Тема 3.05. Организация материи на химическом уровне
Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Атом- наименьшая частица вещества (химического элемента), являющаяся носителем его свойств. Каждому элементу соответствует определенный род атомов, обозначаемых символом элемента (например, атом водорода Н; атом углерода С; атом железа Fe и т.д.). Атомы могут существовать как в свободном состоянии (в газе), так и в виде химических соединений — молекул. Связываясь непосредственно или в составе молекул, атомы образуют жидкости и твердые тела.
Изото́пы(от греч.ισος—«равный»,«одинаковый», и τόπος —«место») — разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре. Название связано с тем, что изотопы находятся в одном и том же месте (в одной клетке) таблицы Менделеева.
Эволюция представлений о строении атома – эволюция развивалась по следующей схеме: мельчайшая неделимая частичка вещества – мельчайшая частичка сложного строения (модель Томпсона) – квантово – механическая модель – квантовые представления.
Квантовомеханическая модель строения атома – теория Бора: электроны в атоме движутся по круговым орбитам вокруг ядра и при этом не излучают энергии, при переходе электрона с одной орбиты на другую атом излучает или поглощает энергию в виде квантаhν=Em 1–Em 2, гдеEm– энергия электрона на соответствующем уровне.
Молекула как квантово-химическая система молекула - система, состоящая из взаимодействующих электронов и ядер, может находиться в различных состояниях и переходить из одного состояния в другое вынужденно (под влиянием внешних воздействий) или самопроизвольно. Для всех молекул данного вида характерна некоторая совокупность состояний, которая может служить для идентификации молекул.
Вещество - вид материи, которая обладает массой покоя.
Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химических реакций.
Биокатализаторы (ферменты) – сложное органическое вещество белковой природы, содержащееся в животных и растительных организмах и в миллионы раз ускоряющее химические процессы в них.
Полимеры –вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.
Мономеры – повторяющиеся звенья полимеров.
Периодическая система - классификация химических элементов, позволяющая выявить зависимость их различных свойств от числа протонов в атомном ядре.
Периодический закон Д. И. Менделеева– физико - химические свойства элементов являются периодической функцией их атомных весов.
Тема 3.06. Процессы на химическом уровне организации материи
Химический процесс – процесс взаимодействия атомов и молекул, сопровождающийся изменением состава и(или) строения.
Тепловые эффекты процессов (экзо-, эндотермические):
Химический процесс, сопровождающийся выделением энергии называется экзотермическим, если энергия поглощается, то процесс называетсяэндотермическим.
Понятие о химической кинетике – наука, изучающая скорости и механизмы химических реакций.
Факторы, влияющие на реакционную
способность веществ: влияние концентрации
- закон действующих масс - при
установившемся хим. равновесии между
реагентами и продуктами реакции
выполняется равенство
,
где μi- хим. потенциал i-го компонента
системы, νi - eгo стехиометрический
коэффициент (для реагентов он
отрицательный, для продуктов реакции
- положительный).
Факторы, влияющие на реакционную способность веществ: влияние температуры -правило Вант-Гоффа - при увеличении температуры на 10 градусов скорость реакции удваивается.
Энергия активации (энергетический барьер реакции) - минимальное количество энергии, которую требуется сообщить системе (в химии выражается в джоулях на моль), чтобы произошла реакция.
Факторы, влияющие на реакционную способность веществ: катализ – возбуждение химических реакций или скорости их протекания посредством добавления особых веществкатализаторов,не участвующих непосредственно в реакции, но изменяющих ход ее протекания.
Понятие об автокатализе – ускорение реакции, обусловленное накоплением промежуточного или конечного продукта, обладающего каталитическим действием для данной реакции ( т. е. из – за образующегося в процессе реакциикатализатора).
Катализ ферментативный – ускорение химических реакций в живых клетках специальными белками –ферментами.
Эволюционная химия -под эволюционными проблемами следует понимать проблемы синтеза новых сложных, высокоорганизованных соединений без участия человека.
Динамическое равновесие (химическое и фазовое) - является одним из основных случаев термодинамического равновесия и включает в себя условия равенства температуры всех частей системы (термического равновесие), равенства давления во всем объеме системы (механическое равновесие) и равенство химических потенциалов каждого компонента во всех фазах системы, что обеспечивает равновесное распределение компонентов между фазами.
Принцип Ле Шателье – если к равновесной системе, находящейся при постоянном давлении, подводить теплоту, то равновесие сместится в сторону поглощения теплоты; и наоборот, если отводить теплоту из равновесной системы, то равновесие сместится в сторону выделения теплоты.