Kimi: konceptet themelore, përkufizimet, termat dhe ligjet

Kimi, konceptet themelore të cilat ne të marrë parasysh - është shkenca që studion substancat dhe transformimet e tyre ndodhin me ndryshimin në strukturën dhe përbërjen, dhe kështu pronat. Së pari, ju duhet të përcaktojë se çfarë nënkuptohet me një term të tillë si "substancë". Nëse ne flasim për atë në një kuptim të gjerë, kjo është një formë e materies që ka një masë tjetër. Substance është çdo grimcë elementare, për shembull, neutron. Në kimi, termi është përdorur në një kuptim të ngushtë.

Për të filluar me një përshkrim të shkurtër të termave kryesore dhe konceptet e kimisë, teorisë atomike-molekulare. Pas kësaj, ne të shpjegojë ato, si dhe të pranishëm disa ligje të rëndësishme të kësaj shkence.

Konceptet themelore të kimisë (çështje, atomet, molekulat) janë të njohura për të gjithë ne nga shkolla. Më poshtë është një përshkrim të shkurtër të tyre, si dhe të tjera, kushtet dhe fenomenet më pak të dukshme.

atome

Para së gjithash, të gjitha substancat që janë studiuar në kimi, të përbëra nga grimca të vogla, të quajtur atomet. Neutronet nuk janë të njëjta objekt i studimit të kësaj shkence. Ajo duhet gjithashtu të thuhet se atomet mund të bashkohen me njëri-tjetrin, duke formuar lidhje kimike. Në mënyrë për të thyer këtë lidhje, shpenzimet e nevojshme të energjisë. Prandaj, atomet në kushte normale nuk ekzistojnë individualisht (me përjashtim të "gazit fisnike"). Ato janë të lidhura me njëri-tjetrin të paktën në çifte.

Lëvizja e vazhdueshme termike

lëvizje të vazhdueshëm termik e grimcave janë të karakterizuar nga të gjithë që kimise të studimit. Konceptet themelore të kësaj shkence nuk mund të shpjegojnë, të mos flasim për këtë. Me lëvizjen e vazhdueshme të energjisë kinetike mesatare është proporcionale me temperaturën e grimcës (edhe pse duhet theksuar se energjisë në grimca të ndryshme diskrete). Ekin = SK / 2, ku k - është Boltzmann së konstant. Kjo formulë është e vlefshme për çdo lloj të lëvizjes. Që Tkin = TM ^2/2, mocionin e grimcave masive më ngadalë. Për shembull, nëse temperatura është e njëjta, molekula e oksigjenit në lëvizje mesatare në 4 herë më ngadalë se molekulat e karbonit. Kjo është për shkak se në masë i tyre është më shumë se 16 herë. Lëvizja është lekundese, translational dhe rrotulluese. Lekundese vëzhguar në substancave të lëngshme dhe për të forta dhe të gaztë. Por translational dhe rrotulluese bëhet më e lehtë në gaz. Në lëngje, kjo është më e vështirë, dhe në solids - edhe më të vështirë.

molekulat

Ne vazhdojmë të përshkruajë konceptet themelore dhe përkufizimet e kimisë. Nëse atomet janë të kombinuara me njëri-tjetrin, formojnë një grup të vogël (i quajtur molekula), këto grupe janë të përfshirë në lëvizje termike, duke vepruar si një njësi. Deri në 100 atome pranishëm në molekulat tipike, dhe numri i tyre është të ashtuquajturit komponimet lartë molekulare mund të jetë deri në 105.

Substanca jo-molekulare

Megjithatë, atomet janë të kombinuara shpesh në një numër të madh të bandave nga 107 deri 1027. Në këtë formë ata janë praktikisht të marrë pjesë më në lëvizje termike. Këto shoqata kanë pak ngjashmëri me molekulës. Ata janë më shumë si pjesë e një të ngurta. Këto substanca janë quajtur jo-molekulare. Në këtë rast, mocioni termike kryhet brenda copë, dhe ai mund të fluturojë si molekulë. Nuk është një rajon në tranzicion dhe madhësive, e cila përfshin shoqatat të përbërë nga atomet në një sasi prej prej 105 deri 107. Këto grimca janë ose molekula shumë të mëdha ose janë kokrra të vogla e pluhur.

jonet

Duhet të theksohet se atomet dhe grupet mund të kenë një pagesë elektrike. Në këtë rast ata janë quajtur joneve në këtë shkencë, si kimi, konceptet themelore të cilat ne po studiojnë. Që nga akuzat si gjithmonë sprapsin njëra-tjetrën, një substancë e cila është e pranishme një tepricë të konsiderueshme të njërit apo të tjetrit e akuzave nuk mund të jetë e qëndrueshme. Akuzat negative dhe pozitive janë gjithmonë alternative në hapësirë. Por në përgjithësi, substanca është elektrikisht neutral. Vini re se akuzat që konsiderohen të mëdha në elektrostatikë, nga pikëpamja e kimisë janë të papërfillshme (në 105-1015 atomeve - 1E).

Objektet e studimit në kimi

Është e nevojshme për të sqaruar se objektet e studimit në kimi mbrojnë fenomenet, të cilat nuk lindin, dhe nuk prishen atomet, por vetëm korrigjoj, që është i lidhur në një mënyrë të re. Disa obligacionet janë thyer, të tjerët janë formuar si rezultat. Me fjalë të tjera, substancat e reja të dalë nga atomet e ish në përbërjen e materialeve fillestare. Nëse atomet, dhe lidhjet ekzistuese midis tyre janë ruajtur (psh, avullimi i komponimeve molekulare), këto procese kanë të bëjnë me studimin e Kimisë më të gjatë dhe molekulare Fizikë. Në rastin kur atomet janë formuar apo thyer, ajo është një studim i lëndës së fizikës bërthamore ose atomike. Megjithatë, kufiri mes kimike dhe fenomeneve fizike paqartë. Pas ndarjes së shkencës në të kushtëzuara të veçantë, ndërsa natyra pandashëm. Prandaj, njohuria kimistë shumë i dobishëm i fizikës.

Konceptet themelore të kimisë ne ishim të përshkruara shkurtimisht. Tani ne ju ofrojmë më shumë të marrin në konsideratë ato.

Lexuar më shumë rreth atome

Atomeve dhe molekulave - është diçka me të cilën shumë njerëz kimi i asociuar. Konceptet themelore, ato duhet të përcaktohen qartë. Fakti se atomet ekzistojnë, dy mijë vjet më parë, ajo ishte një goditje e gjeniut të guess. Pastaj, në shekullin e 19, shkencëtarët ishin të dhënat eksperimentale (ende i tërthortë). Ne po flasim për marrëdhënie të shumëfishta Avogadro ligjeve përbërja qëndrueshmëri (poshtë ne shikojmë në këto konceptet themelore të kimisë). Atom vazhdojë për të shqyrtuar në shekullin e 20, kur ka pasur tashmë shumë dëshmi të drejtpërdrejta eksperimentale. Ata ishin të bazuara në spectroscopy, për shpërndarjen e rrezeve X, grimcat alfa, neutroneve, elektroneve etj Madhësia e këtyre grimcave është rreth 1 E = 1 ° ^-10 m Pesha e - .. rreth 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. Në qendër të grimcave është e ngarkuar pozitivisht bërthamën rreth së cilës elektronet lëvizin me ngarkesë negative. Madhësia Kernel është rreth 10 deri në ¹⁵ m. Ajo rezulton se përcakton madhësinë e shell elektronike e atomit, por në këtë rast pesha e saj është e përqendruar pothuajse tërësisht në bërthamë. Një tjetër përkufizim duhet të futet, duke pasur parasysh konceptet themelore të kimisë. element kimik - nje lloj i atomeve, ngarkuar me bërthamën e cila është identike.

Kjo ndodh shpesh atom vendosmëri si një substancë minuta grimce kimikisht pandashëm. Si për të kuptuar "kimike"? Siç e kemi theksuar, ndarja e fenomeneve në provë fizike dhe kimike. Por sigurisht ekzistenca e atomeve. Prandaj, për të përcaktuar kimi të mirë përmes tyre, dhe jo anasjelltas, atomet përmes kimi.

lidhja kimike

Kjo është kështu që atomet janë mbajtur së bashku. Ajo nuk i lejon ata të fluturojnë larg nën ndikimin e levizjes termike. Këtu janë karakteristikat kryesore të obligacioneve - është distanca internuclear dhe energji. Kjo është edhe konceptet themelore të kimisë. Gjatësia lidhja është përcaktuar eksperimentalisht me një saktësi mjaft të lartë. Energy - gjithashtu, por jo gjithmonë. Për shembull, është e pamundur të përcaktohet objektivisht se çfarë është ajo në lidhje me një komunikim të veçantë në një molekulë komplekse. Megjithatë, energjia e atomization të substancës nevojshme për të thyer të gjitha lidhjet ekzistuese është përcaktuar gjithmonë. Duke e ditur gjatësinë e lidhjes, ju mund të përcaktojë që atomet janë të lidhura (ata kanë një distancë të shkurtër), dhe atë - nuk ka (distancë më të gjatë).

Numri bashkërendimi dhe koordinimi

Konceptet themelore të kimisë analitike përfshijnë këto dy kushte. Çfarë do të thotë? Le të përballen me atë.

Numri koordinimi është numri i fqinjët më të afërt të atij atomi të veçantë. Me fjalë të tjera, numri i atyre me të cilët është e lidhur kimikisht. Koordinimi është një pozicion të përbashkët, llojin dhe numrin e fqinjëve. Me fjalë të tjera, ky koncept është më kuptimplotë. Për shembull, numri koordinimi i molekulave të azotit karakteristike e amoniakut dhe acid nitrik, i njëjtë - 3. Megjithatë, ata kanë koordinim të ndryshme - është jo të sheshtë dhe të sheshtë. Ajo është e vendosur pavarësisht nga natyra e lidhjes midis përfaqësimeve, ndërsa shteti oksidimi dhe valencë të - nocionin e kushtëzuar, të cilat janë krijuar me qëllim të avancimit të parashikojnë koordinimin dhe përbërjen.

Përcaktimi i molekule

Ne kemi prekur tashmë në këtë koncept, duke pasur parasysh konceptet themelore dhe ligjet e kimisë shkurtimisht. Tani banojnë në atë në më shumë detaje. Në tekstet përcaktimit shpeshtë të molekulës si grimcave të substancave të ulët neutrale, e cila ka vetitë e tij kimike, dhe mund të ekzistojnë në mënyrë të pavarur. Duhet të theksohet se ky përkufizim është aktualisht jashtë shërbimi. Së pari, fakti që të gjithë fizikantet dhe kimistë referohen një molekulë, pronat substancë nuk janë ruajtur. Uji dissociates, por kjo kërkon të paktën 2 molekula. Shkalla e veçimit ujë - është 10 ^-7. Me fjalë të tjera, ky proces mund të jetë subjekt vetëm një molekulë prej 10 milion. Nëse ju keni një molekulë të vetme, apo e ka edhe një njëqind, ju nuk mund të merrni një ide të shkëputje të saj. Fakti se efektet termike e reaksioneve kimike në përgjithësi përfshijnë energjinë e ndërveprimit ndërmjet molekulave. Prandaj, ata nuk mund të gjenden në një prej tyre. Dhe vetitë kimike dhe fizike të substancave molekulare mund të përcaktohet vetëm nga një grup i madh të molekulave. Përveç kësaj, ka agjentë të cilët janë në gjendje të ekzistojë më vete, "i vogël" grimcë kohë të pacaktuar i madh dhe shumë të ndryshme nga molekulat konvencionale. Molekula është në thelb një grup i atomeve nuk jane ngarkuar me energji elektrike. Në rast të veçantë, ajo mund të jetë një atom, për shembull, Ne. Ky grup duhet të jenë në gjendje të marrin pjesë në përhapjen, si dhe në llojet e tjera të lëvizjes termike, duke vepruar si një njësi.

Siç mund ta shikoni, nuk ka koncepte aq të thjeshta themelore të kimisë. Molekula - është diçka që duhet të konsiderohen me kujdes. Ajo ka veti e vet, dhe peshë molekulare. Rreth e fundit ne tani diskutojmë.

masë molekulare

Si për të përcaktuar peshën molekulare të përvojës? Një mënyrë - bazuar në ligj Avogadro, i dendësisë relative e avullit. Metoda më e saktë është spectrometry masë. Elektron eliminua nga molekulës. Jon rezulton është shpërndarë për herë të parë në një fushë elektrike dhe pastaj shtrembëruar nga rrugën e saj magnetike. Ngarkesa në raport masë përcaktohet nga madhësia e devijimit. Ka edhe metoda të bazuara në pronat që kanë zgjidhje. Megjithatë molekulë në të gjitha këto raste duhet domosdoshmërisht të jetë në lëvizje - në zgjidhjen në vacuo në një gaz. Nëse ata nuk lëvizin, është e pamundur të objektivisht të llogaritur peshën e tyre. Dhe ekzistenca e tyre shumë në këtë rast është e vështirë për të zbuluar.

Tiparet e substancave jo-molekulare

Duke folur rreth tyre thonë se ata janë të përbërë nga atomet, jo molekulave. Megjithatë, e njëjta gjë është e vërtetë në lidhje me gazrat fisnike. Këto atome të lëvizin lirshëm, duke marrë më të mirë molekulat e tyre monohydric. Megjithatë, kjo nuk është e rëndësishme. Është e rëndësishme që substanca jo-molekulare, nuk është një shumë prej atomeve, të cilat janë të lidhura së bashku. Duhet të theksohet se ndarja e të gjitha substancave në molekulare dhe jo-molekulare të pamjaftueshme. Ndarja e lidhjes më kuptimplotë. Mendoni, për shembull, ndryshimi në pronat e grafit dhe diamanti. Dy prej tyre janë të karbonit, por i pari - e butë, dhe e dyta - një të ngurta. Si mund ata të ndryshojnë nga njëri-tjetri? Dallimi është vetëm në lidhje të tyre. Nëse marrim parasysh strukturën e grafit, ne mund të shohim se marrëdhëniet e forta ekzistojnë vetëm në dy dimensione. Por në distanca të tretë shumë të rëndësishme interatomic, pra, ekziston një lidhje e fortë. Grafit është e lehtë për të kaloj dhe të ndarë së bashku këto shtresa.

Struktura e lidhjes

Përndryshe, ajo quhet një dimension hapësinor. Ajo përfaqëson numrin e dimensioneve të hapësirës, karakterizuar në atë që këto të vazhdueshme (pothuajse e pafund) të sistemit të skeletit (lidhje të forta). Vlerat që mund të marrë, - 0, 1, 2 dhe 3. arsye, është e nevojshme për dallimin e lidhur me tre dimensionally, laminates, dhe zinxhir island (molekulare) strukturën.

Ligji me përmasa të caktuara

Ne kemi mësuar tashmë konceptet themelore të kimisë. Materiali është konsideruar shkurtimisht nga ne. Tani them në lidhje me ligjin që vlen për të. Zakonisht ajo është formuluar si vijon: çdo komponenti të vetëm (dmth, të pastër), pavarësisht nga mënyra në të cilën është marrë, ka të njëjtën përbërje cilësore dhe sasiore. Por ajo që e bën konceptin e "substancë të pastër"? Le të përballen me atë.

Dy mijë vjet më parë, kur struktura e substancave nuk mund të jetë më shumë metoda direkte për të studiuar, kur nuk ka pasur edhe konceptet bazë kimike dhe ligjet e kimisë, të njohura për ne, ajo ishte e vendosur përshkruese. Për shembull, uji - është një lëng i cili përbën bazën e deteve dhe lumenjve. Ajo nuk ka erë, ngjyrë, shije. Ajo ka një shkrin dhe ngrirjes pikë të tillë, nga ajo është blu sulfate bakrit. ujë i kripur është për shkak se ajo nuk është e pastër. Megjithatë, kripëra mund të jenë të ndara nga distilim. Ashtu si kjo, metoda përshkruese, përcaktohen konceptet bazë kimike dhe ligjet e kimisë.

Për shkencëtarët në atë kohë nuk ishte e qartë se të lëngshme që është theksuar në mënyra të ndryshme (duke djegur hidrogjen sulfate dehidratim, ujin e detit distilim), ka të njëjtën përbërje. Zbulimi i madh në shkencë ishte dëshmi e këtij fakti. U bë e qartë se raporti i oksigjenit dhe hidrogjenit nuk mund të ndryshohet pa probleme. Kjo do të thotë se elementet përbëhet nga atome - porcione pandashme. Kështu komponimet e formulës janë përgatitur, dhe gjithashtu vërtetuar shkencëtarët përfaqësimin e molekulave.

Në ditët e sotme çdo substancë mënyrë eksplicite ose implicite përcaktohet kryesisht pretendon sesa shkrirjes, shije apo ngjyra. Uji - H ₂ O. Nëse ka molekula të tjera, ajo do të jetë më i pastër. Si pasojë, substancë e pastër molekulare është një i cili është i përbërë nga vetëm një lloj i molekulave.

Megjithatë, në këtë rast, të jetë me elektrolite? Pas të gjitha, ato përfshijnë jonet janë të pranishëm, molekulat jo vetëm. Ne duhet të jetë përkufizimi më i rreptë. substancë e pastër molekulare është një i cili është i përbërë nga molekulat e një lloji, dhe ndoshta edhe produktet e kthyeshëm të konvertimit të tyre të shpejtë (sindikatat isomerization, shkëputje). Fjala "të shpejtë" në këtë kontekst do të thotë se në këto produkte, ne nuk mund të shpëtoj, ata menjëherë rishfaqen. Fjala "kthyeshëm" tregon se konvertimi nuk është sjellë në një fund. Nëse njoftuar, atëherë është më mirë të them se ajo është e paqëndrueshme. Në këtë rast nuk është një substancë e pastër.

Ligji i ruajtjes së masës së materies

Ky ligj ka që nga kohët e lashta është i njohur në formë metaforike. Ajo ka deklaruar se çështja nuk mund të krijohet dhe të pathyeshëm. Pastaj erdhi formulimin e saj sasior. Sipas kësaj, pesha (dhe në fund të shekullit të 17 - pesha) është një masë e shumës së substancës.

Ligji në formën e zakonshme u hap në 1748 Lomonosov. Në 1789, ajo shtoi Lavoisier, një shkencëtar francez. Bashkëkohore formulimi i saj është si vijon: masa e substancave të hyjnë në reaksion kimik është e barabartë me masën e substancave që rezultojnë prej saj.

Ligji Avogadro-së, ligji i gazeve marrëdhëniet volumetrike

Kjo e fundit u formulua në 1808 nga JL Gay-Lussac, shkencëtar francez. Aktualisht ky ligj është quajtur ligjin e Gay-Lussac. Sipas tij, vëllimi i gazeve reaktive janë me njëri-tjetrin, si dhe me volumin e produkteve që rezultojnë gaztë si një numër të tërë të vogël.

Model, e cila gjendet Gay-Lussac, shpjegon ligjin, i cili u hap pak më vonë, në 1811, Amedeo Avogadro, një shkencëtar italian. Ajo thekson se në kushte të barabarta (presionit dhe temperaturës) në gazrat që kanë të njëjtin vëllim, të njëjtin numër e molekulave të pranishëm.

Dy pasoja të rëndësishme të ndjekur nga ligji i Avogadro. I parë qëndron në faktin se në kushte të njëjta, një mol i çfarëdo gazit zë vëllim të barabartë. Zhvendosjen e ose në kushte normale (të cilat janë temperatura 0 ° C dhe 101,325 kPa) ishte 22.4 litra. Pasoja e dytë e këtij ligji, si vijon: raporti pesha e gazrave që kanë të njëjtën sasi në kushte të barabarta, të barabartë me raportin e tyre në masë dhëmballë.

Nuk është një tjetër ligj, i cili me siguri duhet të përmenden. Ne do të ju tregojë për atë shkurtimisht.

Ligji periodik dhe tabela

D. I. Mendeleev, bazuar në vetitë kimike të elementeve dhe shkencëtarëve atomike dhe molekulare që e zbuluan këtë ligj. Kjo ngjarje ndodhi 1 mars 1869 Ligji periodik është një nga më të rëndësishmet në natyrë. Ajo mund të thuhet si vijon: vetitë e elementeve të formuar e substancave komplekse dhe të thjeshtë dhe të ketë një varësi periodike mbi akuzat e bërthamave të atomeve.

Tabela periodike, e cila u krijua nga Mendeleev, përbëhet nga shtatë periudhave dhe tetë grupe. Grupet quajtur shtyllat e saj vertikale. Elementet brenda secilit prej tyre kanë veti të ngjashme fizike dhe kimike. Grupi, nga ana tjetër, është e ndarë në nëngrupe (kryesore dhe anësore).

Rreshtave horizontale në këtë tabelë i referohen periudhave. Elementet që janë në to, ndryshojnë mes tyre, por ata nuk kanë të përbashkët - faktin se elektronet e tyre të fundit në të njëjtin nivel të energjisë. Në periudhën e parë janë vetëm dy elemente. H është hidrogjen dhe helium ai. Tetë Elementet janë në periudhën e dytë. Në e katërt e tyre Mendeleev tashmë 18. përcaktuar këtë periudhë si e para e madhe. Në elementet e pestë dhe 18, struktura e saj është e ngjashme me i katërti. Si pjesë e gjashtë - 32 elementeve. I shtati nuk është përfunduar. Kjo periudhë fillon me Frëngjisht (FR). Ne mund të supozojmë se ajo do të përmbajë 32 elemente, si dhe e gjashta. Megjithatë, deri më tani vetëm 24 gjetur.

rregulli otketa

Sipas rregullit otketa gjitha elementet kanë tendencë për të marrë një elektron ose të humbasë atë në mënyrë që të ketë një konfigurim 8-elektron të gazit fisnike afërt me ta. Energjia jonizues - është sasia e energjisë të nevojshme për të ndarë elektron nga atomi. Rregulli Otketa thotë se kur lëviz nga e majta në të djathtë në tabelën periodike keni nevojë për më shumë energji për të hequr një elektron. Prandaj, artikujt që janë në anën e majtë, të kërkojë të sigurojë se të lirshme një elektron. Në të kundërtën, ato të vendosura në anën e djathtë, të etur për të blerë atë.

Ligjet dhe konceptet themelore të kimisë, ne të përshkruara shkurtimisht. Sigurisht, kjo është vetëm informacione të përgjithshme. Në një artikull që është e pamundur për të folur për një shkencë të tillë të rëndë në detaje. Konceptet themelore dhe ligjet e kimisë, si të përshkruara në këtë artikull - është një pikënisje për studime të mëtejshme. Pas të gjitha, në këtë shkencë ka shumë seksione. Nuk është, për shembull, organik dhe kimi inorganike. Konceptet themelore të secilit prej seksioneve të kësaj shkence mund të studiohet për një kohë të gjatë. Por ato të përshkruara më lart, i referohen çështjeve të përgjithshme. Prandaj, mund të themi se këto janë konceptet themelore të kimisë organike, si dhe inorganike.