Лекция 1 Шагалов Владимир Владимирович введение в химию основные законы

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Химия – наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются 2

Основные понятия химии Шагалов Владимир Владимирович Атом – наименьшая химичешская неделимая частица 3

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Химический элемент – множество атомов с одинаковым зарядом ядра 4

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Изотопы – разновидности одного и того же химического элемента, близкие по своим физико-химическим свойствам, но имеющие разную атомную массу 5

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Молекула – это наименьшая частица вещества, определяющая его свойства и способная к самостоятельному существованию. Молекулы построены из атомов. 6

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Простое вещество – вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента 7

Шагалов Владимир Владимирович 8 Основные понятия химии Аллотропия – существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам так называемых аллотропических (аллотропных) модификаций или форм

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. Количество структурных элементов в одном моле вещества называется числом Авогадро, обозначаемом обычно как N A. N A =6, (27)·10 23 моль 1. 9

Шагалов Владимир Владимирович Основные понятия химии Валентность – это способность атома данного элемента присоединять к себе определённое число атомов других элементов Различают стекиометрическую, структурную (координационное число) и электронную валентность. 10

11 Шагалов Владимир Владимирович Стехиометричешская валентность Стехиометричешская валентность (В стек. ) определяется по элементному составу вещества. В стек. - это число взаимодействий атома элемента с атомами других элементов (в формульной единице вещества), когда в качестве единицы измерения принято взаимодействие атома водорода.

12 Шагалов Владимир Владимирович Структурная валентность Структурная валентность (В стр. ) определяется из геометрической структуры вещества

13 Шагалов Владимир Владимирович Электронная валентность Электронная валентность (В эл. ) определяется из электронного строения молекулы Степень окисления – численная величина электрического заряда в предположении что электронные пары смещены в сторону электроотрицательных атомов.

Хими́чешская реа́кция превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества. 14 Шагалов Владимир Владимирович Химичешская реакция

15 Шагалов Владимир Владимирович Эквивалент Эквивалент – это реальная или условная частица вещества, которая в данной кислотно- основной реакции способна присоединять или вытеснять 1 Н +, а в ОВР отдавать или принимать 1 электрон

16 Шагалов Владимир Владимирович Фактор эквивалентности (f) Количественной характеристикой эквивалента является фактор эквивалентности (f). f - показывает, какая часть реальной частицы составляет её эквивалент: Молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) – это масса 1 моль эквивалентов. М эк, гэкв/моль

17 Шагалов Владимир Владимирович Расчет эквивалентных масс Молярная масса эквивалента соединения рассчитывается по формуле: М эк. = М · f f = 1/z, а z зависит от класса соединения М – атомная (молярная) масса вещества

18 Шагалов Владимир Владимирович Основные законы химии Различают: Фундаментальные законы Частные (стекиометрические) законы

19 Шагалов Владимир Владимирович Фундаментальные законы Закон сохранения массы – энергии: в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна Закон сохранения заряда -во время взаимодействия некоторой замкнутой системы с окружающим пространством количество заряда которое выходит из системы через ее поверхность равно количеству заряда поступившего внутрь системы Периодический закон

20 Шагалов Владимир Владимирович Стехиометрические законы Закон эквивалентов ( г., Рихтер): массы реагирующих без остатка веществ относятся друг к другу как их эквивалентные массы

21 Шагалов Владимир Владимирович Стехиометрические законы Закон постоянства состава ( г., Пруст): любое химически чистое соединение, не зависимо от способа его получения, имеет один и тот же постоянный состав Примечание: Дальтониды – Al 2 O 3, U 3 O 8 и др. Бертоллиды – UO 2, U 2 F 9 и др.

22 Шагалов Владимир Владимирович Стехиометрические законы Закон Авогадро (1811 г.) - в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число структурных единиц (молекул, атомов, ионов …) 1 моль F 2 = 38 г = 22,4 л = 6,02·10 23 атомов 1 моль СО 2 = 44 г =22,4 л = 6,02·10 23 атомов 1 моль UF 6 = 352 г 22,4 л = 6,02·10 23 атомов

23 Шагалов Владимир Владимирович Стехиометрические законы Закон удельных теплоёмкостей (1829 г, Дюлонг, Пти): эмпирический закон, согласно которому молярная теплоёмкость твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R. 3·R 3·8,31 25 Дж/К·моль 5,9 Кал/К·моль Элемент кал/(К·моль)Элементкал/(К·моль) C1,44Pt6,11 B2,44Au5,99 Al5,51Pb5,94 Ca5,60U6,47 Ag6,11Th6,53

24 Шагалов Владимир Владимирович Уравнение Клапейрона-Менделеева PV = n R T где: Р – давление, Па V – объём, м 3 n – количество вещества, моль R - универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/моль·К Т – температура, К