214

Лекция № 1 основные понятия и законы химии. Классы неорганических соединений

1. Основные понятия химии

Окружающий нас мир материален. Материя существует в виде вещества и поля. Поле – вид материи не имеющий массы покоя.

Вещество – вид материи, обладающий при данных условиях определёнными физическими свойствами. Например, вода при стандартных условиях (25 ⁰С, 1 атм.) бесцветная жидкость со следующими константами: мольная масса 18 г/моль, плотность 1 г/мл (при 4 °С), температуры фазовых переходов: замерзания и кипения составляют соответственно 0 °С и 100 °С (при р = 1 атм.), теплоемкость жидкой воды 4,18 Дж/г·К и др. константы.

Вещества состоят из атомов или молекул. Основы атомно-молекулярного учения впервые были изложены М.В. Ломоносовым в 1741 году.

Атом – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Главной характеристикой атома является заряд ядра, равный числу протонов в атоме. В состав ядра, за исключением изотопа водорода ¹Н, входят также нейтральные частицы нейтроны.

Элемент – разновидность атомов имеющих одинаковый заряд ядра.

Изотоп – вид атомов, имеющих одинаковый заряд ядра, но разную массу. Это связано с различным содержанием нейтронов в атоме одного элемента. Изотопы по физическим константам и химическим свойствам отличаются незначительно. Исключение составляют изотопы водорода: протий (Н) – ¹Н, дейтерий (D) – ²Н и тритий (Т) – ³Н. При переходе от протия к дейтерию и тритию атомная масса возрастает соответственно в два и три раза, что приводит к значительному различию физико-химических свойств данных изотопов.

Мо­лекула – это наименьшая частица вещества, обладаю­щая его химическими свойствами.

Моль – это количество вещества, содержащее столько молекул, ато­мов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²С. Один моль атомов углерода ¹²С содержат 6,02·10²³ (число Авогадро) атомов углерода. Например, один моль Н₂SО₄ содержит 6,02·10²³ молекул Н₂SО₄.

Мольная масса – это масса одного моля вещества.

Например, М(Н₂SО₄) = 98 г/моль.

Количество молей вещества обозначается n(x) и вычисляется по формуле

(1.1)

где – масса вещества,

– мольная масса вещества.

Например, n(Н₂SО₄) = 0,3 моль.

Мольная масса эквивалента вещества – это произведение мольной массы вещества на фактор эквивалентности данного вещества

М[fэкв.(х)х] = М(х) · fэкв.(х),

(1.2)

Где м(х) – мольная масса вещества х, fэкв.(х) – фактор эквивалентности вещества х.

Например, М(½Н₂SО₄) = 98 · ½ = 49 г/моль.

Фактор эквивалентности вещества – это число показывающее, какая доля атома или молекулы вещества эквивалентна в кислотно-основной реакции одному иону Н⁺ или в окислительно-восстановительной реакции одному электрону. Например: fэкв.(Н₂SО₄) = ½, fэкв.(А1) = ¹∕₃.

Количество моль эквивалентов вещества обозначается n[fэкв.(х)х]. Например, n(½Н₂SО₄) =

0,6 моль эквивалента Н₂SО₄.