Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

ХИМИЯ , наука о веществах, их превращениях, взаимодействии и о происходящих при этом явлениях. Выяснением основных понятий, к-рыми оперирует X., как напр, атом, молекула, элемент, простое тело, реакция и др., учением о молекулярных, атомных и эквивалентных весах и изучением общих закономерностей, к-рым подчиняются простые и сложные тела, занимается общая X. Отличия в свойствах веществ, содержащих углерод, от соединений других элементов, особые закономерности и большое количество известных соединений углерода привели к отделению X. углерода-органической химии (см.)-от неорганической химии (см.), изучающей соединения остальных элементов. Нек-рые отделы этих наук в свою очередь выделились в самостоятельные дисциплины, как напр. биологическая химия (см.), X. реактивных веществ, X. редких элементов и др. С точки зрения методов, какими пользуется X. для изучения вещества, различают: аналитическую химию, преследующую цель узнать состав данного тела, для чего она разлагает его на составные части, выделяет из них чистые вещества и определяет, из каких элементов они построены (качественный анализ), в каких количествах находятся эти элементы (количественный анализ) и как они между собой соединены. Решения этих вопросов аналитическая X. достигает путем изучения реакций данного вещества с другими уже известными веществами (реактивами). Выводы и заключения аналитической X. проверяются синтетической X., к-рая, руководствуясь данными анализа и общими законами, стремится построить, получить вещество, исходя из более простых веществ, строение к-рых известно, или из элементов. Синтетическая X. не только искусственно получает вещества, находимые в природе, но и приготовляет совершенно новые вещества, подчас обладающие весьма ценными свойствами (синтезы многих красок, фарм. препаратов, взрывчатых веществ, ОВ и др.). Применение физ. методов к изучению веществ и хим. реакций привело к созданию физической химии (см.), дисциплины, охватывающей математическими закономерностями хим. явления и распадающейся в свою очередь на ряд дисциплин: термохимия, электрохимия, фотохимия и др. Изменение свойств вещества в зависимости от его раздробленности, дисперсности и весьма большое распространение в природе веществ в состоянии мельчайшего раздробления, в коллоидном состоянии-послужили причиной выделения в самостоятельную дисциплину еще одного отдела теоретической X.-коллоидной химии (см. Коллоиды, коллоидная химия). Достижения и выводы теоретической X. лежат в основе прикладной X., также дробящейся на ряд отделов, в зависимости от того, в какой области она находит применение. Так, техническая X. изучает наиболее целесообразные методы получения на практике различных веществ. Агрохимия исследует хим. состав и свойства различных почв в связи с культивированием на них тех или иных растений, учит целесообразному употреблению удобрений. Пищевая X. изучает продукты питания с точки зрения их питательной ценности, исследования доброкачественности, открытия фальсификаций и возможности замены одного продукта другим (проблема суррогатов). Фармацевтическая химия (см.) занимается синтезом медикаментов и выяснением связи между составом и строением вещества и его действием на организм. Судебная химия (см.), открывая яды и примеси посторонних веществ в различных продуктах и органах, способствует раскрытию преступлений. Некоторые отделы технической X., дав начало особым отраслям промышленности, выросли в специальные дисциплины, таковы: X. красителей, X. искусственного волокна, X. каучука и т. п. Если X. в своем развитии приходится пользоваться данными и прибегать к помощи математики, механики и гл. обр. физики, с к-рой X. в нек-рых отделах, как напр. в учении о строении атома, нераздельно сливается, то и обратно: данные X. широко используются в целом ряде дисциплин. Развитие геологии и минералогии стоит в тесной связи с хим. исследованием минералов, полезных ископаемых и горных пород. Ботаника в ее крупных отделах-физиологии растений и агрономии- основывается на данных X. Микробиология, имея дело с изменением вещества под влиянием микроорганизмов, тем самым входит в тесное соприкосновение с X. Широко пользуется успехами химии и медицина в самых разнообразных ее отделах. Биол. X. занимается изу- чением с хим. точки зрения протекающих в организме процессов. Физиология, фармакология, фармация, химиотерапия, экспериментальная гигиена и ряд других дисциплин, изучающих превращения веществ в организме или взаимодействие их с организмом, тем самым стоят в тесной связи с X. Краткий очерк развития X. Период первоначального знакомства с хим. явлениями, период накопления разрозненных опытных данных, отдельных наблюдений, фактов начался в Египте, где в руках жрецов были собраны сведения об обработке металлов, производстве стекла, эмали, приготовлении сплавов, лекарств, способах бальзамирования трупов. Все эти процессы обставляются мистическим ритуалом, хранятся в тайне, и повиди-мому от египетского слова chemi, означающего черный, темный, и произошло название X. Этот период продолжался арабами (8-9 вв.), назвавшими науку о приготовлении сплавов, очистке олова, свинца, о способах окраски, умножении золота, о приготовлении лекарств, любовных зелий и т. п. алхимией (см.). От арабов алхимия перешла в Европу (13-14 вв.). Расширение торговых связей и поднятие ценности золота в торговых оборотах выдвинули на первый план проблему получения золота из других веществ. Руководствуясь идеями Аристотеля и широко пользуясь экспериментом, алхимики в поисках философского камня для превращения веществ и элексиров, дающих здоровье и молодость, накопили огромный опытный материал, в чем основное значение этой эпохи. Работы Бойля (1627-1691), выдвинувшего на первое место эксперимент, а не предвзятые идеи, открывают новую эпоху в развитии X. Изучая разложение веществ, Бойль приходит к понятию хим. элемента как простого вещества, не поддающегося дальнейшему разложению. Развитие промышленности (17 и начало 18 вв.) и в частности металлургии сосредотачивало внимание химиков того времени на явлениях окисления и восстановления металлов, явлениях горения, и накопившиеся факты неизбежно требовали обобщения, без к-рого не могло быть дальнейшего развития. Таким обобщением явилась теория флогистона Г. Шталя (1660-1734) (см. Неорганическая химия), служившая путеводной нитью при дальнейших исследованиях в продолжение почти целого столетия. К этому времени на смену феодализма идет молодой, революционный тогда класс-буржуазия. Конец 18 в. характеризуется бурным ростом производительных сил и развитием естественных наук; в X. мы имеем целую плеяду талантливых химиков. Кевендиш (1766) открывает водород, Пристли (1774) получает и описывает кислород, Шееле-хлор и ряд органических соединений, Д. Резерфорд (1772) открывает азот. Теория флогистона в своем развитии накапливает ряд противоречий, и Лавуазье (1743-1794), основываясь на экспериментальном материале теории флогистона, опровергает последнюю, открывая в полученном Пристли кислороде реальный антипод флогистона. Введя строго количественный метод в X. (взвешивание веществ до и после реакции), Лавуазье обосновывает правильную теорию окисления и экспериментально подтверждает закон сохранения материи, формулированный еще ранее Ломоносовым (1711-1765). Количественные исследования Рихтера (1762-1807), Бергмана, Венцеля и других химиков привели к открытию законов постоянства состава, эквивалентов, и наконец Дальтон (1766-1844), открыв закон кратных отношений, видит в нем экспериментальное доказательство атомистической теории строения вещества, теории, лежащей в основе всех представлений современной X. Исследования Г. Люссака (1805) и Авогадро (1811) над объемами реагирующих газов способствовали дальнейшему развитию атомной и молекулярной теории вещества. В. Проут (1785-1850) пошел еще дальше и на основании простых соотношений, наблюдаемых у нек-рых атомных весов, сделал вывод о существовании атомов первоначальной материи, из которых построены все атомы элементов. Гипотеза Проута была совершенно оставлена после более точных определений атомных весов, произведенных Стасом (1813-1891), и только в современной X. после открытия изотопов (см.) эта гипотеза нашла блестящее подтверждение в электронной теории атомов. Большое влияние на дальнейшее развитие X. оказали работы Берцелиуса (1779-1848), выдвинувшего электрохимическую теорию сродства и определившего очень точно для того времени атомные веса известных тогда элементов. Ему же принадлежит введение современной хим. символики. Переход от кустарного к машинному способу производства повлиял на развитие металлургии, потребовавшей в свою очередь высококачественного угля. Получающаяся при коксовании угля каменноугольная смола дала ряд веществ для бурного развития органической хим. промышленности, в первую очередь красок, нужных для текстильной промышленности. В тесной связи со сказанным стоит быстрое развитие органической X. начиная с 40-х годов 19 в. (работы Жерара, Бертло-во Франции, Фарадея-в Англии, Либиха, Велера, Бунзена, Кекуле-в Германии и Воскресенского, Зи-нина, Бутлерова-в России). Устанавливаются основные понятия о различии атома и молекулы, атомного веса и эквивалента (работы Лорана, Жерара, Канниццаро). Обобщением огромного материала химии явился периодический закон, открытый Д. И. Менделеевым (1837-1907). Периодическая система элементов (см.) не только позволила систематизировать имеющийся материал, но предсказала ряд позднее открытых элементов, указала на связь, существующую между элементами, и послужила основой для всего современного учения о строении атомов. Конец 19 в. и начало 20 в. характеризуется развитием физической X. Законы, найденные термохимией, позволили впервые подойти с количественной точки зрения к определению химического сродства. Теория растворов вант-Гоффа, электролитической диссоциации Аррениуса послужила фундаментом для создания учения об ионах (см.). Открытие лучей Рентгена, явлений радиоактивности, изотопов, развитие спектроскопии позволили глубже проникнуть в строение атомов и подойти к разрешению таких вопросов современной X., как природа хим. сродства, катализ, превращение элементов, строение высокомолекулярных соединений и, др. (работы Бора, Ленгмюра, Резерфорда, Дебая, Планка, Косселя, Астона, Льюиса, Тейлора, Штаудингера и др.). Роль X. в царской России была очень скромной. Правда, в области теоретической X. от- дельные русские ученые занимали видное место (Ломоносов, Зинин, Бутлеров, Менделеев, Марковников и др.), но по развитию хим. промышленности Россия занимала одно из последних мест. Только после Октябрьской революции во всей широте была поставлена проблема химизации всего хозяйства СССР. Уже к началу второго пятилетия окрепла основная хим. и туковая промышленность, расширено и реконструировано коксохим. производство. Создаются промышленности ани-ло-и лако-красочная, искусственного волокна, пластмасс, каучука, фармацевтическая и др. Растут хим. комбинаты: Березники, Бобрики, Хибины. Неимоверно расширилась сеть научно-исследовательских ин-тов, лабораторий, кафедр. Важнейшими хим. лабораториями и ин-тами в СССР являются: лаборатории хим. и биол. ассоциаций Академии наук СССР, Фи-зико-хим. ин-та им. Карпова, Государственный ин-т прикладной химии, Химико-фармацевтический ин-т, Ин-т органических полупродуктов и красителей, химический сектор ВИЭМ и лаборатории кафедр высших учебных заведений (лаборатории химии МГУ, Военно-химической академии, Ленинградского ун-та, Казанского ун-та и др.). Все это способствует росту хим. мощи Союза и выдвижению его и по хим. промышленности на одно из первых мест, а вместе с тем и росту хим. научных сил и самой X. Для обмена опытом и совместного обсуждения работ химики объединяются в хим. общества (Менделеевское хим. общество, в СССР, Deutsehe chemische Gesellschaft, Societe chimique de France, American chemical society и др.), периодически устраиваются международные съезды (напр. Менделеевские съезды, устраиваемые в СССР) и издается целый ряд периодических изданий (таковыжурнал общей и физ. X., журнал хим. промышленности, химико-фармацевтический журнал в СССР, Berichte der deutschen chemi-schen Gesellschaft, Zeitschrift fur analytische Chemie, Zeitschrift fur physikalische Chemie, Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie, Mikrochemie, Kolloid-Zeitschrift-в Германии, Journal of the American chemical society-в Америке, Journal of the chemical society-в Англии, Bulletin de la Societe chimique, Annales de chimie-во Франции и др. Преподавание X. в мед. вузах преследует две цели: 1) дать запас хим. сведений, благодаря к-рым врач может сознательно разбираться в хим. процессах, протекающих в здоровом и больном организме, сопоставлять их с картиной, получаемой при клин, исследовании крови, мочи, кала и т. п., ориентироваться в фармакологии, химиотерапии, разбираться в причинах проф. заболеваний и вести профилактическую работу на хим. производствах; 2) научить студента делать выводы и сопоставления из экспериментального материала, с к-рым он знакомится на практических занятиях, и расширить общий культурный кругозор студента. Т. к. отдельные хим. дисциплины стоят друг с другом в генетической связи, то преподавание X. целесообразно вести в следующей последовательности: неорганическая X., аналитическая X., органическая X., физическая X., коллоидная X. и биологическая X. Лит.: История.-В альдея П., Очерк истории химии в России, Одесса, 1917; Герц В., Очерк истории развития основных воззрений химии, Л., 1924; Ладе ц б у р г А., Лекции по истории развития химии от Лавуазье до нашего времени, Одесса, 1917; Мен-шуткин Б., Важнейшие этапы в развитии химии, Л"., 1932; Мур Ф., История химии, М.-Л., 1925; Рамса й-Оствальд, Из истории химии, П., 1920; Ш о р ы г и н П., Успехи органической химии, М.-Л., 1928; Berthelot M., Die Chemie im Altertum und im Mittelalter, Lpz., 1909; Brown J., A history of chemistry from the earliest times till the present day, L., 1913; Cushman A., Chemistry and civilization, Boston, 1920; Delacre M., Histoire de la chimie, P., 1920; G-r a e b e C, Geschichte der organi-schen Chemie, B.," 1920; Meyer E., Geschichte der Chemie von den altesten Zeiten bis zur Gegenwart, zugleich Einfiihrung in das Studium der Chemie, Lpz., 1914; Moore F., A history of chemistry, N.-Y., 1918; Tilde nW., The progres of scientific chemistry in our own times, with biographical notices, L., 1913. Руководства и справочники.-Г ипзберг А., Курс органической химии для медиков, Л., 1933; Каблуков И., Основные начала неорганической химии, М., 1931; Котюков И., Физическая химия, Томск, 1930; Л аур и Г., Сег"ден Си Раковский А., Курс физической химии, М., 1934; М е н д е л е е в Д., Основы химии, т. I-П, М., 1934; Реформатский А., Начальный курс органической химии, М.-П., 1923; о н ш е, Неорганическая химия, М., 1924; Степанов А., Курс органической химии для медиков, М.- Л., 1932; Тредвель Ф., Курс аналитической химии, т. I-II, М.-Л., 1927; Чичибабин А., Основные начала органической химии, М.-Л., 1931; Ш о-рыгин П., Краткий курс органической химии для медиков и биологов, Л. - М., 1932; В е i 1 s t e i n, Handbuch der organischen Chemie, hrsg. v. d. Deutschen chemischen Gesellschaft, B. I-XX, В., 1918-1935; Handbuch der biochemischen Arbeitsmethoden, hrsg. v. E. Abderhalden, В.-Wien, B. I-IV, 1909-1910; Holland J., A text-book of medical chemistry, Philadelphia-L., 1917; Holleman A., Lehrbuch der Chemie, B. I-II, B.-Lpz., 1930; Krause H., tlber den Anteil der Chemie an der Entwicklung der medizi-nischen Wissenschaften, Lpz., 1907; Oppenheimer C, Chemische Technik fur Aerzte, Lpz., 1912; The chemical age, chemical dictionary, London, 1924; U 1-lmann F., Enzyklopadie der technischen Chemie, Berlin, 1914. Библиография.-T ерентьев А., Специальная химическая литература и пользование ею, библиографич. указатель, М., 1933; За овладение техникой, Химический реферативный журнал, Л., с 1931; Bibliographia chimica, internationaler Literaturanzeiger fur Chemie, chemische Technologie und alle Grenzgebiete, Lpz., 1922- 1926; British chemical abstracts, L., с 1926; Chemical abstracts, Washington, с 1907; Chemisches Zentralblatt, В., с 1856; Mason F., An introduction to the literature ot. chemistry, Oxford, 1925; Mellon, Chemical publications, their nature and use, N. Y., 1928; W e s t с h a-rence Y. a. Berolzheimer D., Bibliography of bibliographies on chemistry and chemical technology, Washington, 1932. Периодические издания.- Журнал общей химии, М.-Л., с 1931; Журнал прикладной химии, М., с 1924; Журнал физической химии, М., с 1930; Annales de chimie et de physique, P., 1816; Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft, В., с 1868; Chemical News, L., с 1859; Helvetica chimica acta, Geneve,с 1918; Journal of theAmerican chemical society, N. Y., с 1879; Journal of the chemical society of London, L., с 1862; Liebig"s Annalen der Chemie, Lpz., с 1873; Zeitschrift fur angewandte Chemie, В., с 1888; Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie, Lpz., с 1891. См. также литературу к статьям Биологическая химия, Коллоиды, коллоидная химия, Физиология и Физическая химия. А. Кузин.

Химический элемент, простое и сложное вещество, аллотропия. Относительная атомная и молекулярная массы, моль, молярная масса. Валентность, степень окисления, химическая связь, структурная формула.

Практикум: Расчеты по химическим формулам, химическим уравнениям.Решение задач на нахождение химической формулы вещества. Решение задач с использованием понятия «молярная масса». Вычисления по химическим уравнениям, если одно из веществ взято в избытке, если одно из веществ содержит примеси. Решение задач на определение выхода продукта реакции.

Химия - это наука о веществах, их свойствах и превращениях, происходящих в результате химических реакций, а также о фундаментальных законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.

Химический элемент - определённый вид атома имеющий название, порядковый номер, и положение в таблице Менделеева называют химическим элементом. В настоящее время известно 118 химических элементов, заканчивая Uuo (Ununoctium - Унуноктий). Каждый элемент обозначен символом, который представляет одну или две буквы из его латинского названия (водород обозначен буквой H - первой буквой его латинского названия Hydrogenium).

Вещество - вид материи с определёнными химическими и физическими свойствами. Совокупность атомов, атомных частиц или молекул, находящаяся в определённом агрегатном состоянии. Из веществ состоят физические тела (медь - вещество, а медная монета - физическое тело).

Простое вещество - вещество, состоящее из атомов одного химического элемента: водород, кислород и т.д.

Сложное вещество - вещество, состоящее из атомов разных химических элементов: кислоты, вода и др.

Аллотропия - это способность некоторых химических элементов существовать в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. Например: алмаз и уголь состоят из одного и того же элемента - углерода.

Относительная атомная масса. Относительной атомной массой элемента называют отношение абсолютной массы атома к 1/12 части абсолютной массы атома изотопа углерода 12С. Обозначают относительную атомную массу элемента символом Аr, где r - начальная буква английского слова relative (относительный).

Относительная молекулярная масса. Относительной молекулярной массой Мr называют отношение абсолютной массы молекулы к 1/12 массы атома изотопа углерода 12С.

Обратите внимание на то, что относительные массы по определению являются безразмерными величинами.

Таким образом, мерой относительных атомных и молекулярных масс избрана 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12С, которая называется атомной единицей массы (а.е.м.):

Моль. В химии чрезвычайное значение имеет особая величина - количество вещества.

Количество вещества определяется числом структурных единиц (атомов, молекул, ионов или других частиц) этого вещества, оно обозначается обычно n и выражается в молях (моль).

Моль - это единица количества вещества, содержащая столько же структурных единиц данного вещества, сколько атомов содержится в 12 г углерода, состоящего только из изотопа 12С.

Число Авогадро. Определение моля базируется на числе структурных единиц, содержащихся в 12 г углерода. Установлено, что данная масса углерода содержит 6,02× 1023 атомов углерода. Следовательно, любое вещество количеством 1 моль содержит 6,02× 1023 структурных единиц (атомов, молекул, ионов).

Число частиц 6,02 × 1023 называется числом Авогадро или постоянной Авогадро и обозначается NA:

N A = 6,02 × 10 23 моль -1

Молярная масса. Для удобства расчетов, проводимых на основании химических реакций и учитывающих количества исходных реагентов и продуктов взаимодействия в молях, вводится понятие молярной массы вещества.

Молярная масса M вещества представляет собой отношение его массы к количеству вещества:
где г - масса в граммах, n - количество вещества в молях, М - молярная масса в г/моль - постоянная величина для каждого данного вещества.
Значение молярной массы численно совпадает с относительной молекулярной массой вещества или относительной атомной массой элемента.

Валентность - способность атомов химических элементов образовывать определённое число химических связей с атомами других элементов или количество связей, которые может образовывать вещество.

Степень окисления (окислительное число, формальный заряд) - вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций, численная величина электрического заряда, приписываемого атому в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов.
Представления о степени окисления положены в основу классификации и номенклатуры неорганических соединений.

Степень окисления соответствует заряду иона или формальному заряду атома в молекуле или в формульной единице, например:

Na + Cl - , Mg 2+ Cl 2 - , N -3 H 3 - , C +2 O -2 , C +4 O 2 -2 , Cl + F - , H + N +5 O -2 3 , C -4 H 4 + , K +1 Mn +7 O -2 4 .

Степень окисления указывается сверху над символом элемента. В отличие от указания заряда иона, при указании степени окисления первым ставится знак, а потом численное значение, а не наоборот.

H + N +3 O -2 2 - степень окисления, H + N 3+ O 2- 2 - заряды.

Степень окисления атома в простом веществе равна нулю, например:

O 0 3 , Br 0 2 , C 0 .

Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле всегда равна нулю:

H + 2 S +6 O -2 4 , (+1 2) + (+6 1) + (-2 4) = +2 +6 -8 = 0

Химическая связь, взаимное притяжение атомов, приводящее к образованию молекул и кристаллов. Принято говорить, что в молекуле или в кристалле между соседними атомами существуют химические связи. Химическая связь определяется взаимодействием между заряженными частицами (ядрами и электронами). Основные характеристики химической связи - прочность, длина, полярность.

Свойства - совокупность признаков по которым одни вещества отличаются от других, они бывают химическими и физическими.

Физические свойства - признаки вещества, при характеристике которых вещество не изменяет свой химический состав.(плотность, агрегатное состояние, температуры плавления и кипения и т.п.)

Химические свойства - способность веществ взаимодействовать с другими веществами или изменятся под действием определённых условий.Результатом является превращения одного вещества или веществ в другие вещества.

Физические явления - новые вещество не образуется.
Химические явления - новые вещество образуется.

Относительная молекулярная масса - масса (а. е. м.) 6,02 × 10 23 молекул сложного вещества. Численно равна молярной массе, но отличается размерностью.

1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.
2. Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.
3. Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от «химического строения», то есть от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.

Тепловой эффект реакции - это теплота, которая выделяется или поглощается системой при течении в ней химической реакции. В зависимости от того, происходит реакция с выделением теплоты или сопровождается поглощением теплоты, различают экзо-и эндотермические реакции. К первым, как правило, относятся все реакции соединения, а ко вторым - реакции разложения.

Скорость химической реакции - изменение количества одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционного пространства.

Внутренняя энергия системы - суммарная энергия внутренней системы, включающая энергию взаимодействия и движения молекул, атомов, ядер, электронов в атомах, внутриядерную и другие виды энергии, кроме кинетической и потенциальной энергии системы, как целого.

Стандартная энтальпия (теплота) образования сложного вещества - тепловой эффект реакции образования 1 моля этого вещества из простых веществ, находящихся в устойчивом агрегатном состоянии при стандартных условиях (= 298 К и давлении 101 кПа).