1 «Первоначальные химические понятия»

2 План лекции 1. Уровни организации материи. 2. Место химии в естественных науках. 3. Предмет химии. Физические и химические явления. 4. Свойства веществ. 5. Атомы и молекулы. 6. Химические элементы. Простые и сложные вещества. 7. Закон постоянства состава. Химические формулы. 8. Чистые вещества и смеси. 9. Классификация химических наук.

3 Устройство Вселенной Вселенная МАТЕРИЯ ВЕЩЕСТВОПОЛЕ Химия

4 ВЕЩЕСТВО ВЕЩЕСТВО – любая совокупность атомов и молекул, обладающая определенной массой

5 Уровни организации материи Астрономический Макроскопический Микроскопический Фундаментальный

6 Астрономический уровень Объекты: планеты, кометы, звезды, звездные системы, галактики, черные дыры и т.д. Основные виды взаимодействия: гравитационное Сила взаимодействий: очень слабая (ощутима только для сверхмассивных объектов) Дальность взаимодействий: более 10 9 м Науки: астрономия, астрофизика

7 Макроскопический уровень Объекты: физические тела, облака, горы, реки, организмы, органы, клетки и др. Основные виды взаимодействия: механическое, тепловое Сила взаимодействий: средняя (удар молотка, падение камня, работа теплового двигателя) Дальность взаимодействий: м Науки: механика, термодинамика, география, биология, метеорология и др.

8 Микроскопический уровень Объекты: атомы, молекулы, полимеры, кристаллы, супрамолекулярные образования Основные виды взаимодействия: электростатическое Сила взаимодействий: сильная (прочность алмаза, взрыв тротила) Дальность взаимодействий: м (нанотехнологии!) Науки: химия, молекулярная биология, физика твердого тела, атомная физика, квантовая механика

9 Фундаментальный уровень Объекты: атомные ядра, элементарные частицы, кварки, глюоны Основные виды взаимодействия: «сильное» и «слабое» взаимодействие Сила взаимодействий: очень сильная (ядерный взрыв, «большой взрыв») Дальность взаимодействий: менее м Науки: ядерная физика, теоретическая физика

10 Место химии в естествознании Химия Химия – это наука о веществах, их свойствах, строении, превращениях и явлениях, сопровождающих эти превращения Основные объекты изучения химии атомымолекулывеществананоматериалы Микроскопический уровень!

11 Физические и химические явления Явление Явление – любое изменение окружающей действительности Явления физические химические

12 Физические и химические явления Явление Явление – любое изменение окружающей действительности Явления физические химические Вещества сохраняются Происходит превращение веществ химическими реакциями Превращения одних веществ в другие называют химическими реакциями

13 Свойства веществ Свойство Свойство – признак, по которому вещества отличаются друг от друга или сходны между собой Свойства физические химические биологические

14 Свойства веществ Физические свойства Физические свойства – значения физических величин, характерных для данного вещества (плотность, температура плавления, электропроводность, магнитная восприимчивость, цвет, теплоемкость, вязкость, коэффициент поглощения и др.) Химические свойства Химические свойства – набор реакций, в которые данное вещество может вступать или не вступать в определенных условиях (медь не реагирует с кислородом при комнатной температуре, медь окисляется кислородом при нагревании, медь растворяется в азотной кислоте, медь не растворяется в соляной кислоте и т.д.) Биологические свойства Биологические свойства – воздействие данного вещества на различные организмы, ткани, органы, клетки (запах, вкус, питательность, токсичность, противоопухолевая активность, антисептическая активность, канцерогенность и др.)

15 Делимость материи

16 Делимость материи И так до бесконечности? Молекула Молекула – мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства

17 Делимость материи Молекула Молекулы в ходе химических реакций разрушаются Атомы Атомы в ходе химических реакций не изменяются Атом Атом – мельчайшая, химически неделимая частица вещества

18 Химические элементы Химический элемент (ХЭ) Химический элемент (ХЭ) – определенный вид атомов На сегодняшний день известно более 110 химических элементов, из которых 90 встречается в природе

19 Химические символы Йенс Якоб Берцелиус АзотNitrogeniumN СераSulfurumS МедьCuprumCu ЗолотоAurumAu НатрийNatriumNa АргонArgonAr СереброArgentumAg КюрийCuriumCm Химические символы – сокращения от латинских названий элементов Обратите внимание на произношение символов химических элементов

20 IUPAC Названия вновь открытых элементов утверждаются генеральной ассамблеей ИЮПАК (IUPAC) IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry Трехбуквенные обозначения для элементов с неутвержденными названиями – сокращения от латинских числительных: Последнее утвержденное название элемента – Коперниций Cn (111) 112 – un un binum – Uub – унунбиний 114 – un un quadrium – Uuq – унунквадрий

21 Закон постоянства состава Жозеф-Луи Пруст Любое химически чистое вещество, независимо от места, времени и способа получения, имеет один и тот же состав «Вода – она и в Африке вода»

22 Простые и сложные вещества Вещества Простые Сложные Атомы одного вида Атомы разных видов Простые вещества Простые вещества – вещества, состоящие из атомов одного химического элемента Сложные вещества Сложные вещества – вещества, состоящие из атомов разных химических элементов

23 Химические формулы Закон постоянства состава Атомно-молекулярная теория Постоянство состава молекул Химические формулы H2OH2O H 2 SO 4 K 3 [Fe(CN) 6 ] C6H6C6H6 CH 3 CH 2 OH Cr 2 (SO 4 ) 3 NaCl HNO 3

24 Химические формулы H2OH2O Al 2 (SO 4 ) 3 (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 химические символы индекс формула Формула – условная запись качественного и количественного состава вещества Индекс 1 опускается! Повторяющиеся группы атомов заключаются в скобки Cu 3 [Fe(CN) 6 ] 2

25 Чтение химических формул H 2 O – аш-два-о FeSO 4 – феррум-эс-о-четыре (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 – эн-аш-четыре-дважды-хром-два-о-семь Al(NO 3 ) 3 – алюминий-эн-о-три-трижды K 3 [Fe(CN) 6 ] – калий-три-феррум-це-эн-шестеро Обратите внимание на прочтение индексов, стоящих после скобок

26 Некоторые виды химических формул Эмпирическая формула Показывает соотношение элементов в веществе H 2 O CH HO BaO FeCl 3 CH 3 O Na 2 SO 4 CuN 2 O 6 Молекулярная (брутто) формула Показывает количественный состав молекулы H 2 O C 6 H 6 H 2 O 2 BaO FeCl 3 C 2 H 6 O 2 Na 2 SO 4 CuN 2 O 6 Рациональная формула Выделяются структурно-независимые группы атомов H 2 O C 6 H 6 H 2 O 2 BaO FeCl 3 C 2 H 4 (OH) 2 Na 2 SO 4 Cu(NO 3 ) 2 Структурная формула Показывает порядок связи атомов в молекуле Существуют и другие виды химических формул

27 Чистые вещества и смеси Вещества Чистые Смеси Молекулы одного вида Молекулы разных видов Отличай сложные вещества и смеси ! Сложное вещество Простое вещество Сложные вещества

28 Чистые вещества и смеси Физические и химические свойства чистых веществ постоянны Физические и химические свойства смесей веществ зависят от состава (соотношения компонентов) Выделение чистых веществ из смесей – важная задача химии Нефтепереработка, металлургия, фармацевтика, органический и неорганический синтез и многие другие

29 Классификация химических наук Есть много других: квантовая химия, биохимия, химия высокомолекулярных соединений, ядерная химия, кристаллохимия, супрамолекулярная химия, коллоидная химия и другие Задачи решаемые химией Получение новых веществ и материалов Разработка новых способов получения уже известных веществ Получение природных соединений и их аналогов Изучение реакционной способности веществ Изучение закономерностей протекания химических реакций Анализ состава и структуры веществ Разделение смесей Химия Органическая Неорганическая Физическая Аналитическая

30 Основные понятия рассмотренные в лекции Атом Вещество Материя Молекула Молекулярная формула Простое вещество Рациональная формула Свойство Сложное вещество Смесь Состав Структурная формула Физические свойства Химическая реакция Химические свойства Химический символ Химический элемент Химия Чистое вещество Эмпирическая формула