Оглавление
«Химия достигла такой степени развития, что в ней выработались не только общие выводы и правила, дающие возможность предвидеть отдельные частности, понять многое без продолжительного изучения, но и законы, которые управляют всей совокупностью химических сведений.»
– Дмитрий Менделеев, российский химик, 1834 –1907 гг.
Химию изучают в средней школе или в университете и на курсах повышения квалификации.
Кто-то начал заниматься этой наукой из-за того, что ему понравились фундаментальные понятия, и он хотел бы расширить свои знания. В то время как другие были вынуждены изучать этот предмет в старших классах для сдачи ЕГЭ.
Изучение химии - процесс довольно сложный. Не все оценят эту научную дисциплину, включающую изучение элементов, соединений, состоящих из атомов, молекул и ионов. Понимание их состава, структуры, свойств и поведения может стать новым увлечением для одних и худшим кошмаром для других.
Однако изучение фундаментальных концепций химии имеет много преимуществ благодаря тому, что эта наука является фундаментальной, поскольку совмещает в себе математику, физику, биологию. Её сфера довольно обширна – можно изучать множество различных направлений, которые охватывают множество интересных тем. Вы можете прочитать больше о ведущих профессиях в области химии в нашей специальной статье!
Благодаря образовательным статьям на Superprof вы сможете узнать о таких ключевых понятиях, как химические реакции, элементы, теория Льюиса, периодическая таблица Менделеева и особенности строения жидкостей и газов.
Неважно, любите вы науку или нет, эта статья познакомит вас с основами химии и даст возможность поддержать беседы по этой теме.
-
Занятия по химии в университете (Источник : visualhunt)
Химические реакции
Стоит отметить, что химические реакции происходят беспрерывно. Готовите ли вы пищу или разжигаете костер – все эти процессы вызывают превращения, в ходе которых молекулы или ионы перестраиваются и образуют новую структуру. Атомное ядро остаётся нетронутым, и только электроны соединяются, образуя химические связи. А количество атомов не меняется и остается неизменным от начала до конца химической реакции. Этот закон сформулировал Антуана Лавуазье, с которым вы можете познакомиться в материале о самых известных химиках.
Очень важно подчеркнуть, что химические реакции отличаются от физических, и самое заметное отличие заключается в том, что в химической реакции атомы образуют новые соединения и молекулы, в то время как при физическом изменении атомы сохраняют своё прежнее расположение.
Заметить молекулярные изменения в ходе химической реакции на глаз невозможно. Тем не менее, существуют признаки, которые помогают человеку почувствовать разницу, например, изменение температуры, пузырьки или изменение цвета.
Давайте перейдём к теоретической части!
Итак, Атомы и молекулы, которые взаимодействуют друг с другом, называются реактивами, а атомы и молекулы, которые образуются в результате реакции, называются продуктами. Поэтому химическое уравнение будет выглядеть следующим образом
реактив1 + реактив2 + ... -----> ... продукт1 + продукт2 + ...
Люди, изучающие химию и разбирающиеся в химических реакциях, могут написать уравнение в сокращенном варианте:
a A + b B + ... -----> c C + d D + ...
Химические реакции можно разделить на четыре различных типа:
- Синтез или прямое соединение,
- Разложение,
- Одиночное замещение,
- Метатезис или двойное замещение.
Существует огромное количество примеров различных химических реакций, которые можно наблюдать ежедневно или еженедельно. Для демонстрации мы собрали наиболее наглядные примеры:
- Зажигание огня или создание пламени,
- Выпечка любого торта или запеканки,
- Варка, жарка или приготовление яиц,
- Гниение бананов,
- Жарка котлеты на гриле.
-
Колбы по химии для проведения лабораторных экспериментов (Источник : visualhunt).
-
Только представьте, все рассмотренные выше явления – всего лишь верхушка айсберга! О химических реакциях можно говорить часами, а изучать их годами. .
С помощью нашего сайте Superprof вы сможете найти репетитора по химии, который откроет для вас двери в богатый мир науки!
Химические элементы – это простые вещества в чистом виде, которые не могут быть разложены на составляющие.
На сегодняшний день учёные открыли 118 химических элементов. Известно, что 94 из них обычно встречаются в природе, а остальные 24 являются синтетическими и были получены человеком.
Самым распространённым элементом в нашей Вселенной является водород, на Земле – железо, а в организме человека – кислород.
Каждый элемент имеет один атом и характеризуется количеством протонов в ядрах атомов. Это число известно как атомный номер и обозначается буквой Z.
Существует всего несколько элементов, которые являются абсолютно чистыми, т.е. без примесей. К ним относятся медь, серебро, золото и сера, и это лишь некоторые из них. Ярким примером элемента с примесью является воздух, который представляет собой смесь азота и кислорода.
В периодической таблице Менделеева можно увидеть примеры различных элементов. Первый, состоящий только из одного протона, – это водород. Второй – гелий с двумя протонами, а третий – литий с тремя протонами. Элементы и количество протонов продолжают расти по периодической таблице, пока не дойдут до 118-го – недавно открытого элемента оганессона.
Периодическая таблица – это наиболее используемая система расположения элементов. Они организованы и разделены по атомному номеру, электронной конфигурации и повторяющимся химическим свойствам. Строки таблицы называются периодами, а столбцы – группами.
В таблице Менделеева существует 18 групп или колонок, которые были созданы для того, чтобы разместить элементы с похожим поведением на реакции. Лишь семь из 18 имеют свое название:
Группа 1: щёлочные металлы,
Группа 2: Щёлочноземельные металлы,
Группа 15: Пниктогены,
Группа 16: Халькогены,
Группа 17: Галогены,
Группа 18: Благородные газы.
Цвета на фоне элементов позволяют определить подкатегорию в ряду металлов, металлоидов и неметаллов. Существует множество вариантов периодических таблиц, обозначения в которых отличаются.
Кроме того, изучение периодической таблицы может быть чрезвычайно интересным и помочь человеку разобраться в особенностях элементов.
Обратитесь к учителю по химии, чтобы он помог вам понять тонкости периодической таблицы элементов.
Химические связи и структура Льюиса
Химическая связь – это сила притяжения между атомами, ионами и молекулами, которая позволяет образовывать химические соединения. Связи имеют разную мощность, поскольку одни из них сильнее, например, ковалентные, ионные и металлические, а другие слабее, например, диполь-дипольное взаимодействие, дисперсионная сила Лондона и водородная связь.
Кроме того, более прочные связи, связывающие молекулы вместе, считаются постоянными, в то время как более слабые – являются временными и разрушаются через некоторое время. Неважно, насколько сильны связи, они необходимы для поддержания работы организма и самой жизни.
По мнению многих учёных, причины образования химических связей чаще всего заключается в стремлении атомов достичь наиболее стабильного энергетического уровня.
В химии, как и в жизни, противоположности притягиваются. Притяжение отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра, и положительно заряженных протонов, вызывает реакцию, которая создает химическую связь.
Существуют различные типы соединений, которые можно наблюдать. Ниже мы составили список их примеров:
Ионные связи – образуются между ионами с противоположными зарядами. Образцом может служить поваренная соль. Положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы притягиваются и образуют хлорид натрия.
Ковалентные связи – атомы становятся более стабильными, обмениваясь электронами, а не теряя или приобретая их. В молекулах живых организмов ковалентные связи встречаются гораздо чаще, чем ионные. Чем больше электронов разделяет два атома, тем сильнее будет ковалентная связь.
Полярные ковалентные связи – электроны неравномерно распределены между атомами и находятся рядом друг с другом. Из-за неравного распределения электронов между атомами заряды образуются в разных частях молекулы.
Неполярные ковалентные связи – между двумя атомами одного и того же элемента или между атомами разных элементов, имеющих одинаковое распределение электронов.
Водородные связи – полярные ковалентные связи, в которых присутствует водород, содержат слабый положительный заряд из-за того, что электроны перетягиваются к другому элементу. В результате такой реакции водород будет притягиваться к любым отрицательным зарядам.
Структура Льюиса
Одним из основных законов химии является структура Льюиса, которая демонстрирует взаимосвязь между атомами и молекулами, а также описывает отдельные пары электронов, существующие в молекуле.
Данная схема была представлена в 1916 году Гилбертом Льюисом в статье «Атом и молекула». Это открытие дополнило концепцию электронной диаграммы Льюиса, добавив несколько новых направлений в химических связях.
Кроме того, с помощью этого метода можно быстро и легко представить конфигурацию валентных электронов отдельных атомов.
Свойства веществ
Вещества могут быть классифицированы в качестве кислот или оснований. Кислотно-основная реакция – это классическая химическая реакция между кислотой и основанием. Она может быть использована для определения уровня pH вещества или жидкости.
-
Научитесь решать сложные задачи и уравнения по химии благодаря занятиям с репетитором!(Источник : visualhunt).
Определение кислоты и основания Сванте Аррениусом
Эта теория возникла в 1884 году и является одной из наиболее часто упоминаемых в наши дни. Аррениус работал, наблюдая за солью и её изменениями при добавлении в воду. Согласно этой теории для получения кислот необходима вода, протиновые кислоты, способные производить ионы водорода, гидроксидные кислоты, кислоты производят ионы H+ в водных растворах, а основания производят ионы OH- в жидкостях.
Гилберт Ньютон Льюис и его теория кислот и оснований
Данная концепция кислот известна тем, что является наименее детализированной из-за того, что в ней рассмотрены только электронные пары, а протоны оставлены без внимания. Базовые понятия предусматривают, что кислоты являются акцепторами электронных пар, а основания – донорами электронных пар.
Теория кислот Бренстеда-Лоури
Кислотно-основные реакции характеризуются тем, что кислота отдаёт протон, а основание его принимает. Согласно этой гипотезе, кислоты являются донорами протонов, основания – акцепторами протонов, приемлемыми являются растворы на водной базе, а основания, отличные от гидроксидов приемлемы для всех.
Кислоты обладают различными свойствами, и их можно отличить по вкусу, коррозионному поведению, они реагируют с основаниями, образуя соли и воду. Это только часть их свойств, конечно, они могут быть определены и другими способами.
Основы же отличаются от кислот по горькому вкусу, на ощупь они скользкие или мыльные и не меняют цвет лакмуса (синего растительного красителя).
Мы собрали список наиболее известных кислот:
- Лимонная
- Молочная
- Уксусная
- Угольная
- Абсорбирующая
Наиболее же популярными основами выступают:
- Моющие средства
- Мыло
- Щёлочь
- Бытовой амиак
Стоит отметить, что химию можно изучать интересно и увлекательно! Если вас заинтересовала тема данной статьи, то вы смело можете самостоятельно проанализировать основные понятия. Если вы задумываетесь о выборе научной дисциплины, химия – это то, что вам нужно!
Если вы желаете получить больше информации, в блоге Superprof вы найдёте актуальные сведения об открытиях, удивительных явлениях или самом важном лабораторном оборудовании.
Начните заниматься химией здесь и сейчас! Благодаря занятиями с квалифицированным учителем по химии вы забудете о страхе и неопределённостью перед ОГЭ или ЕГЭ!
Платформа, объединяющая частных преподавателей и учеников
Понравилась статья? Оцените!
Загрузка...
