Ocena brak

Podstawowe wiadomości z chemii

Autor /Klemens Dodano /21.09.2011

Atomy różnych pierwiastków łączą się ze sobą tworząc związki chemiczne. Atomy łączą się w określonych, ale różnych stosunkach ilościowych. Na przykład wodór tworząc związki chemiczne z chlorem, tlenem, azotem i węglem łączy się z nimi w następujących stosunkach:

H : Cl= 1 : 1 (HCl)

H : O= 2 : 1 (H2O)

H : N= 3 : 1 (NH3)

H : C= 4 : 1 (CH4)

a cecha określająca te stosunki nasi nazwę wartościowości.

Wartościowością pierwiastka, nazywamy liczbę atomów wodoru, jaką dany pierwiastek może przyłączyć tworząc z nim związek chemiczny.

Tak więc tlen jest dwuwartościowy, bo tworzy z wodorem wodę - H2O, a chlor jest jednowartościowy, bo tworzy chlorowodór - HCl.

Chlor jednak w innych związkach chemicznych może wykazywać inną wartościowość. Na przykład, w związkach z tlenem może mieć wartościowość równą nawet 7.

Atomy pierwiastków tworzących cząsteczki związku chemicznego połączone są ze sobą za pomocą wiązań chemicznych.

Liczbę wiązań chemicznych utworzonych przez atom danego pierwiastka w cząsteczce związku chemicznego nazywamy wartościowością tego pierwiastka.

Wartościowości najpopularniejszych pierwiastków

nazwa pierwiastka wartościowość

Azot I, II, III, IV, V

chlor I, III, V, VII  

cynk II

fosfor III, V

glin III

krzem IV

magnez II

miedź I, II

nikiel II

ołów II, IV

potas I

rtęć I, II

siarka II, IV, VI

sód I

srebro I

tlen II

wapń II

węgiel II, IV

wodór I

żelazo II, III

Otaczająca nas materia to świat różnorodnych substancji. Podział substancji chemicznych przedstawia schemat:

Substancje proste - pierwiastki są substancjami, których nie można już rozłożyć na inne jeszcze prostsze substancje. Uwzględniając budowę materii pierwiastek można określić jako zbiór atomów tego samego rodzaju. Tak więc:

Pierwiastek jest substancją zawierającą atomy o takiej samej liczbie atomowej.

Metale to pierwiastki, które w temperaturze pokojowej są na ogół ciałami stałymi. Jedynym wyjątkiem jest rtęć. Są one dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Posiadają charakterystyczny połysk. Jedne są kowalne i ciągliwe, inne kruche. Niektóre łatwo reagują z tlenem (metale nieszlachetne), inne w warunkach normalnych z nim nie reagują (metale szlachetne).

Niemetale mogą być w temperaturze pokojowej gazami, cieczami lub ciałami stałymi. Mają bardzo różne właściwości chemiczne i fizyczne.

Substancje chemiczne różnią się między sobą szeregiem właściwości, za pomocą których można je zidentyfikować. Są to:

aściwości fizyczne:

stan skupienia

smak

barwa

gęstość

temperatura topnienia i wrzenia

przewodnictwo ciepła i elektryczności

właściwości chemiczne:

zdolność lub jej brak do reagowania z innymi substancjami

Związki chemiczne składają się z pierwiastków. Mogą być one rozłożone na pierwiastki, z których się składają. Mają określony skład jakościowy i ilościowy.

Związek chemiczny to substancja składająca się z powiązanych ze sobą atomów o różnych liczbach atomowych.

Mieszanina to substancja chemiczna uzyskana na drodze mechanicznego mieszania składników. Skład mieszaniny można zmieniać. Na przykład, odparowując wodę z wodnego roztworu cukru zwiększamy stężenie cukru w tym roztworze; dolewając wody - zmniejszamy stężenie.

Mieszaniny można łatwo rozdzielić na części składowe:

Substancje zmieszane ze sobą i tworzące mieszaninę zachowują swoje właściwości.

Mieszanina jednorodna - homogeniczna to taka mieszanina, w której nie można rozróżnić składników nawet przy dużym powiększeniu (woda wodociągowa, mleko, stopy metali, powietrze).

Mieszanina niejednorodna - heterogeniczna to mieszanina, której składniki można dostrzec gołym okiem lub za pomocą prostych urządzeń (mąka + piasek, woda + piasek, piasek + mak, dym + sadza).

Z codziennych obserwacji wynika, że otaczająca nas materia ma budowę ciągłą, litą. Obserwuje się jednak pewne zjawiska, które przeczą temu wrażeniu. Do takich zjawisk zaliczamy:

- dyfuzję (samorzutne mieszanie się stykających się ze sobą substancji, na przykład gazów) 

- mieszanie się dwóch cieczy 

- rozpuszczanie się ciała stałego w cieczy przebiegające ze zmniejszaniem się objętości i inne.

Zjawiska takie są możliwe tylko wtedy, gdy substancje biorące w nich udział mają budowę nieciągłą, ziarnistą.

Pierwsze poglądy o ziarnistości materii głosił filozof grecki, Demokryt (46-370 p.n.e.). Według niego, “Wszechświat składa się z atomów, czyli niepodzielnych cząstek i próżni...” (athomos = niepodzielny).

W czasach nowożytnych atomistyczną teorię budowy materii ogłosił w r. 1803 John Dalton. Teoria ta głosiła:

Materia składa się z niezliczonej liczby niezmiernie małych cząsteczek zwanych atomami.

Każdy atom ma określoną wielkość, masę i właściwości. Atomy tego samego pierwiastka są jednakowe.

Atomy mogą łączyć się ze sobą tworząc cząsteczki związku chemicznego, a reakcja chemiczna polega na łączeniu się, rozdzielaniu i wymianie atomów.

Zgodnie ze współczesnymi poglądami na ten temat:

Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka chemicznego zachowującą jeszcze jego charakterystyczne właściwości.

Cząsteczka składa się co najmniej z dwóch atomów. Atomy te mogą być takie same - mówimy wówczas o cząsteczce pierwiastka (np. O2, Cl2) lub różne - cząsteczka związku chemicznego (np. NaCl, H2O, H2SO4.)

Związek chemiczny od mieszaniny odróżnia głównie to, że związek chemiczny ma ściśle określony skład chemiczny niezależnie od tego, w jaki sposób powstał: czy został otrzymany w laboratorium, czy też występuje w przyrodzie. Tę stałą zależność sformułował w r.1799 Louis Joseph Proust jako prawo stałości składu.

Istotę tego prawa przedstawić można następująco: podczas syntezy siarczku miedzi (I) - Cu2S, bez względu na używane do reakcji ilości miedzi i siarki, zawsze na cztery jednostki wagowe miedzi przypadać będzie jedna jednostka wagowa siarki.

Stosunek wagowy miedzi do siarki w występującym w przyrodzie minerale chalkozynie jest dokładnie taki sam.

W oparciu o prawo stałości składu wyprowadza się wzory sumaryczne związków chemicznych.

Chemik, badając otaczającą go przyrodę i zachodzące w niej zjawiska, na ogół wybiera jakiś obiekt i wyodrębnia go. Taki obiekt nazywa się układem. Układ może być układem otwartym (gdy między nim a otoczeniem zachodzić może wymiana masy i energii) lub układem zamkniętym, który nie wymienia z otoczeniem masy, natomiast może wymieniać energię. Istnieją ponadto układy izolowane, które nie wymieniają z otoczeniem ani energii, ani masy.

Dwaj osiemnastowieczni chemicy, niezależnie od siebie, Rosjanin Michaił Łomonosow i Francuz Antoine Lavoisier, badali układy zamknięte i sformułowali jedno z ważniejszych praw chemii - prawo zachowania masy.

Masa substratów użytych do reakcji w układzie zamkniętym równa się masie produktów otrzymanych w wyniku reakcji.

Z prawa zachowania masy wynika jednoznacznie, że materia nie może powstać z niczego, ani nie może zginąć, chociaż podlega ciągłym przemianom. Opierając się na prawie zachowania masy można obliczyć, ile otrzyma się danej substancji na skutek przemiany chemicznej o ile wiadomo, ile innej substancji użyto do tej przemiany. Prawo to stanowi więc podstawę obliczeń chemicznych.

Podobne prace

Do góry