Явления физические и химические
Происходящие с телами изменения называются явлениями.
Явления, при которых состав вещества остается неизменным – это физические явления. При физических явлениях происходит изменение формы, агрегатного состояния, температуры вещества.
Пример. При нагревании воды она будет испаряться, а при температуре ниже 0°C – превращаться в лед, однако ее состав при этих превращениях не изменяется.
Явления, при которых вещество претерпевает глубокие изменения, в результате чего получается вещество с новыми свойствами, называются химическими явлениями.
Химические явления составляют основу жизни всей природы.
Химические процессы (вместе с физическими) определяют состав нашей планеты. Эти же процессы создают почву, ткани растений и животных.
Химические изменения поддерживают жизнь всех организмов. В результате химических явлений происходит превращение одних веществ в другие, т.е. изменяется состав молекул – образуются молекулы новых веществ.
Примеры химических явлений. Железо во влажном воздухе покрывается ржавчиной – образуется оксид железа (Fe>2O>3). Медные пластины при нагревании теряют свой блеск и покрываются налетом черного цвета: оксидом меди (CuO). Лента металлического магния горит ослепительно ярким светом, образуя порошок белого цвета – оксид магния (MgO).
Процесс превращения одних веществ в другие, отличающиеся составом и свойствами от исходных веществ – называется химической реакцией.
Химическая реакция – это процесс превращения одних веществ в другие без изменения общего числа и природы атомов, из которых эти вещества состоят.
Способ выражения химической реакции, его качественной и количественной сторон – это уравнение химической реакции, где отражены химические формулы и уравнения, описывающие состав и их химическое строение.
Пример химической реакции:
Уравнения химических реакций основаны на законе массы реагирующих веществ (М. В. Ломоносов). Поскольку при химических реакциях атомы сохраняются, масса атомов, вступивших в реакцию, в точности равна массе атомов, содержащихся в продуктах реакции – это количественная сторона химической реакции.
Атомно-молекулярное учение в химии
Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось в середине XIX в. На международном съезде химиков г. Карлсруэ в 1860 г. были приняты определения понятий молекулы и атома.
Молекула – это наименьшая частица данного вещества, способная существовать самостоятельно и обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением.
Атом – мельчайшая химически неделимая электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Атомы находятся в природе в различных формах: входят в состав простых и сложных веществ, существуют в виде ионов или одиночных атомов.
Химическим элементом называется каждый отдельный вид атомов. Важнейшей характеристикой атома является положительный заряд его ядра. Таким образом, химический элемент – это определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.
Простые и сложные вещества. Аллотропия
Простые вещества – это вещества, образованные из атомов одного элемента.
Простое вещество отличается от понятия "химический элемент" тем, что простое вещество имеет определенный химический состав, строение, физические и химические свойства.
Пример. Простое вещества железо образовано атомами элемента железа, простое вещество азот – атомами элемента азота. Молекулы простых веществ могут состоять из одного (He, Ne), двух (О>2, N>2, Н>2) и большего числа атомов (О>3 – озон) одного элемента.
Многие химические элементы образуют несколько простых веществ, различных по строению и свойствам. Это явление называется аллотропией, а образующиеся вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями.
Пример. Элемент кислород образует две аллотропные модификации – кислород О>2 и озон О>3; элемент углерод – три: алмаз, графит и карбин.
Явление аллотропии вызывается двумя причинами:
1. Различным числом атомов в молекуле (например, кислород О>2 и озон О>3);
2. Образованием различных кристаллических форм (например – алмаз, графит, карбин).
Сложные вещества, или химические соединения – это вещества, образованные атомами разных элементов, т.е. это устойчивая совокупность частиц (атомов, молекул, ионов), обладающая определенным составом, физическими и химическими.
Пример. Поваренная соль (NaCl) образована атомами элементов натрия и хлора, вода (Н>2О) – атомами элементов водорода и кислорода.
Относительная атомная масса
Относительная атомная масса элементов – физическая величина, которая показывает, во сколько раз средняя масса атомов данного химического элемента больше 1/12 части массы атома углерода-12.
Относительные атомные массы (сложившийся термин – атомная масса) обозначается как А>r, где индекс r – начальная буква английского слова – relative – относительный.
Относительная молекулярная масса
Относительная молекулярная (формульная) масса – физическая величина, равная отношению средней массы структурной единицы данного химического вещества к 1/12 части массы атома углерода-12.
Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы углерода-12.
Моль – это количество вещества, пропорциональное числу элементарных структурных единиц, составляющих данную порцию вещества. Зная массу одного атома углерода 1,993·10–>26 кг, можно вычислить число атомов (N>A) в 0,012 кг углерода:
N>A = 0,012 кг / 1,993·10–>26 кг = 6,02·10>23
Величина N>A называется постоянной Авогадро.
Химические уравнения записывают с помощью химических формул и знаков. Они служат для изображения химических реакций и отражают закон сохранения массы веществ.
В каждом уравнении имеется две части, соединенных знаком равенства. В левой части записывают формулы веществ, вступающих в реакцию, в правой – формулы веществ, образующихся в результате реакции. Число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым.
Пример:
1. Закон сохранения массы вещества – масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.
