Η Χημεία, τις βασικές έννοιες της οποίας θα εξετάσουμε, είναι μια επιστήμη που μελετά τις ουσίες και τους μετασχηματισμούς τους που συμβαίνουν με μια αλλαγή στη δομή και τη σύσταση, και ως εκ τούτου τις ιδιότητες. Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να ορίσουμε τι σημαίνει ένας όρος ως "ουσία". Αν το συζητήσουμε με την ευρεία έννοια, είναι μια μορφή ύλης που έχει μάζα ηρεμίας. Μια ουσία είναι οποιοδήποτε στοιχειώδες σωματίδιο, για παράδειγμα, ένα νετρόνιο. Στη χημεία, αυτή η έννοια χρησιμοποιείται με στενότερη έννοια.
Αρχικά, ας περιγράψουμε εν συντομία τους βασικούς όρους και έννοιες της χημείας, της ατομικής και της μοριακής επιστήμης. Μετά από αυτό, θα τους εξηγήσουμε, καθώς και θα αναφέρουμε μερικούς σημαντικούς νόμους αυτής της επιστήμης.
Οι βασικές έννοιες της χημείας (ουσία, άτομο, μόριο) είναι γνωστές στον καθένα μας από το σχολείο. Παρακάτω ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή τους, καθώς και άλλων, όχι τόσο προφανών όρων και φαινομένων.
Atoms
Πρώτα απ' όλα, όλες οι ουσίες που μελετώνται στη χημεία αποτελούνται από μικρά σωματίδια που ονομάζονται άτομα. Τα νετρόνια δεν αποτελούν αντικείμενο μελέτης αυτής της επιστήμης. Θα πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι τα άτομα μπορούν να συνδυαστούν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα το σχηματισμό χημικών δεσμών. Γιαγια να σπάσει αυτός ο δεσμός απαιτείται ενέργεια. Κατά συνέπεια, τα άτομα δεν υπάρχουν μεμονωμένα υπό κανονικές συνθήκες (με εξαίρεση τα «ευγενή αέρια»). Συνδέονται μεταξύ τους τουλάχιστον σε ζευγάρια.
Συνεχής θερμική κίνηση
Η συνεχής θερμική κίνηση χαρακτηρίζει όλα τα σωματίδια που μελετώνται από τη χημεία. Οι βασικές έννοιες αυτής της επιστήμης δεν μπορούν να δηλωθούν χωρίς να μιλήσουμε για αυτήν. Με συνεχή κίνηση, η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων είναι ανάλογη της θερμοκρασίας (όμως, πρέπει να σημειωθεί ότι οι ενέργειες των μεμονωμένων σωματιδίων είναι διαφορετικές). Ekin=kT / 2, όπου k είναι η σταθερά Boltzmann. Αυτή η φόρμουλα ισχύει για κάθε είδους κίνηση. Εφόσον Ekin=mV2 / 2, η κίνηση των σωματιδίων μεγάλης μάζας είναι πιο αργή. Για παράδειγμα, εάν η θερμοκρασία είναι ίδια, τα μόρια οξυγόνου κινούνται κατά μέσο όρο 4 φορές πιο αργά από τα μόρια άνθρακα. Αυτό συμβαίνει γιατί η μάζα τους είναι 16 φορές μεγαλύτερη. Η κίνηση είναι ταλαντωτική, μεταφορική και περιστροφική. Η δόνηση παρατηρείται σε υγρές, και σε στερεές και σε αέριες ουσίες. Αλλά η μετατόπιση και η περιστροφή πραγματοποιείται πιο εύκολα στα αέρια. Είναι πιο δύσκολο στα υγρά και ακόμα πιο δύσκολο στα στερεά.
Molecules
Ας συνεχίσουμε να περιγράφουμε τις βασικές έννοιες και τους ορισμούς της χημείας. Εάν τα άτομα συνδυάζονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας μικρές ομάδες (ονομάζονται μόρια), τέτοιες ομάδες συμμετέχουν στη θερμική κίνηση, ενεργώντας ως ενιαίο σύνολο. Στα τυπικά μόρια υπάρχουν έως και 100 άτομα και ο αριθμός τους είναι τόσοπου ονομάζονται μακρομοριακές ενώσεις μπορούν να φτάσουν το 105.
Μη μοριακές ουσίες
Ωστόσο, τα άτομα συχνά ενώνονται σε τεράστιες ομάδες από το 107 έως το 1027. Σε αυτή τη μορφή, ουσιαστικά δεν συμμετέχουν στη θερμική κίνηση. Αυτές οι συσχετίσεις έχουν ελάχιστη ομοιότητα με τα μόρια. Μοιάζουν περισσότερο με κομμάτια ενός συμπαγούς σώματος. Αυτές οι ουσίες ονομάζονται συνήθως μη μοριακές. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμική κίνηση πραγματοποιείται μέσα στο τεμάχιο και δεν πετάει, όπως ένα μόριο. Υπάρχει επίσης ένα μεταβατικό εύρος μεγέθους, το οποίο περιλαμβάνει ενώσεις που αποτελούνται από άτομα σε ποσότητα από 105 έως 107. Αυτά τα σωματίδια είναι είτε πολύ μεγάλα μόρια είτε είναι μικροί κόκκοι σκόνης.
Ions
Πρέπει να σημειωθεί ότι τα άτομα και οι ομάδες τους μπορεί να έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, ονομάζονται ιόντα σε μια επιστήμη όπως η χημεία, τις βασικές έννοιες της οποίας μελετάμε. Δεδομένου ότι τα φορτία με το ίδιο όνομα απωθούν πάντα το ένα το άλλο, μια ουσία όπου υπάρχει σημαντική περίσσεια ορισμένων φορτίων δεν μπορεί να είναι σταθερή. Τα αρνητικά και τα θετικά φορτία στο χώρο εναλλάσσονται πάντα. Και η ουσία στο σύνολό της παραμένει ηλεκτρικά ουδέτερη. Σημειώστε ότι τα φορτία που θεωρούνται μεγάλα στην ηλεκτροστατική είναι αμελητέα από την άποψη της χημείας (για 105-1015 άτομα - 1e).
Αντικείμενα μελέτης στη χημεία
Θα πρέπει να διευκρινιστεί ότι τα αντικείμενα μελέτης στη χημεία είναι εκείνα τα φαινόμενα στα οποία δεν υπάρχουντα άτομα καταστρέφονται, αλλά μόνο ανασυγκροτούνται, δηλαδή συνδυάζονται με νέο τρόπο. Κάποιοι σύνδεσμοι έχουν σπάσει, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται άλλοι. Με άλλα λόγια, νέες ουσίες εμφανίζονται από τα άτομα που ήταν μέρος των αρχικών ουσιών. Εάν, ωστόσο, διατηρηθούν τόσο τα άτομα όσο και οι δεσμοί που υπάρχουν μεταξύ τους (για παράδειγμα, κατά την εξάτμιση μοριακών ουσιών), τότε αυτές οι διεργασίες δεν είναι πλέον το πεδίο μελέτης της χημείας, αλλά της μοριακής φυσικής. Στην περίπτωση που σχηματίζονται ή καταστρέφονται άτομα, μιλάμε για θέματα μελέτης της πυρηνικής ή ατομικής φυσικής. Ωστόσο, τα όρια μεταξύ χημικών και φυσικών φαινομένων είναι ασαφή. Άλλωστε η διαίρεση σε χωριστές επιστήμες είναι υπό όρους, ενώ η φύση είναι αδιαίρετη. Επομένως, είναι πολύ χρήσιμο για τους χημικούς να γνωρίζουν τη φυσική.
Οι βασικές έννοιες της χημείας περιγράφηκαν εν συντομία από εμάς. Τώρα σας προσκαλούμε να τις εξετάσετε με περισσότερες λεπτομέρειες.
Περισσότερα για τα άτομα
Τα άτομα και τα μόρια είναι αυτά με τα οποία πολλοί συσχετίζουν τη χημεία. Αυτές οι βασικές έννοιες πρέπει να ορίζονται με σαφήνεια. Το γεγονός ότι υπάρχουν άτομα μαντεύτηκε έξοχα πριν από δύο χιλιάδες χρόνια. Τότε, ήδη από τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες είχαν πειραματικά δεδομένα (έμμεσα ακόμα). Μιλάμε για τις πολλαπλές αναλογίες του Avogadro, τους νόμους της σταθερότητας της σύνθεσης (παρακάτω θα εξετάσουμε αυτές τις βασικές έννοιες της χημείας). Το άτομο συνέχισε να εξερευνάται τον 20ο αιώνα, όταν προέκυψαν πολλές άμεσες πειραματικές επιβεβαιώσεις. Βασίστηκαν σε δεδομένα φασματοσκοπίας, στη σκέδαση ακτίνων Χ, σωματιδίων άλφα, νετρονίων, ηλεκτρονίων κ.λπ. Το μέγεθος αυτών των σωματιδίων είναι περίπου 1 Ε=1ο-10μ. Η μάζα τους είναι περίπου 10-27 - 10-25 κιλά. Στο κέντρο αυτών των σωματιδίων βρίσκεται ένας θετικά φορτισμένος πυρήνας, γύρω από τον οποίο κινούνται ηλεκτρόνια με αρνητικό φορτίο. Το μέγεθος του πυρήνα είναι περίπου 10-15 μ. Αποδεικνύεται ότι το κέλυφος ηλεκτρονίων καθορίζει το μέγεθος του ατόμου, αλλά η μάζα του είναι σχεδόν πλήρως συγκεντρωμένη στον πυρήνα. Θα πρέπει να εισαχθεί ένας ακόμη ορισμός, λαμβάνοντας υπόψη τις βασικές έννοιες της χημείας. Ένα χημικό στοιχείο είναι ένας τύπος ατόμου του οποίου το φορτίο πυρήνα είναι το ίδιο.
Συχνά υπάρχει ένας ορισμός του ατόμου ως το μικρότερο σωματίδιο ύλης, χημικά αδιαίρετο. Πώς να καταλάβετε "χημικά"; Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, η διαίρεση των φαινομένων σε φυσικά και χημικά είναι υπό όρους. Αλλά η ύπαρξη ατόμων είναι άνευ όρων. Επομένως, είναι καλύτερο να ορίσουμε τη χημεία μέσω αυτών, και όχι το αντίστροφο, τα άτομα μέσω της χημείας.
Χημικός δεσμός
Αυτό είναι που κρατά τα άτομα ενωμένα. Δεν τους επιτρέπει να διασκορπιστούν υπό την επίδραση της θερμικής κίνησης. Σημειώνουμε τα κύρια χαρακτηριστικά των δεσμών - αυτή είναι η διαπυρηνική απόσταση και η ενέργεια. Αυτές είναι και οι βασικές έννοιες της χημείας. Το μήκος του δεσμού προσδιορίζεται πειραματικά με αρκετά υψηλή ακρίβεια. Ενέργεια - επίσης, αλλά όχι πάντα. Για παράδειγμα, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί αντικειμενικά τι είναι σε σχέση με έναν μόνο δεσμό σε ένα πολύπλοκο μόριο. Ωστόσο, η ενέργεια ψεκασμού μιας ουσίας, απαραίτητη για τη διάσπαση όλων των υπαρχόντων δεσμών, προσδιορίζεται πάντα. Γνωρίζοντας το μήκος του δεσμού, είναι δυνατό να προσδιοριστεί ποια άτομα είναι συνδεδεμένα (έχουν μικρή απόσταση) και ποια όχι (έχουν μεγάλη απόσταση).απόσταση).
Αριθμός συντονισμού και συντονισμός
Οι βασικές έννοιες της αναλυτικής χημείας περιλαμβάνουν αυτούς τους δύο όρους. Τι πρεσβεύουν; Ας μάθουμε.
Ο αριθμός συντονισμού είναι ο αριθμός των πλησιέστερων γειτόνων ενός δεδομένου ατόμου. Με άλλα λόγια, αυτός είναι ο αριθμός εκείνων με τους οποίους συνδέεται χημικά. Ο συντονισμός είναι η σχετική θέση, ο τύπος και ο αριθμός των γειτόνων. Με άλλα λόγια, αυτή η έννοια είναι πιο ουσιαστική. Για παράδειγμα, ο αριθμός συντονισμού του αζώτου, χαρακτηριστικός των μορίων της αμμωνίας και του νιτρικού οξέος, είναι ο ίδιος - 3. Ωστόσο, ο συντονισμός τους είναι διαφορετικός - μη επίπεδος και επίπεδος. Καθορίζεται ανεξάρτητα από τις ιδέες για τη φύση του δεσμού, ενώ η κατάσταση οξείδωσης και το σθένος είναι έννοιες υπό όρους που δημιουργούνται προκειμένου να προβλεφθεί ο συντονισμός και η σύνθεση εκ των προτέρων.
Ορισμός ενός μορίου
Έχουμε ήδη θίξει αυτήν την έννοια, εξετάζοντας εν συντομία τις βασικές έννοιες και τους νόμους της χημείας. Τώρα ας σταθούμε σε αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες. Τα σχολικά βιβλία συχνά ορίζουν ένα μόριο ως το μικρότερο ουδέτερο σωματίδιο μιας ουσίας που έχει τις χημικές του ιδιότητες και μπορεί επίσης να υπάρχει ανεξάρτητα. Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτός ο ορισμός είναι πλέον ξεπερασμένος. Πρώτον, αυτό που όλοι οι φυσικοί και οι χημικοί αποκαλούν μόριο δεν διατηρεί τις ιδιότητες της ύλης. Το νερό διασπάται, αλλά αυτό απαιτεί τουλάχιστον 2 μόρια. Ο βαθμός διάστασης του νερού είναι 10-7. Με άλλα λόγια, μόνο ένα μόριο μπορεί να υποβληθεί σε αυτή τη διαδικασία.από τα 10 εκατομμύρια. Εάν έχετε ένα μόριο, ή ακόμα και εκατό, δεν θα μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για τη διάστασή του. Το γεγονός είναι ότι τα θερμικά αποτελέσματα των αντιδράσεων στη χημεία συνήθως περιλαμβάνουν την ενέργεια της αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων. Επομένως, δεν μπορούν να βρεθούν από έναν από αυτούς. Τόσο οι χημικές όσο και οι φυσικές ιδιότητες μιας μοριακής ουσίας μπορούν να προσδιοριστούν μόνο από μια μεγάλη ομάδα μορίων. Επιπλέον, υπάρχουν ουσίες στις οποίες το «μικρότερο» σωματίδιο που μπορεί να υπάρχει ανεξάρτητα είναι απεριόριστα μεγάλο και πολύ διαφορετικό από τα συνηθισμένα μόρια. Ένα μόριο είναι στην πραγματικότητα μια ομάδα ατόμων που δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα. Σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, αυτό μπορεί να είναι ένα άτομο, για παράδειγμα, Ne. Αυτή η ομάδα πρέπει να μπορεί να συμμετέχει στη διάχυση καθώς και σε άλλους τύπους θερμικής κίνησης συνολικά.
Όπως μπορείτε να δείτε, οι βασικές έννοιες της χημείας δεν είναι τόσο απλές. Ένα μόριο είναι κάτι που πρέπει να μελετηθεί προσεκτικά. Έχει τις δικές του ιδιότητες καθώς και μοριακό βάρος. Για το τελευταίο θα μιλήσουμε τώρα.
Μοριακό βάρος
Πώς να προσδιορίσετε το μοριακό βάρος από την εμπειρία; Ένας τρόπος βασίζεται στο νόμο του Avogadro, σύμφωνα με τη σχετική πυκνότητα ατμών. Η πιο ακριβής μέθοδος είναι η φασματομετρία μάζας. Ένα ηλεκτρόνιο εκτινάσσεται από ένα μόριο. Το προκύπτον ιόν επιταχύνεται πρώτα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο και μετά εκτρέπεται μαγνητικά. Η αναλογία φορτίου προς μάζα καθορίζεται ακριβώς από το μέγεθος της απόκλισης. Υπάρχουν επίσης μέθοδοι που βασίζονται στις ιδιότητες που έχουν τα διαλύματα. Ωστόσο, τα μόρια σε όλες αυτές τις περιπτώσεις σίγουρα θαπρέπει να είναι σε κίνηση - σε διάλυμα, σε κενό, σε αέριο. Εάν δεν κινούνται, είναι αδύνατο να υπολογιστεί αντικειμενικά η μάζα τους. Και η ίδια η ύπαρξή τους σε αυτή την περίπτωση είναι δύσκολο να εντοπιστεί.
Χαρακτηριστικά μη μοριακών ουσιών
Μιλώντας για αυτά, σημειώνουν ότι αποτελούνται από άτομα και όχι από μόρια. Ωστόσο, το ίδιο ισχύει και για τα ευγενή αέρια. Αυτά τα άτομα κινούνται ελεύθερα, επομένως, είναι καλύτερο να τα σκεφτόμαστε ως μονατομικά μόρια. Ωστόσο, αυτό δεν είναι το κύριο πράγμα. Το πιο σημαντικό, στις μη μοριακές ουσίες υπάρχουν πολλά άτομα που συνδέονται μεταξύ τους. Πρέπει να σημειωθεί ότι η διαίρεση όλων των ουσιών σε μη μοριακές και μοριακές είναι ανεπαρκής. Η διαίρεση ανά συνδεσιμότητα είναι πιο ουσιαστική. Σκεφτείτε, για παράδειγμα, τη διαφορά στις ιδιότητες του γραφίτη και του διαμαντιού. Και τα δύο είναι άνθρακα, αλλά το πρώτο είναι μαλακό και το δεύτερο είναι σκληρό. Σε τι διαφέρουν μεταξύ τους; Η διαφορά έγκειται ακριβώς στη συνδεσιμότητα τους. Αν εξετάσουμε τη δομή του γραφίτη, θα δούμε ότι ισχυροί δεσμοί υπάρχουν μόνο σε δύο διαστάσεις. Αλλά στο τρίτο, οι διατομικές αποστάσεις είναι πολύ σημαντικές, επομένως, δεν υπάρχει ισχυρός δεσμός. Ο γραφίτης γλιστράει και χωρίζεται εύκολα σε αυτά τα στρώματα.
Συνδεσιμότητα δομής
Διαφορετικά ονομάζεται χωρική διάσταση. Αντιπροσωπεύει τον αριθμό των διαστάσεων του χώρου, που χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι έχουν ένα συνεχές (σχεδόν άπειρο) σύστημα πυρήνων (ισχυρές συνδέσεις). Οι τιμές που μπορεί να πάρει είναι 0, 1, 2 και 3. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ τρισδιάστατων συνδεδεμένων, πολυεπίπεδων, αλυσίδας και νησιωτικών (μοριακών) δομών.
Νόμοςσυνοχή σύνθεσης
Έχουμε ήδη μάθει τις βασικές έννοιες της χημείας. Η ουσία εξετάστηκε εν συντομία από εμάς. Ας μιλήσουμε τώρα για το νόμο που ισχύει για αυτόν. Συνήθως διαμορφώνεται ως εξής: κάθε μεμονωμένη ουσία (δηλαδή καθαρή), ανεξάρτητα από τον τρόπο λήψης της, έχει την ίδια ποσοτική και ποιοτική σύνθεση. Τι σημαίνει όμως ο όρος «καθαρή ουσία»; Ας μάθουμε.
Πριν από δύο χιλιάδες χρόνια, όταν η δομή των ουσιών δεν μπορούσε ακόμη να μελετηθεί με άμεσες μεθόδους, όταν οι βασικές χημικές έννοιες και οι γνωστοί σε εμάς νόμοι της χημείας δεν υπήρχαν καν, προσδιορίστηκε περιγραφικά. Για παράδειγμα, το νερό είναι ένα υγρό που αποτελεί τη βάση των θαλασσών και των ποταμών. Δεν έχει οσμή, χρώμα, γεύση. Έχει τέτοια και τέτοια σημεία πήξης και τήξης, ο θειικός χαλκός γίνεται μπλε από αυτό. Το αλμυρό θαλασσινό νερό είναι επειδή δεν είναι καθαρό. Ωστόσο, τα άλατα μπορούν να διαχωριστούν με απόσταξη. Περίπου έτσι, με μια περιγραφική μέθοδο, προσδιορίστηκαν οι βασικές χημικές έννοιες και νόμοι της χημείας.
Για τους επιστήμονες εκείνης της εποχής δεν ήταν προφανές ότι το υγρό, το οποίο απομονώθηκε με διαφορετικούς τρόπους (καύση υδρογόνου, αφυδάτωση βιτριόλης, απόσταξη θαλασσινού νερού), έχει την ίδια σύνθεση. Μια μεγάλη ανακάλυψη στην επιστήμη ήταν η απόδειξη αυτού του γεγονότος. Έγινε σαφές ότι η αναλογία οξυγόνου και υδρογόνου δεν μπορεί να αλλάξει ομαλά. Αυτό σημαίνει ότι τα στοιχεία αποτελούνται από άτομα - αδιαίρετα τμήματα. Έτσι προέκυψαν οι τύποι των ουσιών και τεκμηριώθηκε η ιδέα των επιστημόνων για τα μόρια.
ΒΣήμερα, οποιαδήποτε ουσία, ρητά ή σιωπηρά, καθορίζεται κυρίως από τη φόρμουλα και όχι από το σημείο τήξης, τη γεύση ή το χρώμα. Νερό - H2O. Εάν υπάρχουν άλλα μόρια, δεν θα είναι πλέον καθαρό. Επομένως, καθαρή μοριακή ουσία είναι αυτή που αποτελείται από μόρια ενός μόνο είδους.
Ωστόσο, τι γίνεται με τους ηλεκτρολύτες σε αυτήν την περίπτωση; Άλλωστε περιέχουν ιόντα, όχι μόνο μόρια. Απαιτείται ένας πιο αυστηρός ορισμός. Καθαρή μοριακή ουσία είναι αυτή που αποτελείται από μόρια του ίδιου τύπου, και επίσης, πιθανώς, τα προϊόντα του αναστρέψιμου ταχέως μετασχηματισμού τους (ισομερισμός, σύνδεση, διάσταση). Η λέξη "γρήγορα" σε αυτό το πλαίσιο σημαίνει ότι δεν μπορούμε να απαλλαγούμε από αυτά τα προϊόντα, αμέσως εμφανίζονται ξανά. Η λέξη "αναστρέψιμο" υποδηλώνει ότι ο μετασχηματισμός δεν έχει ολοκληρωθεί. Αν φέρεται, τότε είναι καλύτερα να πούμε ότι είναι ασταθές. Σε αυτή την περίπτωση, δεν είναι καθαρή ουσία.
Νόμος διατήρησης της μάζας της ύλης
Αυτός ο νόμος είναι γνωστός σε μεταφορική μορφή από την αρχαιότητα. Είπε ότι η ύλη είναι άφθαρτη και άφθαρτη. Μετά ήρθε η ποσοτική του διατύπωση. Σύμφωνα με αυτήν, το βάρος (και από τα τέλη του 17ου αιώνα, η μάζα) είναι ένα μέτρο της ποσότητας της ύλης.
Αυτός ο νόμος στη συνηθισμένη του μορφή ανακαλύφθηκε το 1748 από τον Lomonosov. Το 1789 συμπληρώθηκε από τον A. Lavoisier, Γάλλο επιστήμονα. Η σύγχρονη σύνθεσή του ακούγεται ως εξής: η μάζα των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που λαμβάνονται ως αποτέλεσμααυτήν.
Νόμος του Avogadro, ο νόμος των ογκομετρικών αναλογιών αερίων
Το τελευταίο από αυτά διατυπώθηκε το 1808 από τον JL Gay-Lussac, έναν Γάλλο επιστήμονα. Αυτός ο νόμος είναι πλέον γνωστός ως νόμος του Gay-Lussac. Σύμφωνα με τον ίδιο, οι όγκοι των αερίων που αντιδρούν σχετίζονται μεταξύ τους, καθώς και με τους όγκους των αερίων προϊόντων που προκύπτουν, ως μικροί ακέραιοι αριθμοί.
Το μοτίβο που ανακάλυψε ο Gay-Lussac εξηγεί τον νόμο που ανακαλύφθηκε λίγο αργότερα, το 1811, από τον Amedeo Avogadro, έναν Ιταλό επιστήμονα. Λέει ότι υπό ίσες συνθήκες (πίεση και θερμοκρασία) σε αέρια που έχουν τους ίδιους όγκους, υπάρχει ο ίδιος αριθμός μορίων.
Δύο σημαντικές συνέπειες προκύπτουν από τον νόμο του Avogadro. Το πρώτο είναι ότι υπό τις ίδιες συνθήκες, ένα mole οποιουδήποτε αερίου καταλαμβάνει ίσο όγκο. Ο όγκος οποιουδήποτε από αυτούς υπό κανονικές συνθήκες (που είναι θερμοκρασία 0 ° C, καθώς και πίεση 101.325 kPa) είναι 22,4 λίτρα. Η δεύτερη συνέπεια αυτού του νόμου είναι η εξής: υπό ίσες συνθήκες, η αναλογία των μαζών των αερίων που έχουν τον ίδιο όγκο είναι ίση με την αναλογία των μοριακών μαζών τους.
Υπάρχει ένας άλλος νόμος που πρέπει να αναφερθεί. Ας μιλήσουμε για αυτό εν συντομία.
Περιοδικός νόμος και πίνακας
Δ. Ο I. Mendeleev, με βάση τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων και την ατομική και μοριακή θεωρία, ανακάλυψε αυτόν τον νόμο. Αυτό το γεγονός έλαβε χώρα την 1η Μαρτίου 1869. Ο περιοδικός νόμος είναι ένας από τους πιο σημαντικούς στη φύση του. Μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: ιδιότητες στοιχείων και σχηματισμόςσύνθετες και απλές ουσίες έχουν περιοδική εξάρτηση από τα φορτία των πυρήνων των ατόμων τους.
Ο περιοδικός πίνακας που δημιουργήθηκε από τον Mendeleev αποτελείται από επτά περιόδους και οκτώ ομάδες. Οι ομάδες είναι οι κάθετες στήλες του. Τα στοιχεία μέσα σε καθένα από αυτά έχουν παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες. Η ομάδα, με τη σειρά της, χωρίζεται σε υποομάδες (κύρια και δευτερεύουσα).
Οι οριζόντιες σειρές αυτού του πίνακα ονομάζονται τελείες. Τα στοιχεία που βρίσκονται σε αυτά διαφέρουν μεταξύ τους, αλλά έχουν επίσης κοινό - ότι τα τελευταία τους ηλεκτρόνια βρίσκονται στο ίδιο ενεργειακό επίπεδο. Υπάρχουν μόνο δύο στοιχεία στην πρώτη περίοδο. Αυτά είναι το υδρογόνο H και το ήλιο He. Οκτώ είναι τα στοιχεία στη δεύτερη περίοδο. Στην τέταρτη είναι ήδη 18. Ο Mendeleev όρισε αυτή την περίοδο ως την πρώτη μεγάλη. Το πέμπτο έχει επίσης 18 στοιχεία, η δομή του είναι παρόμοια με το τέταρτο. Το έκτο περιέχει 32 στοιχεία. Το έβδομο δεν ολοκληρώνεται. Αυτή η περίοδος ξεκινά με φράγκιο (Fr). Μπορούμε να υποθέσουμε ότι θα περιέχει 32 στοιχεία, όπως το έκτο. Ωστόσο, μέχρι στιγμής έχουν βρεθεί μόνο 24.
Κανόνας ανταπόδοσης
Σύμφωνα με τον κανόνα επαναφοράς, όλα τα στοιχεία τείνουν να κερδίζουν ή να χάνουν ένα ηλεκτρόνιο προκειμένου να έχουν τη διαμόρφωση 8 ηλεκτρονίων του ευγενούς αερίου που βρίσκεται πιο κοντά τους. Η ενέργεια ιοντισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να διαχωριστεί ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο. Ο κανόνας του kickback δηλώνει ότι καθώς μετακινείστε από αριστερά προς τα δεξιά στον περιοδικό πίνακα, χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για να εκτοξευτεί ένα ηλεκτρόνιο. Επομένως, τα στοιχεία στην αριστερή πλευρά τείνουν να χάνουν ένα ηλεκτρόνιο. Κατά,όσοι βρίσκονται στη δεξιά πλευρά είναι πρόθυμοι να το αποκτήσουν.
Περιγράψαμε εν συντομία τους νόμους και τις βασικές έννοιες της χημείας. Φυσικά, αυτές είναι απλώς γενικές πληροφορίες. Στο πλαίσιο ενός άρθρου είναι αδύνατο να μιλήσουμε λεπτομερώς για μια τόσο σοβαρή επιστήμη. Οι βασικές έννοιες και οι νόμοι της χημείας, που συνοψίζονται στο άρθρο μας, είναι απλώς ένα σημείο εκκίνησης για περαιτέρω μελέτη. Πράγματι, σε αυτή την επιστήμη υπάρχουν πολλές ενότητες. Υπάρχει, για παράδειγμα, οργανική και ανόργανη χημεία. Οι βασικές έννοιες κάθε μιας από τις ενότητες αυτής της επιστήμης μπορούν να μελετηθούν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Αλλά αυτά που παρουσιάζονται παραπάνω είναι γενικά ερωτήματα. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι αυτές είναι οι βασικές έννοιες της οργανικής χημείας, καθώς και της ανόργανης.
