Современная химия и ее место в системе естественных наук. Химия как наука о веществах и их превращениях. Предмет химии. Основные понятия и законы химии.

Химия - наука о веществах, закономерностях их превращений (физических и химических свойствах) и применении. В настоящее время известно более 100 тыс. неорганических и более 4 млн. органических соединений. Химические явления: одни вещества превращаются в другие, отличающиеся от исходных составом и свойствами, при этом состав ядер атомов не изменяется. Физические явления: меняется физическое состояние веществ (парообразование, плавление, электропроводность, выделение тепла и света, ковкость и др.) или образуются новые вещества с изменением состава ядер атомов.

Химия как наука

Химия как самостоятельная дисциплина определилась в XVI—XVII веках, после ряда научных открытий, обосновавших механистическую картину мира. М. В. Ломоносов уже в первой известной своей работе, именно к данной области естествознания отношение имеющей — «Элементы математической химии» (1741), в отличие от большинства химиков своего времени, считавших эту сферу деятельности искусством, классифицирует её как науку, начиная труд свой словами^[4] 1.Все вещества состоят из молекул. Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

2.Молекулы состоят из атомов. Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства.

3.Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 117 элементов

Атомное ядро - центральная часть атома, состоящая из Z протонов и N нейтронов, в которой сосредоточена основная масса атомов.

Заряд ядра - положительный, по величине равен количеству протонов в ядре или электронов в нейтральном атоме и совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе. Сумма протонов и нейтронов атомного ядра называется массовым числом A = Z + N.

Изотопы - химические элементы с одинаковыми зарядами ядер, но различными массовыми числами за счет разного числа нейтронов в ядре.

Массовое        число    Заряд    ядра

A Z

Э

63 29

Cu   и

65 29

Cu;

35 17

Cl   и

37 17

Cl

Химическая формула - это условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов (индекс - цифра, стоящая справа внизу от символа. Обозначает число атомов в молекуле). Химическая формула показывает,  атомы каких элементов и в каком отношении соединены между собой в молекуле.

Международная единица атомных масс равна 1/12 массы изотопа  12C - основного изотопа природного углерода.

Относительная атомная масса (Ar) - безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома 12C.

Средняя абсолютная масса атома (m) равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.

Относительная молекулярная масса (Mr) - безразмерная величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода 12C.

Количество вещества, моль.  Моль - количество вещества, содержащее столько же частиц, сколько содержится атомов в 12 г углерода.

Число Авогадро ди Кваренья (N_A). Количество частиц в 1 моль любого вещества одно и то же и равно 6,02 · 10²³. (Постоянная Авогадро имеет размерность - моль^-1).

Молярная масса показывает массу 1 моля вещества (обозначается M).

M = m / n

Закон сохранения массы веществ (м.В.Ломоносов, 1748 г.; а.Лавуазье, 1789 г.)

Масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

2. Оксиды: классификация, составление формул, номенклатура, химические свойства, способы получения. Оксиды.

Оксиды-сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород в степени окисления -2 .

Формула	Название	Формула	Название
CO	оксид углерода ( II )	Fe2O3	оксид железа (III )
NO	оксид азота ( II )	CrO3	оксид хрома (VI )
N2O5	оксид азота (V )	Mn2O7	оксид марганца (VII )

ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДОВ.

Окисление кислородом	простых веществ	2Mg +O2=2MgO
	сложных веществ	2H2S+3O2=2H2O+2SO2
Разложение	нагреванием солей	СaCO3=CaO+CO2
	нагреванием оснований	Cu (OH)2=CuO+H2O
	нагреванием кислородсодержащих кислот	H2SO3=H2O+SO2
	нагреванием высших оксидов	4CrO3=Cr2O3+3O2
Окисление низших оксидов	4FeO+O2=2Fe2O3
Вытеснение летучего оксида менее летучим	Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ.

Основные-реагируют с избытком кислоты с образованием соли и воды.Основным оксидам соответствуют основания. 1.Взаимодействие с водой(оксиды щелочных и щелочноземельных мет.) CaO+H2O=Ca(OH)2 2.Все-с кислотами МgO+2HCl=MgCl2+H2O 3.С кислотнями оксидами CaO+CO2=CaCO3 4.С амфотерными оксидами Li2O+Al2O3=2LiAlO2	Амфотерные (ZnO, Al2O3,Cr2O3, MnO2 ) 1.Взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями. ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O ZnO+2NaOH+H2O=Na2[Zn(OH)4] 2.Реагируют с основными и кислотными оксидами ZnO+CaO=CaZnO2 ZnO+SiO2=ZnSiO3	Кислотные-реагируют с избытком щелочи с образованием соли и воды. Кислотным оксидам часто соответствуют кислоты. 1.Большинство взаимодействуют с водой SO3+H2O=H2SO4 2.Со щелочами NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O 3.С основными оксидами SiO2+CaO=CaSiO3 4.С амфотерными оксидами Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3

3. Основания: классификация, составление формул, номенклатура, химические свойства, способы получения. Основания-сложные вещества, состоящие из атома металла, связанного с одной или несколькими гидроксогруппами -ОН. Физические свойства:твердые кристаллические вещества. В воде растворимы щелочи:LiOH, NaOH, KOH, CsOH, RbOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂,Ba(OH)₂, другие-малорастворимы.

Формула	Название	Формула	Название
LiOH	гидроксид лития	Ca(OH)2	гидроксид кальция
NaOH	гидроксид натрия	Cu(OH)2	гидроксид меди(II)
KOH	гидроксид калия	Fe(OH)2	гидроксид железа(III)