- •Вводный курс
- •1. Основные понятия
- •1.1. Атом, молекула. Элемент, простое вещество,
- •1.2. Моль. Молярная масса. Закон Авогадро.
- •1 Моль газа занимает объем 22,4л
- •1 Моль серной кислоты содержит 6,02.1023 формульных единиц h2so4
- •1.3. Химические формулы
- •1.4. Химические уравнения
- •Контрольные вопросы и задачи
- •2. Периодическая система элементов д.И.Менделеева
- •2.1. Строение атома
- •2.2. Периодическая система
- •Контрольные вопросы и задачи
- •3. Основные классы неорганических веществ
- •3.1. Металлы. Неметаллы.
- •3.2. Бинарные соединения (оксиды, галогениды, сульфиды)
- •3.3. Гидроксиды (кислоты, основания, амфотерные гидроксиды)
- •3.4. Соли
- •3.5.Электролитическая диссоциация гидроксидов и солей
- •Контрольные вопросы и задачи
- •4. Окислительно-восстановительные процессы
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Уравнивание окислительно-восстановительных реакций
- •Контрольные вопросы и задачи
- •5. Способы выражения концентраций растворов
- •5.1. Массовая доля
- •100Г раствора содержат 5г CuSo4
- •160Г CuSo4 содержатся в 250г CuSo4.5н2о
- •100Г 98 % раствора содержат 98г н2so4
- •Основной курс
- •1. Введение
Вводный курс
1. Основные понятия
1.1. Атом, молекула. Элемент, простое вещество,
соединение
Основная идея химии – все вещества состоят из атомов.
Атом – простейшая частица вещества, неделимая химическими методами*. Атом состоит из ядра и электронов. Основная химическая характеристика атома – заряд его ядра. Атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, называют химическим элементом. Атом сохраняет все химические свойства элемента. Известные к настоящему времени химические элементы сведены в периодическую систему элементов (сокращенно - ПСЭМ) Д.И.Менделеева. Каждый элемент обозначается латинским символом и имеет русское и латинское название. В таблице 1.1. приведены русские названия, символы и произношение символов при чтении химических формул ряда наиболее часто встречающихся элементов.
Таблица 1.1. Названия некоторых элементов, их символы и произношение символов в формулах
элемент |
элемент |
||||
Русское название |
Сим вол |
Произноше- ние в фор-мулах
|
Русское название |
Сим вол |
Произноше- ние в фор-мулах |
Водород |
Н |
аш |
Сера |
S |
эс |
Углерод |
С |
цэ |
Хлор |
Cl |
хлор |
Азот |
N |
эн |
Калий |
K |
калий |
Кислород |
O |
о |
Кальций |
Ca |
кальций |
Фтор |
F |
фтор |
Хром |
Cr |
хром |
Натрий |
Na |
натрий |
Марганец |
Mn |
марганец |
Магний |
Mg |
магний |
Железо |
Fe |
феррум |
Алюминий |
Al |
алюминий |
Медь |
Cu |
купрум |
Кремний |
Si |
силициум |
Цинк |
Zn |
цинк |
Фосфор |
P |
пэ |
Бром |
Br |
бром |
*Жирным курсивом выделен материал, обязательный для запоминания.
Атомы могут соединяться между собой, образуя молекулы. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами. Вещества делятся на простые и сложные
или соединения. Простые вещества состоят из атомов одного элемента, а соединения – из атомов различных элементов. Элемент может образовывать несколько простых веществ, например: элемент кислород образует простые вещества – кислород, состоящий из молекул О2 (читается - о два) и озон, состоящий из молекул О3 (читается – о три). Соединение содержит как минимум атомы двух разных элементов, например: углекислый газ или оксид углерода (IV) состоит из молекул СО2 , (читается – цэ о два), образованных одним атомом углерода и двумя атомами кислорода.
1.2. Моль. Молярная масса. Закон Авогадро.
В качестве единицы количества вещества в химии используют моль. Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и др.) сколько содержится атомов в 0,012кг изотопа углерода 12С. Это число точно определено, составляет 6,02.1023 и носит название постоянная Авогадро. Обозначается количество вещества символом nB; например nCaO= 2 моль, т.е. количество вещества оксида кальция равно 2 моль, т.е. содержит 2. 6,02.1023=12,04.1023 формульных единиц СаО.
Массу одного моль вещества В называют молярной массой; обозначение МВ. Единицами измерения молярной массы являются г/моль и кг/моль.
Помимо молярной массы вещество может быть охарактеризовано относительной молярной массой, равной массе молекулы или иной структурной единицы вещества, отнесенной к 1/12 массы одного атома изотопа углерода 12С; обозначение Mr(B). Относительная молярная масса является величиной безразмерной. Относительные молярные массы элементов, называемые обычно относительными атомными массами (Аr(B)), приведены в ПСЭМ. Относительные атомные массы наиболее употребительных элементов необходимо запомнить (Таблица 1.2.).
Молярная масса вещества В (символ MB , единица _ кг/моль) _ это масса вещества В (mB), деленная на количество вещества nB, или это масса 1 моль вещества (6,02.1023 формульных единиц вещества (атомов, молекул, ионов, электронов и т.д.)). Молярная масса вещества (МВ) численно равна относительной молярной массе, например: относительная молярная масса натрия Mr(Na)=22,98977, а молярная масса натрия равна МNa=22,98977 г/моль. Относительные атомные массы элементов используют для вычисления молярных масс соединений.
Таблица 1.2. Округленные значения относительных атомных масс некоторых элементов.
элемент |
элемент |
||||
Русское название |
Сим вол |
Относитель ная атом- ная масса
|
Русское название |
Сим вол |
Относитель ная атом- ная масса
|
Водород |
Н |
1 |
Фосфор |
P |
31 |
Углерод |
С |
12 |
Сера |
S |
32 |
Азот |
N |
14 |
Хлор |
Cl |
35,5 |
Кислород |
O |
16 |
Калий |
K |
39 |
Натрий |
Na |
23 |
Кальций |
Ca |
40 |
Магний |
Mg |
24 |
Железо |
Fe |
56 |
Алюминий |
Al |
27 |
Медь |
Cu |
64 |
Кремний |
Si |
28 |
Цинк |
Zn |
65 |
Пример 1.1. Найти молярную массу серной кислоты H2SO4.
Решение. Молярная масса серной кислоты численно равна сумме двух относительных атомных масс водорода, одной относительной атомной массы серы и четырех относительных атомных масс кислорода и измеряется в г/моль:
Количество вещества равно отношению массы вещества, выраженной в граммах или килограммах к молярной массе вещества
(1.1)
Пример 1.2. Найти количество вещества серной кислоты, если масса серной кислоты составляет 500г.
Решение.
Согласно закону Авогадро: В равных объемах любых газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Из закона Авогадро следует, что при температуре 273К (0оС) и давлении 101325 Па (нормальные условия) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 дм3 (л). Эта величина носит название молярный объем (VB). Объем газа, находящегося при произвольных ус ловиях, может быть приведен к нормальным условиям с использованием формулы Менделеева-Клапейрона
(1.2.)
где р _ давление газа; V _ объем газа; mB _ масса газа; МВ _ молярная масса газа; Т – температура в градусах термодинамической шкалы Кельвина (К); R _ универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль.К), или (л.кПа)/(моль.К) в СИ, или 0,08206 (л.атм)/(моль.К), если давление выражено в атмосферах, или 62,36 (л.мм рт. ст.)/(моль.К), если давление выражено в мм ртутного столба.
Пример 1.3. Найти количество вещества углекислого газа, если его объем при нормальных условиях составляет 5 дм3.
Решение. Составим пропорцию: