- •Лекция №1 основные понятия и законы стехиометрии Оглавление
- •Предмет и задачи химии. Место химии среди естественных наук. Основные этапы развития химии
- •Явления химические и физические. Химические и физические свойства веществ. Простые и сложные вещества. Аллотропия
- •Атомно-молекулярное учение в химии. Атомы. Химические элементы. Атомное ядро. Изотопы. Молекулы, их формулы
- •Некоторые характеристики элементарных частиц, входящих в состав атома
- •Абсолютные массы атомов и молекул. Атомная единица массы. Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса и ее расчет
- •Количество вещества и его расчет. Моль – единица количества вещества. Число Авогадро. Молярная масса и ее расчет
- •Основные стехиометрические законы
- •1.6.1. Закон сохранения массы веществ
- •1.6.2. Закон постоянства состава
- •1.6.3. Закон кратных отношений
- •1.6.4. Закон объемных отношений
- •1.6.5. Закон Авогадро и основные следствия из закона
- •Химические формулы сложных веществ молекулярные и ионные соединения. Формульные единицы. Ионные формулы
- •Символы химических элементов, принятые в средние века
- •Символы химических элементов, предложенные д. Дальтоном
- •Количественный состав сложного вещества. Массовая доля элемента, ее расчет по формуле веществ
- •Химический эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалента. Закон эквивалентов
- •Химические уравнения. Расчеты по уравнениям реакций. Классификация химических реакций
- •Основные газовые законы
- •Основные классы неорганических веществ
- •Литература
Некоторые характеристики элементарных частиц, входящих в состав атома
Элементарная частица |
Обозначение |
Масса |
Электрический заряд |
||
в ед. СИ(кг) |
в а. е. м. |
в Кл |
в зарядах электрона |
||
Электрон |
e– |
9,109 10–31 |
5,468 10–4 |
1,6 10–19 |
–1 |
Протон |
p |
1,672 10–27 |
1,007 |
1,6 10–19 |
1 |
Нейтрон |
n |
1,675 10–27 |
1,009 |
0 |
0 |
Обобщающее (групповое) название протонов и нейтронов – нуклоны.
Массовое число – общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре.
Ядро атома состоит из протонов, число которых равно порядковому номеру элемента (Z), и нейтронов (N). A = Z + N, где A – массовое число.
Нуклиды (лат. nucleus – ядро) – общее название атомных ядер, характеризуются определенным числом протонов и нейтронов (величиной положительного заряда и массовым числом).
Для того чтобы указать химический элемент, достаточно назвать только одну величину – заряд ядра, т. е. порядковый номер элемента в Периодической системе. Для определения нуклида этого недостаточно – надо указать также и его массовое число.
Иногда, не совсем точно, понятие «нуклид» относят не к самому ядру, а ко всему атому.
Изотопы (греч. – одинаковый + – место) – нуклиды, имеющие одинаковое число протонов, но различающиеся массовыми числами.
Изотопы – нуклиды, занимающие одно и то же место в Периодической системе, т. е. атомы одного и того же химического элемента.
Например: , , – изотопы натрия.
Изобары (греч. – равный + – вес) – нуклиды, имеющие одинаковые массовые числа, но различное число протонов (т. е. относящиеся к различным химическим элементам), например, 90Sr, 90Y, 90Zr.
Изотоны – нуклиды с одинаковым числом нейтронов.
Довольно долго химики не делали четкого различия между атомами и молекулами простых веществ. В 1811 г. А. Авогадро предложил гипотезу, которая позволяла однозначно определить эти понятия, однако современники ее не оценили, и она получила признание только в 1860 г., после состоявшегося в Карлсруэ (Германия) первого международного съезда химиков, когда молекула стала пониматься как мельчайшая частица вещества, участвующая в его химических превращениях. По мере развития естественных наук определение молекулы претерпело некоторые изменения.
Молекула (уменьшительное от лат. moles – масса) – это наименьшая частица вещества, определяющая его свойства. Состоит из атомов одного или различных химических элементов и существует как единая система атомных ядер и электронов. В случае одноатомных молекул (например, благородных газов) понятия атома и молекулы совпадают.
Атомы удерживаются в молекуле с помощью химических связей.
В химии, кроме атомов и молекул, приходится рассматривать и другие структурные единицы: ионы и радикалы.
Ионы (греч. – идущий) – электрически заряженные частицы, образовавшиеся из атомов (или атомных групп) в результате присоединения или потери электронов.
Положительно заряженные ионы называются катионами (греч. – вниз + ион), отрицательно заряженные – анионами (греч. – вверх + ион).
Например, K+ – катион калия, Fe2+ – катион железа, – катион аммония, Cl– – анион хлора (хлорид-анион), S2– – анион серы (сульфид-анион), – сульфат-анион.
Радикалы (лат. radicalis – коренной) – частицы (атомы или группы атомов) с неспаренными электронами.
Они обладают высокой реакционной способностью. Например, H – радикал водорода, Cl – радикал хлора, CH3 – радикал-метил. В то же время парамагнитные молекулы, например, O2 , NO, NO2 , имеющие неспаренные электроны, не являются радикалами.