Chimie: concepts de base, définitions, termes et lois

Chimie, concepts de base que nous considérons comme – est la science qui étudie les substances et leurs transformations qui se produisent avec le changement de structure et de la composition, et donc les propriétés. Tout d'abord, vous devez définir ce qu'on entend par un terme tel que « substance ». Si on en parle dans un sens large, il est une forme de matière qui a une masse au repos. La substance est toute particule élémentaire, par exemple, les neutrons. En chimie, le terme est utilisé dans un sens plus étroit.

Pour commencer par une brève description des principaux termes et concepts de la chimie, de la théorie atomique moléculaire. Après cela, nous leur expliquons, ainsi que de présenter des lois importantes de cette science.

Les concepts de base de la chimie (matière, atomes, molécules) connaissent à nous tous de l'école. Voici une brève description d'entre eux, ainsi que d'autres termes, moins évidents et des phénomènes.

atomes

Tout d'abord, toutes les substances qui sont étudiées dans la chimie, composé de petites particules, appelées atomes. Neutrons ne sont pas le même objet d'étude de cette science. Il convient également de dire que les atomes peuvent s'unir avec l'autre, formant ainsi des liaisons chimiques. Afin de rompre ce lien, les dépenses d'énergie nécessaire. Par conséquent, les atomes dans les conditions normales n'existent pas individuellement (sauf « gaz noble »). Ils sont reliés les uns aux autres au moins par paires.

mouvement thermique continu

mouvement thermique en continu des particules se caractérisent par tout ce qui chimie étudier. Les concepts de base de cette science ne peut pas expliquer, ne pas en parler. Avec un mouvement continu de l' énergie cinétique moyenne est proportionnelle à la température de la particule (bien qu'il convient de noter que l'énergie à différentes particules discrètes). Ekin = kT / 2, où k – est la constante de Boltzmann. Cette formule est valable pour tout type de mouvement. Depuis Tkin = mV ^2/2, le mouvement des particules massives plus lentement. Par exemple, si la température est la même, la molécule d'oxygène de déplacement moyenne à 4 fois plus lente que les molécules de carbone. En effet, leur masse est plus de 16 fois. Le mouvement est oscillant, de translation et de rotation. Oscillating observée dans les substances liquides et solides, et gazeux. Mais la translation et de rotation le plus facilement réalisées dans le gaz. Dans les liquides, il est plus difficile, et dans les solides – encore plus difficile.

molécules

Nous continuons à décrire les concepts de base et les définitions de la chimie. Si les atomes sont combinés les uns avec les autres, formant un petit groupe (appelé molécules), de tels groupes sont impliqués dans le mouvement thermique, agissant comme une unité. Jusqu'à 100 atomes présents dans les molécules typiques, et leur nombre est le soi-disant composés de haut poids moléculaire peut aller jusqu'à 105.

substances non-moléculaires

Cependant, les atomes sont souvent combinés dans un grand nombre de bandes de 107 à 1027. Dans cette forme, ils sont pratiquement plus participer à la requête thermique. Ces associations ont peu de ressemblance avec la molécule. Ils sont plus comme des morceaux d'un solide. Ces substances sont appelées non-moléculaire. Dans ce cas, le mouvement thermique est effectué à l'intérieur de la pièce, et il peut voler comme molécule. Il y a une région de transition et tailles, qui comprend des associations composées d'atomes dans une quantité allant de 105 à 107. Ces particules sont soit très grosses molécules ou sont de petits grains de poudre.

ions

Il convient de noter que les atomes et les groupes peuvent posséder une charge électrique. Dans ce cas, ils sont appelés ions dans cette science, comme la chimie, les concepts de base dont nous étudions. Puisque des charges se repoussent toujours les uns des autres, une substance qui est présente un excès important d'un ou l'autre des charges ne peut pas être stable. Les charges positives et négatives sont toujours alternent dans l'espace. Mais en général, la substance est électriquement neutre. Notez que les charges qui sont considérées comme importantes dans electrostatics, du point de vue de la chimie sont négligeables (à 105-1015 atomes – 1E).

Objets d'étude en chimie

Il est nécessaire de préciser que les objets d'étude en chimie préconisent les phénomènes, qui ne se posent pas, et ne se décomposent pas les atomes, mais seulement réorganiser, qui est connecté d'une manière nouvelle. Certains liens sont rompus, d'autres sont formés en conséquence. En d'autres termes, les nouvelles substances apparaissent parmi les atomes de la première dans la composition des matières de départ. Si les atomes et les liens existants entre eux sont enregistrés (par exemple, l'évaporation des composés moléculaires), ces procédés se rapportent à l'étude de plus Chemistry and Physics moléculaire. Dans le cas où les atomes sont formés ou décomposés, il est une étude de l'objet de la physique nucléaire ou atomique. Cependant, la frontière entre les phénomènes chimiques et physiques floue. Après la division de la science en condition séparée, alors que la nature indivisible. Par conséquent, les chimistes très utiles connaissance de la physique.

Les concepts de base de la chimie nous ont été brièvement décrites. Maintenant, nous vous proposons plus de les considérer.

En savoir plus sur les atomes

Atomes et molécules – est quelque chose avec laquelle beaucoup de gens la chimie associée. Les concepts de base, ceux-ci doivent être clairement définis. Le fait que les atomes existent, il y a deux mille ans, ce fut un coup de génie pour deviner. Puis, au 19ème siècle, les scientifiques ont des données expérimentales (encore indirecte). Nous parlons de multiples relations lois de constance de la composition Avogadro (ci-dessous nous regardons ces concepts de base de la chimie). Atom continuer à explorer au 20ème siècle, quand il y avait déjà beaucoup de preuves expérimentales directes. Elles étaient basées sur la spectroscopie, pour la diffusion des rayons X, des particules alpha, neutrons, électrons, etc. La taille de ces particules est d' environ 1 E = 1 ° ^-10 m Poids – .. A environ 10 ^{-27 à 10 -25 kg.} Au centre du noyau des particules est chargé positivement autour de laquelle les électrons se déplacent à la charge négative. la taille du noyau est d' environ 10 à ¹⁵ m. Il se trouve que détermine la taille de la coque d'électrons de l'atome, mais dans ce cas , son poids est presque entièrement concentré dans le noyau. Une autre devrait être introduit définition, en tenant compte des concepts de base de la chimie. Élément chimique – un type d'atomes, charge du noyau est identique.

Il se produit souvent atome de détermination en tant que substance particulaire chimiquement minute indivisible. Comment comprendre le « chimique »? Comme nous l'avons noté, la division des phénomènes dans la mise à l'épreuve physique et chimique. Mais bien sûr l'existence des atomes. Par conséquent, pour déterminer la meilleure chimie à travers eux, et non vice-versa, les atomes grâce à la chimie.

liaison chimique

Il en est ainsi que les atomes sont maintenus ensemble. Il ne leur permet pas de se désintégrer sous l'influence du mouvement thermique. Voici les principales caractéristiques des obligations – est la distance internucléaire et de l'énergie. Ce sont aussi les concepts de base de la chimie. La longueur de la liaison est déterminée expérimentalement avec une précision suffisamment élevée. Énergie – aussi, mais pas toujours. Par exemple, il est impossible de déterminer objectivement ce qu'il est par rapport à une communication séparée dans une molécule complexe. Cependant, l'énergie d'atomisation de la substance nécessaire pour rompre tous les liens existants est toujours déterminée. Connaissant la longueur de la connexion, vous pouvez déterminer quels atomes sont connectés (ils ont une courte distance), et ce – pas (plus loin).

Le numéro de la coordination et de la coordination

Les concepts de base de la chimie analytique comprennent ces deux termes. Que signifient-ils? Avouons-le.

Le numéro de coordination est le nombre de voisins les plus proches de cet atome particulier. En d'autres termes, le nombre de ceux avec qui il est lié chimiquement. La coordination est une position mutuelle, le type et le nombre de voisins. En d'autres termes, ce concept est plus significatif. Par exemple, le nombre de coordination de molécules d'azote caractéristiques de l'ammoniac et de l'acide nitrique, le même – 3. Toutefois, ils ont différents coordination – est non plane et plate. Il est déterminé quelle que soit la nature du lien entre les représentations, alors que l'état d'oxydation et valence – la notion de condition, qui sont créés afin de faire progresser pour prédire la coordination et de la composition.

Détermination de la molécule

Nous avons déjà abordé ce concept, compte tenu des concepts et des lois fondamentales de la chimie brièvement. Maintenant s'y attarder plus en détail. Dans les manuels détermination fréquente de la molécule sous forme de particules de substances neutres inférieure, qui a ses propriétés chimiques, et peuvent exister indépendamment. Il convient de noter que cette définition est actuellement obsolète. Tout d'abord, le fait que tous les physiciens et les chimistes se réfèrent à une molécule, les propriétés de la substance ne sont pas enregistrées. L'eau se dissocie, mais il faut au moins 2 molécules. Le degré de dissociation de l' eau – est de 10 ^-7. En d'autres termes, ce processus peut être soumis à une seule molécule de 10 millions. Si vous avez une seule molécule, ou est-il même une centaine, vous ne pouvez pas obtenir une idée de sa dissociation. Le fait que les effets thermiques des réactions chimiques comprennent généralement l'énergie d'interaction entre les molécules. Par conséquent, ils ne peuvent pas être trouvées sur l'un d'entre eux. Et les propriétés chimiques et physiques des substances moléculaires peuvent être déterminées que par un grand nombre de molécules. De plus, il y a des agents qui sont capables d'exister eux-mêmes, « le plus petit » indéfiniment particules grande et très différent des molécules classiques. La molécule est essentiellement un groupe d'atomes ne sont pas chargées électriquement. Dans le cas particulier, il peut être un atome, par exemple, Ne. Ce groupe doit être en mesure de participer à la diffusion, ainsi que dans d'autres types de mouvement thermique, agissant comme une unité.

Comme vous pouvez le voir, n'est pas si simples concepts de base de la chimie. La molécule – est quelque chose qui doit être examinée attentivement. Il a ses propres propriétés, et le poids moléculaire. A propos de ce dernier, nous discutons maintenant.

masse moléculaire

Comment déterminer le poids moléculaire de l'expérience? Une façon – basée sur la loi d'Avogadro, la densité relative de la vapeur. La méthode la plus précise est la spectrométrie de masse. frappé électron de la molécule. L'ion résultant est d'abord dispersé dans un champ électrique et ensuite dévié par son chemin magnétique. Rapport charge sur masse est déterminée par l'amplitude de la déviation. Il existe également des méthodes basées sur les propriétés qui ont des solutions. molécule Cependant, dans tous ces cas doivent nécessairement être en mouvement – dans la solution sous vide à un gaz. Si elles ne bougent pas, il est impossible de calculer objectivement leur poids. Et leur existence même dans ce cas, il est difficile à détecter.

Caractéristiques de substances non moléculaires

En parlant de leur dire qu'ils sont composés d'atomes, molécules non. Cependant, la même chose est vraie en ce qui concerne les gaz nobles. Ces atomes se déplacent librement, donc mieux assumer leurs molécules monofonctionnels. Cependant, ce n'est pas important. Il est important que les substances non-moléculaire, il y a beaucoup d'atomes, qui sont liés ensemble. Il convient de noter que la division de toutes les substances sur les mécanismes moléculaires et insuffisante non moléculaire. La division de la connexion plus significative. Prenons, par exemple, la différence dans les propriétés du graphite et le diamant. Les deux sont du carbone, mais la première – douce, et le second – un solide. En quoi diffèrent-ils les uns des autres? La différence est seulement dans leur connectivité. Si l'on considère la structure du graphite, nous pouvons voir que des relations solides existent seulement en deux dimensions. Mais dans les troisième distances interatomiques très importantes, par conséquent, il y a un lien fort. Le graphite est facile à glisser et le long de ces couches divisé.

Structure de connectivité

Dans le cas contraire, on l'appelle une dimension spatiale. Il représente le nombre de dimensions de l'espace, caractérisé en ce que ces systèmes de squelette continue (presque infinie) (liens forts). Les valeurs qu'elle peut prendre, – 0, 1, 2 et 3. Par conséquent, il est nécessaire de distinguer les reliée en trois dimensions, des stratifiés, et la structure de la chaîne d'île (moléculaire).

Loi des proportions définies

Nous avons déjà appris les concepts de base de la chimie. Le matériel a été brièvement examiné par nous. Maintenant, parler de la loi qui s'y applique. Habituellement, il est formulé comme suit: tout composant unique (à savoir, propre), quelle que soit la manière dont elle a été obtenue, a la même composition qualitative et quantitative. Mais qu'est-ce que le concept de « substance pure »? Avouons-le.

Il y a deux mille ans, lorsque la structure des substances ne peut pas être des méthodes plus directes pour étudier quand nous il n'y avait même pas des concepts chimiques de base et les lois de la chimie, familiers, il a été déterminé descriptivement. Par exemple, l'eau – est un liquide qui constitue la base des mers et des rivières. Il n'a pas d'odeur, la couleur, le goût. Il a un tel point de fusion et de congélation, il est bleu de sulfate de cuivre. L'eau salée est parce qu'il est pas propre. Cependant, les sels peuvent être séparés par distillation. Comme cela, la méthode descriptive, a déterminé les concepts chimiques de base et les lois de la chimie.

Pour les scientifiques à l'époque, il était pas évident que le liquide qui est mis en évidence de diverses manières (par la combustion déshydratation du sulfate d'hydrogène, la distillation d'eau de mer), a la même composition. Grande découverte scientifique a été la preuve de ce fait. Il est devenu clair que le rapport de l'oxygène et de l'hydrogène ne peut pas être changé en douceur. Cela signifie que les éléments sont constitués d'atomes – parties indivisibles. Ainsi, les composés de la formule ont été préparés, et aussi corroborées représentation des scientifiques des molécules.

De nos jours, toute substance déterminée prétend explicitement ou implicitement principalement au lieu de fusion, le goût ou la couleur. Eau – H ₂ O. S'il y a d' autres molécules, il ne sera plus propre. Par conséquent, la substance pure moléculaire est une qui est composé d'un seul type de molécules.

Cependant, dans ce cas, être avec des électrolytes? Après tout, ils comprennent les ions sont présents, non seulement des molécules. Nous devons être une définition plus stricte. substance moléculaire pur est une qui est composée de molécules d'un même type, et éventuellement des produits réversibles de leur conversion rapide (les unions d'isomérisation, de dissociation). Le mot « rapide » dans ce contexte signifie que ces produits, nous ne pouvons pas se débarrasser, ils réapparaissent immédiatement. Le mot « réversible » indique que la conversion n'est pas mis fin. En cas de notification, il est préférable de dire qu'il est instable. Dans ce cas, il n'est pas une substance pure.

La loi de conservation de la masse de la matière

Cette loi a depuis les temps anciens connus sous forme métaphorique. Il a déclaré que la question ne peut être créé et indestructible. Puis vint sa formulation quantitative. Selon cette étude, le poids (et la fin du 17ème siècle – poids) est une mesure de la quantité de substance.

La loi sous la forme habituelle a été ouverte en 1748 Lomonosov. En 1789, il a ajouté Lavoisier, un scientifique français. Contemporary sa formulation est la suivante: la masse des substances entrant dans la réaction chimique est égale à la masse de substances qui en résultent.

La loi d'Avogadro, la loi des gaz des relations volumétriques

La dernière a été formulée en 1808 par JL Gay-Lussac, scientifique français. À l'heure actuelle cette loi est appelée la loi de Gay-Lussac. Selon elle, le volume des gaz réactifs sont les uns aux autres, ainsi que le volume des produits gazeux résultant comme tout un petit nombre.

La loi découverte par Gay-Lussac, explique la loi, qui a été découverte un peu plus tard, en 1811, Amedeo Avogadro, scientifique italien. Il indique que, dans des conditions égales (pression et température) dans les gaz ayant les mêmes volumes, le même nombre de molécules est présent.

Deux conséquences importantes découlent de la loi d'Avogadro. La première est que, dans les mêmes conditions, une mole de tout gaz occupe un volume égal. Le volume de l'un d'entre eux dans des conditions normales (soit la température de 0 ° C, ainsi que la pression de 101,325 kPa) est de 22,4 litres. La deuxième conséquence de cette loi est la suivante: dans des conditions égales, le rapport des masses de gaz ayant le même volume est égal au rapport de leurs masses molaires.

Il y a une autre loi qui doit être mentionnée. Parlons-y brièvement.

Droit et table périodiques

DI Mendeleyev, basé sur les propriétés chimiques des éléments et la théorie atomique-moléculaire, a découvert cette loi. Cet événement s'est produit le 1er mars 1869. La loi périodique est l'une des plus importantes dans la nature. Il peut être formulé comme suit: les propriétés des éléments et les substances complexes et simples qu'ils forment ont une dépendance périodique des charges des noyaux de leurs atomes.

Le tableau périodique, que Mendeleev a créé, se compose de sept périodes et huit groupes. Les groupes sont appelés ses colonnes verticales. Les éléments de chacun d'entre eux ont des propriétés physiques et chimiques similaires. Le groupe, à son tour, est divisé en sous-groupes (principal et côté).

Les lignes horizontales de cette table sont appelées des périodes. Les éléments qui sont en eux diffèrent, mais ils ont une chose commune – que leurs derniers électrons sont situés sur le même niveau d'énergie. Dans la première période, il n'y a que deux éléments. C'est l'hydrogène H et l'hélium He. Huit éléments sont disponibles dans la deuxième période. Dans le quatrième, il y en a déjà 18. Mendeleev a marqué cette période comme la première grande. Dans le cinquième, il existe également 18 éléments, sa structure est similaire à la quatrième. Dans les sixième à 32 éléments. Le septième n'est pas fini. Cette période commence avec la France (Fr). Nous pouvons supposer qu'il contiendra 32 éléments, ainsi que le sixième. Cependant, jusqu'ici seulement 24 ont été trouvés.

La règle du rapport

Selon la règle du test, tous les éléments ont tendance à acquérir un électron ou à le perdre pour avoir la configuration à 8 électrons du gaz noble le plus proche. L'énergie de l'ionisation est la quantité d'énergie nécessaire pour séparer un électron d'un atome. La règle du décret stipule que lorsque vous déplacez de gauche à droite sur un tableau périodique, plus d'énergie est nécessaire pour détacher l'électron. Par conséquent, les éléments sur le côté gauche ont tendance à perdre l'électron. Au contraire, ceux de droite sont désireux de l'acquérir.

Les lois et les concepts de base de la chimie ont été brièvement décrits. Bien sûr, ce n'est que des informations générales. Dans le cadre d'un article, il est impossible de préciser en détail une science aussi sérieuse. Les concepts de base et les lois de la chimie, résumés dans cet article, ne sont qu'un point de départ pour une étude plus approfondie. Après tout, il existe de nombreuses sections dans cette science. Il y a, par exemple, la chimie organique et inorganique. Les concepts de base de chacune des sections de cette science peuvent être étudiés depuis très longtemps. Mais ceux qui sont présentés ci-dessus sont liés à des problèmes généraux. Par conséquent, nous pouvons dire que ce sont les concepts fondamentaux de la chimie organique, ainsi que de la chimie inorganique.