Важнейшие законы, лежащие в основе химии

Химия как наука и ее задачи.

Уравнение состояния газа.

Закон Авогадро.

Основные понятия химии.

Важнейшие законы, лежащие в основе химии.

Химия как наука и ее задачи.

Лекция 1

Тема: ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ.

Цель: Ознакомить студентов с оснровными законами и понятиями, лежащими в основе химии.

Современная химия является одной из естественных наук, т.е. наук, изучающих природу и представляет собой систему отдельных дисциплин. Природа бесконечно разнообразна. Однако ее разнообразие представляет единство, которое заключается в ее материальности. Материя является первоосновной, т.е. единственным источником и причиной всех процессов, протекающих в природе; абсолютно все состоит из материи и порождено ею. Материя находится в постоянном движении и изменении. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Нагревание и охлаждение тел, излучение света, электрический ток, химические превращения, жизненные процессы. Одни формы движения материи могут переходить в другие. Так, механическое движение легко переходит в тепловое, тепловое в химическое, химическое в электрическое и т.д.

Химия есть наука об особой форме движения материи, характерной особенностью которой является качественное превращение веществ: в процессе химической реакции одни вещества как бы исчезают, а вместо них появляются новые вещества с новыми свойствами. При этом качественный скачок является результатом как количественного изменения состава вещества, так и внутренней молекулярной структуры.

Изучить химическую форму движения материи, законы этого движения, овладеть химическим процессом настолько, чтобы управлять им,- основные задачи химии как науки.

Химические процессы всегда сопровождаются рядом физических явлений. Например, при сгорании магния выделяется много света, при сгорании бензина – много тепла. В гальванических элементах химические процессы являются источником электрической энергии и т.д. Изучение этих явлений представляет одну из важных задач химии.

1. Закон сохранения материи: материя вечна, не исчезает и не творится вновь. Этот закон относится как к веществу, так и к материальному электромагнитному полю. Изучение так же материально, как и вещество.

2. Закон сохранения энергии: энергия вечна, не исчезает и не творится вновь. Энергия – свойство материи и вне материи не мыслима.

Между материей и энергией существует взаимосвязь, количественно выражаемая формулой А.Эйнштейна:

E = mc²

Где Е – энергия, m – масса, c – скорость света.

Для химии фундаментальное значение имеет следующий закон: сумма масс исходных веществ равна сумме масс продуктов реакции. Изменение масс вследствие теплового (вообще энергетического) излучения, часто имеющего место при химических реакциях, практического значения не имеет, так как эти изменения выражаются лишь миллионными долями грамма.

3. Закон эквивалентов: простые вещества реагируют между собой или замещают друг друга в химических соединениях эквивалент на эквивалент или же в количествах, им пропорциональных.

Эквивалент элемента связан с важными для химии другими величинами следующим соотношением: экв = А/В, где экв —эквивалент, А —атомная масса элемента, В —его валентность. Понятие эквивалента распространяется и на химические соединения.

4. Закон постоянства состава: каждое данное химическое соединение имеет постоянный состав, независимо от способа его получения.

Химические соединения определенного состава получили название «Дальтонидов». В настоящее время исследован целый ряд веществ, характеризующихся переменным составом. Они получили название «бертоллидов».

3. Основные понятия химии

Атомная масса (или атомный вес) — масса 1 атома элемента, выраженная в углеродных единицах. Углеродная единица —1/12 часть массы атома изотопа углерода С¹². 1 углеродная единица (сокращенно: уг. ед.) = 1,66-10^{-24 г;} 1 г = 6 • 10²³ уг. ед. (округленно). Число 6-10²³ носит название числа Авогадро.

Грамм-атом — количество элемента, выраженное в граммах и численно равное массе 1 атома в уг. ед. Пример: масса 1 атома серы —32 уг. ед.; грамм-атом серы весит 32 г. Килограмм-атом (кг-атом) = 1000 г-атом; 1 миллиграмм-атом = 0,001 грамм-атома.

Молекулярная масса (или молекулярный вес) —масса 1 молекулы вещества в углеродных единицах. Грамм-молекула, или моль,— количество вещества, выраженное в граммах и численно равное молекулярному весу. Пример: масса 1 молекулы Н2О равна 18 уг. ед.;.1 грамм-молекула (1 моль) воды весит 18 г.

1 грамм-атом содержит Авогадрово число (6-10²³) атомов;

1 моль вещества содержит Авогадрово число (6-10²³) молекул.

Число Авогадро является важной константой для физики и химии. Это число обозначается через (NA — 6-10²³; более точно, NA = 6,0229-10²³).

Дата добавления: 2014-01-05