Osnove opšte hemije za samostalno učenje. Igrajte na automatima besplatno i bez registracije na mreži. Da li je moguće brzo naučiti hemiju?
hemija. Priručnik za samouvođenje. Frenkel E.N.
M.: 20 1 7. - 3 51 str.
Tutorijal je baziran na tehnici koju autor uspješno koristi više od 20 godina. Uz njenu pomoć, mnogi đaci su mogli da uđu na hemijske fakultete i medicinske fakultete. Ova knjiga je samoučitelj, a ne udžbenik. Ovdje nećete naići na jednostavan opis naučnih činjenica i svojstava supstanci. Materijal je strukturiran na način da, ako naiđete na složena pitanja koja izazivaju poteškoće, odmah ćete pronaći autorovo objašnjenje. Na kraju svakog poglavlja nalaze se testni zadaci i vježbe za konsolidaciju gradiva. Za radoznalog čitaoca koji jednostavno želi da proširi svoje vidike, Samoučitelj će dati priliku da savlada ovaj predmet „od nule“. Nakon što je pročitate, ne možete a da se ne zaljubite u ovu najzanimljiviju nauku - hemiju!
Format: pdf
veličina: 2.7 MB
Pogledajte, preuzmite:drive.google
Sadržaj
Od autora 7
DIO 1. ELEMENTI OPĆE HEMIJE 9
Poglavlje 1. Osnovni pojmovi i zakonitosti predmeta „Hemija“ 9
1.1. Najjednostavniji pojmovi: supstanca, molekula, atom, hemijski element 9
1.2. Jednostavne i složene supstance. Valence 13
1.3. Jednačine hemijskih reakcija 17
Poglavlje 2. Glavne klase neorganskih jedinjenja 23
2.1. Oksidi 23
2.2. Kiseline 32
2.3. Osnove 38
2.4. soli 44
Poglavlje 3. Osnovne informacije o strukturi atoma 55
3.1. Struktura periodnog sistema Mendeljejeva 55
3.2. Jezgro atoma. Izotopi 57
3.3. Raspodjela elektrona u polju jezgra atoma 60
3.4. Atomska struktura i svojstva elemenata 65
Poglavlje 4. Koncept hemijskog vezivanja 73
4.1. Jonska veza 73
4.2. Kovalentna veza 75
4.3. Hemijska veza i agregatna stanja materije. Kristalne rešetke 80
Poglavlje 5. Brzina hemijske reakcije 87
5.1. Zavisnost brzine hemijske reakcije od različitih faktora 87
5.2. Reverzibilnost hemijskih procesa. Le Chatelierov princip 95
Poglavlje 6. Rješenja 101
6.1. Koncept rješenja 101
6.2. Elektrolitička disocijacija 105
6.3. Jednačine ionsko-molekularne reakcije 111
6.4. Koncept pH (vrednost vodonika) 113
6.5. Hidroliza soli 116
Poglavlje 7. Koncept redoks reakcija123
DIO 2. ELEMENTI NEORGANSKE HEMIJE 130
Poglavlje 8. Opšta svojstva metala 130
8.1. Unutrašnja struktura i fizička svojstva metala 131
8.2. Legure 133
8.3. Hemijska svojstva metala 135
8.4. Korozija metala 139
Poglavlje 9. Alkalni i zemnoalkalni metali 142
9.1. Alkalni metali 142
9.2. Zemnoalkalni metali 145
Poglavlje 10. Aluminijum 153
Poglavlje 11. Gvožđe 158
11.1. Svojstva gvožđa i njegovih jedinjenja 158
11.2. Proizvodnja gvožđa (gvožđa i čelika) 160
Poglavlje 12. Vodonik i kiseonik 163
12.1. Vodonik 163
12.2. Kiseonik 165
12.3. Voda 166
Poglavlje 13. Ugljik i silicijum 170
13.1. Atomska struktura i svojstva ugljenika 170
13.2. Svojstva jedinjenja ugljenika 173
13.3. Atomska struktura i svojstva silicijuma 176
13.4. Silicijumska kiselina i silikati 178
Poglavlje 14. Azot i fosfor 182
14.1. Atomska struktura i svojstva dušika 182
14.2. Amonijak i amonijeve soli 184
14.3. Dušična kiselina i njene soli 187
14.4. Atomska struktura i svojstva fosfora 189
14.5. Osobine i značaj jedinjenja fosfora 191
Poglavlje 15. Sumpor 195
15.1. Atomska struktura i svojstva sumpora 195
15.2. Vodonik sulfid 196
15.3. Sumpor dioksid i sumporna kiselina 197
15.4. Sumporni anhidrid i sumporna kiselina 198
Poglavlje 16. Halogeni 202
16.1. Atomska struktura i svojstva halogena 202
16.2. Hlorovodonična kiselina 205
ODJELJAK 3. ELEMENTI ORGANSKE HEMIJE 209
Poglavlje 17. Osnovni pojmovi organske hemije 210
17.1. Predmet organske hemije. Teorija strukture organskih supstanci 210
17.2. Osobine strukture organskih jedinjenja 212
17.3. Klasifikacija organskih jedinjenja 213
17.4. Formule organskih jedinjenja 214
17.5. Izomerizam 215
17.6. Homolozi 217
17.7. Nazivi ugljovodonika. Pravila međunarodne nomenklature 218
Poglavlje 18. Alkani 225
18.1. Pojam alkana 225
18.2. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 225
18.3. Molekularna struktura 226
18.4. Svojstva alkana 226
18.5. Priprema i upotreba alkana 229
Poglavlje 19. Alkeni 232
19.1. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 232
19.2. Molekularna struktura 234
19.3. Svojstva alkena 234
19.4. Priprema i upotreba alkena 238
19.5. Koncept alkadiena (diena) 239
Poglavlje 20. Alkini 244
20.1. Definicija. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 244
20.2. Molekularna struktura 245
20.3. Svojstva alkina 246
20.4. Priprema i upotreba acetilena 248
Poglavlje 21. Ciklični ugljovodonici. Arenas 251
21.1. Koncept cikličkih ugljovodonika. Cikloalkani 251
21.2. Koncept aromatičnih ugljovodonika 252
21.3. Istorija otkrića benzena. Struktura molekula 253
21.3. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 255
21.4. Svojstva benzena 256
21.5. Svojstva homologa benzena 259
21.6. Priprema benzena i njegovih homologa 261
Poglavlje 22. Alkoholi 263
22.1. Definicija 263
22.2. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 264
22.3. Struktura molekula 265
22.4. Svojstva monohidričnih alkohola 266
22.5. Priprema i upotreba alkohola (na primjeru etil alkohola) 268
22.6. Polihidrični alkoholi 269
22.7. Koncept fenola 271
Poglavlje 23. Aldehidi 276
23.1. Definicija. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 276
23.2. Molekularna struktura 277
23.3. Svojstva aldehida 278
23.4. Priprema i upotreba aldehida na primjeru acetaldehida 280
Poglavlje 24. Karboksilne kiseline 282
24.1. Definicija 282
24.2. Homologni niz, nomenklatura, izomerizam 283
24.3. Molekularna struktura 284
24.4. Svojstva kiselina 285
24.5. Priprema i upotreba kiselina 287
Poglavlje 25. Estri. Masti 291
Poglavlje 26. Ugljeni hidrati 297
Poglavlje 27. Jedinjenja koja sadrže azot 304
27.1. Amini 304
27.2. Aminokiseline 306
27.3. Proteini 308
Poglavlje 28. Pojam polimera 313
DIO 4. RJEŠAVANJE ZADATAKA 316
Poglavlje 29. Osnovni koncepti proračuna 317
Poglavlje 30. Problemi riješeni korištenjem standardnih formula 320
30.1. Zadaci na temu "Gasovi" 320
30.2. Zadaci na temu “Metode izražavanja koncentracije rastvora” 324
Poglavlje 31. Zadaci riješeni pomoću jednačina reakcija 330
31.1. Priprema proračuna pomoću jednačina reakcije 330
31.2. Zadaci na temu “Kvantitativni sastav mješavina” 333
31.3. Problemi o „višku-nedostatku“ 337
31.4. Problemi za utvrđivanje formule supstance 342
31.5. Problemi koji uzimaju u obzir "prinos" rezultirajuće supstance 349
Sve oko nas - na ulici, na robotu, u javnom prevozu - vezano je za hemiju. I mi sami se sastojimo od niza hemijskih elemenata i procesa. Stoga je pitanje kako naučiti hemiju prilično relevantno.
Ovaj članak je namijenjen osobama starijim od 18 godina
Jeste li već napunili 18 godina?
Metode nastave hemije
Nijedna grana industrije ili poljoprivrede ne može bez ove čudesne nauke. Moderne tehnologije koriste sve moguće razvoje kako bi osigurale da napredak ide naprijed. Medicina i farmakologija, građevinarstvo i laka industrija, kuhanje i naša svakodnevica - sve ovisi o hemiji, njenoj teoriji i istraživanju.
Ali ne shvaćaju svi mladi školskog uzrasta potrebu i važnost hemije u našim životima, ne pohađaju časove, ne slušaju nastavnike i ne udubljuju se u suštinu procesa. Da bi zainteresovali i usadili ljubav prema nauci i školskom programu kod učenika 8, 9, 10 razreda, nastavnici koriste različite metode i obrazovne tehnologije, specifične metode i koriste istraživačke tehnologije.
DIV_ADBLOCK63">
Da li je lako naučiti hemiju samostalno?
Često se dešava da nakon završenog kursa iz određenog predmeta u srednjoj školi ili na fakultetu učenik shvati da nije pažljivo slušao i ništa nije razumio. To se može odraziti na njegovu godišnju ocjenu, a može ga čak i koštati budžetskog mjesta na univerzitetu. Stoga mnogi nemarni školarci pokušavaju sami učiti hemiju.
I tu se postavljaju pitanja. Je li ovo stvarno? Da li je moguće samostalno naučiti težak predmet? Kako pravilno organizirati vrijeme i odakle početi? Naravno, moguće je i sasvim realno, glavna stvar je upornost i želja da postignete svoj cilj. Gdje početi? Koliko god to trivijalno zvučalo, motivacija igra odlučujuću ulogu u cijelom procesu. Zavisi od toga da li možete dugo sjediti nad udžbenicima, učiti formule i tabele, razbijati procese i eksperimentirati.
Nakon što odredite cilj za sebe, morate ga početi provoditi. Ako počinjete učiti hemiju od nule, možete se opskrbiti udžbenicima za nastavni plan i program 8. razreda, vodičima za početnike i laboratorijskim bilježnicama u koje ćete zapisivati rezultate svojih eksperimenata. Ali često postoje situacije kada nastava kod kuće nije efikasna i ne donosi željene rezultate. Razloga može biti mnogo: nedostatak istrajnosti, nedostatak volje, neki aspekti su nejasni, bez kojih dalje usavršavanje nema smisla.
DIV_ADBLOCK65">
Da li je moguće brzo naučiti hemiju?
Mnogi školarci i studenti žele da nauče hemiju od nule bez puno truda i za kratko vrijeme; na internetu traže načine da nauče predmet za 5 minuta, za 1 dan, za sedmicu ili mjesec. Nemoguće je reći koliko će vremena biti potrebno za učenje hemije. Sve zavisi od želje, motivacije, sposobnosti i mogućnosti svakog pojedinog učenika. I vrijedi zapamtiti da brzo naučene informacije jednako brzo nestaju iz našeg pamćenja. Stoga, vrijedi li brzo naučiti cijeli školski kurs hemije u jednom danu? Ili je bolje provesti više vremena, ali onda položiti sve ispite sjajno?
Bez obzira koliko dugo planirate studirati hemiju, vrijedi odabrati prikladne metode koje će olakšati ionako težak zadatak učenja osnova organske i anorganske kemije, karakteristika kemijskih elemenata, formula, kiselina, alkana i još mnogo toga.
Najpopularnija metoda koja se koristi u srednjim školama, predškolskim ustanovama i na kursevima za izučavanje određenog predmeta je metoda igre. Omogućava vam da zapamtite veliku količinu informacija u jednostavnom i pristupačnom obliku bez ulaganja puno truda. Možete kupiti pribor za mladog apoteka (da, neka vam ovo ne smeta) i vidjeti mnoge važne procese i reakcije u jednostavnom obliku, promatrati interakciju različitih supstanci, a pritom je prilično siguran. Osim toga, koristite metodu kartica ili naljepnica koje postavljate na različite predmete (ovo je posebno pogodno za kuhinju) s naznakom naziva kemijskog elementa, njegovih svojstava i formule. Kada naiđete na takve slike po cijeloj kući, zapamtit ćete potrebne podatke na podsvjesnom nivou.
Alternativno, možete kupiti knjigu za djecu, koja opisuje početne i glavne točke u jednostavnom obliku, ili možete pogledati edukativni video u kojem se objašnjavaju kemijske reakcije na temelju kućnih eksperimenata.
Ne zaboravite se kontrolirati radeći testove i primjere, rješavajući probleme - tako možete konsolidirati svoje znanje. Pa, ponovite gradivo koje ste već naučili ranije i novo gradivo koje sada učite. To je povratak i podsjetnik koji vam omogućava da sve informacije zadržite u glavi i da ih ne zaboravite prije ispita.
Važna stvar je pomoć vašeg pametnog telefona ili tableta, na koji možete instalirati posebne obrazovne programe kako biste naučili hemiju. Takve aplikacije možete besplatno preuzeti odabirom željenog nivoa znanja - za početnike (ako učite od nule), srednji (srednjoškolski kurs) ili napredni (za studente bioloških i medicinskih fakulteta). Prednosti ovakvih uređaja su što možete ponoviti ili naučiti nešto novo s bilo kojeg mjesta i u bilo koje vrijeme.
I na kraju. U kojoj god oblasti ćete uspjeti u budućnosti: nauku, ekonomiju, likovnu umjetnost, poljoprivredu, vojnu oblast ili industriju, zapamtite da znanje hemije nikada neće biti suvišno!
E.N.Frenkel
Tutorial iz hemije
Priručnik za one koji ne znaju, ali žele naučiti i razumjeti hemiju
Dio I. Elementi opšte hemije
(prvi nivo težine)
Ja, Frenkel Evgenia Nikolaevna, zaslužni radnik visokog obrazovanja Ruske Federacije, diplomirala sam na Hemijskom fakultetu Moskovskog državnog univerziteta 1972. godine, pedagoško iskustvo 34 godine. Osim toga, majka sam troje djece i baka četvero unučadi, od kojih je najstarije u školi.
Zabrinut sam zbog problema školskih udžbenika. Glavni problem mnogih od njih je težak jezik, koji zahtijeva dodatno „prevođenje“ na jezik koji učenici mogu razumjeti da bi prezentovali obrazovni materijal. Srednjoškolci mi se često obraćaju sa sljedećim zahtjevom: “Prevedi tekst udžbenika tako da bude jasan.” Stoga sam napisao „Samoučitelja iz hemije“, u kojem su mnoga složena pitanja predstavljena na potpuno pristupačan i ujedno naučan način. Na osnovu ovog „Samoučitelja“, koji je napisan 1991. godine, razvio sam program i sadržaj pripremnih kurseva. Tu je studiralo stotine školaraca. Mnogi od njih su krenuli od nule i nakon 40 lekcija toliko su razumjeli predmet da su položili ispite sa “4” i “5”. Zato se u našem gradu moji priručnici za samoučenje prodaju kao vrući kolači.
Možda će i drugima moj rad biti koristan?
Članak je pripremljen uz podršku MakarOFF centra za obuku. Centar za obuku nudi vam jeftino pohađanje kurseva manikira u Moskvi. Profesionalna škola manikira pruža obuku za manikir, pedikir, nadogradnju i dizajn noktiju, kao i kurseve za opće tehničare za nokte, nadogradnju trepavica, mikroblading, sugaring i depilaciju voskom. Centar izdaje diplome nakon obuke i garantovanog zaposlenja. Detaljne informacije o svim programima obuke, cijenama, rasporedima, promocijama i popustima, kontakti na web stranici: www.akademiyauspeha.ru.
Predgovor
Dragi čitaoci! „Samoučiteljica hemije“ na koju vam skrećemo pažnju nije običan udžbenik. Ne navodi samo neke činjenice ili opisuje svojstva supstanci. “Samoučiteljica” objašnjava i podučava čak i ako, nažalost, ne znate ili ne razumijete hemiju, a ne možete ili vam je neugodno obratiti se učitelju za pojašnjenje. U rukopisnom obliku, ovu knjigu školarci koriste od 1991. godine, a nije bilo ni jednog učenika koji je pao na ispitu iz hemije kako u školi tako i na fakultetu. Štaviše, mnogi od njih uopšte nisu znali hemiju.
„Samoučiteljica“ je dizajnirana za samostalan rad učenika. Glavna stvar je da odgovorite na pitanja koja se pojavljuju u tekstu dok čitate. Ako niste mogli odgovoriti na pitanje, onda pažljivo pročitajte tekst ponovo - svi odgovori su u blizini. Također je preporučljivo izvoditi sve vježbe koje se javljaju tokom objašnjavanja novog gradiva. U tome će pomoći brojni algoritmi obuke koji se praktički ne nalaze u drugim udžbenicima. Uz njihovu pomoć naučit ćete:
Sastaviti hemijske formule na osnovu valencije;
Sastaviti jednačine hemijskih reakcija, rasporediti koeficijente u njima, uključujući i jednačine redoks procesa;
Sastaviti elektronske formule (uključujući kratke elektronske formule) atoma i odrediti svojstva odgovarajućih hemijskih elemenata;
Predvidite svojstva određenih spojeva i odredite da li je određeni proces moguć ili ne.
Priručnik ima dva nivoa težine. Priručnik za samouvođenje prvi nivo težine sastoji se od tri dijela.
dio I. Elementi opšte hemije ( objavljeno).
Dio II. Elementi neorganske hemije.
Dio III. Elementi organske hemije.
Knjige drugi nivo težine takođe tri.
Teorijske osnove opšte hemije.
Teorijske osnove neorganske hemije.
Teorijske osnove organske hemije.
|
Poglavlje 1. Osnovni pojmovi hemije.
Poglavlje 2. Najvažnije klase neorganskih jedinjenja.
Poglavlje 3. Osnovne informacije o strukturi atoma. Periodični zakon D.I.Mendeljejeva.
Poglavlje 4. Koncept hemijskog vezivanja. Poglavlje 5. Rješenja. Poglavlje 6. Elektrolitička disocijacija.
Poglavlje 7. Koncept redoks reakcija. Poglavlje 8. Proračuni pomoću hemijskih formula i jednačina.
Aplikacija. |
Poglavlje 1. Osnovni pojmovi hemije
Šta je hemija? Gde se susrećemo sa hemijskim fenomenima?
Hemija je svuda. Sam život je bezbroj različitih hemijskih reakcija zahvaljujući kojima dišemo, vidimo plavo nebo, mirišemo neverovatan miris cveća.
Šta proučava hemija?
Hemija proučava supstance, kao i hemijske procese u kojima te supstance učestvuju.
Šta je supstanca?
Materija je ono od čega se sastoji svet oko nas i mi sami.
Šta je hemijski proces (fenomen)?
TO hemijske pojave To uključuje procese koji rezultiraju promjenama u sastavu ili strukturi molekula koji formiraju datu supstancu*. Molekuli su se promijenili - tvar se promijenila (postala je drugačija), promijenila su se njena svojstva. Na primjer, svježe mlijeko je postalo kiselo, zeleni listovi su požutjeli, sirovo meso je promijenilo miris prženim.
Sve ove promjene posljedica su složenih i raznolikih hemijskih procesa. Međutim, znakovi jednostavnih kemijskih reakcija, uslijed kojih se mijenja sastav i struktura molekula, su isti: promjena boje, okusa ili mirisa, oslobađanje plina, svjetlosti ili topline, pojava taloga.
Šta su to molekuli čija promjena povlači tako raznolike manifestacije?
Molekule su najmanje čestice supstance, koje odražavaju njen kvalitativni i kvantitativni sastav i hemijska svojstva.
Proučavanjem sastava i strukture jedne molekule moguće je predvidjeti mnoga svojstva date tvari u cjelini. Takvo istraživanje je jedan od glavnih zadataka hemije.
Kako su molekuli strukturirani? od čega su napravljeni?
Molekule se sastoje od atoma. Atomi u molekulu povezani su hemijskim vezama. Svaki atom je označen sa simbol(hemijski simbol). Na primjer, H je atom vodika, O je atom kisika.
Broj atoma u molekulu je označen pomoću indeks – brojevi u donjem desnom uglu nakon simbola.
Na primjer:
Primjeri molekula:
O 2 je molekul kisika koji se sastoji od dva atoma kisika;
H2O je molekul vode koji se sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika.
Ako atomi nisu povezani hemijskom vezom, tada se njihov broj označava pomoću koeficijent – brojevi ispred simbola:
Broj molekula je prikazan na sličan način:
2H 2 – dva molekula vodonika;
3H 2 O – tri molekula vode.
Zašto atomi vodika i kiseonika imaju različita imena i različite simbole? Zato što su to atomi različitih hemijskih elemenata.
Hemijski element je vrsta atoma s istim nuklearnim nabojem.
Šta je jezgro atoma? Zašto je nuklearni naboj znak da atom pripada datom hemijskom elementu? Da bismo odgovorili na ova pitanja, potrebno je razjasniti: mijenjaju li se atomi u kemijskim reakcijama, od čega se atom sastoji?
Neutralni atom nema naboj, iako se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra i negativno nabijenih elektrona:
Tokom hemijskih reakcija broj elektrona bilo kojeg atoma se može promijeniti, ali naelektrisanje atomskog jezgra se ne menja. Stoga je naboj jezgra atoma neka vrsta "pasoša" hemijskog elementa. Svi atomi sa nuklearnim nabojem od +1 pripadaju hemijskom elementu koji se zove vodik. Atomi s nuklearnim nabojem od +8 pripadaju kemijskom elementu kisik.
Svakom hemijskom elementu je dodeljen hemijski simbol (znak), redni broj u tabeli D.I. Mendeljejeva (redni broj je jednak naboju atomskog jezgra), specifično ime, a za neke hemijske elemente posebno čitanje simbola u hemijsku formulu (tabela 1).
Tabela 1
Simboli (znakovi) hemijskih elemenata
| br. | br. u tabeli D.I. Mendeljejeva | Simbol | Čitanje formule | Ime |
| 1 | 1 | H | pepeo | Vodonik |
| 2 | 6 | C | ovo | Karbon |
| 3 | 7 | N | en | Nitrogen |
| 4 | 8 | O | O | Kiseonik |
| 5 | 9 | F | fluor | Fluor |
| 6 | 11 | N / A | natrijum | Natrijum |
| 7 | 12 | Mg | magnezijum | Magnezijum |
| 8 | 13 | Al | aluminijum | Aluminijum |
| 9 | 14 | Si | silicijum | Silicijum |
| 10 | 15 | P | pe | Fosfor |
| 11 | 16 | S | es | Sumpor |
| 12 | 17 | Cl | hlor | Hlor |
| 13 | 19 | K | kalijum | Kalijum |
| 14 | 20 | Ca | kalcijum | Kalcijum |
| 15 | 23 | V | vanadij | Vanadijum |
| 16 | 24 | Cr | hrom | Chromium |
| 17 | 25 | Mn | mangan | Mangan |
| 18 | 26 | Fe | ferrum | Iron |
| 19 | 29 | Cu | cuprum | Bakar |
| 20 | 30 | Zn | cink | Cink |
| 21 | 35 | Br | brom | Brom |
| 22 | 47 | Ag | argentum | Srebro |
| 23 | 50 | Sn | stannum | Tin |
| 24 | 53 | I | jod | Jod |
| 25 | 56 | Ba | barijum | Barijum |
| 26 | 79 | Au | aurum | Zlato |
| 27 | 80 | Hg | hydrargyrum | Merkur |
| 28 | 82 | Pb | plumbum | Olovo |
Postoje supstance jednostavno I kompleks . Ako se molekula sastoji od atoma jednog hemijskog elementa, onda je jednostavna supstanca. Jednostavne supstance - Ca, Cl 2, O 3, S 8 itd.
Molekule složene supstance sastoje se od atoma različitih hemijskih elemenata. Kompleksne supstance - H 2 O, NO, H 3 PO 4, C 12 H 22 O 11, itd.
Zadatak 1.1. Navedite broj atoma u molekulima složenih supstanci H 2 O, NO, H 3 PO 4, C 12 H 22 O 11, navedite te atome.
Postavlja se pitanje: zašto se formula H 2 O uvijek piše za vodu, a ne HO ili HO 2? Iskustvo dokazuje da sastav vode dobivene bilo kojom metodom ili uzete iz bilo kojeg izvora uvijek odgovara formuli H 2 O (govorimo o čistoj vodi).
Činjenica je da su atomi u molekuli vode i u molekulu bilo koje druge tvari povezani kemijskim vezama. Hemijska veza povezuje najmanje dva atoma. Dakle, ako se molekul sastoji od dva atoma i jedan od njih formira tri hemijske veze, onda i drugi formira tri hemijske veze.
Broj hemijskih veza koju formira atom naziva se valence.
Ako svaku hemijsku vezu označimo crticom, tada za molekul od dva AB atoma dobijamo AB, gde tri crtice označavaju tri veze koje međusobno formiraju elementi A i B.
U ovoj molekuli, atomi A i B su trovalentni.
Poznato je da je atom kiseonika dvovalentan, a atom vodonika monovalentan.
Pitanje. Koliko se atoma vodika može vezati za jedan atom kisika?
ODGOVOR: Dva atoma. Sastav vode opisuje se formulom H–O–H, odnosno H2O.
ZAPAMTITE! Stabilan molekul ne može imati "slobodne" ili "ekstra" valencije. Dakle, za molekulu od dva elementa, broj hemijskih veza (valencija) atoma jednog elementa jednak je ukupnom broju hemijskih veza atoma drugog elementa.
Valencija atoma nekih hemijskih elemenata konstantan(Tabela 2).
tabela 2
Vrijednost konstantnih valencija nekih elemenata
Za druge atome, valencija** se može odrediti (izračunati) iz hemijske formule supstance. U ovom slučaju, potrebno je uzeti u obzir gore navedeno pravilo o hemijskim vezama. Na primjer, hajde da definiramo valentnost x mangan Mn prema formuli supstance MnO 2:
Ukupan broj hemijskih veza koje formira jedan i drugi element (Mn i O) je isti:
x· 1 = 4; II · 2 = 4. Dakle X= 4, tj. U ovoj hemijskoj formuli, mangan je četvorovalentan.
PRAKTIČNI ZAKLJUČCI
1. Ako je jedan od atoma u molekuli monovalentan, tada je valencija drugog atoma jednaka broju atoma prvog elementa (vidi indeks!):
2. Ako je broj atoma u molekuli isti, tada je valencija prvog atoma jednaka valenciji drugog atoma:
3. Ako jedan od atoma nema indeks, onda je njegova valencija jednaka umnošku valencije drugog atoma i njegovog indeksa:
4. U ostalim slučajevima stavite valence „poprečno“, tj. valencija jednog elementa jednaka je indeksu drugog elementa:
Zadatak 1.2. Odredite valencije elemenata u jedinjenjima:
CO 2, CO, Mn 2 O 7, Cl 2 O, P 2 O 3, AlP, Na 2 S, NH 3, Mg 3 N 2.
Clue. Prvo, označite valenciju atoma za koje je konstantna. Na isti način se određuje valencija atomskih grupa OH, PO 4, SO 4 itd.
Zadatak 1.3. Odredite valencije atomskih grupa (podvučene u formulama):
H 3 P.O. 4 ,Ca( OH) 2 , Ca 3 ( P.O. 4) 2, H 2 SO 4,Cu SO 4 .
(Napomena! Iste grupe atoma imaju iste valencije u svim jedinjenjima.)
Poznavajući valencije atoma ili grupe atoma, možete stvoriti formulu za spoj. Da biste to učinili, koristite sljedeća pravila.
Ako su valencije atoma iste, onda je i broj atoma isti, tj. Ne stavljamo indekse:
Ako su valencije višestruke (obje su podijeljene istim brojem), tada se broj atoma elementa s nižom valencijom određuje dijeljenjem:
U drugim slučajevima, indeksi se određuju "poprečno":
Zadatak 1.4. Napravite hemijske formule jedinjenja:
Supstance čiji se sastav odražava u hemijskim formulama mogu učestvovati u hemijskim procesima (reakcijama). Grafička oznaka koja odgovara datoj hemijskoj reakciji se zove jednadžba reakcije. Na primjer, kada ugalj gori (u interakciji s kisikom), dolazi do kemijske reakcije:
C + O 2 = CO 2.
Snimak pokazuje da jedan atom ugljika C, spajajući se s jednim molekulom kisika O 2, formira jedan molekul ugljičnog dioksida CO 2. Broj atoma svakog kemijskog elementa prije i poslije reakcije mora biti isti. Ovo pravilo je posljedica zakona održanja mase materije. Zakon održanja mase: masa polaznih supstanci jednaka je masi produkta reakcije.
Zakon je otkriven u 18. veku. M.V. Lomonosov i, nezavisno od njega, A.L. Lavoisier.
Za ispunjavanje ovog zakona potrebno je rasporediti koeficijente u jednadžbama kemijskih reakcija tako da se broj atoma svakog kemijskog elementa ne mijenja kao rezultat reakcije. Na primjer, razlaganjem Bertholletove soli KClO 3 nastaje sol KCl i kisik O 2:
KClO 3 KCl + O 2.
Broj atoma kalija i hlora je isti, ali je broj atoma kiseonika različit. Izjednačimo ih:
Sada se promijenio broj atoma kalija i hlora prije reakcije. Izjednačimo ih:
Konačno, možete staviti znak jednakosti između desne i lijeve strane jednačine:
2KClO 3 = 2KSl + 3O 2.
Rezultirajući zapis pokazuje da razlaganjem složene supstance KClO 3 nastaju dvije nove tvari - složena KCl i jednostavna - kisik O 2. Zovu se brojevi ispred formula supstanci u jednadžbi hemijskih reakcija koeficijenti.
Prilikom odabira koeficijenata nije potrebno brojati pojedinačne atome. Ako se sastav nekih atomskih grupa nije promijenio tokom reakcije, onda se broj tih grupa može uzeti u obzir, smatrajući ih kao jedinstvenu cjelinu. Napravimo jednadžbu za reakciju supstanci CaCl 2 i Na 3 PO 4:
CaCl 2 + Na 3 PO 4 ……………….
Sekvenciranje
1) Odredimo valenciju početnih atoma i PO 4 grupe:
2) Napišimo desnu stranu jednačine (bez indeksa za sada, formule supstanci u zagradama treba pojasniti):
3) Sastavimo hemijske formule dobijenih supstanci na osnovu valencija njihovih sastavnih delova:
4) Obratimo pažnju na sastav najsloženijeg spoja Ca 3 (PO 4) 2 i izjednačimo broj atoma kalcija (ima ih tri) i broj PO 4 grupa (postoje dvije):
5) Broj atoma natrijuma i hlora prije reakcije sada je šest. Stavimo odgovarajući koeficijent na desnu stranu dijagrama prije NaCl formule:
3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl.
Koristeći ovaj niz, moguće je izjednačiti šeme mnogih hemijskih reakcija (sa izuzetkom složenijih redoks reakcija, vidi Poglavlje 7).
Vrste hemijskih reakcija. Hemijske reakcije su različite vrste. Glavna četiri tipa su povezivanje, dekompozicija, supstitucija i razmena.
1. Složene reakcije– od dvije ili više tvari nastaje jedna supstanca:
Na primjer:
Ca + Cl 2 = CaCl 2.
2. Reakcije razgradnje– iz jedne supstance se dobijaju dve ili više supstanci:
Na primjer:
Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
3. Reakcije supstitucije– reagiraju jednostavne i složene tvari, nastaju i jednostavne i složene tvari, a prosta tvar zamjenjuje dio atoma složene tvari:
A + BX AX + B.
Na primjer:
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4.
4. Reakcije razmjene– ovde reaguju dve složene supstance i dobijaju se dve složene supstance. Tokom reakcije, složene supstance izmjenjuju svoje sastavne dijelove:
Vježbe za Poglavlje 1
1. Naučite tabelu. 1. Testirajte se, napišite hemijske simbole: sumpor, cink, kalaj, magnezijum, mangan, kalijum, kalcijum, olovo, gvožđe i fluor.
2. Napišite simbole hemijskih elemenata koji se u formulama izgovaraju kao: “pepeo”, “o”, “kuprum”, “es”, “pe”, “hydrargyrum”, “stannum”, “plumbum”, “en”, “ferrum”, “ce”, “argentum”. Imenujte ove elemente.
3. Navedite broj atoma svakog hemijskog elementa u formulama jedinjenja:
Al 2 S 3, CaS, MnO 2, NH 3, Mg 3 P 2, SO 3.
4. Odredite koje su supstance jednostavne, a koje složene:
Na 2 O, Na, O 2, CaCl 2, Cl 2.
Pročitajte formule ovih supstanci.
5. Naučite tabelu. 2. Sastaviti hemijske formule supstanci na osnovu poznate valencije elemenata i atomskih grupa:
6. Odredite valenciju hemijskih elemenata u jedinjenjima:
N 2 O, Fe 2 O 3, PbO 2, N 2 O 5, HBr, SiH 4, H 2 S, MnO, Al 2 S 3.
7. Rasporedite koeficijente i označite vrste hemijskih reakcija:
a) Mg + O 2 MgO;
b) Al + CuCl 2 AlCl 3 + Cu;
c) NaNO 3 NaNO 2 + O 2;
d) AgNO 3 + BaCl 2 AgCl + Ba(NO 3) 2;
e) Al + HCl AlCl 3 + H 2;
e) KOH + H 3 PO 4 K 3 PO 4 + H 2 O;
g) CH 4 C 2 H 2 + H 2 .
* Postoje supstance koje nisu izgrađene od molekula. Ali o ovim supstancama će biti reči kasnije (vidi Poglavlje 4).
** Strogo govoreći, prema pravilima u nastavku, nije određena valencija, već oksidaciono stanje (vidi Poglavlje 7). Međutim, u mnogim spojevima numeričke vrijednosti ovih pojmova se poklapaju, tako da se valencija može odrediti i pomoću formule tvari.
Preštampano sa nastavkom
E.N.Frenkel
Tutorial iz hemije
Priručnik za one koji ne znaju, ali žele naučiti i razumjeti hemiju
Dio I. Elementi opšte hemije
(prvi nivo težine)
Ja, Frenkel Evgenia Nikolaevna, zaslužni radnik visokog obrazovanja Ruske Federacije, diplomirala sam na Hemijskom fakultetu Moskovskog državnog univerziteta 1972. godine, pedagoško iskustvo 34 godine. Osim toga, majka sam troje djece i baka četvero unučadi, od kojih je najstarije u školi.
Zabrinut sam zbog problema školskih udžbenika. Glavni problem mnogih od njih je težak jezik, koji zahtijeva dodatno „prevođenje“ na jezik koji učenici mogu razumjeti da bi prezentovali obrazovni materijal. Srednjoškolci mi se često obraćaju sa sljedećim zahtjevom: “Prevedi tekst udžbenika tako da bude jasan.” Stoga sam napisao „Samoučitelja iz hemije“, u kojem su mnoga složena pitanja predstavljena na potpuno pristupačan i ujedno naučan način. Na osnovu ovog „Samoučitelja“, koji je napisan 1991. godine, razvio sam program i sadržaj pripremnih kurseva. Tu je studiralo stotine školaraca. Mnogi od njih su krenuli od nule i nakon 40 lekcija toliko su razumjeli predmet da su položili ispite sa “4” i “5”. Zato se u našem gradu moji priručnici za samoučenje prodaju kao vrući kolači.
Možda će i drugima moj rad biti koristan?
Članak je pripremljen uz podršku MakarOFF centra za obuku. Centar za obuku nudi vam jeftino pohađanje kurseva manikira u Moskvi. Profesionalna škola manikira pruža obuku za manikir, pedikir, nadogradnju i dizajn noktiju, kao i kurseve za opće tehničare za nokte, nadogradnju trepavica, mikroblading, sugaring i depilaciju voskom. Centar izdaje diplome nakon obuke i garantovanog zaposlenja. Detaljne informacije o svim programima obuke, cijenama, rasporedima, promocijama i popustima, kontakti na web stranici: www.akademiyauspeha.ru.
Predgovor
Dragi čitaoci! „Samoučiteljica hemije“ na koju vam skrećemo pažnju nije običan udžbenik. Ne navodi samo neke činjenice ili opisuje svojstva supstanci. “Samoučiteljica” objašnjava i podučava čak i ako, nažalost, ne znate ili ne razumijete hemiju, a ne možete ili vam je neugodno obratiti se učitelju za pojašnjenje. U rukopisnom obliku, ovu knjigu školarci koriste od 1991. godine, a nije bilo ni jednog učenika koji je pao na ispitu iz hemije kako u školi tako i na fakultetu. Štaviše, mnogi od njih uopšte nisu znali hemiju.
„Samoučiteljica“ je dizajnirana za samostalan rad učenika. Glavna stvar je da odgovorite na pitanja koja se pojavljuju u tekstu dok čitate. Ako niste mogli odgovoriti na pitanje, onda pažljivo pročitajte tekst ponovo - svi odgovori su u blizini. Također je preporučljivo izvoditi sve vježbe koje se javljaju tokom objašnjavanja novog gradiva. U tome će pomoći brojni algoritmi obuke koji se praktički ne nalaze u drugim udžbenicima. Uz njihovu pomoć naučit ćete:
Sastaviti hemijske formule na osnovu valencije;
Sastaviti jednačine hemijskih reakcija, rasporediti koeficijente u njima, uključujući i jednačine redoks procesa;
Sastaviti elektronske formule (uključujući kratke elektronske formule) atoma i odrediti svojstva odgovarajućih hemijskih elemenata;
Predvidite svojstva određenih spojeva i odredite da li je određeni proces moguć ili ne.
Priručnik ima dva nivoa težine. Priručnik za samouvođenje prvi nivo težine sastoji se od tri dijela.
dio I. Elementi opšte hemije ( objavljeno).
Dio II. Elementi neorganske hemije.
Dio III. Elementi organske hemije.
Knjige drugi nivo težine takođe tri.
Teorijske osnove opšte hemije.
Teorijske osnove neorganske hemije.
Teorijske osnove organske hemije.
|
Poglavlje 1. Osnovni pojmovi hemije.
Poglavlje 2. Najvažnije klase neorganskih jedinjenja.
Poglavlje 3. Osnovne informacije o strukturi atoma. Periodični zakon D.I.Mendeljejeva.
Poglavlje 4. Koncept hemijskog vezivanja. Poglavlje 5. Rješenja. Poglavlje 6. Elektrolitička disocijacija.
Poglavlje 7. Koncept redoks reakcija. Poglavlje 8. Proračuni pomoću hemijskih formula i jednačina.
Aplikacija. |
Poglavlje 1. Osnovni pojmovi hemije
Šta je hemija? Gde se susrećemo sa hemijskim fenomenima?
Hemija je svuda. Sam život je bezbroj različitih hemijskih reakcija zahvaljujući kojima dišemo, vidimo plavo nebo, mirišemo neverovatan miris cveća.
Šta proučava hemija?
Hemija proučava supstance, kao i hemijske procese u kojima te supstance učestvuju.
Šta je supstanca?
Materija je ono od čega se sastoji svet oko nas i mi sami.
Šta je hemijski proces (fenomen)?
TO hemijske pojave To uključuje procese koji rezultiraju promjenama u sastavu ili strukturi molekula koji formiraju datu supstancu*. Molekuli su se promijenili - tvar se promijenila (postala je drugačija), promijenila su se njena svojstva. Na primjer, svježe mlijeko je postalo kiselo, zeleni listovi su požutjeli, sirovo meso je promijenilo miris prženim.
Sve ove promjene posljedica su složenih i raznolikih hemijskih procesa. Međutim, znakovi jednostavnih kemijskih reakcija, uslijed kojih se mijenja sastav i struktura molekula, su isti: promjena boje, okusa ili mirisa, oslobađanje plina, svjetlosti ili topline, pojava taloga.
Šta su to molekuli čija promjena povlači tako raznolike manifestacije?
Molekule su najmanje čestice supstance, koje odražavaju njen kvalitativni i kvantitativni sastav i hemijska svojstva.
Proučavanjem sastava i strukture jedne molekule moguće je predvidjeti mnoga svojstva date tvari u cjelini. Takvo istraživanje je jedan od glavnih zadataka hemije.
Kako su molekuli strukturirani? od čega su napravljeni?
Molekule se sastoje od atoma. Atomi u molekulu povezani su hemijskim vezama. Svaki atom je označen sa simbol(hemijski simbol). Na primjer, H je atom vodika, O je atom kisika.
Broj atoma u molekulu je označen pomoću indeks – brojevi u donjem desnom uglu nakon simbola.
Na primjer:
Primjeri molekula:
O 2 je molekul kisika koji se sastoji od dva atoma kisika;
H2O je molekul vode koji se sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika.
Ako atomi nisu povezani hemijskom vezom, tada se njihov broj označava pomoću koeficijent – brojevi ispred simbola:
Broj molekula je prikazan na sličan način:
2H 2 – dva molekula vodonika;
3H 2 O – tri molekula vode.
Zašto atomi vodika i kiseonika imaju različita imena i različite simbole? Zato što su to atomi različitih hemijskih elemenata.
Hemijski element je vrsta atoma s istim nuklearnim nabojem.
Šta je jezgro atoma? Zašto je nuklearni naboj znak da atom pripada datom hemijskom elementu? Da bismo odgovorili na ova pitanja, potrebno je razjasniti: mijenjaju li se atomi u kemijskim reakcijama, od čega se atom sastoji?
Neutralni atom nema naboj, iako se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra i negativno nabijenih elektrona:
Tokom hemijskih reakcija broj elektrona bilo kojeg atoma se može promijeniti, ali naelektrisanje atomskog jezgra se ne menja. Stoga je naboj jezgra atoma neka vrsta "pasoša" hemijskog elementa. Svi atomi sa nuklearnim nabojem od +1 pripadaju hemijskom elementu koji se zove vodik. Atomi s nuklearnim nabojem od +8 pripadaju kemijskom elementu kisik.
Svakom hemijskom elementu je dodeljen hemijski simbol (znak), redni broj u tabeli D.I. Mendeljejeva (redni broj je jednak naboju atomskog jezgra), specifično ime, a za neke hemijske elemente posebno čitanje simbola u hemijsku formulu (tabela 1).
Tabela 1
Simboli (znakovi) hemijskih elemenata
| br. | br. u tabeli D.I. Mendeljejeva | Simbol | Čitanje formule | Ime |
| 1 | 1 | H | pepeo | Vodonik |
| 2 | 6 | C | ovo | Karbon |
| 3 | 7 | N | en | Nitrogen |
| 4 | 8 | O | O | Kiseonik |
| 5 | 9 | F | fluor | Fluor |
| 6 | 11 | N / A | natrijum | Natrijum |
| 7 | 12 | Mg | magnezijum | Magnezijum |
| 8 | 13 | Al | aluminijum | Aluminijum |
| 9 | 14 | Si | silicijum | Silicijum |
| 10 | 15 | P | pe | Fosfor |
| 11 | 16 | S | es | Sumpor |
| 12 | 17 | Cl | hlor | Hlor |
| 13 | 19 | K | kalijum | Kalijum |
| 14 | 20 | Ca | kalcijum | Kalcijum |
| 15 | 23 | V | vanadij | Vanadijum |
| 16 | 24 | Cr | hrom | Chromium |
| 17 | 25 | Mn | mangan | Mangan |
| 18 | 26 | Fe | ferrum | Iron |
| 19 | 29 | Cu | cuprum | Bakar |
| 20 | 30 | Zn | cink | Cink |
| 21 | 35 | Br | brom | Brom |
| 22 | 47 | Ag | argentum | Srebro |
| 23 | 50 | Sn | stannum | Tin |
| 24 | 53 | I | jod | Jod |
| 25 | 56 | Ba | barijum | Barijum |
| 26 | 79 | Au | aurum | Zlato |
| 27 | 80 | Hg | hydrargyrum | Merkur |
| 28 | 82 | Pb | plumbum | Olovo |
Postoje supstance jednostavno I kompleks . Ako se molekula sastoji od atoma jednog hemijskog elementa, onda je jednostavna supstanca. Jednostavne supstance - Ca, Cl 2, O 3, S 8 itd.
Molekule složene supstance sastoje se od atoma različitih hemijskih elemenata. Kompleksne supstance - H 2 O, NO, H 3 PO 4, C 12 H 22 O 11, itd.
Zadatak 1.1. Navedite broj atoma u molekulima složenih supstanci H 2 O, NO, H 3 PO 4, C 12 H 22 O 11, navedite te atome.
Postavlja se pitanje: zašto se formula H 2 O uvijek piše za vodu, a ne HO ili HO 2? Iskustvo dokazuje da sastav vode dobivene bilo kojom metodom ili uzete iz bilo kojeg izvora uvijek odgovara formuli H 2 O (govorimo o čistoj vodi).
Činjenica je da su atomi u molekuli vode i u molekulu bilo koje druge tvari povezani kemijskim vezama. Hemijska veza povezuje najmanje dva atoma. Dakle, ako se molekul sastoji od dva atoma i jedan od njih formira tri hemijske veze, onda i drugi formira tri hemijske veze.
Broj hemijskih veza koju formira atom naziva se valence.
Ako svaku hemijsku vezu označimo crticom, tada za molekul od dva AB atoma dobijamo AB, gde tri crtice označavaju tri veze koje međusobno formiraju elementi A i B.
U ovoj molekuli, atomi A i B su trovalentni.
Poznato je da je atom kiseonika dvovalentan, a atom vodonika monovalentan.
Pitanje. Koliko se atoma vodika može vezati za jedan atom kisika?
ODGOVOR: Dva atoma. Sastav vode opisuje se formulom H–O–H, odnosno H2O.
ZAPAMTITE! Stabilan molekul ne može imati "slobodne" ili "ekstra" valencije. Dakle, za molekulu od dva elementa, broj hemijskih veza (valencija) atoma jednog elementa jednak je ukupnom broju hemijskih veza atoma drugog elementa.
Valencija atoma nekih hemijskih elemenata konstantan(Tabela 2).
tabela 2
Vrijednost konstantnih valencija nekih elemenata
Za druge atome, valencija** se može odrediti (izračunati) iz hemijske formule supstance. U ovom slučaju, potrebno je uzeti u obzir gore navedeno pravilo o hemijskim vezama. Na primjer, hajde da definiramo valentnost x mangan Mn prema formuli supstance MnO 2:
Ukupan broj hemijskih veza koje formira jedan i drugi element (Mn i O) je isti:
x· 1 = 4; II · 2 = 4. Dakle X= 4, tj. U ovoj hemijskoj formuli, mangan je četvorovalentan.
PRAKTIČNI ZAKLJUČCI
1. Ako je jedan od atoma u molekuli monovalentan, tada je valencija drugog atoma jednaka broju atoma prvog elementa (vidi indeks!):
2. Ako je broj atoma u molekuli isti, tada je valencija prvog atoma jednaka valenciji drugog atoma:
3. Ako jedan od atoma nema indeks, onda je njegova valencija jednaka umnošku valencije drugog atoma i njegovog indeksa:
4. U ostalim slučajevima stavite valence „poprečno“, tj. valencija jednog elementa jednaka je indeksu drugog elementa:
Zadatak 1.2. Odredite valencije elemenata u jedinjenjima:
CO 2, CO, Mn 2 O 7, Cl 2 O, P 2 O 3, AlP, Na 2 S, NH 3, Mg 3 N 2.
Clue. Prvo, označite valenciju atoma za koje je konstantna. Na isti način se određuje valencija atomskih grupa OH, PO 4, SO 4 itd.
Zadatak 1.3. Odredite valencije atomskih grupa (podvučene u formulama):
H 3 P.O. 4 ,Ca( OH) 2 , Ca 3 ( P.O. 4) 2, H 2 SO 4,Cu SO 4 .
(Napomena! Iste grupe atoma imaju iste valencije u svim jedinjenjima.)
Poznavajući valencije atoma ili grupe atoma, možete stvoriti formulu za spoj. Da biste to učinili, koristite sljedeća pravila.
Ako su valencije atoma iste, onda je i broj atoma isti, tj. Ne stavljamo indekse:
Ako su valencije višestruke (obje su podijeljene istim brojem), tada se broj atoma elementa s nižom valencijom određuje dijeljenjem:
U drugim slučajevima, indeksi se određuju "poprečno":
Zadatak 1.4. Napravite hemijske formule jedinjenja:
Supstance čiji se sastav odražava u hemijskim formulama mogu učestvovati u hemijskim procesima (reakcijama). Grafička oznaka koja odgovara datoj hemijskoj reakciji se zove jednadžba reakcije. Na primjer, kada ugalj gori (u interakciji s kisikom), dolazi do kemijske reakcije:
C + O 2 = CO 2.
Snimak pokazuje da jedan atom ugljika C, spajajući se s jednim molekulom kisika O 2, formira jedan molekul ugljičnog dioksida CO 2. Broj atoma svakog kemijskog elementa prije i poslije reakcije mora biti isti. Ovo pravilo je posljedica zakona održanja mase materije. Zakon održanja mase: masa polaznih supstanci jednaka je masi produkta reakcije.
Zakon je otkriven u 18. veku. M.V. Lomonosov i, nezavisno od njega, A.L. Lavoisier.
Za ispunjavanje ovog zakona potrebno je rasporediti koeficijente u jednadžbama kemijskih reakcija tako da se broj atoma svakog kemijskog elementa ne mijenja kao rezultat reakcije. Na primjer, razlaganjem Bertholletove soli KClO 3 nastaje sol KCl i kisik O 2:
KClO 3 KCl + O 2.
Broj atoma kalija i hlora je isti, ali je broj atoma kiseonika različit. Izjednačimo ih:
Sada se promijenio broj atoma kalija i hlora prije reakcije. Izjednačimo ih:
Konačno, možete staviti znak jednakosti između desne i lijeve strane jednačine:
2KClO 3 = 2KSl + 3O 2.
Rezultirajući zapis pokazuje da razlaganjem složene supstance KClO 3 nastaju dvije nove tvari - složena KCl i jednostavna - kisik O 2. Zovu se brojevi ispred formula supstanci u jednadžbi hemijskih reakcija koeficijenti.
Prilikom odabira koeficijenata nije potrebno brojati pojedinačne atome. Ako se sastav nekih atomskih grupa nije promijenio tokom reakcije, onda se broj tih grupa može uzeti u obzir, smatrajući ih kao jedinstvenu cjelinu. Napravimo jednadžbu za reakciju supstanci CaCl 2 i Na 3 PO 4:
CaCl 2 + Na 3 PO 4 ……………….
Sekvenciranje
1) Odredimo valenciju početnih atoma i PO 4 grupe:
2) Napišimo desnu stranu jednačine (bez indeksa za sada, formule supstanci u zagradama treba pojasniti):
3) Sastavimo hemijske formule dobijenih supstanci na osnovu valencija njihovih sastavnih delova:
4) Obratimo pažnju na sastav najsloženijeg spoja Ca 3 (PO 4) 2 i izjednačimo broj atoma kalcija (ima ih tri) i broj PO 4 grupa (postoje dvije):
5) Broj atoma natrijuma i hlora prije reakcije sada je šest. Stavimo odgovarajući koeficijent na desnu stranu dijagrama prije NaCl formule:
3CaCl 2 + 2Na 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 6NaCl.
Koristeći ovaj niz, moguće je izjednačiti šeme mnogih hemijskih reakcija (sa izuzetkom složenijih redoks reakcija, vidi Poglavlje 7).
Vrste hemijskih reakcija. Hemijske reakcije su različite vrste. Glavna četiri tipa su povezivanje, dekompozicija, supstitucija i razmena.
1. Složene reakcije– od dvije ili više tvari nastaje jedna supstanca:
Na primjer:
Ca + Cl 2 = CaCl 2.
2. Reakcije razgradnje– iz jedne supstance se dobijaju dve ili više supstanci:
Na primjer:
Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
3. Reakcije supstitucije– reagiraju jednostavne i složene tvari, nastaju i jednostavne i složene tvari, a prosta tvar zamjenjuje dio atoma složene tvari:
A + BX AX + B.
Na primjer:
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4.
4. Reakcije razmjene– ovde reaguju dve složene supstance i dobijaju se dve složene supstance. Tokom reakcije, složene supstance izmjenjuju svoje sastavne dijelove:
Vježbe za Poglavlje 1
1. Naučite tabelu. 1. Testirajte se, napišite hemijske simbole: sumpor, cink, kalaj, magnezijum, mangan, kalijum, kalcijum, olovo, gvožđe i fluor.
2. Napišite simbole hemijskih elemenata koji se u formulama izgovaraju kao: “pepeo”, “o”, “kuprum”, “es”, “pe”, “hydrargyrum”, “stannum”, “plumbum”, “en”, “ferrum”, “ce”, “argentum”. Imenujte ove elemente.
3. Navedite broj atoma svakog hemijskog elementa u formulama jedinjenja:
Al 2 S 3, CaS, MnO 2, NH 3, Mg 3 P 2, SO 3.
4. Odredite koje su supstance jednostavne, a koje složene:
Na 2 O, Na, O 2, CaCl 2, Cl 2.
Pročitajte formule ovih supstanci.
5. Naučite tabelu. 2. Sastaviti hemijske formule supstanci na osnovu poznate valencije elemenata i atomskih grupa:
6. Odredite valenciju hemijskih elemenata u jedinjenjima:
N 2 O, Fe 2 O 3, PbO 2, N 2 O 5, HBr, SiH 4, H 2 S, MnO, Al 2 S 3.
7. Rasporedite koeficijente i označite vrste hemijskih reakcija:
a) Mg + O 2 MgO;
b) Al + CuCl 2 AlCl 3 + Cu;
c) NaNO 3 NaNO 2 + O 2;
d) AgNO 3 + BaCl 2 AgCl + Ba(NO 3) 2;
e) Al + HCl AlCl 3 + H 2;
e) KOH + H 3 PO 4 K 3 PO 4 + H 2 O;
g) CH 4 C 2 H 2 + H 2 .
* Postoje supstance koje nisu izgrađene od molekula. Ali o ovim supstancama će biti reči kasnije (vidi Poglavlje 4).
** Strogo govoreći, prema pravilima u nastavku, nije određena valencija, već oksidaciono stanje (vidi Poglavlje 7). Međutim, u mnogim spojevima numeričke vrijednosti ovih pojmova se poklapaju, tako da se valencija može odrediti i pomoću formule tvari.
Preštampano sa nastavkom
Poglavlje 1.
Opšti hemijski i ekološki obrasci.
Gdje počinje hemija?
Je li ovo teško pitanje? Svako će odgovoriti drugačije.
U srednjoj školi učenici uče hemiju tokom nekoliko godina. Mnogi ljudi dosta dobro polažu završni ispit iz hemije. Kako god…
Razgovori sa aplikantima, a potom i studentima prve godine pokazuju da je zaostalo znanje iz hemije nakon srednje škole beznačajno. Neki se zbune u raznim definicijama i hemijskim formulama, dok drugi ne mogu ni reproducirati osnovne pojmove i zakone hemije, a da ne spominjemo pojmove i zakone ekologije.
Njihova hemija nikad nije počela.
Hemija, očigledno, počinje dubokim ovladavanjem njenim osnovama, a iznad svega, osnovnim pojmovima i zakonima.
1.1. Osnovni hemijski koncepti.
U tabeli D. I. Mendeljejeva nalaze se brojevi pored simbola elementa. Jedan broj označava atomski broj elementa, a drugi atomsku masu. Serijski broj ima svoje fizičko značenje. O tome ćemo kasnije, ovdje ćemo se fokusirati na atomsku masu i istaknuti u kojim jedinicama se mjeri.
Odmah treba napomenuti da je atomska masa elementa data u tabeli relativna vrijednost. Jedinica relativne atomske mase uzima se kao 1/12 mase atoma ugljika, izotopa s masenim brojem 12, i naziva se jedinica atomske mase /amu/. Dakle, 1 amu jednako 1/12 mase izotopa ugljika 12 C. I jednako je 1,667 * 10 –27 kg. /Apsolutna masa atoma ugljika je 1,99*10 –26 kg./
Atomska masa, dat u tabeli, je masa atoma izražena u jedinicama atomske mase. Količina je bezdimenzionalna. Konkretno za svaki element, atomska masa pokazuje koliko je puta masa datog atoma veća ili manja od 1/12 mase atoma ugljika.
Isto se može reći i za molekularnu težinu.
Molekularna masa je masa molekula izražena u jedinicama atomske mase. Veličina je takođe relativna. Molekularna masa određene tvari jednaka je zbroju masa atoma svih elemenata koji čine molekulu.
Važan koncept u hemiji je koncept "krtice". Krtica– takva količina supstance koja sadrži 6,02 * 10 23 strukturnih jedinica /atoma, molekula, jona, elektrona itd./. Mol atoma, mol molekula, mol jona itd.
Masa jednog mola date supstance naziva se njena molarna / ili molarna / masa. Mjeri se u g/mol ili kg/mol i označava se slovom “M”. Na primjer, molarna masa sumporne kiseline M H 2 SO4 = 98 g/mol.
Sljedeći koncept je “Ekvivalent”. Ekvivalentno/E/ je težinska količina tvari koja stupa u interakciju s jednim molom atoma vodika ili zamjenjuje takvu količinu u kemijskim reakcijama. Prema tome, ekvivalent vodonika E H jednak je jedan. /E N =1/. Ekvivalent kiseonika E O je jednak osam /E O =8/.
Pravi se razlika između hemijskog ekvivalenta elementa i hemijskog ekvivalenta složene supstance.
Ekvivalent elementa je promjenjiva veličina. Zavisi od atomske mase /A/ i valencije /B/ koju element ima u određenom spoju. E=A/B. Na primjer, odredimo ekvivalent sumpora u oksidima SO 2 i SO 3. U SO 2 E S =32/4=8, au SO 3 E S =32/6=5,33.
Molarna masa ekvivalenta, izražena u gramima, naziva se ekvivalentna masa. Dakle, ekvivalentna masa vodonika ME H = 1 g/mol, ekvivalentna masa kiseonika ME O = 8 g/mol.
Hemijski ekvivalent složene supstance /kiseline, hidroksida, soli, oksida/ je količina odgovarajuće supstance koja stupa u interakciju sa jednim molom atoma vodonika, tj. sa jednim ekvivalentom vodonika ili zamjenjuje tu količinu vodika ili bilo koje druge tvari u kemijskim reakcijama.
Ekvivalent kiseline/E K/ je jednako količniku molekulske težine kiseline podijeljen sa brojem atoma vodika koji učestvuju u reakciji. Za kiselinu H 2 SO 4, kada oba atoma vodika reaguju H 2 SO 4 +2NaOH=Na 2 SO+2H 2 O, ekvivalent će biti jednak EN 2 SO4 = M H 2 SO 4 /n H =98/2=49
Ekvivalent hidroksida /E hid. / je definiran kao količnik molekulske težine hidroksida podijeljen sa brojem hidroksidnih grupa koje reaguju. Na primjer, ekvivalent NaOH će biti jednak: E NaOH = M NaOH / n OH = 40/1 = 40.
Ekvivalent soli/E sol/ može se izračunati tako što se njena molekulska težina podijeli sa proizvodom broja atoma metala koji reaguju i njihove valencije. Tako će ekvivalent soli Al 2 (SO 4) 3 biti jednak E Al 2 (SO 4) 3 = M Al 2 (SO 4) 3 /6 = 342/2,3 = 342/6 = 57.
Ekvivalent oksida/E ok / može se definirati kao zbir ekvivalenata odgovarajućeg elementa i kisika. Na primjer, ekvivalent CO 2 će biti jednak zbroju ekvivalenata ugljika i kisika: E CO 2 = E C + E O = 3 + 8 = 7.
Za gasovite supstance pogodno je koristiti ekvivalentne zapremine /E V /. Pošto u normalnim uslovima mol gasa zauzima zapreminu od 22,4 litara, na osnovu ove vrednosti lako je odrediti ekvivalentnu zapreminu bilo kog gasa. Razmotrimo vodonik. Molarna masa vodonika 2g zauzima zapreminu od 22,4 litara, zatim njegova ekvivalentna masa od 1g zauzima zapreminu od 11,2 litara /ili 11200 ml/. Prema tome E V N =11,2l. Ekvivalentna zapremina hlora je 11,2 l /E VCl = 11,2 l/. Ekvivalentna zapremina CO je 3,56 /E VC O =3,56 l/.
U stehiometrijskim proračunima reakcija izmjene koristi se kemijski ekvivalent elementa ili kompleksne tvari, au odgovarajućim proračunima redoks reakcija koriste se oksidativni i redukcijski ekvivalenti.
Oksidativni ekvivalent definira se kao količnik molekulske težine oksidacijskog sredstva podijeljen sa brojem elektrona koje prihvata u datoj redoks reakciji.
Redukcioni ekvivalent jednak je molekulskoj težini redukcionog agensa podijeljenoj s brojem elektrona koje otpušta u danoj reakciji.
Napišimo redoks reakciju i odredimo ekvivalent oksidansa i redukcionog agensa:
5N 2 aS+2KMnO 4 +8H 2 SO 4 =S+2MnSO 4 +K 2 SO 4 +5Na 2 SO 4 +8H 2 O
Oksidacijsko sredstvo u ovoj reakciji je kalijum permanganat. Ekvivalent oksidacionog agensa bit će jednak masi KMnO 4 podijeljenoj s brojem elektrona koje je oksidacijsko sredstvo prihvatilo u reakciji (ne=5). E KMnO 4 =M KMnO 4 /ne=158/5=31,5. Molarna masa ekvivalenta oksidacionog sredstva KMnO 4 u kiseloj sredini je 31,5 g/mol.
Ekvivalent redukcionog agensa Na 2 S će biti: E Na 4 S = M Na 4 S / ne = 78/2 = 39. Molarna masa Na 2 S ekvivalenta je 39 g/mol.
U elektrohemijskim procesima, posebno tokom elektrolize supstanci, koristi se elektrohemijski ekvivalent. Elektrohemijski ekvivalent se određuje kao količnik hemijskog ekvivalenta supstance oslobođene na elektrodi podeljen sa Faradejevim brojem /F/. Elektrohemijski ekvivalent će biti detaljnije razmotren u odgovarajućem paragrafu kursa.
Valence. Kada atomi interaguju, između njih se formira hemijska veza. Svaki atom može formirati samo određeni broj veza. Broj veza određuje takvo jedinstveno svojstvo svakog elementa, koje se naziva valencija. U svom najopštijem obliku, valencija se odnosi na sposobnost atoma da formira hemijsku vezu. Jedna hemijska veza koju atom vodonika može formirati uzima se kao jedinica valencije. U tom smislu, vodonik je monovalentni element, a kiseonik dvovalentni element, jer Ne više od dva vodonika mogu formirati vezu sa atomom kiseonika.
Sposobnost određivanja valencije svakog elementa, uključujući i hemijsko jedinjenje, neophodan je uslov za uspešno savladavanje kursa hemije.
Valencija je takođe povezana sa konceptom hemije kao što je oksidacijskom stanju. Oksidacijsko podstanje je naboj koji element ima u ionskom spoju ili bi ga imao u kovalentnom spoju kada bi zajednički elektronski par bio potpuno pomaknut na elektronegativniji element. Oksidacijsko stanje ima ne samo numerički izraz, već i odgovarajući znak naboja (+) ili (–). Valence nema ove znakove. Na primjer, u H 2 SO 4 oksidacijsko stanje je: vodonik +1, kisik –2, sumpor +6, a valencija će, shodno tome, biti 1, 2, 6.
Valentnost i oksidacijsko stanje u brojčanim vrijednostima ne poklapaju se uvijek u vrijednosti. Na primjer, u molekuli etil alkohola CH 3 –CH 2 –OH valencija ugljika je 6, vodonika 1, kisika 2, a oksidacijsko stanje, na primjer, prvog ugljika je –3, drugog je –1: –3 CH 3 – –1 CH 2 –OH.
1.2. Osnovni ekološki koncepti.
Nedavno je koncept „ekologije“ duboko ušao u našu svijest. Ovaj koncept, koji je 1869. godine uveo E. Haeckel, dolazi iz grčkog oikos- kuća, mjesto, stan, logos– učenje / sve više uznemirava čovečanstvo.
U udžbenicima biologije ekologija definirana kao nauka o odnosu između živih organizama i njihove okoline. Gotovo suglasnu definiciju ekologije daje B. Nebel u svojoj knjizi “Nauka o okolišu” - Ekologija je nauka o različitim aspektima interakcije organizama jedni s drugima i sa okolinom. Šire tumačenje se može naći u drugim izvorima. Na primjer, Ekologija – 1/. Nauka koja proučava odnos između organizama i njihovih sistemskih sklopova i životne sredine; 2/. Skup naučnih disciplina koje proučavaju odnos sistemskih bioloških struktura /od makromolekula do biosfere/ među sobom i sa okolinom; 3/. Disciplina koja proučava opšte zakonitosti funkcionisanja ekosistema na različitim hijerarhijskim nivoima; 4/. Sveobuhvatna nauka koja proučava stanište živih organizama; 5/. Proučavanje položaja čovjeka kao vrste u biosferi planete, njegovih veza sa ekološkim sistemima i uticaja na njih; 6/. Nauka o preživljavanju životne sredine. / N.A. Agidzhanyan, V.I. Torshik. Ljudska ekologija./. Međutim, pojam „ekologija“ se ne odnosi samo na ekologiju kao nauku, već i na stanje same životne sredine i njen uticaj na ljude, floru i faunu.
