A szervetlen kémia tantárgy számos speciális kifejezést tartalmaz, amelyek a mennyiségi számítások elvégzéséhez szükségesek. Nézzünk meg részletesen néhány fő szakaszát.

Sajátosságok

A szervetlen kémia az ásványi eredetű anyagok jellemzőinek meghatározására jött létre.

Ennek a tudománynak a fő részei közé tartozik:

szerkezeti, fizikai és kémiai tulajdonságok elemzése;
a szerkezet és a reakcióképesség kapcsolata;
új módszerek létrehozása anyagok szintézisére;
technológiák fejlesztése keverékek tisztítására;
szervetlen anyagok előállításának módszerei.

Osztályozás

A szervetlen kémia több részre oszlik, amelyek bizonyos töredékek vizsgálatával foglalkoznak:

kémiai elemek;
osztályok szervetlen anyagok;
félvezető anyagok;
bizonyos (átmeneti) vegyületek.

Kapcsolat

A szervetlen kémia összekapcsolódik a fizikai és analitikai kémiával, amelyek hatékony eszközkészlettel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a matematikai számításokat. Elméleti anyag, amelyet ebben a részben tárgyalunk, a radiokémiában, a geokémiában, az agrokémiában és a nukleáris kémiában is használják.

A szervetlen kémia alkalmazott formájában a kohászathoz, a vegytechnológiához, az elektronikához, az ásványok, szerkezeti és építőanyagok bányászatához és feldolgozásához, valamint az ipari szennyvíztisztításhoz kötődik.

Fejlődéstörténet

Ezzel együtt fejlődött az általános és a szervetlen kémia emberi civilizáció, ezért több független szekciók. A tizenkilencedik század elején Berzelius közzétette az atomtömegek táblázatát. Ez az időszak jelentette e tudomány fejlődésének kezdetét.

A szervetlen kémia alapját Avogadro és Gay-Lussac gázok és folyadékok jellemzőire vonatkozó kutatásai képezték. Hess matematikai összefüggést tudott levezetni a hőmennyiség és az összesítés állapota anyagok, amelyek jelentősen kitágították a szervetlen kémia látókörét. Megjelent például az atom-molekuláris elmélet, amely sok kérdésre választ adott.

A tizenkilencedik század elején Davy képes volt elektrokémiai úton lebontani a nátrium- és kálium-hidroxidot, ami új lehetőségeket nyitott meg a egyszerű anyagok elektrolízissel. Faraday Davy munkája alapján levezette az elektrokémia törvényeit.

A tizenkilencedik század második fele óta a szervetlen kémia tudománya jelentősen bővült. Van't Hoff, Arrhenius és Oswald felfedezései új irányzatokat vezettek be a megoldáselméletben. Ebben az időszakban fogalmazódott meg a tömeghatás törvénye, amely lehetővé tette különféle minőségi és mennyiségi számítások elvégzését.

A Wurtz és Kekule által megalkotott vegyérték doktrína lehetővé tette, hogy a szervetlen kémiában számos, a létezéssel kapcsolatos kérdésre választ találjunk. különböző formák oxidok, hidroxidok. A 19. század végén új kémiai elemeket fedeztek fel: ruténium, alumínium, lítium: vanádium, tórium, lantán stb. Ez a technika gyakorlati bevezetése után vált lehetővé. spektrális elemzés. A tudományban ebben az időszakban megjelent újítások nemcsak a szervetlen kémia kémiai reakcióit magyarázták, hanem lehetővé tették a keletkező termékek tulajdonságainak és felhasználási területeinek előrejelzését is.

A tizenkilencedik század végére a 63 különféle elemek, és információk jelentek meg különféle vegyi anyagokról. De teljes tudományos osztályozásuk hiánya miatt a szervetlen kémia minden problémáját nem lehetett megoldani.

Mengyelejev törvénye

A Dmitrij Ivanovics által létrehozott időszakos törvény az összes elem rendszerezésének alapja lett. Mengyelejev felfedezésének köszönhetően a kémikusok korrigálni tudták az elemek atomtömegére vonatkozó elképzeléseiket, és megjósolhatták a még fel nem fedezett anyagok tulajdonságait. Moseley, Rutherford és Bohr elmélete fizikai alapot adott Mengyelejev periodikus törvényének.

Szervetlen és elméleti kémia

Ahhoz, hogy megértse, mit tanítanak a kémiát, át kell tekintenie a kurzusban szereplő alapfogalmakat.

Az ebben a részben vizsgált fő elméleti kérdés Mengyelejev periodikus törvénye. Szervetlen kémia táblázatokban, bemutatva iskolai tanfolyam, fiatal kutatókat ismertet meg a szervetlen anyagok főbb osztályaival és azok kapcsolataival. Elmélet kémiai kötés figyelembe veszi a kötés természetét, hosszát, energiáját, polaritását. A molekuláris pályák módszere, a vegyértékkötések, a kristálytérelmélet azok a fő kérdések, amelyek lehetővé teszik a szervetlen anyagok szerkezeti jellemzőinek és tulajdonságainak magyarázatát.

Kémiai termodinamika és kinetika, rendszer energiaváltozásával kapcsolatos kérdések megválaszolása, leírása elektronikus konfigurációk Az ionok és atomok, a szupravezetés elméletén alapuló összetett anyagokká való átalakulásuk egy új szakaszt eredményezett - a félvezető anyagok kémiáját.

Alkalmazott természet

A próbabábu szervetlen kémiája magában foglalja a használatát elméleti kérdéseket az iparban. A kémiának ez a része az ammónia, kénsav, szén-dioxid, ásványi műtrágyák, fémek és ötvözetek előállításával kapcsolatos számos iparág alapja lett. A gépgyártás kémiai módszereivel meghatározott tulajdonságokkal és jellemzőkkel rendelkező ötvözetek nyerhetők.

Tantárgy és feladatok

Mit tanul a kémia? Ez az anyagok tudománya, átalakulásaik, valamint alkalmazási területeik. Ebben az időszakban körülbelül százezer különböző szervetlen vegyület létezéséről van megbízható információ. A kémiai átalakulások során a molekulák összetétele megváltozik, új tulajdonságokkal rendelkező anyagok képződnek.

Ha a szervetlen kémiát a semmiből tanulja, először meg kell ismerkednie annak elméleti részeivel, és csak ezt követően kezdheti el a megszerzett ismeretek gyakorlatba ültetését. A kémiai tudomány e részében tárgyalt számos kérdés között meg kell említeni az atom-molekuláris elméletet.

A molekulát az anyag legkisebb részecskéjének tekintik, amelynek kémiai tulajdonságai vannak. Atomokra osztható, amelyek az anyag legkisebb részecskéi. A molekulák és az atomok állandó mozgásban vannak, és elektrosztatikus taszító és vonzási erők jellemzik őket.

A szervetlen kémia a semmiből a kémiai elem meghatározásán kell alapuljon. Általában azon atomok típusát értjük, amelyek bizonyos nukleáris töltéssel rendelkeznek, az elektronikus héjak szerkezetét. Szerkezetüktől függően különféle kölcsönhatásokba tudnak lépni, anyagokat képezve. A szerető molekula elektromosan semleges rendszer, vagyis teljes mértékben betartja a mikrorendszerekben létező összes törvényt.

A természetben létező minden elemhez meg lehet határozni a protonok, elektronok és neutronok számát. Vegyük például a nátriumot. A magjában lévő protonok száma megfelel sorozatszámát, azaz 11, és egyenlő az elektronok számával. A neutronok számának kiszámításához ki kell vonni annak sorszámát a nátrium relatív atomtömegéből (23), 12-t kapunk. Egyes elemek esetében azonosítottak olyan izotópokat, amelyek az atommagban lévő neutronok számában különböznek egymástól.

Valencia képletek összeállítása

Mire jellemző még a szervetlen kémia? Az ebben a részben tárgyalt témák közé tartozik az anyagok képleteinek elkészítése és a mennyiségi számítások elvégzése.

Először is elemezzük a képletek vegyérték szerinti összeállításának jellemzőit. Attól függően, hogy mely elemek kerülnek bele az anyag összetételébe, bizonyos szabályok vonatkoznak a vegyérték meghatározására. Kezdjük a bináris vegyületek összeállításával. Ezt a kérdést a szervetlen kémia iskolai kurzus tárgyalja.

A periódusos rendszer fő alcsoportjaiban található fémeknél a vegyértékindex a csoportszámnak felel meg, állandó érték. A másodlagos alcsoportokban található fémek különböző vegyértékeket mutathatnak.

Van néhány sajátosság a nemfémek vegyértékének meghatározásában. Ha egy vegyületben a képlet végén található, akkor alacsonyabb vegyértéket mutat. Kiszámításakor nyolcból kivonjuk annak a csoportnak a számát, amelyben ez az elem található. Például az oxidokban az oxigén kettős vegyértéket mutat.

Ha egy nemfém a képlet elején található, akkor maximális vegyértéke megegyezik a csoportszámával.

Hogyan készítsünk képletet egy anyaghoz? Van egy bizonyos algoritmus, amelyet még az iskolások is ismernek. Először le kell írnia a kapcsolat nevében említett elemek jeleit. A névben utoljára feltüntetett elem kerül a képlet első helyére. Ezután a szabályokat használva mindegyik fölé helyezünk egy vegyértékjelzőt. Az értékek között meghatározzuk a legkisebb közös többszöröst. Ha vegyértékkel osztjuk, akkor az elemek jelei alatt található indexeket kapjuk.

Vegyünk példának a szén-monoxid képletének egy változatát (4). Először egymás mellé helyezzük a szén és az oxigén jeleit, amelyek ennek a szervetlen vegyületnek a részét képezik, CO-t kapunk. Mivel az első elem már változó vegyérték, zárójelben van feltüntetve, oxigénnél úgy számítjuk ki, hogy a nyolcból hatot kivonunk (csoportszám), kettőt kapunk. Végső képlet a javasolt oxid CO 2 formájú lesz.

A szervetlen kémiában használt számos tudományos kifejezés közül az allotrópia különösen érdekes. Megmagyarázza több egyszerű anyag létezését, amelyek egy kémiai elemen alapulnak, és amelyek tulajdonságaiban és szerkezetében különböznek egymástól.

A szervetlen anyagok osztályai

A szervetlen anyagoknak négy fő osztálya van, amelyek részletes vizsgálatot érdemelnek. Kezdjük azzal rövid leírás oxidok Ez az osztály feltételezi bináris vegyületek, amelyben szükségszerűen oxigén van jelen. Attól függően, hogy melyik elem kezdi a képletet, három csoportra oszthatók: bázikus, savas, amfoter.

A négynél nagyobb vegyértékű fémek, valamint az összes nemfém oxigénnel képződik savas oxidok. Fő kémiai tulajdonságaik között megjegyezzük, hogy képesek kölcsönhatásba lépni vízzel (kivétel a szilícium-oxid), reakciókat bázikus oxidokkal és lúgokkal.

Olyan fémek keletkeznek, amelyek vegyértéke nem haladja meg a kettőt bázikus oxidok. Ennek az alfajnak a fő kémiai tulajdonságai közül kiemeljük a vízzel lúgok, savas oxidokkal és savakkal képzett sók képződését.

Az átmeneti fémekre (cink, berillium, alumínium) jellemző a képződés amfoter vegyületek. Legfőbb különbségük a tulajdonságok kettőssége: reakciók lúgokkal és savakkal.

A bázisok a szervetlen vegyületek nagy csoportja, amelyek hasonló szerkezettel és tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ilyen vegyületek molekulái egy vagy több hidroxilcsoportot tartalmaznak. Magát a kifejezést azokra az anyagokra alkalmazták, amelyek kölcsönhatás eredményeként sókat képeznek. A lúgok olyan bázisok, amelyeknek lúgos környezetük van. Ide tartoznak a periódusos rendszer fő alcsoportjainak első és második csoportjába tartozó hidroxidok.

A savas sókban a fémen és a savból származó maradékon kívül hidrogénkationok is vannak. Például a nátrium-hidrogén-karbonát (szódabikarbóna) keresett vegyület az édesiparban. A bázikus sók hidrogénkationok helyett hidroxidionokat tartalmaznak. A kettős sók azok összetevő sok természetes ásványi anyag. Így nátrium- és kálium-klorid (szilvinit) található benne földkéreg. Ezt a vegyületet használják az iparban alkálifémek izolálására.

A szervetlen kémiában külön rész foglalkozik a tanulmányozással komplex sók. Ezek a vegyületek aktívan részt vesznek az élő szervezetekben előforduló anyagcsere-folyamatokban.

Termokémia

Ez a rész minden kémiai átalakulást figyelembe vesz az energiaveszteség vagy -nyereség szempontjából. Hessnek sikerült megállapítania az entalpia és az entrópia közötti kapcsolatot, és levezetett egy törvényt, amely megmagyarázza a hőmérséklet változását bármely reakció esetén. A termikus hatást, amely az adott reakcióban felszabaduló vagy elnyelt energia mennyiségét jellemzi, a reakciótermékek entalpiáinak összege és a kiindulási anyagok sztereokémiai együtthatókat figyelembe véve. A Hess-törvény alapvető a termokémiában, és lehetővé teszi az egyes kémiai átalakulások mennyiségi számításait.

Kolloid kémia

Csak a huszadik században vált a kémiának ez a része külön tudománygá, amely különféle folyékony, szilárd és gáznemű rendszerekkel foglalkozik. A kolloidkémia részletesen tanulmányozza a részecskeméretben és kémiai paraméterekben eltérő szuszpenziókat, szuszpenziókat, emulziókat. Számos tanulmány eredményeit aktívan alkalmazzák a gyógyszerészeti, orvosi, vegyipar lehetővé teszik a tudósok és mérnökök számára meghatározott kémiai és fizikai jellemzőkkel rendelkező anyagok szintetizálását.

Következtetés

A szervetlen kémia jelenleg a kémia egyik legnagyobb ága, tartalmaz hatalmas mennyiség elméleti és gyakorlati kérdések, amely lehetővé teszi, hogy képet kapjunk az anyagok összetételéről, fizikai tulajdonságaikról, kémiai átalakulásaikról és fő alkalmazási területeiről. Ha ismeri az alapfogalmakat és a törvényszerűségeket, akkor kémiai reakcióegyenleteket készíthet, és ezek segítségével különféle matematikai számításokat végezhet. A záróvizsgán a szervetlen kémia valamennyi, a képletek összeállításával, reakcióegyenletek írásával és a megoldásokat igénylő feladatmegoldással kapcsolatos részeit felkínálják a hallgatóknak.

Oktatási és Tudományos Minisztérium Orosz Föderáció Szövetségi ügynökség végzettség szerint

ÁLLAMI SZAKMAI FELSŐOKTATÁSI INTÉZMÉNY "SZENTPÉTERVÁRI ÁLLAMI TECHNOLÓGIAI INTÉZET

(MŰSZAKI EGYETEM)"

Szervetlen Kémiai Tanszék

ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA

Útmutató és tesztfeladatok 1. éves hallgatók számára

kar távoktatás

Szentpétervár

Általános és szervetlen kémia: Módszer. utasítások és ellenőrzési feladatok a távoktatási kar 1. éves hallgatói számára / A.N.Belyaev, A.V.Eremin, A.I.Fisher / Szerk. szerk. A kémiai tudományok doktora, Prof. A.N. Beljajeva – Szentpétervár: SPbGTI (TU). 2006. – 105 p.

Az útmutató a 240501 – Makromolekuláris vegyületek kémiai technológiája, 240501 – Tűzálló nemfémes és szilikát anyagok kémiai technológiája, 280202 – Környezetmérnöki szakok I. évfolyamos hallgatóinak szól. ). Javaslatok vannak a fő munkához gyakorlati témák Az "Általános és szervetlen kémia" kurzuson példákat adnak a kvalitatív és számítási problémák megoldására, valamint a tesztekhez és a tanfolyamokhoz szükséges lehetőségeket és feladatokat.

Összeállította: A. N. Eremin, A. I

Jóváhagyva a Szentpétervári Állami Technológiai Intézet (TU) Kémiai Osztálya Akadémiai Tanácsának 2006. május 19-i ülésén (8. jegyzőkönyv)

BEVEZETÉS

Az „Általános és szervetlen kémia” kurzus célja a tanulók fejlesztése levelezési űrlap kémiai gondolkodás tanítása; alapvető tudás létrehozása elméleti kémia, az elemek kémiája és az elemek és vegyületeik gyakorlatilag fontos kémiai tulajdonságai.

Ehhez szüksége van:

1. Ismerje meg az általános kémia alaptörvényeit, elméleteit, alapelveit és szabályait, amelyek minden kémiai tudományágra vonatkoznak:

leírása alapján időszakos törvény D.I. Mendeleev összefüggések a kémiai elemek tulajdonságai és vegyületeik között.

a vegyületek összetételének, szerkezetének, reakcióképességének az atomok elektronszerkezetétől való függésének azonosítása.

2. Ismerkedjen meg a kémiai elemek tulajdonságaival és néhány leggyakrabban használt vegyülettel. Ez megteremti a kémiai oktatás alapjait a hallgatók egyéb kémiai (szerves kémia, fizikai kémia, analitikai kémia, kolloidkémia) és speciális tudományok oktatásához.

Az általános és szervetlen kémia tárgyú levelező hallgató munkája magában foglalja önálló tanulás tankönyvek és taneszközök anyagának beszerzése, tesztfeladatok és laboratóriumi műhelymunka teljesítése, valamint a vizsgaidőszakban előadások látogatása, tesztek és vizsgák letétele.

Jelen útmutató a 240501 – Nagymolekuláris vegyületek kémiai technológiája, 240501 – Tűzálló nemfémes és szilikát anyagok kémiai technológiája, 280202 – Mérnöki környezetvédelem szakok I. évfolyamos hallgatóinak általános és szervetlen kémia szakának megfelelő 4 fő részt tartalmaz. IN módszertani útmutatók Meg van adva a programban szereplő témák tartalma és elrendezésük sorrendje, aminek megfelelően a tudományágat tanulni kell.

IN Az általános és szervetlen kémia kurzusának tanulmányozása során a hallgatók 6 tesztet töltenek ki, amelyek mindegyike módszertani segítségnyújtás a hallgatóknak a tárgy tanulmányozásában. A tesztet csak a kurzus egy adott részének tanulmányozása után kezdheti meg.

A tesztet szépen formázni kell; A bíráló megjegyzéseinél hagyjon tág margót, világosan és érthetően írja le a feladatok számát és feltételeit a feladatban feltüntetett sorrendben. A feladatok megoldása során biztosítani kell a teljes megoldási folyamatot és a matematikai transzformációkat.

Ha a munka nem sikeres, a hallgatónak a bíráló utasítása szerint javításokat kell végeznie. A javításokat a jegyzetfüzet végén kell elvégezni, nem az áttekintett szövegben. A munkát dátummal és a hallgató aláírásával kell ellátni.

Minden tanuló teljesíti a jelzett tesztfeladatok és tanfolyami feladatok változatait kezdőbetű tanuló vezetékneve. A nem a saját verziód szerint kitöltött tesztet a tanár nem vizsgálja felül, és nem számít bele.

Az ellenőrzési feladatok mellett a tanulóknak el kell végezniük laboratóriumi műhely, előadásokon és gyakorlati gyakorlatok a laboratóriumi vizsgálat során. A laboratóriumi műhely elvégzése után a tanulók tesztet tesznek.

A vizsgára az a tanuló jogosult, aki tesztfeladatokat teljesített és a laboratóriumi gyakorlati vizsgát sikeresen teljesítette.

1. A kémia alapfogalmai és sztöchiometriai alaptörvényei. Periodikus törvény és Periódusos rendszer elemeket.

A szervetlen vegyületek osztályai. Az atom szerkezete. Kémiai kötés és molekulaszerkezet

A „Kémia alapfogalmai és sztöchiometriai alaptörvényei” és „Az oldatok koncentrációjának kifejezési módjai” szakaszok elsajátításának fő kritériuma a tanuló számítási feladatok megoldásának képessége.

Különös figyelmet kell fordítani az egyik gáz egymáshoz viszonyított relatív sűrűségének felhasználásával kapcsolatos problémákra, valamint a gáznemű anyagokkal kapcsolatos problémák megoldására, amelyekhez az Avogadro-törvény (a térfogatviszonyok törvénye) következményét célszerű alkalmazni.

A bemutatott feladatmegoldási módszerek azt mutatják be, hogy a kémia sztöchiometriai törvényei (a tömeg megmaradásának törvénye, az összetétel állandósága, a többszörös arányok, a gáztörvények és az ezekből származó következmények) segítségével hogyan számítják ki a kémiai reakciókban résztvevő anyagok tömegét és térfogatát. , molekuláris, relatív molekula- és atomtömegeket, empirikus és valódi vegyületek képleteket állítanak fel, egy elem tömeghányadát a képletével számítják ki, és fordítva.

Az „Az oldatok koncentrációjának kifejezésének módszerei” című rész az egyik legösszetettebbnek tekinthető, annak ellenére, hogy az általános elméleti fogalmak mennyisége itt csekély, és a következő fogalmak ismeretére és megértésére korlátozódik: komponensek (egység törtrészében vagy százalékban kifejezve), valamint moláris és moláris koncentrációk.

A „Periodikus törvény és az elemek periódusos rendszere” fejezet tanulmányozása során a következő kérdésekre kell figyelni: a periodikus törvény lényege (világosan megkülönböztetve a „periodikus törvény” és a „kémiai elemek periodikus rendszere” fogalmakat) , az elemek oxidációs állapota és az elemtáblázatban elfoglalt helyzetük kapcsolata (csak s- és p-elemeknél), az elem fémes és nemfémes jellege, az alap-, ill. savas tulajdonságok elemek oxidjai és hidroxidjai a periódusos rendszer csoportjaiban és soraiban.

A szervetlen vegyületek osztályai közötti összefüggést tükrözve nem szabad megfeledkezni arról, hogy az oxidok és hidroxidok (savak és bázisok) sav-bázis tulajdonságai a sók képződésének reakcióin alapulnak, nem pedig az oxidok vízzel való kölcsönhatásának reakcióin. Világosan meg kell értenünk, hogyan lehet bizonyítani az oxidok bázikus, savas vagy amfoter jellegét abból a szempontból, hogy képesek-e sóképzési reakciókon átmenni.

A savak osztályának mérlegelésekor érdemes elidőzni a meta-, orto- és diformák létezésén, valamint grafikus képleteik megírásán.

Ezen túlmenően a hallgatónak tudnia kell többbázisú sav és bázis kölcsönhatásával létrejövő savas sók képződésének reakcióit adott sztöchiometrikus arányban. Legyen képes megnevezni a keletkező sókat a nemzetközi nómenklatúra szerint.

Az „Atom szerkezete” részben a tanulónak először meg kell tudnia írni az atomok vegyértékelektron rétegének elektronikus és elektrongrafikus képleteit a periódusos rendszer minden periódusában, négy kvantumszámról alkotott elképzelésekkel: n – fő, l – orbitális (azimutális), m l – mágneses és m s – spin. Ne feledje, hogy az elektronok szintjeit és részszintjeit az elemek atomjaiban a sorrend az energia növekedésének sorrendjében történik: 1s< 2s < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p и т.д. Обязательно знать принцип Паули и правило Хунда. Иметь представление о валентности и vegyértéklehetőségek atomok.

A „kémiai kötések és molekulaszerkezet” fejezet tanulmányozása során különös figyelmet kell fordítani a hibridizáció fogalmára. atomi pályák valamint a molekula vagy egyedi fragmentuma geometriai alakja.

1.2 Példák a szakasz kérdéseire adott válaszokra

1. példa Határozza meg a klór mennyiségét 11,2 literben (n.s.). Határozza meg a 14,18 g tömegű klór által elfoglalt térfogatot (szám).

1. Az anyag mennyiségének mértékegysége (a jele „n”) a mól. Normál körülmények között bármely gáz egy mólja* által elfoglalt térfogat egyenlő 22,4 l. Ezért a 11,2 literben lévő klór mennyiségét a következő arányból kapjuk:

2. A klór moláris tömege: M Cl 2 = 70,9 g/mol. Ezért 14,18 g klór felel meg az anyag mennyiségének:

V Cl 2 =n Cl 2 · V m = 0,2 mol · 22,4 l/mol = 4,48 l.

2. példa: Normál körülmények között 8,8 g tömegű gáz 4,48 liter térfogatot foglal el. Számítsa ki a gáz moláris tömegét, molekulájának tömegét grammban, valamint a 2,2 g gázban található molekulák számát!

* egyébként – moláris térfogat, szimbólum „V m”

normál körülmények - a normál nyomás p n = 101,325 kPa (1 atm) és a normál hőmérséklet T n = 273,15 K (0 C) kombinációja. A normál körülményeket gyakran „n.s”-ként rövidítik.

1. A gázban lévő anyag mennyisége a térfogatának a V m moláris térfogathoz viszonyított arányával fejezhető ki, amely normál körülmények között bármely gáz esetén 22,4 l/mol:

Ekkor egy gáz moláris tömegét a tömegének az anyag mennyiségéhez viszonyított arányaként határozhatjuk meg:

2. Avogadro-állandó, NA = 6,022·10 23 mol –1 az 1 mol anyagban található képletegységek (például molekulák) száma

va. óta ben ebben az esetben 1 mol gáz tömege 44 g, akkor egy molekula tömege egyenlő:

3. Egy gáz moláris tömegének ismeretében megtalálhatja a 2,2 g tömegnek megfelelő anyagmennyiséget:

Ekkor a 2,2 g-ban lévő gázmolekulák számát az anyagmennyiség és az Avogadro-állandó szorzataként határozzuk meg:

N =n ·N A = 0,05 mol · 6,02 · 1023 mol–1 = 3,01 · 1022 molekula.

3. példa Mekkora mennyiségű levegőre lesz szükség normál körülményekre csökkentve 4 g szén elégetéséhez?

1. A C + O2 = CO2 egyenletből az következik, hogy bizonyos mennyiségű szénanyag oxidálásához ugyanannyi oxigén fogy: n C = n O 2 . Ezért először meg kell találnia a 4 g tömegű szén mennyiségét:

2. Az oxigén térfogatát az elfogyasztott anyagmennyiségének szorzataként kapjuk meg, n O 2 = n C = (1/3) mol, a V m moláris térfogattal:

V O 2 =n O 2 · V m = (1/3) mol · 22,4 l/mol = 7,47 l.

3. Az oxigén térfogati hányada a levegőben,


ts O 2V O 2

az 0,21. Ez azt jelenti, hogy a levegőben lévő szén elégetéséhez szüksége lesz:

V levegő V O 2 7,47 l 35,6 l.

cO 2 0,21

4. példa Ismeretes, hogy egy bizonyos fém oxidja 19,66% oxigént tartalmaz, és ebből 1 mol 1 mol kénsavval reagálhat. Mekkora mennyiségű ez a fém képes 6,35 g rezet kiszorítani réz(II)-szulfát oldatból?

Ha 1 mól fém-oxid csak 1 mól kénsavval tud reagálni, akkor a fém oxidációs foka nem haladhatja meg a kettőt, és az oxid képlete MO vagy M2 O legyen (M a fémelem jelölése):

MO + H2SO4 = MSO4 + H2O,

M2 O + H2 SO4 = M2 SO4 + H2 O.

IN egyébként 1 mol fémmel való reakcióhoz több mint 1 mol savra van szükség, például:

M2 O3 + 3H2SO4 = M2 (SO4)3 + 3H2O.

Mert tömeghányad oxigén az oxidban, a következő kifejezést írhatjuk fel:

š og M

ahol γ az oxidban lévő fém képletindexe (egyenlő eggyel, ha az oxid képlete MO, vagy kettővel, ha az oxid képlete M2 O). Fejezzük ki γ·M M-et ebből az egyenletből:

M O = ωO ·γ ·M M + ωO ·M O ,

g M M M O 1 w O 16 (1 0,1966) g/mol 65,38 g/mol.

wO 0,1966

Ezután D.I. Mengyelejev táblázatát használva olyan fémet keresünk, amelynek relatív atomtömege 65,38 vagy 65,38/2 = 32,69 (feltételezve, hogy γ = 2). Ez a fém cink. Nincs olyan fém, amelynek relatív atomtömege 32,69.

Miután megtalálta a 6,35 g tömegű rézanyag mennyiségét:

a réz(II)-szulfát cinkkel való kölcsönhatásának reakcióegyenlete szerint:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu,

Megállapítjuk, hogy 0,1 mól réz redukciójához 0,1 mól cinkre van szükség.

5. példa Égetéskor 0,23 g szerves anyag 0,27 g víz és 224 ml CO2 (n.s.) képződik. Az anyag hidrogénhez viszonyított relatív gőzsűrűsége 23. Határozza meg a vegyület képletét!

Meghatározzuk 0,27 g vízben és 224 ml CO2-ban az atomos hidrogén és szén mennyiségét:

Egy szerves anyag moláris tömege meghatározható gőzének relatív sűrűségéből:

M = D H 2 · M H 2 = 23 · 2 g/mol = 46 g/mol. Most megtudhatja az anyag mennyiségét:

Az atomos hidrogén és szén mennyisége 6-szor, illetve 2-szer haladja meg magának az anyagnak a mennyiségét, amelyben szerepelnek. Ez azt jelenti, hogy a kérdéses szerves anyag egy molekulája 6 hidrogénatomot és 2 szénatomot tartalmaz. Így kapjuk meg ezeknek az elemeknek a képlet indexeit:

g H n n H 0,0050,03 6, g C n n C 0,0050,01 2.

Az anyag lehetséges képlete tehát C2 H6. A C2H6 moláris tömege azonban M C 2 H 6 = 30 g/mol, ami alacsonyabb az előzőleg számított értéknél. Ezért az anyagnak még egy elemet kell tartalmaznia, amely ebben az esetben csak oxigén lehet.

Mivel a különbség moláris tömeg a szóban forgó anyag és a C2 H6 moláris tömege M –M C 2 H 6 = (46 – 30) g/mol = 16 g/mol, akkor ennek az anyagnak a molekulája egy oxigénatomot tartalmaz. Tehát a szerves anyag képlete C2 H6 O.

6. példa Számítsa ki 25 liter klór tömegét 20 ºC-on és nyomáson

Megoldás: 1. módszer.

A T = 20 ºС hőmérséklet és a p = 98,64 kPa nyomás nem normális körülmények. Ezért lehetséges, hogy a klór moláris térfogata ilyen körülmények között

nem egyenlő 22,4 l/mol. Ezzel a problémamegoldási módszerrel megtudjuk, mekkora térfogatú klórt foglalna el, ha normál körülmények között lenne.

Általánosságban elmondható, hogy a gázmennyiség egyik állapotból (hőmérséklet és nyomás) egy másikba történő csökkentésére a kombinált Boyle-Mariotte és Gay-Lussac gáztörvényeket használják:

Tehát állítsuk a klór mennyiségét normál állapotra:

	HpCl
		273,15 20 101,325
TCl2	pCl2, n

Mivel ilyen körülmények között 1 mól gáz 22,4 litert foglal el, a klór mennyisége a következő lesz:

Végül határozzuk meg a klór tömegét:

m Cl 2 = n Cl 2 · M Cl 2 = 1,01 mol · 70,9 g/mol = 71,6 g.

2. számú módszer.

Használjuk a Clapeyron–Mengyelejev egyenletet:

p Cl2 V Cl2 M m Cl 2 RT Cl2, Cl 2

kifejezve belőle a klór tömegét:

7. példa Az oxigén tömeghányada az oxidban 47,06%. Az oxidban lévő elem oxidációs foka +3. Milyen elem ez?

Ha tudjuk, hogy az oxidban lévő oxigén oxidációs foka –2, az oxid tapasztalati képlete E2 O3-ként írható fel (az „E” az elem szimbóluma). Az E2 O3 oxidban lévő oxigén tömeghányadára a következő kifejezést írhatjuk fel:

	3 H O

ahonnan M E-t fejezünk ki:

3·M O = 2·ωО ·M E + 3·ωО ·M О ,

ÚTMUTATÓ

Az "Általános és szervetlen kémia" tudományágban

Előadások gyűjteménye általános és szervetlen kémiáról

Általános és szervetlen kémia: képzési kézikönyv/ szerző E.N.Mozzhukhina;

GBPOU "Kurgan Basic Medical College". - Kurgan: KBMK, 2014. - 340 p.

Megjelent az Állami Autonóm Szakmai Továbbképző Intézmény "Oktatási és Társadalmi Technológiák Fejlesztő Intézete" szerkesztői és kiadói tanácsa.

Bíráló: NEM. Gorshkova - a biológiai tudományok kandidátusa, az IMR igazgatóhelyettese, Kurgan Basic Medical College

Bevezetés.
1. SZAKASZ. Elméleti alapok kémia	8-157
1.1. Periodikus törvény és periodikus rendszer elemenként D.I. Mengyelejev. Az anyagok szerkezetének elmélete.
1.2.Az elemek atomjainak elektronikus szerkezete.
1.3. A kémiai kötések típusai.
1..4 Szervetlen természetű anyagok szerkezete
1 ..5 A szervetlen vegyületek osztályai.
1.5.1. Oxidok, savak, bázisok osztályozása, összetétele, nómenklatúrája Előállítási módszerek és azok kémiai tulajdonságai.
1.5.2 A sók osztályozása, összetétele, nómenklatúrája. Előállítási módszerek és kémiai tulajdonságaik
1.5.3. Amfoter. Amfoter ixidek és hidroxidok kémiai tulajdonságai. Genetikai kapcsolatok a szervetlen vegyületek osztályai között.
1..6 Összetett kapcsolatok.
1..7 Megoldások.
1.8. Az elektrolitikus disszociáció elmélete.
1.8.1. Elektrolitikus disszociáció. Alapvető rendelkezések. TED. Disszociációs mechanizmus.
1.8.2. Ionos reakciók csere. Sók hidrolízise.
1.9. Kémiai reakciók.
1.9.1. A kémiai reakciók osztályozása. Kémiai egyensúly és elmozdulás.
1.9.2. Redox reakciók. Elektronikus lényegük. OVR egyenletek osztályozása és összeállítása.
1.9.3. A legfontosabb oxidáló és redukálószerek. ORR dikromát, kálium-permanganát és híg savak részvételével.
1.9.4 Az együtthatók OVR-ben való elrendezésének módszerei
2. SZAKASZ. Az elemek és vegyületeik kémiája.
2.1. P-elemek.
2.1.1. Általános jellemzők elemeket VII csoport periodikus rendszer. Halogének. A klór, fizikai és kémiai tulajdonságai.
2.1.2. Halogenidek. A halogének biológiai szerepe.
2.1.3. Kalkogének. A VI. csoport elemeinek általános jellemzői PS D.I. Mengyelejev. Oxigénvegyületek.
2.1.4. A legfontosabb kénvegyületek.
2.1.5. V. csoport fő alcsoportja. Általános jellemzők. A nitrogén atomszerkezete, fizikai és kémiai tulajdonságai. A legfontosabb nitrogénvegyületek.
2.1.6. A foszfor atom szerkezete, fizikai és kémiai tulajdonságai. Allotrópia. A legfontosabb foszforvegyületek.
2.1.7. A periódusos rendszer fő alcsoportjának IV. csoportjának elemeinek általános jellemzői D.I. Mengyelejev. Szén és szilícium.
2.1.8. Otthon alcsoport III a periódusos rendszer csoportjai D.I. Mengyelejev. Bor. Alumínium.
2.2. s - elemek.
2.2.1. A periódusos rendszer fő alcsoportjának II. csoportjába tartozó fémek általános jellemzői D.I. Mengyelejev. Alkáliföldfémek.
2.2.2. A periódusos rendszer fő alcsoportjának I. csoportjának elemeinek általános jellemzői D.I. Mengyelejev. Alkáli fémek.
2.3. d-elemek.
2.3.1. Oldalsó alcsoport I. csoport.
2.3.2.. A II. csoport oldalsó alcsoportja.
2.3.3. csoport oldali alcsoportja VI
2.3.4. csoport oldali alcsoportja VII
2.3.5. csoport oldali alcsoportja VIII

Magyarázó megjegyzés

A társadalom fejlődésének jelenlegi szakaszában az elsődleges feladat az emberi egészség megőrzése. Számos betegség kezelése lehetővé vált a kémia fejlődésének köszönhetően az új anyagok és anyagok létrehozásában.

Mély és átfogó kémiai ismeretek nélkül, anélkül, hogy ismernénk a pozitív vagy negatív hatás jelentését kémiai tényezők-on környezet nem leszel képes írni-olvasni egészségügyi dolgozó. Diákok orvosi főiskola kell minimum szükséges kémiai ismeretek.

Ez az előadásanyag az általános és szervetlen kémia alapjait tanuló hallgatóknak szól.

Cél ezt a tanfolyamot a szervetlen kémia előírásainak tanulmányozása a jelenlegi tudásszinten; ismeretek körének bővítése a szakmai orientáció figyelembe vételével. Fontos irány a szilárd alap megteremtése, amelyre más kémiai szaktudományok (szerves és analitikai kémia, farmakológia, gyógyszertechnológia).

A javasolt anyag szakmai eligazítást ad a hallgatók számára az elméleti szervetlen kémia és a speciális és orvosi tudományok kapcsolatáról.

Főbb feladatok képzési tanfolyam ez a tudományág az általános kémia alapelveinek elsajátításából áll; a hallgatók asszimilációjában a szervetlen kémia, mint a szervetlen vegyületek tulajdonságainak és szerkezetük közötti összefüggést magyarázó tudománynak a tartalmát; a szervetlen kémiáról, mint a szakmai tudás alapját képező alapvető tudományágról alkotott elképzelések kialakításában.

Az „Általános és szervetlen kémia” tudományágról szóló előadások az Állami Oktatási Standard (FSES-4) követelményeinek megfelelően épülnek fel a 060301 „Gyógyszerész” szakon végzettek minimális képzési szintjére, és a e szak tantervének alapja.

Az előadások menete két szekcióból áll;

1. A kémia elméleti alapjai.

2. Elemek és vegyületeik kémiája: (p-elemek, s-elemek, d-elemek).

Előadás oktatási anyag fejlesztés során bemutatott: a legegyszerűbb fogalmaktól a bonyolult, holisztikus, általánosító fogalmakig.

A „Kémia elméleti alapjai” című rész a következő kérdéseket fedi le:

1. Periodikus törvény és a kémiai elemek periódusos rendszere D.I. Mengyelejev és az anyagok szerkezetének elmélete.

2. A szervetlen anyagok osztályai, a szervetlen anyagok összes osztálya közötti kapcsolat.

3. Komplex vegyületek, felhasználásuk a kvalitatív elemzésben.

4. Megoldások.

5. Az elektrolitikus disszociáció elmélete.

6. Kémiai reakciók.

Az „Elemek és vegyületeik kémiája” szakasz tanulmányozásakor a következő kérdéseket kell figyelembe venni:

1. Annak a csoportnak és alcsoportnak a jellemzői, amelyben ez az elem található.

2. Egy elem jellemzői a periódusos rendszerben elfoglalt helyzete alapján, az atomszerkezet elmélete szempontjából.

3. Fizikai tulajdonságok és eloszlás a természetben.

4. Megszerzési módszerek.

5. Kémiai tulajdonságok.

6. Fontos kapcsolatok.

7. Az elem biológiai szerepe és felhasználása a gyógyászatban.

Különös figyelmet fordítanak a szervetlen természetű gyógyszerekre.

Ennek a tudományágnak a tanulmányozása eredményeként a hallgatónak tudnia kell:

1. Periodikus törvénye és a periódusos rendszer elemeinek jellemzői D.I. Mengyelejev.

2. A kémiai folyamatok elméletének alapjai.

3. Szervetlen természetű anyagok szerkezete és reakciókészsége.

4. A szervetlen anyagok osztályozása és nómenklatúrája.

5. Szervetlen anyagok előállítása és tulajdonságai.

6. Alkalmazása az orvostudományban.

1. Osztályozza a szervetlen vegyületeket!

2. Alkoss vegyületneveket!

3. Telepítés genetikai kapcsolat szervetlen vegyületek között.

4. Kémiai reakciók segítségével bizonyítsa be a szervetlen anyagok kémiai tulajdonságait, beleértve a gyógyászati anyagokat is!

1. sz. előadás

Téma: Bevezetés.

1. A kémia tantárgy és feladatai

2. Általános és szervetlen kémia módszerei

3. A kémia alapvető elméletei és törvényei:

a) atomi-molekuláris elmélet.

b) a tömeg- és energiamegmaradás törvénye;

c) időszaki törvény;

d) elmélet kémiai szerkezete.

szervetlen kémia.

1. A kémia tantárgy és feladatai

Modern kémia az egyik természettudományokés az egyes tudományágak rendszere: általános és szervetlen kémia, analitikus kémia, szerves kémia, fizikai és kolloidkémia, geokémia, kozmokémia stb.

A kémia olyan tudomány, amely az anyagok átalakulási folyamatait tanulmányozza, amelyek összetételének és szerkezetének változásaival, valamint e folyamatok és az anyagmozgás egyéb formái közötti kölcsönös átmenetekkel járnak együtt.

Így a kémia, mint tudomány fő tárgya az anyagok és átalakulásaik.

Társadalmunk fejlődésének jelenlegi szakaszában az emberi egészségről való gondoskodás kiemelten fontos feladat. Számos betegség kezelése lehetővé vált a kémia fejlődésének köszönhetően új anyagok és anyagok létrehozásában: gyógyszerek, vérpótló anyagok, polimerek és polimer anyagok.

Mély és átfogó kémiai ismeretek nélkül, a különböző kémiai tényezők emberi egészségre és környezetre gyakorolt pozitív vagy negatív hatásának megértése nélkül lehetetlen hozzáértő egészségügyi szakemberré válni.

Általános kémia. Szervetlen kémia.

A szervetlen kémia a periódusos rendszer elemeinek tudománya és az egyszerű ill összetett anyagok.

A szervetlen kémia elválaszthatatlan az általános kémiától. Történelmileg az elemek egymás közötti kémiai kölcsönhatásának tanulmányozása során megfogalmazódtak a kémia alaptörvényei, a kémiai reakciók általános mintázata, a kémiai kötések elmélete, a megoldások tana és még sok más, amelyek az általános kémia tárgyát képezik.

Így általános kémiai tanulmányok elméleti elképzelésekés az egész rendszer alapját képező fogalmak kémiai ismeretek.

A szervetlen kémia már régen túllépett a leíró tudomány stádiumán, és jelenleg a kvantumkémiai módszerek széles körű elterjedése, az elektronok energiaspektrumának sávmodellje és a vegyérték felfedezése eredményeként éli meg „újjászületését”. kémiai vegyületek nemesgázok, speciális fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyagok célzott szintézise. A kémiai szerkezet és a tulajdonságok kapcsolatának alapos tanulmányozása alapján sikeresen megoldja a fő problémát - új, meghatározott tulajdonságokkal rendelkező szervetlen anyagok létrehozását.

2. Általános és szervetlen kémia módszerei.

Tól kísérleti módszerek A kémiában a legfontosabb módszer a kémiai reakciók módszere. A kémiai reakció az egyik anyag átalakulása a másikba az összetétel és a kémiai szerkezet megváltoztatásával. A kémiai reakciók lehetővé teszik az anyagok kémiai tulajdonságainak tanulmányozását. A vizsgált anyag kémiai reakciói alapján közvetve meg lehet ítélni annak kémiai szerkezetét. A kémiai szerkezet meghatározásának közvetlen módszerei többnyire fizikai jelenségek felhasználásán alapulnak.

Szintén kémiai reakciók alapján szervetlen szintézist hajtanak végre, amely utóbbi időben nagy sikereket ért el, különösen nagy tisztaságú vegyületek előállításában egykristályok formájában. Ezt elősegítette a magas hőmérséklet és nyomás alkalmazása, a nagy vákuum, a tartály nélküli tisztítási módszerek bevezetése stb.

Kémiai reakciók végzésekor, valamint anyagok elválasztásakor a keverékből tiszta forma Fontos szerepet játszanak a preparatív módszerek: kicsapás, kristályosítás, szűrés, szublimáció, desztilláció stb. Napjainkban sok ilyen klasszikus preparatív módszert alkalmaztak további fejlesztésés vezető szerepet töltenek be a megszerzési technológiában, különösen tiszta anyagokés egykristályok. Ezek az irányított kristályosítás, a zóna átkristályosítás, a vákuumszublimáció és a frakcionált desztilláció módszerei. A modern szervetlen kémia egyik jellemzője a nagy tisztaságú anyagok szintézise és vizsgálata egykristályokon.

Mód fizikai és kémiai elemzés széles körben alkalmazzák az oldatok és ötvözetek tanulmányozásában, amikor a bennük képződött vegyületeket nehéz vagy gyakorlatilag lehetetlen egyedi állapotban elkülöníteni. Ezután fedezze fel fizikai tulajdonságok rendszereket az összetétel változásától függően. Ennek eredményeként egy összetétel-tulajdonság diagram készül, amelynek elemzése lehetővé teszi, hogy következtetést vonjunk le a komponensek kémiai kölcsönhatásának természetéről, a vegyületek képződéséről és tulajdonságairól.

Egy jelenség lényegének megértéséhez a kísérleti módszerek önmagukban nem elegendőek, ezért Lomonoszov azt mondta, hogy az igazi kémikusnak teoretikusnak kell lennie. Csak gondolkodás, tudományos absztrakció és általánosítás révén tanulhatók meg a természet törvényei, és születnek hipotézisek és elméletek.

A kísérleti anyagok elméleti megértése és a kémiai ismeretek koherens rendszerének létrehozása a modern általános és szervetlen kémiában a következőkön alapul: 1) az atomok szerkezetének és az elemek periodikus rendszerének kvantummechanikai elmélete, D.I. Mengyelejev; 2) a kémiai szerkezet kvantumkémiai elmélete és az anyag tulajdonságainak „kémiai szerkezetétől” való függésének doktrínája; 3) a doktrína kémiai egyensúly, a kémiai termodinamika fogalmai alapján.

3. A kémia alapvető elméletei és törvényei.

A kémia és a természettudomány alapvető általánosításai közé tartozik az atom-molekuláris elmélet, a tömeg- és energiamegmaradás törvénye,

Periódusos rendszer és a kémiai szerkezet elmélete.

a) Atom-molekuláris elmélet.

Az atomi-molekuláris vizsgálatok megalkotója és az anyagok tömegének megmaradásának törvényének felfedezője M.V. Lomonoszovot joggal tekintik a tudományos kémia megalapítójának. Lomonoszov világosan megkülönböztette az anyag szerkezetének két szakaszát: az elemeket (megértésünk szerint - atomok) és a testeket (molekulákat). Lomonoszov szerint az egyszerű anyagok molekulái a következőkből állnak azonos atomok, és az összetett anyagok molekulái különböző atomokból állnak. Az atom-molekuláris elmélet a 19. század elején kapott általános elismerést, miután Dalton atomizmusa meghonosodott a kémiában. Azóta a molekulák a kémiai kutatások fő tárgyává váltak.

b) A tömeg és az energia megmaradásának törvénye.

1760-ban Lomonoszov megfogalmazta a tömeg és az energia egységes törvényét. De még a 20. század eleje előtt. ezeket a törvényeket egymástól függetlenül tekintették. A kémia főként az anyagtömeg megmaradásának törvényével foglalkozott (azon anyagok tömege, amelyek bekerültek kémiai reakció, egyenlő a reakció eredményeként keletkező anyagok tömegével).

Például: 2KlO 3 = 2 KCl + 3O 2

Balra: 2 káliumatom Jobbra: 2 káliumatom

2 klóratom 2 klóratom

6 oxigénatom 6 oxigénatom

A fizika az energiamegmaradás törvényével foglalkozott. 1905-ben az alapító modern fizika A. Einstein kimutatta, hogy van kapcsolat a tömeg és az energia között, amelyet az E = mс 2 egyenlet fejez ki, ahol E az energia, m a tömeg; c a fény sebessége vákuumban.

c) Periodikus törvény.

A legfontosabb feladat A szervetlen kémia az elemek tulajdonságainak tanulmányozása, egymás közötti kémiai kölcsönhatásuk általános mintázatainak azonosítása. A legnagyobb tudományos általánosítás a probléma megoldásában D.I Mengyelejev, aki felfedezte a periódusos törvényt és annak grafikus kifejezését - a periódusos rendszert. Csak ennek a felfedezésnek az eredményeként vált lehetővé a kémiai előrelátás, az új tények előrejelzése. Ezért Mengyelejev a modern kémia megalapítója.

Mengyelejev periodikus törvénye a természetes alapja
kémiai elemek taxonómiája. Vegyi elem - gyűjtemény
azonos magtöltésű atomok. Tulajdonváltozási minták
A kémiai elemeket a periódusos törvény határozza meg. doktrínája
elmagyarázta az atomok szerkezetét fizikai jelentése Periodikus törvény.
Kiderült, hogy az elemek és vegyületeik tulajdonságaiban bekövetkező változások gyakorisága
időszakosan ismétlődő hasonló elektronikus struktúrától függ
atomjaik héja. A kémiai és néhány fizikai tulajdonság attól függ
szerkezetek elektronhéj, különösen annak külső rétegei. azért
A periodikus törvény az tudományos alapon tanul legfontosabb tulajdonságait elemek és vegyületeik: sav-bázis, redox, katalitikus, komplexképző, félvezető, metallokémiai, kristálykémiai, radiokémiai stb.

A periódusos rendszer kolosszális szerepet játszott a természetes és mesterséges radioaktivitás és az intranukleáris energia felszabadulás vizsgálatában is.

A periodikus törvény és a periódusos rendszer folyamatosan fejlődik, finomodik. Ennek bizonyítéka a Periodikus Törvény modern megfogalmazása: az elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formái és tulajdonságai periodikusan függnek atomjaik magjának töltésének nagyságától. Így az atommag pozitív töltése, és nem atomtömeg, pontosabb érvnek bizonyult, amelyen az elemek és vegyületeik tulajdonságai függenek.

d) A kémiai szerkezet elmélete.

A kémia alapvető feladata egy anyag kémiai szerkezete és tulajdonságai közötti összefüggés vizsgálata. Egy anyag tulajdonságai a kémiai szerkezetétől függenek. A.M. előtt Butlerov úgy vélte, hogy egy anyag tulajdonságait annak minőségi és mennyiségi összetétel. Elsőként fogalmazta meg kémiai szerkezetelméletének alapelveit. Így: egy komplex részecske kémiai természetét az elemi alkotó részecskék természete, mennyisége és kémiai szerkezete határozza meg. A modern nyelvre lefordítva ez azt jelenti, hogy egy molekula tulajdonságait az alkotó atomok természete, mennyisége és a molekula kémiai szerkezete határozza meg. Kezdetben a kémiai szerkezet elmélete a kémiai vegyületekkel kapcsolatos molekuláris szerkezet. Jelenleg a Butlerov által létrehozott elmélet a kémiai vegyületek szerkezetének és tulajdonságaik kémiai szerkezetétől való függésének általános kémiai elmélete. Ez az elmélet Lomonoszov atomi-molekuláris tanításának folytatása és továbbfejlesztése.

4. A hazai és külföldi tudósok szerepe az általános és

szervetlen kémia.

p/p	Tudósok	Az élet dátumai	Főbb munkákés felfedezések a kémia területén
1.	Avogadro Amedo (Olaszország) \|	1776-1856	Avogadro törvénye 1
2.	Arrhenius Svante (Svédország)	1859-1927	Elektrolitikus disszociáció elmélet
3.	Beketov N.N. (Oroszország)	1827-1911	Fém tevékenység sorozat. Az aluminotermia alapjai.
4.	Berthollet Claude Louis (Franciaország)	1748-1822	A kémiai reakciók lefolyásának feltételei. Gázkutatás. Bertholet-só.
5.	Berzelius Jene Jakob (Svédország)	1779-1848	Elemek atomtömegének meghatározása. Bevezetés betűjelölések kémiai elemekhez.
6.	Boyle Robert (Anglia)	1627-1691	A kémiai elem fogalmának kialakítása. A gáz térfogatának függése a nyomástól.
7.	Bor Nils (Dánia)	1887-1962	Az atomszerkezet elmélete. 1
8.	Van't Hoff Jacob Gendrik (Hollandia)	1852-1911	Megoldások tanulmányozása; egyik alapítója fizikai kémiaés a sztereokémia.
9.	Meleg-Lussac Joseph (Franciaország)	1778-1850	Gay-Lussac gáztörvényei. Oxigénmentes savak vizsgálata; kénsav technológia.
10.	Hess German Ivanov (Oroszország)	1802-1850	A termokémia alaptörvényének felfedezése. Orosz fejlődés kémiai nómenklatúra. Ásványelemzés.
11.	Dalton John (Anglia)	1766-1844	Több arány törvénye. Vegyjelek és képletek bemutatása. Az atomelmélet indoklása.
12.	Maria Curie-Skłodowska (Franciaország, Lengyelország szülőföldje)	1867-1934	A polónium és a rádium felfedezése; radioaktív anyagok tulajdonságainak tanulmányozása. Fémes rádium felszabadulása.
13.	Lavoisier Antoine Laurent (Franciaország)	1743-1794	A tudományos kémia megalapozása, az égés oxigénelméletének megalapozása, a víz természete. Kémia tankönyv készítése új nézetek alapján.
14.	Le Chatelier Lune Henri (Franciaország)	1850-1936	Általános törvény az egyensúly a külső körülményektől függően eltolódik (Le Chatelier-elv)
15.	Lomonoszov Mihail Vasziljevics	1741-1765	Az anyagok tömegének megmaradásának törvénye.
			Kvantitatív módszerek alkalmazása a kémiában; a gázok kinetikai elméletének alapelveinek kidolgozása. Az első orosz alapítása kémiai laboratórium. Kohászat és bányászat kézikönyvének elkészítése. Mozaikgyártás létrehozása.
16.	Mengyelejev Dmitrij Ivanovics (Oroszország)	1834-1907	A periódusos törvény és a kémiai elemek periódusos rendszere (1869). Megoldások hidrátelmélete. "A kémia alapjai". Gázok kutatása, kritikus hőmérséklet felfedezése stb.
17.	Priestley Joseph (Anglia)	1733-1804	Oxigén, hidrogén-klorid, ammónia, szén-monoxid, nitrogén-oxid és egyéb gázok felfedezése és kutatása.
18.	Rutherford Ernest (Anglia)	1871-1937	Az atomszerkezet bolygóelmélete. A spontán radioaktív bomlás bizonyítéka az alfa-, béta- és gamma-sugárzás felszabadulásával.
19.	Jacobi Boris Semenovich (Oroszország)	1801-1874	A galvanoplasztika felfedezése és bevezetése a nyomtatás és pénzverés gyakorlatába.
20.	És mások

Kérdések az önkontrollhoz:

1. Az általános és szervetlen kémia főbb feladatai.

2. Kémiai reakciók módszerei.

3. Előkészítő módszerek.

4. Fizikai és kémiai elemzési módszerek.

5. Alaptörvények.

6. Alapvető elméletek.

2. sz. előadás

Téma: „Az atom szerkezete és a D.I. periodikus törvénye. Mengyelejev"

Terv

1. Atomszerkezet és izotópok.

2. Kvantumszámok. Pauli elve.

3. A kémiai elemek periódusos rendszere az atomszerkezet elméletének tükrében.

4. Az elemek tulajdonságainak függése atomjaik szerkezetétől.

Periodikus törvény D.I. Mengyelejev felfedezte a kémiai elemek kölcsönös kapcsolatát. A periodikus törvény tanulmányozása számos kérdést vetett fel:

1. Mi az oka az elemek közötti hasonlóságoknak és különbségeknek?

2. Mi magyarázza időszakos változás az elemek tulajdonságai?

3. Miért különböznek egymástól jelentősen tulajdonságaikban az azonos korú szomszédos elemek, bár atomtömegük kis mértékben különbözik, és fordítva, alcsoportokban a szomszédos elemek atomtömegében nagy a különbség, de a tulajdonságok hasonlóak?

4. Miért sérti az elemek atomtömeg-növekedési sorrendjét az argon és a kálium elemek? kobalt és nikkel; tellúr és jód?

A legtöbb tudós felismerte az atomok valódi létezését, de ragaszkodott a metafizikai nézetekhez (az atom a legkisebb oszthatatlan részecske anyagok).

IN késő XIX megállapították az atom bonyolult szerkezetét és annak lehetőségét, hogy bizonyos feltételek mellett egyes atomokat másokká alakítsanak át. Az atomban felfedezett első részecskék elektronok voltak.

Köztudott volt, hogy a fémek felületéről érkező erős izzadás és UV megvilágítás hatására a negatív elektronok és fémek pozitív töltésűvé válnak. Ennek az elektromosságnak a természetének tisztázásában nagy jelentőséggel bírt az orosz tudós, A. G. munkája. Stoletov és az angol tudós, W. Crookes. 1879-ben Crookes az elektronsugarak jelenségeit vizsgálta mágneses és elektromos mezők befolyása alatt elektromos áram nagyfeszültségű. A katódsugarak azon tulajdonsága, hogy testeket mozgásba hoznak, és eltéréseket tapasztalnak a mágneses és elektromos mezőkben, lehetővé tette azt a következtetést, hogy ezek a legkisebb anyagi részecskék. negatív töltés.

1897-ben J. Thomson (Anglia) megvizsgálta ezeket a részecskéket, és elektronoknak nevezte őket. Mivel az elektronok az elektródák anyagától függetlenül kinyerhetők, ez azt bizonyítja, hogy az elektronok bármely elem atomjának részei.

1896-ban A. Becquerel (Franciaország) fedezte fel a radioaktivitás jelenségét. Felfedezte, hogy az uránvegyületek láthatatlan sugarakat bocsátanak ki, amelyek egy fekete papírba csomagolt fényképezőlapon hatnak.

1898-ban, Becquerel kutatásait folytatva, M. Curie-Skladovskaya és P. Curie két új elemet fedezett fel az uránércben – a rádiumot és a polóniumot, amelyek nagyon magas sugárzási aktivitással rendelkeznek.

radioaktív elem

A különféle elemek atomjainak azon tulajdonságát, hogy spontán átalakulnak más elemek atomjaivá, amihez szabad szemmel láthatatlan alfa-, béta- és gamma-sugarakat bocsátanak ki, radioaktivitásnak nevezzük.

Következésképpen a radioaktivitás jelensége az atomok összetett szerkezetének közvetlen bizonyítéka.

Az elektronok azok szerves része minden elem atomja. De az elektronok negatív töltésűek, és az atom egésze elektromosan semleges, akkor nyilvánvalóan az atom belsejében van egy pozitív töltésű rész, amely töltésével kompenzálja az elektronok negatív töltését.

A pozitív töltésű mag jelenlétére és atomban való elhelyezkedésére vonatkozó kísérleti adatokat E. Rutherford (Anglia) szerezte 1911-ben, aki javasolta bolygómodell az atom szerkezete. E modell szerint az atom egy pozitív töltésű, nagyon kis méretű magból áll. Az atom szinte teljes tömege az atommagban koncentrálódik. Az atom egésze elektromosan semleges, ezért az elektronok teljes töltésének meg kell lennie egyenlő a töltéssel kernelek.

G. Moseley (Anglia, 1913) kutatása kimutatta, hogy egy atom pozitív töltése számszerűen megegyezik a D.I. periódusos rendszerében szereplő elem rendszámával. Mengyelejev.

Tehát egy elem sorozatszáma jelzi az atommag pozitív töltéseinek számát, valamint az atommag területén mozgó elektronok számát. Ez az elem sorozatszámának fizikai jelentése.

Szerint nukleáris modell A hidrogénatom szerkezete a legegyszerűbb: az atommag egy elemi pozitív töltést és egységhez közeli tömeget hordoz. Protonnak hívják („legegyszerűbb”).

1932-ben a fizikus D.N. Chadwick (Anglia) megállapította, hogy az atomot alfa-részecskékkel bombázva kibocsátott sugarak óriási áthatoló képességgel rendelkeznek, és elektromosan semleges részecskék - neutronok - áramát képviselik.

Tanulmány alapján nukleáris reakciók D.D. Ivanenko (fizikus, Szovjetunió, 1932) és egyúttal W. Heisenberg (Németország) megfogalmazta az atommagok szerkezetének proton-neutron elméletét, amely szerint az atommagok pozitív töltésű részecskékből-protonokból és semleges részecskékből-neutronokból állnak ( 1 P) - a proton rendelkezik relatív tömeg 1 és relatív töltés + 1. 1

(1 n) – a neutron relatív tömege 1, töltése 0.

Így az atommag pozitív töltését a benne lévő protonok száma határozza meg, és egyenlő a PS-ben lévő elem rendszámával; tömegszám – A (az atommag relatív tömege) egyenlő a protonok (Z) neutronok (N) összegével:

A=Z+N; N=A-Z

Izotópok

Ugyanannak az elemnek az azonos magtöltésű és különböző tömegszámú atomjai izotópok. Egy elem izotópjaira ugyanaz a szám protonok, de eltérő szám neutronok.

Hidrogén izotópok:

1 H 2 H 3 H 3 – tömegszám

1 - nukleáris töltés

protium deutérium trícium

Z=1, Z=1, Z=1

N=0 N=1 N=2

1 proton 1 proton 1 proton

0 neutron 1 neutron 2 neutron

Ugyanazon elem izotópjai azonos kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és ugyanazzal a kémiai szimbólummal vannak jelölve, és egy helyet foglalnak el a P.S. Mivel az atom tömege gyakorlatilag megegyezik az atommag tömegével (az elektronok tömege elhanyagolható), az elem minden izotópját az atommaghoz hasonlóan tömegszámmal, az elemet pedig az atomtömeggel jellemezzük. Egy elem atomtömege egy elem izotópjainak tömegszámai közötti számtani átlag, figyelembe véve az egyes izotópok százalékos arányát a természetben.

Az atomszerkezet Rutherford által javasolt magelmélete megkapta széles körben elterjedt, de később a kutatók számos alapvető nehézségbe ütköztek. A klasszikus elektrodinamika szerint az elektronnak energiát kell kisugároznia, és nem körben kell mozognia, hanem spirálgörbe mentén, és végül az atommagra kell esnie.

A XX. század 20-as éveiben. A tudósok megállapították, hogy az elektron kettős természetű, hullám és részecske tulajdonságaival rendelkezik.

Az elektron tömege az 1 ___ hidrogén tömege, relatív töltése

egyenlő (-1) . Az atomban lévő elektronok száma megegyezik az elem rendszámával. Az elektron az atom teljes térfogatában mozog, és egy elektronfelhőt hoz létre egyenetlen negatív töltéssűrűséggel.

Az elektron kettős természetének ötlete az atom szerkezetének kvantummechanikai elméletének megalkotásához vezetett (1913, N. Bohr dán tudós). A kvantummechanika fő tézise, hogy a mikrorészecskék hullámtermészetűek, a hullámok pedig a részecskék tulajdonságaival rendelkeznek. Kvantummechanika az atommag körüli térben való elektron megtalálásának valószínűségét veszi figyelembe. Atomi pályának nevezzük azt a régiót, ahol a legnagyobb valószínűséggel elektron található egy atomban (≈ 90%).

Az atomban minden elektron egy meghatározott pályát foglal el, és elektronfelhőt képez, amely egy gyorsan mozgó elektron különböző pozícióinak gyűjteménye.

Az elemek kémiai tulajdonságait atomjaik elektronhéjának szerkezete határozza meg.

Kapcsolódó információk.

A szervetlen kémia az általános kémia része. Tanulmányozza a szervetlen vegyületek tulajdonságait és viselkedését – szerkezetüket és más anyagokkal való reakcióképességüket. Ezt az irányt minden anyagot feltár, kivéve a szénláncokból felépülőket (ez utóbbiak a szerves kémia tanulmányozásának tárgyai).

Leírás

A kémia az összetett tudomány. Kategóriákra való felosztása pusztán önkényes. Például a szervetlen és szerves kémiát a bioszervetlennek nevezett vegyületek kapcsolják össze. Ezek közé tartozik a hemoglobin, a klorofill, a B12-vitamin és számos enzim.

Nagyon gyakran az anyagok vagy folyamatok tanulmányozásakor figyelembe kell venni a más tudományokkal való különféle kapcsolatokat. Az általános és a szervetlen kémia magában foglalja az egyszerűket, amelyek száma megközelíti a 400 000-et. Tulajdonságuk vizsgálata gyakran a fizikai kémia módszereinek széles skáláját foglalja magában, mivel egy tudományra, például a fizikára jellemző tulajdonságokat kombinálhatnak. Az anyagok minőségét a vezetőképesség, a mágneses és optikai aktivitás, a katalizátorok hatása és egyéb „fizikai” tényezők befolyásolják.

Általában a szervetlen vegyületeket funkciójuk szerint osztályozzák:

savak;
okok;
oxidok;
só.

Az oxidokat gyakran fémekre (bázikus oxidokra vagy bázikus anhidridekre) és nemfémes oxidokra (savas oxidokra vagy savanhidridekre) osztják.

Származás

A szervetlen kémia története több korszakra oszlik. On kezdeti szakaszban a tudást véletlenszerű megfigyelések révén halmozták fel. Ősidők óta próbálkoztak nem nemesfémek nemesfémekké alakítására. Az alkímiai gondolatot Arisztotelész az elemek átalakíthatóságáról szóló tanán keresztül terjesztette.

A tizenötödik század első felében járványok tomboltak. A lakosság különösen szenvedett a himlőtől és a pestistől. Az Aesculapians feltételezte, hogy a betegségeket bizonyos anyagok okozzák, és ezek ellen más anyagok segítségével kell leküzdeni. Ez vezetett az úgynevezett orvosi-kémiai időszak kezdetéhez. Abban az időben a kémia önálló tudománygá vált.

Egy új tudomány megjelenése

A reneszánsz idején a kémia egy tisztán gyakorlati tudományterületből kezdett „kinőni”. elméleti fogalmak. A tudósok megpróbálták megmagyarázni az anyagokkal fellépő mély folyamatokat. 1661-ben Robert Boyle bevezette a „kémiai elem” fogalmát. 1675-ben Nicholas Lemmer elválasztotta az ásványi anyagok kémiai elemeit a növényektől és az állatoktól, ezáltal lehetővé téve a kémia számára a szervetlen vegyületek és a szerves vegyületek elkülönítését.

Később a vegyészek megpróbálták megmagyarázni az égés jelenségét. német tudós Georg Steel megalkotta a flogiszton-elméletet, amely szerint az elégetett test elutasítja a nem gravitációs flogiszton részecskéket. 1756-ban Mihail Lomonoszov kísérletileg bebizonyította, hogy egyes fémek égése a levegő (oxigén) részecskéihez kapcsolódik. Antoine Lavoisier is megcáfolta a flogiszton elméletet, ő lett az alapító modern elméletégés. Bevezette a „kémiai elemek kombinációjának” fogalmát is.

Fejlesztés

A következő időszak munkával kezdődik és a kémiai törvényszerűségek megmagyarázására irányuló kísérletekkel az anyagok atomi (mikroszkópos) szintű kölcsönhatásán keresztül. Az első kémiai kongresszus 1860-ban Karlsruheban meghatározta az atom, vegyérték, ekvivalens és molekula fogalmát. A periodikus törvény felfedezésének és a periodikus rendszer létrehozásának köszönhetően Dmitrij Mengyelejev bebizonyította, hogy az atomi-molekuláris elmélet nem csak a kémiai törvényekkel, hanem az elemek fizikai tulajdonságaival is összefügg.

A szervetlen kémia fejlődésének következő szakasza a radioaktív bomlás 1876-os felfedezéséhez és az atom felépítésének 1913-ban történt tisztázásához kapcsolódik. Albrecht Kessel és Gilbert Lewis 1916-os kutatása megoldja a kémiai kötések természetének problémáját. Willard Gibbs és Henrik Rosseb heterogén egyensúlyi elmélete alapján Nikolai Kurnakov 1913-ban megalkotta a modern szervetlen kémia egyik fő módszerét - a fizikai-kémiai elemzést.

A szervetlen kémia alapjai

A természetben a szervetlen vegyületek ásványi anyagok formájában fordulnak elő. A talaj tartalmazhat vas-szulfidot, például piritet, vagy kalcium-szulfátot gipsz formájában. A szervetlen vegyületek biomolekulákként is előfordulnak. Katalizátorként vagy reagensként történő felhasználásra szintetizálják őket. Az első fontos mesterséges szervetlen vegyület az ammónium-nitrát, amelyet a talaj trágyázására használnak.

Sók

Sok szervetlen vegyület ionos vegyület, amely kationokból és anionokból áll. Ezek az úgynevezett sók, amelyek a szervetlen kémia kutatásának tárgyát képezik. Példák az ionos vegyületekre:

Magnézium-klorid (MgCl 2), amely Mg 2+ kationokat és Cl - anionokat tartalmaz.
Nátrium-oxid (Na 2 O), amely Na + kationokból és O 2- anionokból áll.

Az egyes sókban az ionok aránya olyan, hogy elektromos töltések egyensúlyban vannak, vagyis a kapcsolat egésze elektromosan semleges. Az ionokat oxidációs állapotukkal és képződésük egyszerűségével írják le, ami a keletkező elemek ionizációs potenciáljából (kationok) vagy elektronaffinitásából (anionok) következik.

A szervetlen sók közé tartoznak az oxidok, karbonátok, szulfátok és halogenidek. Sok vegyületet magas olvadáspont jellemez. Szervetlen sókáltalában szilárd kristályos képződményekként jelennek meg. Egy másik fontos jellemzőjük a vízben való oldhatóság és a könnyű kristályosodás. Egyes sók (például NaCl) jól oldódnak vízben, míg mások (például SiO2) szinte oldhatatlanok.

Fémek és ötvözetek

Az olyan fémek, mint a vas, réz, bronz, sárgaréz, alumínium a kémiai elemek egy csoportja a bal alsó oldalon periódusos rendszer. Ebbe a csoportba 96 olyan elem tartozik, amelyeket magas hő- és elektromos vezetőképesség jellemez. Széles körben használják a kohászatban. A fémek vas- és színesfémekre, nehéz- és könnyűfémekre oszthatók. Mellesleg, a leggyakrabban használt elem a vas, amely a világ összes fémtermelésének 95%-át teszi ki.

Az ötvözetek összetett anyagok, amelyeket két vagy több fém megolvasztásával és összekeverésével állítanak elő folyékony állapot. Alapból állnak (százalékban meghatározó elemek: vas, réz, alumínium stb.), kis mennyiségű ötvöző és módosító komponensekkel.

Az emberiség körülbelül 5000 féle ötvözetet használ. Ezek a fő anyagok az építőiparban és az iparban. Egyébként a fémek és a nemfémek között is vannak ötvözetek.

Osztályozás

A szervetlen kémia táblázatában a fémek több csoportra oszlanak:

6 elem a lúgos csoportba tartozik (lítium, kálium, rubídium, nátrium, francium, cézium);
4 - alkáliföldfémben (rádium, bárium, stroncium, kálium);
40 - átmeneti állapotban (titán, arany, volfrám, réz, mangán, szkandium, vas stb.);
15 - lantanidok (lantán, cérium, erbium stb.);
15 - aktinidák (urán, aktínium, tórium, fermium stb.);
7 - félfémek (arzén, bór, antimon, germánium stb.);
7 - könnyűfémek (alumínium, ón, bizmut, ólom stb.).

Nemfémek

A nemfémek lehetnek kémiai elemek vagy kémiai vegyületek. Szabad állapotban egyszerű anyagokat képeznek, amelyek nem fémes tulajdonságokkal rendelkeznek. A szervetlen kémiában 22 elem van. Ezek a hidrogén, bór, szén, nitrogén, oxigén, fluor, szilícium, foszfor, kén, klór, arzén, szelén stb.

A legjellemzőbb nemfémek a halogének. Fémekkel reagálva főleg ionosak, például KCl vagy CaO képződnek. A nemfémek egymással kölcsönhatásba lépve kovalens kötésű vegyületeket képezhetnek (Cl3N, ClF, CS2 stb.).

Bázisok és savak

A bázisok összetett anyagok, amelyek közül a legfontosabbak a vízben oldódó hidroxidok. Oldott állapotban fémkationokkal és hidroxid-anionokkal disszociálnak, pH-juk nagyobb, mint 7. A bázisok a savak kémiai ellentétének tekinthetők, mivel a vizet disszociáló savak addig növelik a hidrogénionok (H3O+) koncentrációját, amíg a bázis csökken.

A savak olyan anyagok, amelyek bázisokkal kémiai reakciókban vesznek részt, elektronokat vesznek el tőlük. A legtöbb sav rendelkezik gyakorlati jelentősége, vízben oldódnak. Oldott állapotban hidrogénkationokról (H+) és savas anionokról disszociálnak, pH-juk 7-nél kisebb.

Általános kémia. Szervetlen kémia.

A kémia tantárgy és feladatai

A modern kémia a természettudományok egyike, és külön tudományágak rendszere: általános és szervetlen kémia, analitikus kémia, szerves kémia, fizikai és kolloidkémia, geokémia, kozmokémia stb.

Így a kémia, mint tudomány fő tárgya az anyagok és átalakulásaik.

Általános kémia. Szervetlen kémia.

A szervetlen kémia a periódusos rendszer elemeinek és az általuk alkotott egyszerű és összetett anyagok tudománya.

Az általános kémia tehát azokat az elméleti gondolatokat és fogalmakat vizsgálja, amelyek a kémiai ismeretek egész rendszerének alapját képezik.

A szervetlen kémia már régen túllépett a leíró tudomány stádiumán, és a kvantumkémiai módszerek széles körű elterjedése, az elektronenergia-spektrum sávmodellje és a felfedezés eredményeként jelenleg éli „újjászületését”. vegyérték kémiai vegyületek nemesgázok, speciális fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyagok célzott szintézise. A kémiai szerkezet és a tulajdonságok kapcsolatának alapos tanulmányozása alapján sikeresen megoldja a fő problémát - új, meghatározott tulajdonságokkal rendelkező szervetlen anyagok létrehozását.

2. Általános és szervetlen kémia módszerei.

A kémia kísérleti módszerei közül a legfontosabb a kémiai reakciók módszere. A kémiai reakció az egyik anyag átalakulása a másikba az összetétel és a kémiai szerkezet megváltoztatásával. A kémiai reakciók lehetővé teszik az anyagok kémiai tulajdonságainak tanulmányozását. A vizsgált anyag kémiai reakciói alapján közvetve meg lehet ítélni annak kémiai szerkezetét. A kémiai szerkezet meghatározásának közvetlen módszerei többnyire fizikai jelenségek felhasználásán alapulnak.

Szintén kémiai reakciókra alapozva szervetlen szintézist hajtanak végre, amely a közelmúltban aratott nagy sikereket, különösen a különösen tiszta, egykristályok formájú vegyületek előállításában. Ezt elősegítette a magas hőmérséklet és nyomás alkalmazása, a nagy vákuum, a tartály nélküli tisztítási módszerek bevezetése stb.

A kémiai reakciók végrehajtásakor, valamint az anyagok tiszta formájú keverékből történő elkülönítésekor fontos szerepet játszanak a preparatív módszerek: kicsapás, kristályosítás, szűrés, szublimáció, desztilláció stb. Jelenleg sok ilyen klasszikus preparatív módszert továbbfejlesztettek, és vezető szerepet töltenek be a nagy tisztaságú anyagok és egykristályok előállításának technológiájában. Ezek az irányított kristályosítás, a zóna átkristályosítás, a vákuumszublimáció és a frakcionált desztilláció módszerei. A modern szervetlen kémia egyik jellemzője a nagy tisztaságú anyagok szintézise és vizsgálata egykristályokon.

A fizikokémiai elemzési módszereket széles körben alkalmazzák az oldatok és ötvözetek vizsgálatában, amikor a bennük képződött vegyületeket nehéz vagy gyakorlatilag lehetetlen egyedi állapotban elkülöníteni. Ezután a rendszerek fizikai tulajdonságait vizsgáljuk az összetétel változásától függően. Ennek eredményeként egy összetétel-tulajdonság diagram készül, amelynek elemzése lehetővé teszi, hogy következtetést vonjunk le a komponensek kémiai kölcsönhatásának természetéről, a vegyületek képződéséről és tulajdonságairól.

A kísérleti anyagok elméleti megértése és a kémiai ismeretek koherens rendszerének létrehozása a modern általános és szervetlen kémiában a következőkön alapul: 1) az atomok szerkezetének és az elemek periodikus rendszerének kvantummechanikai elmélete, D.I. Mengyelejev; 2) a kémiai szerkezet kvantumkémiai elmélete és az anyag tulajdonságainak „kémiai szerkezetétől” való függésének doktrínája; 3) a kémiai egyensúly doktrínája a kémiai termodinamika fogalmai alapján.

3. A kémia alapvető elméletei és törvényei.

A kémia és a természettudomány alapvető általánosításai közé tartozik az atom-molekuláris elmélet, a tömeg- és energiamegmaradás törvénye,

Periódusos rendszer és a kémiai szerkezet elmélete.

a) Atom-molekuláris elmélet.

Az atomi-molekuláris vizsgálatok megalkotója és az anyagok tömegének megmaradásának törvényének felfedezője M.V. Lomonoszovot joggal tekintik a tudományos kémia megalapítójának. Lomonoszov világosan megkülönböztette az anyag szerkezetének két szakaszát: az elemeket (megértésünk szerint - atomok) és a testeket (molekulákat). Lomonoszov szerint az egyszerű anyagok molekulái azonos atomokból, az összetett anyagok molekulái pedig különböző atomokból állnak. Az atom-molekuláris elmélet a 19. század elején kapott általános elismerést, miután Dalton atomizmusa meghonosodott a kémiában. Azóta a molekulák a kémiai kutatások fő tárgyává váltak.

b) A tömeg és az energia megmaradásának törvénye.

1760-ban Lomonoszov megfogalmazta a tömeg és az energia egységes törvényét. De még a 20. század eleje előtt. ezeket a törvényeket egymástól függetlenül tekintették. A kémia főként egy anyag tömegmaradásának törvényével foglalkozott (a kémiai reakcióba lépő anyagok tömege megegyezik a reakció eredményeként keletkező anyagok tömegével).

Például: 2KlO 3 = 2 KCl + 3O 2

Balra: 2 káliumatom Jobbra: 2 káliumatom

2 klóratom 2 klóratom

6 oxigénatom 6 oxigénatom

A fizika az energiamegmaradás törvényével foglalkozott. A modern fizika megalapítója, A. Einstein 1905-ben kimutatta, hogy kapcsolat van a tömeg és az energia között, amelyet az E = mс 2 egyenlet fejez ki, ahol E az energia, m a tömeg; c a fény sebessége vákuumban.

c) Periodikus törvény.

A szervetlen kémia legfontosabb feladata az elemek tulajdonságainak tanulmányozása és egymás közötti kémiai kölcsönhatásuk általános mintázatainak azonosítása. A probléma megoldásában a legnagyobb tudományos általánosítást D.I. Mengyelejev, aki felfedezte a periódusos törvényt és annak grafikus kifejezését - a periódusos rendszert. Csak ennek a felfedezésnek az eredményeként vált lehetővé a kémiai előrelátás, az új tények előrejelzése. Ezért Mengyelejev a modern kémia megalapítója.

Mengyelejev periodikus törvénye a természetes alapja
kémiai elemek taxonómiája. Vegyi elem - gyűjtemény
azonos magtöltésű atomok. Tulajdonváltozási minták
A kémiai elemeket a periódusos törvény határozza meg. doktrínája
az atomok szerkezete megmagyarázta a Periodikus Törvény fizikai jelentését.
Kiderült, hogy az elemek és vegyületeik tulajdonságaiban bekövetkező változások gyakorisága
időszakosan ismétlődő hasonló elektronikus struktúrától függ
atomjaik héja. A kémiai és néhány fizikai tulajdonság attól függ
az elektronikus héj szerkezete, különösen a külső rétegei. azért
A periodikus törvény az elemek és vegyületeik legfontosabb tulajdonságainak vizsgálatának tudományos alapja: sav-bázis, redox, katalitikus, komplexképző, félvezető, fémkémiai, kristálykémiai, radiokémiai stb.

A periódusos rendszer kolosszális szerepet játszott a természetes és mesterséges radioaktivitás és az intranukleáris energia felszabadulás vizsgálatában is.

A periodikus törvény és a periódusos rendszer folyamatosan fejlődik, finomodik. Ennek bizonyítéka a Periodikus Törvény modern megfogalmazása: az elemek tulajdonságai, valamint vegyületeik formái és tulajdonságai periodikusan függnek atomjaik magjának töltésének nagyságától. Így az atommag pozitív töltése, nem pedig az atomtömeg bizonyult pontosabb érvnek, amelytől az elemek és vegyületeik tulajdonságai függenek.

d) A kémiai szerkezet elmélete.

A kémia alapvető feladata egy anyag kémiai szerkezete és tulajdonságai közötti összefüggés vizsgálata. Egy anyag tulajdonságai a kémiai szerkezetétől függenek. A.M. előtt Butlerov úgy vélte, hogy egy anyag tulajdonságait annak minőségi és mennyiségi összetétele határozza meg. Elsőként fogalmazta meg kémiai szerkezetelméletének alapelveit. Így: egy komplex részecske kémiai természetét az elemi alkotó részecskék természete, mennyisége és kémiai szerkezete határozza meg. A modern nyelvre lefordítva ez azt jelenti, hogy egy molekula tulajdonságait az alkotó atomok természete, mennyisége és a molekula kémiai szerkezete határozza meg. Eredetileg a kémiai szerkezet elmélete olyan kémiai vegyületekre vonatkozott, amelyek molekulaszerkezettel rendelkeznek. Jelenleg a Butlerov által létrehozott elmélet a kémiai vegyületek szerkezetének és tulajdonságaik kémiai szerkezetétől való függésének általános kémiai elmélete. Ez az elmélet Lomonoszov atomi-molekuláris tanításának folytatása és továbbfejlesztése.

4. A hazai és külföldi tudósok szerepe az általános és

szervetlen kémia.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete

Szervetlen és általános kémia mérési módszerei. Szervetlen kémia

Sajátosságok

Osztályozás

Kapcsolat

Fejlődéstörténet

Mengyelejev törvénye

Szervetlen és elméleti kémia

Alkalmazott természet

Tantárgy és feladatok

Valencia képletek összeállítása

A szervetlen anyagok osztályai

Termokémia

Kolloid kémia

Következtetés

Leírás

Származás

Egy új tudomány megjelenése

Fejlesztés

A szervetlen kémia alapjai

Sók

Fémek és ötvözetek

Osztályozás

Nemfémek

Bázisok és savak

Általános kémia. Szervetlen kémia.