- •Основные понятия и законы химии
- •1.1 Вещества и их свойства. Предмет химии
- •1. Атомно-молекулярное учение
- •2. Стехиометрические законы
- •2.1 Закон сохранения массы веществ
- •2.2 Закон постоянства состава.
- •2.3 Закон Авогадро
- •2.4 Закон объемных отношений газов
- •2.5 Закон эквивалентов
- •40 Г/моль Са - 2 г/моль н
- •65 Г/моль Zn — 2 г/моль н
- •1.2. Основные термины и положения термодинамики
- •1.3. Общие сведения о равновесной термодинамике
- •1.3.1. Первое начало термодинамики . Энтальпия.
- •1.3.2. Второе начало термодинамики
- •1.3.3. Третье начало термодинамики
- •1.4. Общие сведения о неравновесной термодинамике
- •1.5. «Всеобщий закон биологии» Бауэра
- •1 Периодический закон и периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •2 Строение атома
- •3 Изотопы
- •4 Строение электронной оболочки атома
- •5 Зависимость химических свойств элементов от строения их атомов
- •6. Химическая связь.
- •1.Общая характеристика. Концентрация растворов
- •2. Растворимость
- •3. Коллигативные свойства растворов
- •Электрическая проводимость водных растворов. Электролиты
- •Сильные электролиты.
- •Металлов
- •1. Переходные металлы в живых организмах; аминокислотные остатки как лиганды
- •2. Имидазол: его строение, координационные и кислотно-основные свойства
- •3. Строение гема
- •4.Гем в белковой молекуле. Строение миоглобина
- •5. Комплекс гема с кислородом. Лиганды π -акцепторного типа.
- •6. Строение дистального кармана: дополнительная причина прочности связи железа
- •Iiiа - группа
- •Iva группа
- •Viia - группа
- •1Б группа
- •II б группа
- •VII б группа
- •VIII б группа
2. Стехиометрические законы
Стехиометрия— раздел химии, в котором рассматриваются массовые и объемные отношения между реагирующими веществами. В переводе с греческого слово «стехиометрия» имеет смысл «составная часть» и «измеряю».
Основу стехиометрии составляют стехиометрические законы: сохранения массы веществ, постоянства состава, закон Авогадро, закон объемных отношений газов, закон эквивалентов. Они подтвердили атомно-молекулярное учение. В свою очередь, атомно-молекулярное учение объясняет стехиометрические законы.
2.1 Закон сохранения массы веществ
В 1748 г. в результате экспериментов русский ученый М. В. Ломоносов открыл один из главных законов природы - закон, сохранения массы веществ. В настоящее время этот закон формулируется так:
Общая масса веществ, которые вступают в химическую реакцию, равна общей массе веществ, которые образуются и результате реакции.
Французский химик Лавуазье в 1789 г. подтвердил этот закон и сделал еще один очень важный вывод: масса каждого элемента, который участвует в реакции, не изменяется в этой реакции. Из этого положения следует, что при химических реакциях одни элементы не превращаются в другие.
Закон сохранения массы вещества подтверждает, что материя вечна, ничто не исчезает и не возникнет из ничего, а только переходит из одного вида в другой.
Таким образом, закон сохранения массы веществ и закон сохранения энергии — это две стороны единого закона природы – вечности материи и ее движения.
Современная наука подтвердила выводы М. В. Ломоносова. Взаимосвязь массы и энергии (она рассматривается в физике) выражается уравнением А. Эйнштейна:
E =mc2,
где E – энергия; m – масса вещества; c — скорость света в вакууме (приблиз. 3*108 м/с)
Закон сохранения массы веществ является основой количественного химического анализа. Исходя из закона сохранения массы, можно составлять химические уравнения и по ним производить расчеты.
Согласно закону сохранения массы веществ число атомов каждого элемента в левой и правой части химического уравнения должны быть одинаковым. Чтобы их уравнять, используют коэффициенты.
2.2 Закон постоянства состава.
В 1799 г. французский ученый Пруст открыл закон постоянства состава:
Всякое чистое вещество имеет постоянный состав, который не зависит от способа получения этого вещества.
Например, вода Н2О состоит из водорода и кислорода (качественный состав). В воде содержится 11,11% водорода 88,89% кислорода (количественный состав). Воду можно получить разными способами: синтезом из кислорода и водорода, реакцией нейтрализации, из кристаллогидратов и т.д. Во всех случаях чистая вода имеет одинаковый состав.
Последующее развитие химии показало, что существуют соединения как постоянного, так и переменного состава. Первые были названы дальтонидами (в честь английского физика и химика Дальтона), вторые – бертоллидами (в память французского химика Бертолле, который предвидел существование таких соединений). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными индексами, например Н2О, HCl, СН4, С6Н6.Состав бертоллидов изменяется, они имеют дробные индексы. Так, оксид титана (II) в действительности имеет состав от TiО0,7 до TiО1,3, а состав оксида титана (IV) изменяется от TiО1,9 до TiО2,0 (в зависимости от условий синтеза). Бертоллиды распространены среди оксидов, гидридов, сульфидов, силицидов, нитридов, карбидов и других неорганических соединений, имеющих кристаллическую структуру.
В связи с этим в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение. Состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способов получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой зависит от условий получения (например, состав оксида титана (II) зависит от температуры и давления кислорода, который применяется при его синтезе).