67

Предмет химии. №1

Химия - одна из наук естествознания - наука, изучающая состав, строение, свойства и превращения веществ.

Химия, как точная наука зародилась, когда М.В.Ломоносовым (40-ые годы 18 века) были теоретически развиты молекулярно-атомистические представления и впервые сформулирован закон сохранения веса.

Этот основной закон химии состоит в том, что вес всех веществ, вступающих в реакцию, равен весу всех продуктов реакции.

Закон Ломоносова научно обосновывает количественный анализ и тем самым дает возможность точного изучения состава веществ и характера протекания химических реакций.

Второй закон химии - закон постоянства состава, заключающийся в том, что каждое химическое соединение имеет вполне определенный и постоянный состав.

Как следствие отсюда вытекает, что состав химического соединения не зависит от способа получения.

С установлением этого закона открылась возможность точно изучать весовые соотношения, в которых соединяются между собой различные химические элементы, введено представление о соединительных весах элементов, впоследствии названных эквивалентами.

Эквивалентом называется весовое количество элемента, соединяющееся с 1 в. ч. водорода или 8 в.ч. кислорода или замещает эти массы в соединениях.

Нахождение числовых значений эквивалентов не представляет трудностей, если известен процентный состав соединения, рассматриваемого элемента с другим, эквивалент которого известен.

Атомы и молекулы.

С точки зрения атомистической теории химический элемент. рассматривается, как вид атомов, характеризующийся определенной совокупностью.

Атомы - это наименьшие частицы химических элементов, являющиеся носителями их химических свойств.

В результате сочетания одинаковых атомов образуется простое вещество, которое есть форма существования элемента в свободном состоянии.

Сочетание разных атомов дает сложное вещество, т.е. химическое соединение.

Атомы химических элементов имеют строго определенную массу.

Значения масс атомов, выраженные в единицах массы (абсолютная атомная масса m_а) очень малы, поэтому применять их в повседневной практике крайне неудобно.

В связи с этим была введена особая единица – атомная единица массы (а.е.м.)

1 а.е.м.=1/12m_a(С)=1,667х10²⁴г=1,667х10²⁷кг.

Одновременно в химии пользуются относительными атомными массами.

Относительной атомной массой элемента называют отношение массы атома к 1/12 массе атома изотопа углерода ¹²С.

Относительную атомную массу обозначают Ar.

В химии применяют особую величину – количество вещества υ, которое определяется числом структурных частиц (атомов, молекул или других частиц) этого вещества и выражается в молях (моль).

Моль равен количеству вещества, содержащего столько же структурных частиц данного вещества, сколько атомов содержится в углероде, состоящем только из изотопов¹²С, массой 12 г.

Для удобства расчетов, проводимых на основании химических реакций, вводится молярная масса вещества.

Молярная масса М вещества представляет собой отношение его массы к количеству вещества:

М=m/ υ, где

m –масса в граммах;

υ – количество вещества в молях;

Значение молярной массы численно совпадает с относительной молекулярной массой вещества.

Определение, данное молю, опирается на число структурных частиц, содержащихся в 12 г углерода. Было установлено, что указанная масса углерода содержит 6,02х10²³ атомов этого элемента.

Следовательно, любой химический элемент количеством 1 моль содержит 6,02х10²³ структурных частиц (атом или молекул).

Число N=6,02х10²³ выведено с использованием закона Авогадро, из которого следует, что два газа одинаковых объемов при одинаковых условиях, хотя и содержат одинаковое число молекул, имеют неодинаковые массы:

масса одного газа во столько раз больше массы другого, во сколько раз относительная молекулярная первого больше, чем относительная молекулярная второго, т.е. плотности газов относятся как их относительные молекулярные массы:

ρ₁/ρ_{2 =}( Мr)₁/(Mr)₂ = Di, где

ρ – плотность газа (г/л);

Мr – относительная молекулярная масса

Di –относительная плотность одного газа по другому;

I –индекс, указывающий формулу газа, по отношению к которому проведено определение;

Например,: D_Н2 – относительная плотность по водороду.

Следствием из закона Авогадро является утверждение: объемы, занимаемые 1 моль газа должны быть одинаковыми для всех газов. Этот объем, называемый молярным объемом газа, равен 22,414 л при нормальных условиях: Т=293 К (0⁰ С⁰) и Р=1 атм.