali da je najmanja strukturna jedinica svake kemijske tvari atom, odnosno atomska čestica. Zauzvrat, u bilo kojoj tvari, isključujući inertne plinove, atomi su međusobno povezani kemijskim vezama. U ovom slučaju moguće je stvaranje dvije vrste tvari:
· molekularni spojevi u kojima je moguće izolirati najmanje nositelje kemijskih svojstava koji imaju stabilnu strukturu;
· spojevi supramolekulske strukture, koji su atomski agregati u kojima su atomske čestice povezane kovalentnim, ionskim ili metalnim vezama.
Prema tome, tvari koje imaju supramolekularnu strukturu su atomski, ionski ili metalni kristali. Zauzvrat, molekularne tvari tvore molekularne ili molekularno-ionske kristale. Tvari koje se nalaze u tvarima također imaju molekularnu strukturu. normalnim uvjetima u plinovitom ili tekućem agregatnom stanju.
Zapravo, kada radimo s određenom kemijskom tvari, nemamo posla s pojedinačnim atomima ili molekulama, već s skupom vrlo veliki brojčestice čije se razine organizacije mogu prikazati sljedećim dijagramom:
Za kvantitativni opis velikih nizova čestica, koje su makrotijela, uveden je poseban pojam "količine materije", kao strogo određenog broja njezinih strukturnih elemenata. Jedinica količine tvari je mol. Mol je količina tvari(n) , koji sadrži onoliko strukturnih ili formulskih jedinica koliko je atoma sadržano u 12 g izotopa ugljika 12 C. Trenutno je ovaj broj prilično točno izmjeren i iznosi 6,022 × 10 23 (Avogadrov broj, N A). Atomi, molekule, ioni, kemijske veze i drugi objekti mikrosvijeta mogu djelovati kao strukturne jedinice. Pojam "jedinica formule" koristi se za tvari s nadmolekularnom strukturom i definira se kao najjednostavniji odnos između njezinih sastavnih elemenata (bruto formula). U u ovom slučaju formulska jedinica preuzima ulogu molekule. Na primjer, 1 mol kalcijevog klorida sadrži 6,022 × 10 23 formulske jedinice - CaCl 2.
Jedna od važnih karakteristika tvari je njezina molarna masa (M, kg/mol, g/mol). Molarna masa je masa jednog mola tvari. Relativna molekulska masa i molarna masa tvari brojčano su iste, ali imaju različite dimenzije, npr. za vodu M r = 18 (relativne atomske i molekularne mase su bezdimenzijske vrijednosti), M = 18 g/mol. Količina tvari i molarna masa povezani su jednostavnim odnosom:
Osnovni stehiometrijski zakoni koji su formulirani na prijelazu iz 17. u 18. stoljeće odigrali su veliku ulogu u formiranju kemijskog atomizma.
1. Zakon o očuvanju mase (M.V. Lomonosov, 1748.).
Zbroj masa produkata reakcije jednak je zbroju masa tvari koje su međusobno djelovale. U matematičkom obliku, ovaj zakon je izražen sljedećom jednadžbom:
Dodatak ovom zakonu je zakon o održanju mase elementa (A. Lavoisier, 1789). Prema ovom zakonu Tijekom kemijske reakcije masa svakog elementa ostaje konstantna.
Zakoni M.V. Lomonosova i A. Lavoisier pronašli su jednostavno objašnjenje u okviru atomske teorije. Doista, tijekom bilo koje reakcije atomi kemijskih elemenata ostaju nepromijenjeni iu stalnim količinama, što podrazumijeva i postojanost mase svakog elementa pojedinačno i sustava tvari u cjelini.
Zakoni koji se razmatraju od odlučujuće su važnosti za kemiju jer omogućuju modeliranje kemijskih reakcija pomoću jednadžbi i izvođenje kvantitativnih izračuna na temelju njih. Međutim, treba napomenuti da zakon održanja mase nije apsolutno točan. Kao što slijedi iz teorije relativnosti (A. Einstein, 1905.), svaki proces koji se događa s oslobađanjem energije popraćen je smanjenjem mase sustava u skladu s jednadžbom:
gdje je DE oslobođena energija, Dm promjena mase sustava, c brzina svjetlosti u vakuumu (3,0×10 8 m/s). Kao rezultat, jednadžba zakona održanja mase trebala bi biti zapisana u sljedećem obliku:
Dakle, egzotermne reakcije praćene su smanjenjem mase, a endotermne reakcije popraćene su povećanjem mase. U ovom slučaju, zakon održanja mase može se formulirati na sljedeći način: u izoliranom sustavu zbroj masa i reduciranih energija je konstantna veličina. Međutim, za kemijske reakcije, toplinski učinci koji se mjere u stotinama kJ/mol, defekt mase je 10 -8 -10 -9 g i ne može se otkriti eksperimentalno.
2. Zakon stalnosti sastava (J. Proust, 1799.-1804.).
Individualna kemikalija molekularna struktura ima stalan kvalitativni i kvantitativni sastav, neovisno o načinu pripreme. Spojevi koji se pokoravaju zakonu stalnog sastava nazivaju se daltonist. Daltonidi su svi danas poznati organski spojevi (oko 30 milijuna) i dio (oko 100 tisuća) anorganskih tvari. Tvari koje imaju nemolekularnu strukturu ( Bertolides), ne poštuju ovaj zakon i mogu imati promjenjiv sastav, ovisno o načinu dobivanja uzorka. To uključuje većinu (oko 500 tisuća) anorganskih tvari. To su uglavnom binarni spojevi d-elemenata (oksidi, sulfidi, nitridi, karbidi i dr.). Primjer spoja promjenjivog sastava je titanov(III) oksid, čiji sastav varira od TiO 1,46 do TiO 1,56. Razlog promjenjivog sastava i iracionalnosti Bertolidnih formula su promjene u sastavu nekih elementarnih ćelija kristala (greške u kristalnoj strukturi), koje ne povlače oštru promjenu svojstava tvari. Za Daltonide je takav fenomen nemoguć, jer promjena u sastavu molekule dovodi do stvaranja novog kemijskog spoja.
3. Zakon ekvivalenata (I. Richter, J. Dalton, 1792.-1804.).
Mase tvari koje reagiraju izravno su proporcionalne njihovim ekvivalentnim masama.
gdje su E A i E B ekvivalentne mase tvari koje reagiraju.
Ekvivalentna masa tvari je molarna masa njezina ekvivalenta.
Ekvivalent je stvarna ili uvjetna čestica koja predaje ili dobiva jedan vodikov kation u kiselinsko-baznim reakcijama, jedan elektron u redoks reakcijama ili u interakciji s jednim ekvivalentom bilo koje druge tvari u reakcijama izmjene. Na primjer, kada metalni cink reagira s kiselinom, jedan atom cinka istiskuje dva atoma vodika, odajući dva elektrona:
Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2
Zn 0 - 2e - = Zn 2+
Prema tome, ekvivalent cinka je 1/2 njegovog atoma, tj. 1/2 Zn (uvjetna čestica).
Broj koji pokazuje koji je dio molekule ili jedinice formule tvari njezin ekvivalent naziva se faktor ekvivalencije - f e. Ekvivalentna masa ili molarna masa ekvivalenta definirana je kao umnožak faktora ekvivalencije i molarne mase:
Na primjer, u reakciji neutralizacije sumporna kiselina otpušta dva vodikova kationa:
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
Prema tome, ekvivalent sumporne kiseline je 1/2 H 2 SO 4, faktor ekvivalencije je 1/2, a ekvivalentna masa je (1/2) × 98 = 49 g/mol. Kalijev hidroksid veže jedan kation vodika, pa mu je ekvivalent jedinica formule, faktor ekvivalencije jednak je jedinici, a ekvivalentna masa jednaka je molarnoj masi, tj. 56 g/mol.
Iz razmatranih primjera jasno je da je pri izračunavanju ekvivalentne mase potrebno odrediti faktor ekvivalencije. Za to postoji niz pravila:
1. Faktor ekvivalencije kiseline ili baze jednak je 1/n, gdje je n broj vodikovih kationa ili hidroksidnih aniona uključenih u reakciju.
2. Faktor ekvivalencije soli jednak je kvocijentu jedinice podijeljenom s umnoškom valencije (v) metalnog kationa ili kiselinskog ostatka i njihovog broja (n) u soli (stehiometrijski indeks u formuli):
Na primjer, za Al 2 (SO 4) 3 - f e = 1/6
3. Faktor ekvivalencije oksidacijskog agensa (reducentskog agensa) jednak je kvocijentu jedinice podijeljenom s brojem elektrona koje je on vezao (donirao).
Treba obratiti pozornost na činjenicu da isti spoj može imati različit faktor ekvivalencije u različitim reakcijama. Na primjer, u kiselo-baznim reakcijama:
H3PO4 + KOH = KH2PO4 + H2O f e (H3PO4) = 1
H 3 PO 4 + 2KOH = K 2 HPO 4 + 2H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1/2
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O f e (H3PO4) = 1/3
ili u redoks reakcijama:
KMn 7+ O 4 + NaNO 2 + H 2 SO 4 ® Mn 2+ SO 4 + NaNO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
MnO 4 - + 8H + + 5e - ® Mn 2+ + 4H 2 O f e (KMnO 4) = 1/5
Materijal iz Unciklopedije
Vodeća ideja atomsko-molekularne znanosti, koja čini temelj moderne fizike, kemije i prirodnih znanosti, je ideja o diskretnosti (diskontinuitetu strukture) materije.
Prve ideje da se materija sastoji od pojedinačnih nedjeljivih čestica pojavile su se u antičko doba i u početku su se razvijale u skladu s općim filozofske ideje o svijetu. Na primjer, neki filozofske škole Stara Indija(1. tisućljeće pr. Kr.) priznao je ne samo postojanje primarnih nedjeljivih čestica materije (anu), već i njihovu sposobnost međusobnog spajanja, tvoreći nove čestice. Slična su učenja postojala i u drugim zemljama drevni svijet. Najveću slavu i utjecaj na kasniji razvoj znanosti imao je starogrčki atomizam, čiji su tvorci Leukip (5. st. pr. Kr.) i Demokrit (r. oko 460. pr. Kr. - u. oko 370. pr. Kr.). “Uzroci svih stvari”, napisao je starogrčki filozof i znanstvenik Aristotel (384. – 322. pr. Kr.), izlažući Demokritov nauk, “jesu određene razlike u atomima. A postoje tri razlike: oblik, poredak i položaj.” U djelima samog Aristotela postoji važan koncept mixisa - homogenog spoja formiranog od razne tvari. Kasnije je starogrčki materijalistički filozof Epikur (342–341 pr. Kr. - 271–270 pr. Kr.) uveo koncept mase atoma i njihove sposobnosti da se spontano otklone tijekom kretanja.
Važno je napomenuti da, prema mnogim starogrčkim znanstvenicima, složeno tijelo nije jednostavna mješavina atoma, već kvalitativno nova integralna formacija, obdarena novim svojstvima. Međutim, Grci još nisu razvili koncept posebnih “višeatomskih” čestica – molekula, posrednika između atoma i složenih tijela, koje bi bile najmanji nositelji svojstava tijela.
U srednjem vijeku došlo je do naglog pada interesa za antički atomizam. Crkva je optužila stare Grke filozofska učenja u tvrdnji da je svijet nastao iz slučajnih kombinacija atoma, a ne Božjom voljom, kako zahtijeva kršćanska dogma.
U XVI–XVII st. U ozračju općeg kulturnog i znanstvenog uzleta počinje obnova atomizma. U tom su razdoblju napredni znanstvenici različite zemlje: G. Galileo (1564–1642) u Italiji, P. Gassendi (1592–1655) u Francuskoj, R. Boyle (1627–1691) u Engleskoj i dr. - proglasili načelo: ne tražiti istinu u Svetom pismu, nego “izravno” čitati knjigu prirode
P. Gassendi i R. Boyle duguju glavne zasluge za daljnji razvoj antičkog atomizma. Gassendi je uveo pojam molekule, pod kojom je razumio kvalitativno novu tvorevinu, sastavljenu spajanjem nekoliko atoma. Širok program za stvaranje korpuskularne filozofije prirode predložio je R. Boyle. Svijet korpuskula, njihovo kretanje i “pleksus”, prema engleskom znanstveniku, vrlo je složen. Svijet kao cjelina i njegove najmanje čestice svrhovito su uređeni mehanizmi. Boyleova tjelešca više nisu primarni neuništivi atomi antički filozofi, već složena cjelina sposobna mijenjati svoju strukturu kretanjem.
“Otkako sam čitao Boylea,” napisao je M.V. Lomonosov, “obuzela me je strastvena želja da istražim najmanje čestice.” Veliki ruski znanstvenik M. V. Lomonosov (1711. – 1765.) razvio je i potkrijepio učenje o materijalnim atomima i korpuskulama. Atomima je pripisao ne samo nedjeljivost, već i aktivni princip - sposobnost kretanja i interakcije. “Neosjetljive čestice moraju se razlikovati po masi, obliku, kretanju, inercijskoj sili ili položaju.” Korpuskule homogenih tijela, prema Lomonosovu, "sastoje se od istog broja istih elemenata, povezanih na isti način... Korpuskule su heterogene kada su njihovi elementi različiti ili povezani na različite načine ili u različitom broju." Samo zato što je proučavanje masovnih odnosa početkom 18.st. tek počinjao, Lomonosov nije bio u stanju stvoriti kvantitativno atomsko molekularna znanost.
To je učinio engleski znanstvenik D. Dalton (1766–1844). Atom je smatrao najmanjom česticom kemijskog elementa, koja se od atoma drugih elemenata razlikuje prvenstveno po masi. Kemijski spoj, prema njegovom učenju, skup je “složenih” (ili “kompozitnih”) atoma koji sadrži određeni broj atoma svakog elementa, karakterističan samo za danu složenu tvar. Engleski znanstvenik sastavio je prvu tablicu atomske mase, ali zbog činjenice da su se njegove ideje o sastavu molekula često temeljile na proizvoljnim pretpostavkama po načelu “najveće jednostavnosti” (npr. za vodu je prihvatio formulu OH), ova se tablica pokazala netočnom.
Osim toga, u prvoj polovici 19.st. mnogi kemičari nisu vjerovali u mogućnost određivanja pravih atomskih masa i radije su koristili ekvivalente koji su se mogli pronaći eksperimentalno. Stoga je pripisana ista veza različite formule, a to je dovelo do utvrđivanja netočnih atomskih i molekularnih masa.
Jedni od prvih koji su započeli borbu za reformu teorijske kemije bili su francuski znanstvenici C. Gerard (1816–1856) i O. Laurent (1807–1853), koji su stvorili točan sustav atomskih masa i kemijske formule. Godine 1856. ruski znanstvenik D. I. Mendeljejev (1834. – 1907.), a zatim, neovisno o njemu, talijanski kemičar S. Cannizzaro (1826. – 1910.) predložili su metodu za izračunavanje molekulske mase spojeva iz dvostruke gustoće njihovih para relativne na vodik. Do 1860. godine ova se metoda ustalila u kemiji, što je bilo ključno za utemeljenje atomsko-molekularne teorije. U svom govoru na Međunarodnom kongresu kemičara u Karlsruheu (1860.) Cannizzaro je uvjerljivo dokazao ispravnost ideja Avogadra, Gerarda i Laurenta, potrebu njihova usvajanja za ispravno određivanje atomskih i molekularnih masa i sastava. kemijski spojevi. Zahvaljujući radu Laurenta i Cannizzara, kemičari su shvatili razliku između oblika u kojem element postoji i reagira (na primjer, za vodik, to je H 2) i oblika u kojem je prisutan u spoju (HCl, H2O, NH3 itd.). Kao rezultat toga, Kongres je usvojio sljedeće definicije atoma i molekule: molekula - “količina tijela koja ulazi u reakcije i određuje Kemijska svojstva"; atom - "najmanja količina elementa uključena u čestice (molekule) spojeva." Također je prihvaćeno da se pojam "ekvivalent" treba smatrati empirijskim, ne podudarajući se s pojmovima "atom" i "molekula".
Atomske mase koje je utvrdio S. Cannizzaro poslužile su D. I. Mendeljejevu kao osnova za otkriće periodičkog zakona kemijskih elemenata. Odluke kongresa imale su blagotvoran učinak na razvoj organske kemije, jer je utvrđivanje formula spojeva otvorilo put za stvaranje strukturne kemije.
Tako je do početka 1860-ih. Atomsko-molekularna doktrina oblikovana je u obliku sljedećih odredbi.
1. Tvari se sastoje od molekula. Molekula je najmanja čestica tvari koja ima svoja kemijska svojstva. Mnoga fizikalna svojstva tvari – vrelišta i tališta, mehanička čvrstoća, tvrdoća itd. – određena su ponašanjem velikog broja molekula i djelovanjem međumolekulskih sila.
2. Molekule se sastoje od atoma koji su međusobno povezani određenim odnosima (vidi Molekula; Kemijska veza; Stehiometrija).
3. Atomi i molekule su u stalnom spontanom gibanju.
4. Molekule jednostavnih tvari sastoje se od istih atoma (O 2, O 3, P 4, N 2 itd.); molekule složenih tvari – iz različitih atoma (H 2 O, HCl).
6. Svojstva molekula ne ovise samo o njihovom sastavu, već i o načinu na koji su atomi međusobno povezani (vidi Teorija kemijske strukture; Izomerija).
Moderna znanost razvila je klasičnu atomsko-molekularnu teoriju, a neke su njezine odredbe revidirane.
Utvrđeno je da atom nije nedjeljiva tvorevina bez strukture. No, o tome su nagađali i mnogi znanstvenici u prošlom stoljeću.
Ispostavilo se da nisu u svim slučajevima čestice koje tvore tvar molekule. Mnogi kemijski spojevi, osobito u krutom i tekućem stanju, imaju ionsku strukturu, poput soli. Neke tvari, poput plemenitih plinova, sastoje se od pojedinačnih atoma koji međusobno slabo djeluju čak iu tekućem i čvrstom stanju. Osim toga, tvar se može sastojati od čestica nastalih kombinacijom (udruživanjem) nekoliko molekula. Da, kemijski čista voda tvore ga ne samo pojedinačne molekule H 2 O, već i molekule polimera (H 2 O)n, gdje je n = 2–16; Istodobno sadrži hidratizirane H + i OH − ione. Posebna skupina spojevi tvore koloidne otopine. I konačno, kada se zagrije na temperature od reda tisuća i milijuna stupnjeva, tvar prelazi u posebno stanje - plazma, koji je mješavina atoma, pozitivnih iona, elektrona i atomskih jezgri.
Pokazalo se da kvantitativni sastav molekula s istim kvalitativnim sastavom ponekad može varirati u širokim granicama (na primjer, dušikov oksid može imati formulu N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5, NO 3 ), dok ako uzmemo u obzir ne samo neutralne molekule, već i molekularne ione, granice mogućih sastava se šire. Dakle, molekula NO 4 je nepoznata, ali je ion NO 3− 4 nedavno otkriven; ne postoji molekula CH 5, ali je poznat kation CH + 5 itd.
Otkriveni su takozvani spojevi promjenjivog sastava u kojima po jedinici mase jednog elementa dolazi različita masa drugog elementa, npr.: Fe 0,89–0,95 O, TiO 0,7–1,3 itd.
Pojašnjen je stav da se molekule sastoje od atoma. Prema suvremenim kvantnomehaničkim konceptima (vidi Kvantna kemija), samo jezgra atoma u molekuli ostaje više-manje nepromijenjena, tj. jezgra i unutarnje elektronske ljuske, dok se priroda gibanja vanjskih (valentnih) elektrona radikalno mijenja pa da se formira nova, molekularna elektronska ljuska, koja pokriva cijelu molekulu (vidi Kemijska veza). U tom smislu, u molekulama nema nepromjenjivih atoma.
Uzimajući u obzir ova pojašnjenja i dopune, treba imati na umu da je moderna znanost sačuvala racionalno zrno klasičnog atomsko-molekularnog učenja: ideje o diskretnoj strukturi materije, sposobnosti atoma da proizvode, međusobno kombinirajući u određenom redu kvalitativno nove i složenije tvorevine te o kontinuiranom kretanju čestica koje čine tvar.
Atomsko-molekularna znanost
Pojam materije i gibanja
Moderna kemija jedna je od prirodne znanosti, čiji je predmet proučavanja materija i sustav je pojedinih kemijskih disciplina - anorganske, analitičke, fizikalne, organske, koloidne itd.
Cijeli raznoliki svijet oko nas, cijeli niz predmeta i pojava su ujedinjeni opći koncept- materija za koju su poznata dva oblika postojanja - supstancija i polje.
Materija je materijalna tvorevina koja se sastoji od čestica koje imaju vlastitu masu ili masu mirovanja. Moderna znanost Poznate su različite vrste materijalnih sustava i odgovarajućih strukturnih razina materije. Tu spadaju i elementarne čestice (elektroni, protoni, neutroni itd.) i makroskopska tijela različitih veličina (geološki sustavi, planeti, zvijezde, zvjezdani skupovi, galaksije, sustavi galaksija itd.) moderna znanja o strukturi materije proširuju se iz 10 -14 cm prije 10 28 cm(približno 13 milijardi svjetlosne godine).
Za razliku od materije, polje je materijalni medij u kojem čestice međusobno djeluju. Na primjer, u elektroničkom polju dolazi do interakcije između nabijenih čestica, a u nuklearnom polju do interakcije dolazi između protona i neutrona.
Univerzalni oblici postojanja materije su prostor i vrijeme, koji ne postoje izvan materije, kao što ne mogu postojati materijalni objekti koji nemaju prostorno-vremenska svojstva.
Temeljno i integralno svojstvo materije je kretanje – način njenog postojanja. Oblici gibanja materije vrlo su raznoliki, međusobno su povezani i mogu prelaziti jedan u drugi. Na primjer, mehanički oblik gibanja materije može se pretvoriti u električni oblik, električni oblik u toplinski oblik, itd. Mjera kretanja materije, njena kvantitativna karakteristika, je energija.
Definicija kemije
Razni oblici kretanja tvari proučavaju razne znanosti - fizika, kemija, biologija itd. Kemija proučava kemijski oblik kretanja tvari koji se shvaća kao kvalitativna promjena tvari, pretvaranje jednih tvari u druge. U tom se slučaju kemijske veze između atoma koji čine tvar prekidaju, ponovno se pojavljuju ili redistribuiraju. Kao rezultat kemijskih procesa nastaju nove tvari s novim fizikalnim i kemijskim svojstvima.
Dakle, kemija je znanost koja proučava procese pretvorbe tvari, praćene promjenama sastava, strukture i svojstava, kao i međusobne prijelaze između tih procesa i drugih oblika kretanja tvari.
Predmet proučavanja kemije su kemijski elementi i njihovi spojevi. Proučavajući svojstva tvari i njihove pretvorbe, kemija otkriva prirodne zakone, spoznaje materiju i njezino kretanje. Studij kemije kao jedne od najvažnijih temeljnih prirodnih znanosti nužan je za formiranje znanstvenog svjetonazora.
Atomsko-molekularna znanost
Atomsko-molekularnu znanost razvio je i prvi primijenio u kemiji veliki ruski znanstvenik M.V. Lomonosov. Glavne odredbe njegova učenja izložene su u djelu "Elementi matematičke kemije". Suština učenja M.V. Lomonosov se svodi na sljedeće.
1. Sve tvari sastoje se od “tjelešaca” (kako je M.V. Lomonosov nazvao molekule). 2. Molekule se sastoje od elemenata (atoma). 3. Čestice – molekule i atomi su u neprekidnom gibanju. 4. Molekule jednostavnih tvari sastoje se od istih atoma, molekule složenih tvari - od različitih atoma.
Ova je doktrina kasnije razvijena u djelima D. Daltona i J. Berzeliusa. Atomsko-molekularna teorija u kemiji konačno je utemeljena sredinom 19. stoljeća. Na Međunarodnom kongresu kemičara u Karlsruheu 1860. godine usvojene su definicije pojmova kemijskog elementa, atoma i molekule.
Atom je najmanja čestica kemijskog elementa koja ima svoja kemijska svojstva i nedjeljiva je kada kemijske reakcije.
Molekula je najmanja čestica tvari koja ima svoja kemijska svojstva. Kemijska svojstva molekule određena su njezinim sastavom i kemijskom strukturom.
Sve tvari dijele se na jednostavne i složene.
Jednostavna tvar sastoji se od atoma istog elementa.
Složena tvar sastoji se od atoma različitih elemenata. Na primjer, bakreni oksid (II) tvore atomi elemenata bakra i kisika.
Prije samo 100 godina na atom se gledalo kao na nedjeljiv entitet. Međutim, u skladu sa suvremenim konceptima, atom ima složenu strukturu i sastoji se od tri subatomske čestice: protona, neutrona i elektrona. Protoni imaju pozitivan naboj; neutroni nemaju naboj, ali elektroni imaju negativni naboj. Naboji na protonu i elektronu jednaki su po veličini. Protoni i neutroni zajedno zauzimaju vrlo mali volumen atoma, koji se naziva jezgra. Najviše Ostatak volumena atoma je prostor u kojem se kreću elektroni. Budući da atomi nemaju neto električni naboj, svaki atom sadrži jednak broj elektrona i protona. Naboj jezgre određen je brojem protona.
Kemijski element je vrsta atoma karakterizirana istim nuklearnim nabojem i, u skladu s tim, karakterizirana određenim skupom svojstava. Atomi istog elementa koji se razlikuju po broju neutrona, a time i po masi, nazivaju se izotopi. Simbol 12 6 C ili jednostavno 12 C znači atom ugljika sa šest protona i šest neutrona. Broj protona u jezgri atoma naziva se atomski broj. Superskript (12) naziva se maseni broj i označava ukupan broj protona i neutrona u jezgri atoma.
Pojam "kemijski element" ne može se poistovjetiti s pojmom "jednostavne tvari". Jednostavnu tvar karakterizira određena gustoća, topljivost, talište i vrelište itd. Ova svojstva se odnose na skup atoma i različita su za različite jednostavne tvari.
Kemijski element karakterizira određeni nuklearni naboj, izotopski sastav itd. Svojstva elementa odnose se na njegove pojedinačne atome.
Složene tvari nisu sastavljene od jednostavnih tvari, već od elemenata. Na primjer, voda se ne sastoji od jednostavnih tvari vodika i kisika, već od elemenata vodika i kisika.
Mnogi kemijski elementi tvore nekoliko jednostavnih tvari koje se razlikuju po strukturi i svojstvima. Ta se pojava naziva alotropija, a nastale tvari nazivaju se alotropskim modifikacijama ili modifikacijama. Dakle, element kisik tvori dvije alotropske modifikacije: kisik O 2 i ozona O 3; karbonski element - tri: dijamant, grafit i karabin.
Kemijski oblik kretanja tvari proučava se i poznaje mjerenjem fizičkih svojstava i fizičkih veličina svojstvenih svakoj tvari. Fizička veličina je, na primjer, masa tvari, njezina gustoća, talište. U kemiji se široko koriste pojmovi relativne atomske i molekularne mase tvari.
Relativna atomska masa. Mase atoma su izuzetno male. Dakle, masa atoma vodika je 1,674×10 -27 kg, kisik - 2,667×10 -26 kg. U kemiji se tradicionalno koriste relativne, a ne apsolutne vrijednosti mase. Jedinica relativne mase je jedinica atomske mase (skraćeno a.e.m.), koji predstavlja 1/12 masa atoma ugljika - 12 , tj. izotop ugljika 6 C - 1,66×10 -27 kg. Budući da većina elemenata ima atome različitih masa, relativna atomska masa kemijskog elementa bezdimenzijska je veličina jednaka omjeru prosječne mase atoma prirodnog izotopskog sastava elementa i 1/12 masa atoma ugljika.
Relativna atomska masa elementa označava se sa A r. Na primjer,
Gdje 1,993·10 -26 kg– masa atoma ugljika.
Relativna molekularna težina. Relativne molekulske mase, kao i atomske mase, izražavaju se u jedinicama atomske mase. Relativna molekularna masa tvari bezdimenzijska je veličina jednaka omjeru prosječne mase molekule prirodnog izotopskog sastava tvari prema 1/12 masa atoma ugljika 12 6 C.
Relativna molekulska težina je označena sa M r. Brojčano je jednak zbroju relativnih atomskih masa svih atoma koji čine molekulu tvari, a izračunava se pomoću formule tvari. Na primjer, M r (H 2 O) bit će sastavljena od 2 A r (N)» 2; A r (O) = 1 × 16 = 16; M r (H20) = 2 + 16 = 18.
Mol. U međunarodnom sustavu jedinica (SI) Mol se uzima kao količinska jedinica tvari. Mol je količina tvari koja sadrži mnogo strukturnih ili formulskih elemenata (FE) jedinice (molekule, atomi, ioni, elektroni ili drugi), koliko se atoma nalazi u 0,012 kg izotop ugljika 12 6 C.
 |
Poznavajući masu jednog atoma ugljika 12 C (1,993×10 -26 kg), izračunajte broj atoma N A V 0,012 kg ugljik.
Broj čestica u 1 mol svaka tvar je ista. Jednako je 6,02 × 10 23 i naziva se Avogadrova konstanta (označeno N A, dimenzija 1/mol ili madež -1). Očito, u 2 mol ugljik će biti sadržan 2 × 6,02 × 10 23 atomi, u 3 mol - 3 × 6,02 × 10 23 atomi.
Molekulska masa. Obično se označava M. Molarna masa je vrijednost jednaka omjeru mase tvari i količine tvari. Ima dimenziju kg/mol ili g/mol. Na primjer, M = m/n ili M = m/n, Gdje m- masa u gramima; n(gol) ili n- količina tvari u molovima, M- molarna masa u g/mol- konstantna vrijednost za svaku danu tvar. Dakle, ako je masa molekule vode jednaka 2,99×10 -26 kg, zatim molarna masa M(H2O) = 2,99×10 -26 kg × 6,02×10 23 mol -1 = 0,018 kg/mol ili 18 g/mol. Općenito, molarna masa tvari, izražena u g/mol, brojčano je jednaka relativnoj atomskoj ili relativnoj molekularnoj masi ove tvari.
Na primjer, relativne atomske i molekularne mase C, O2, H2S odnosno jednaki 12, 32, 34, a njihove molarne mase su redom 12, 32, 34 g/mol.
Pojam i građa atoma
Jedan od temeljnih pojmova kemije i drugih prirodnih znanosti je atom. Ovaj izraz ima dugo podrijetlo; datira prije oko 2500 godina. Pojam atoma prvi put se pojavio u Drevna grčka, oko 5. stoljeća. PRIJE KRISTA e. Utemeljitelji atomističke doktrine bili su starogrčki filozofi Leukip i njegov učenik Demokrit. Oni su iznijeli ideju o diskretnoj strukturi materije i uveli pojam "ATOM". Demokrit je definirao atom kao najmanju, dalje nedjeljivu česticu materije.
Demokritovo učenje nije postalo široko rasprostranjeno, a dugo je povijesno razdoblje u kemiji (au srednjem vijeku - alkemiji) dominirala Aristotelova teorija (384. - 322. pr. Kr.). Prema Aristotelovom učenju, glavni principi prirode su apstraktni “principi”: hladnoća, toplina, suhoća i vlaga, čija kombinacija tvori četiri glavna “elementa”: zemlju, zrak, vatru i vodu.
Tek početkom 19. stoljeća engleski znanstvenik John Dalton vraća se atomima kao najmanjim česticama materije i uvodi ovaj pojam u znanost. Tome je prethodio rad tako izvanrednih znanstvenika kao što su R. Boyle (u knjizi "Skeptični kemičar" zadao je snažan udarac idejama alkemičara), J. Priestley i C.W. Scheele (otkriće kisika), G. Cavendish (otkriće vodika), A. L. Lavoisier (pokušaj sastavljanja prve tablice jednostavnih tvari), M. V. Lomonosov (temeljni principi atomsko-molekularne znanosti, zakon održanja mase), J. L. Proust (zakon stalnosti sastava). ) i mnogi drugi.
Atom(Grčki ατομος - nedjeljiv) najmanja je čestica kemijskog elementa sposobna samostalno postojati i biti nositelj njegovih svojstava. Atom je električki neutralan mikrosustav koji se sastoji od pozitivno nabijene jezgre i odgovarajućeg broja elektrona.
Vrsta atoma određena je sastavom njegove jezgre. Atomi svake vrste slični su jedni drugima, ali se razlikuju od atoma bilo koje druge vrste. Dakle, atomi ugljika, dušika i kisika imaju različite veličine i razlikuju se u fizikalnim i kemijskim svojstvima. Jezgra se sastoji od elektrona, protona i neutrona, koji se zajednički nazivaju nukleoni.
Elektron[starogrčki ηλεκτρον - jantar (dobro je elektrificiran trenjem)] - stabilna elementarna čestica s masom mirovanja jednakom 9,109·10 -31 kg = 5,486·10 -4 amu. , i nosi elementarni negativni naboj jednak 1,6·10 -19 C.
U kemiji i fizici, kada se rješavaju mnogi problemi, naboj elektrona se uzima kao - 1 i naboji svih ostalih čestica se izražavaju u tim jedinicama. Elektroni su dio svih atoma.
Proton(Grčki πρωτοσ - prvi) - elementarna čestica, koja je sastavni dio atomskih jezgri svih kemijskih elemenata, ima masu mirovanja m r= 1,672·10 -27 kg = 1,007 a.m.u. i elementarni pozitivni električni naboj jednak po veličini naboju elektrona, tj. 1,6·10 -19 Cl.
Broj protona u jezgri određuje atomski broj kemijskog elementa.
Neutron(lat. neutralan- ni jedno ni drugo) - električki neutralna elementarna čestica s masom mirovanja malo većom od mase mirovanja protona m n= 1,65·10 -27 kg = 1,009 a.u.m.
Uz proton, neutron je dio svih atomskih jezgri (s izuzetkom jezgre izotopa vodika 1 H, koja je jedan proton).
Karakteristike pojedinca elementarne čestice
| Elementarna čestica | Oznaka | Težina | Električno punjenje | ||
| u jedinicama SI (kg) | u amu | u Kl | u nabojima elektrona | ||
| Elektron | e- | 9.109 10 -31 | 5,486·10 -4 | 1,6·10 -19 | -1 |
| Proton | str | 1.672·10 -27 | 1,007 | 1,6·10 -19 | 1 |
| Neutron | n | 1.675·10 -27 | 1,009 | 0 | 0 |
Opći (grupni) naziv za protone i neutrone je nukleoni.
Pojam i oblici postojanja kemijskog elementa
Kemijski element- vrsta atoma s istim nuklearnim nabojem.
Kemijski element je pojam, a ne materijalna čestica. Ovo nije atom, već zbirka atoma koju karakterizira određena značajka - isti nuklearni naboj.
Atomi nekog elementa mogu imati različit broj neutrona u jezgri, a time i različite mase.
Maseni broj - ukupni broj nukleona (protona i neutrona) u jezgri.
Jezgra atoma sastoji se od protona, čiji je broj jednak atomskom broju elementa (Z), i neutroni (N). A = Z + N, Gdje A- maseni broj.
Nuklidi(lat. jezgra- jezgra) - uobičajeno ime atomske jezgre karakterizira određeni broj protona i neutrona (količina pozitivnog naboja i maseni broj).
Da bi se označio kemijski element, dovoljno je navesti samo jednu veličinu - naboj jezgre, tj. redni broj elementa u periodnom sustavu. Za određivanje nuklida to nije dovoljno - mora se navesti i njegov maseni broj.
Ponekad, ne sasvim točno, koncept "nuklida" ne odnosi se na samu jezgru, već na cijeli atom.
Izotopi(Grčki ισος - identičan + τοπος - mjesto) - nuklidi koji imaju isti broj protona, ali se razlikuju po masenim brojevima.
Izotopi su nuklidi koji zauzimaju isto mjesto u periodnom sustavu elemenata, odnosno atomi istog kemijskog elementa.
Na primjer: 11 22 Na, 11 23 Na, 11 24 Na.
Izobare(Grčki ιςο - jednako + βαροσ - težina) - nuklidi koji imaju iste masene brojeve, ali različit broj protona (tj. vezani su za različite kemijske elemente).
Na primjer: 90 Sr, 90Y, 90 Zr.
Izotoni- nuklidi s istim brojem neutrona.
Kada atomi kemijski međudjeluju, nastaju molekule.
Molekula(deminutiv od lat. madeži- masa) najmanja je čestica tvari koja određuje njezina svojstva. Sastoji se od atoma jednog ili različitih kemijskih elemenata i postoji kao jedan sustav atomske jezgre i elektrona. U slučaju monoatomskih molekula (na primjer, plemenitih plinova), koncepti atoma i molekule su isti.
Molekule su monoatomske (na primjer, molekule helija Ne), dvoatomni (dušik N 2, ugljični monoksid CO), poliatomski (voda H 2 O, benzen C 6 H 6) i polimerni (koji sadrže do stotine tisuća ili više atoma - molekule metala u kompaktnom stanju, proteini, kvarc).
Atomi se u molekuli drže kemijskim vezama.
U kemiji, osim atoma i molekula, moramo uzeti u obzir i druge strukturne jedinice: ione i radikale.
Ioni(Grčki ιον - going) - električki nabijene čestice nastale od atoma (ili atomskih skupina) kao rezultat dodavanja ili gubitka elektrona.
Pozitivno nabijeni ioni nazivaju se kationi(Grčki κατα dolje + ion), negativno nabijen - anioni(Grčki ανα - gore + ion).
Na primjer: K+- kation kalija, Fe 2+- kation željeza, NH4+- amonijev kation, Cl - - klorov anion (kloridni anion), S 2-- anion sumpora (sulfidni anion), SO 4 2-- sulfatni anion.
Radikali(lat. radicalis- radikal) - čestice (atomi ili skupine atoma) s nesparenim elektronima.
Vrlo su reaktivni.
Na primjer: N-vodikov radikal, C1- radikal klora, CH 3- metilni radikal.
U isto vrijeme, paramagnetske molekule, npr. O 2, NE, NE 2 koji imaju nesparene elektrone nisu radikali.
Jednostavna tvar- tvar koja se sastoji od atoma jednog kemijskog elementa.
Jednostavna tvar je oblik postojanja kemijskog elementa. Mnogi elementi mogu postojati u obliku nekoliko jednostavnih tvari, na primjer, ugljik (grafit, dijamant, karbin, fulereni), fosfor (bijeli, crveni, crni), kisik (ozon, kisik).
Poznato je oko 400 jednostavnih tvari.
Alotropija(Grčki αλλοσ - ostalo + τροπε - rotacija) - sposobnost kemijskog elementa da postoji u obliku dviju ili više jednostavnih tvari koje se razlikuju po broju atoma u molekuli (npr. O 2 I O 3) ili različite kristalne strukture (grafit i dijamant).
Polimorfizam(Grčki πολιμορφοσ - raznolik) - sposobnost čvrste tvari postoje u dva ili više oblika s različitim kristalnim strukturama i različitim svojstvima. Takvi se oblici nazivaju polimorfne modifikacije.
Na primjer: FeS 2 mogu tvoriti dvije tvari s različitim kristalnim strukturama (polimorfe): jedna se zove pirit, a druga je markazit. Jesu li ove tvari alotropske modifikacije? Nisu.
Alotropija se odnosi samo na jednostavne tvari i uzima u obzir i razliku u sastavu njihovih molekula i razliku u strukturi kristalnih rešetki. Ako govorimo o razlikama u strukturi kristalnih rešetki jednostavnih tvari, onda se pojmovi polimorfizma i alotropije podudaraju, npr. za grafit i dijamant možemo reći da su to alotropni oblici, ili možemo reći da su polimorfni oblici .
1.Kemija kao predmet prirodnih znanosti Studij kemije onaj oblik kretanja tvari u kojem dolazi do međudjelovanja atoma uz nastajanje novih specifičnih tvari. Kemija-znanost o strukturi, strukturi i svojstva tvari, njihove transformacije ili pojave koje te transformacije prate. Moderna kemija uključuje: opća, organska, koloidna, analitička, fizikalna, geološka, biokemija, kemija građevinskih materijala. Predmet kemija- kemijski elementi i njihovi spojevi, kao i zakonitosti raznih kemijskih reakcija. povezuje fizikalno-matematičke i biološko-društvene znanosti.
2.Razred anorganski spojevi. Osnovna kemijska svojstva kiselina, baza, soli. Prema svojstvima anorganskih spojeva dijele se na tragove. Nastava: oksidi, baze, kiseline, soli. Oksidi- kombinacija elemenata s kisikom, pri čemu je potonji elektronegativniji element, naime, pokazuje oksidacijsko stanje -2. a vezan je samo element O2.Opća formula je CxOy. Tamo su:kiselo e-sposoban za stvaranje soli s bazičnim oksidima i bazama (SO3+Na2O=Na2SO4; So3+2NaOH=Na2SO4=H2O), glavni- sposobni stvarati soli s kiselim oksidima i kiselinama (CaO+CO2=CaCO3; CaO+2HCl=CaCl2+H2O ), amfoteran(tebi i osnove) i s ovim i s onim (ZnO, BeO, Cr2O3, SnO, PbO, MnO2). i neslane(CO,NO,N2O) Osnove - tvari, tijekom elektrolitičke disocijacije kojih anion može samo hidroksilna skupina OH. Kiselost baze je broj OH iona nastalih tijekom disocijacije hidroksida. Hidroksidi su tvari koje sadrže OH skupinu, dobivene spajanjem oksida s vodom. 3 vrste: Osnovni, temeljni(baze)kiselo(kiseline koje sadrže kisik) iamfoteran(amfoliti - pokazuju bazična i kisela svojstva Cr(OH)3,Zn(OH)2,Be(OH)2,Al(OH)3) kiseline-tvari tijekom elektrolitičke disocijacije kat. Kation m.b. samo + nabijeni ion H. Postoje: bez kisika, koji sadrže kisik H broj je bazičnost kiseline. meta i orto oblici molekula vode. Soli-tvari kod kojih tijekom elektrolitičke disocijacije kation može biti amonijev ion (NH4) ili metalni ion, a anion može biti bilo koji kiselinski ostatak Postoje: srednje(potpuna supstitucija. sastoje se od kiselinskog ostatka i metalnog iona), kiselo e (nepotpuna supstitucija. prisutnost nesupstituiranog H), bazična (nepotpuna supstitucija. prisutnost nesupstituiranih OH) Po sastavu anorganske tvari dijele se na binarni– sastoji se od samo dva elementa, i višeelementni– sastoji se od više elemenata.
3. Osnovne odredbe atomsko-molekularne nastave
1. Sve tvari sastoje se od molekula (tjelešaca), tijekom fizikalnih pojava molekule se čuvaju, a tijekom kemijskih se uništavaju.
2. Molekule se sastoje od atoma (elemenata), tijekom kemijskih reakcija atomi se čuvaju.
3. Atomi svake vrste (elementa) su međusobno identični, ali se razlikuju od atoma bilo koje druge vrste.
4. Međusobnim djelovanjem atoma nastaju molekule: homonuklearne (međusobnim djelovanjem atoma jednog elementa) ili heteronuklearne (međusobnim djelovanjem atoma različitih elemenata).
5. Kemijske reakcije uključuju stvaranje novih tvari iz istih atoma koji čine izvorne tvari + 6. molekule. a atomi su u neprekidnom gibanju, a toplina se sastoji u unutarnjem gibanju tih čestica
. Atom- najmanja čestica nekog elementa koja zadržava njegova kemijska svojstva. Atomi se razlikuju po nuklearnim nabojima, masi i veličini
Kemijski element- vrsta atoma s istim položajem. Naboj jezgre. Fizička svojstva, karakterističan za jednostavnu tvar, ne može se pripisati kemijskom elementu. Jednostavne tvari- to su tvari koje se sastoje od atoma istog kemijskog elementa. 4.Osnovni zakoni kemije (zakon održanja, stalnost sastava, višestruki omjeri, Avagadrov zakon) Zakon očuvanja: Masa tvari koje reagiraju jednaka je masi tvari koje nastaju reakcijom. Zakon stalnosti sastava : (svaki kemijski spoj ima isti kvantitativni sastav, bez obzira na način dobivanja) Omjeri masa elemenata koji ulaze u sastav danog spoja su konstantni i ne ovise o načinu dobivanja tog spoja.
Zakon višekratnika : Ako dva elementa međusobno tvore nekoliko kemijskih spojeva, tada se mase jednog od elemenata u tim spojevima prema istoj masi drugog međusobno odnose kao mali cijeli brojevi.
Avogadrov zakon. Jednaki volumeni bilo kojih plinova uzetih pri istoj temperaturi i istom tlaku sadrže isti broj molekula.
5. Zakon ekvivalenata . Ekvivalent tvari- ovo je količina tvari koja stupa u interakciju s 1 molom vodikovog atoma ili istiskuje isti broj H atoma u kemikaliji. Reakcije. Ve (L/Mol) je ekvivalentni volumen tvari, odnosno volumen jednog ekvivalenta tvari u plinovitom stanju ZAKON: Sve tvari reagiraju u kemijskim reakcijama i nastaju u ekvivalentnim količinama. Omjer ekvivalentnih masa, volumena, tvari koje reagiraju ili tvore izravno je proporcionalan omjeru njihovih masa (volumena) ili E (jednostavne) = A (atomska masa) / B (valencija elementa) E (kiseline) = M ( molarna masa) / bazična (kisela baza) E(hidroksid)=M/kiselina)kiselost hidroksida) E(soli oksidi) = M/a (broj atoma elementa u uzorku. Oksid (soli) * in (valencija ovog elementa ili metala)
6. Građa atoma. Jezgra. Nuklearne reakcije. Vrste zračenja. Rutherfordov model: 1.skoro sva masa je koncentrirana u jezgri 2.+ su kompenzirani – 3.naboj je jednak broju grupe. Najjednostavniji je H vodik Suvremeni koncept kemije. Element je vrsta atoma s istim položajem. Prema naboju jezgre, atom se sastoji od pozitivno nabijene jezgre i elektronske ljuske. Elektronsku ljusku tvore elektroni. Broj elektrona jednak je broju protona, stoga je naboj atoma kao cjeline 0. Broj protona, naboj jezgre i broj elektrona brojčano su jednaki atomskom broju kemijskog elementa . Gotovo sva masa atoma koncentrirana je u jezgri. Elektroni se kreću oko jezgre atoma, ne nasumično, već ovisno o energiji koju imaju, tvoreći takozvani elektronski sloj. Svaki elektronički sloj može sadržavati određeni broj elektrona: na prvom - ne više od 2, na drugom - ne više od 8, na trećem - ne više od 18. Broj elektroničkih slojeva određen je brojem razdoblja. Broj elektrona na posljednjem (vanjskom) sloju određen je brojem skupine.tijekom perioda dolazi do postupnog slabljenja metalnih svojstava i povećanja svojstava nemetala. Nuklearna reakcija je proces stvaranja novih jezgri ili čestica tijekom sudara jezgri ili čestica. Radioaktivnost naziva se spontana transformacija nestabilnog izotopa jednog kemijskog elementa u izotop drugog elementa, praćena emisijom elementarnih čestica ili jezgri Vrste zračenja: alfa, beta (negativno i pozitivno) i gama. Alfa čestica je jezgra atoma helija 4/2He. Kada se emitiraju alfa čestice, jezgra gubi dva protona i dva neutrona, stoga se naboj smanjuje za 2, a maseni broj za 4. Negativna beta čestica je elektron. Kada se elektron emitira, nuklearni naboj se povećava za jedan, ali se maseni broj ne mijenja. Ako nestabilni izotop postane toliko pobuđen da emisija čestice ne dovodi do potpunog uklanjanja pobuđenja, tada on emitira dio čiste energije koji se naziva gama zračenje. Atomi s istim nuklearnim nabojem, ali različitim masenim brojevima, nazivaju se izotopi (na primjer, 35/17 Cl i 37/17Cl) Atomi koji imaju iste masene brojeve, ali drugačiji broj protoni u jezgri nazivaju se izobare (na primjer 40/19K i 40/20Ca) Vrijeme poluraspada (T ½) je vrijeme tijekom kojeg se polovica izvorne količine radioaktivnog izotopa raspadne.
