cup Химия для фотографа Профессиональному фотографу » Химия для фотографа » Краткие сведения по химии » Основные понятия атомно-молекулярной теории

Основные понятия атомно-молекулярной теории

Химия — наука о веществах, их свойствах, превра­щениях и способах управления этими превращениями.
Теоретическую основу химии составляет атомно-моле-кулярное учение, основы которого были высказаны еще М. В. Ломоносовым и впоследствии развиты А. Лавуа­зье, Д. И. Менделеевым и другими учеными.
Вещества состоят из молекул. Молекулами назы­вают наименьшие частицы вещества, сохраняющие его химические свойства. Молекулу можно рассматривать как предел дробления вещества. При химических реак­циях одни молекулы разрушаются, а вместо них обра­зуются другие.
Молекулы веществ состоят из еще более мелких, хими­чески неделимых частиц — атомов. Каждый вид атома называется химическим элементом, которому присвоен свой символ  (Символы, которыми сейчас пользуются, были введены швед­ским химиком Й. Берцелиусом в 1818 году.).
Атомы разных элементов и веществ отличаются мас­сой, размерами и другими свойствами. Масса атома, выраженная в условных единицах, называется атом­ным весом, а масса молекулы — молекуляр­ным  весом.
Атомы и молекулы находятся в движении. Одна из форм движения атомов — химическая реакция.
Химическая реакция — явление, в резуль­тате которого из атомов, составляющих молекулы исход­ных веществ, образуются молекулы новых веществ.
Химические реакции сопровождаются различными фи­зическими явлениями: изменением физического состояния веществ, излучением света, выделением или поглощением тепла.
При помощи символов химических элементов состав­ляются химические формулы. Химическая формула — изображение состава молекулы вещества по­средством символов химических элементов, входящих в состав молекулы.
Химическая формула вещества показывает, из каких элементов состоит вещество, сколько атомов каждого эле­мента содержится в молекуле, в каком весовом соотноше­нии элементы входят в состав вещества, каков молекуляр­ный вес вещества.
Например, химическая формула сульфита натрия кристаллического  записывается  символами:
Na2S03·7H20.
Одна молекула кристаллического сульфита натрия включает в себя: 7 молекул кристаллизационной воды и 1 молекулу собственно сульфита натрия. В свою очередь молекула сульфита натрия состоит из 2 атомов натрия, 1 атома серы и 3 атомов кислорода. Складывая атомные веса составных элементов молекулы, получают молекуляр­ный вес вещества.
Так, молекулярный вес сульфита натрия равен 23*2+32,1 + 16,3=126,1. Вес 7 молекул воды — (1*2+16)х7 =126. По весовому соотношению сульфита натрия и кристаллизационной воды ( 126,1/126 ≈ 1/1) видно, что они равны. Значит, половина веса кристаллического сульфита нат­рия приходится на кристаллизационную воду.
Количество граммов вещества, численно равное атом­ному или молекулярному весу, называется грам м-а т о-м о м или грамм-молекулой этого вещества.
В грамм-атоме любого элемента содержится одно и то же число атомов.
Пользуясь понятиями «грамм-атом» и «грамм-молекула», можно производить различные вычисления по химическим формулам и уравнениям. Нужно, однако, помнить, что под символом элемента можно понимать не только атом и атомный вес элемента, но и его грамм-атом, а под форму­лой вещества — и его грамм-молекулу.
Для справок в табл. 1 приведены округленные атомные веса важнейших элементов. Символы расположены в ал­фавитном порядке.
Химические вещества, состоящие из молекул, образо­ванных атомами различных элементов, называются слож­ными химическими веществами; они раз­деляются на органические и неорганические вещества.

Таблица 1
 
Атомные веса важнейших элементов
 
Символ элемента
Название элемента Атомный вес
Ag
Аl
В
Ва
Вr
С
Са
Сl
Со
Сr
Сn
Fe
Н
Hg
J
К
Mg
Mn
N
Na
О
P
Pb
S
Se
Si
Sn
Zn
Серебро
Алюминий
Бор
Барий
Бром
Углерод
Кальций
Хлор
Кобальт
Хром
Медь
Железо
Водород
Ртуть
Йод
Калий
Магний
Марганец
Азот
Натрий
Кислород
Фосфор
Свинец
Сера
Селен
Кремний
Олово
Цинк
107,9
27
10,8
137,3
79,9
12
40,1
35,5
58,9
52
63,5
55,8
1
200,6
126,9
39,1
24,3
54,9
14
23
16
31
207,2
32,1
79
28,1
118,7
65,4
 
           

К  органическим веществам   относятся многочисленные соединения углерода. Большинство из них содержат водород. Их называют углеводоро­дами.
Часто в состав углеводородных соединений входят азот, кислород, сера, галогениды и другие элементы. Но основу органических соединений составляют различные виды угле­водородных цепочек: прямых, разветвленных, замкнутых и т. п. Например, соединение с прямой углеводородной цепью С8Н18, в основе которой лежит 8 атомов углерода, называется октаном — по числу атомов углерода в цепочке.
Структурная формула такой цепочки выглядит следую­щим образом:
 
соединения углерода
 
Соединение с замкнутой углеводородной цепью из 6 ато­мов углерода называется бензолом. Структурная формула бензола выглядит следующим образом:
 

Структурная формула бензола

 
Вместо полной структурной формулы бензола часто изображают только шестигранник, опуская символы СН, расположенные в каждом его углу.
В результате химических реакций вместо водорода в углеводородную цепочку может быть введен какой-либо другой элемент или группа элементов. Например, если вместо атома водорода в бензол ввести группу — ОН, то может быть получено новое вещество — фенол:
 

фенол

 
В дальнейшем мы будем пользоваться только краткой формой обозначения углеводородных соединений, как в примере с фенолом.
К неорганическим веществам отно­сятся все простые вещества, входящие в периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, а также окислы, основания, кислоты, соли и водородные соединения, обра­зованные этими элементами.
Все простые вещества делятся на две груп­пы: металлы  и  неметаллы.
Соединение металла или неметалла с кислородом на­зывается окислом.
В результате реакции окисла металла с водой полу­чается основание, а окисла неметалла с водой — кислота:
 

реакции окисла металла с водой

 
В результате реакции, протекающей между основа­нием и кислотой, образуются соль и вода:
 

реакции, протекающей между основа­нием и кислотой

 
Существует несколько номенклатур наименований хи­мических соединений. Поэтому одно и то же вещество может иметь несколько названий.
Наименование соли составляется из назва­ний кислотного остатка и металла. Часто используются латинские термины. Например, соли угольной кислоты называют карбонатами, соли серной кислоты — сульфатами, соли сернистой кислоты — сульфитами, соли азотной кислоты — нитратами, соли уксусной кислоты — ацетата­ми и т.д.
Мы обратим особое внимание на наименования солей, образованных с кислотными остатками различных кислот серы. Большие неудобства в распознавании солей достав­ляют такие названия кислотных остатков, как «сернистый», «сернокислый», «серноватистокислый», «сернистокислый» и др. В дальнейшем мы будем называть соль с кислотным остатком S" — сульфид, с кислотным остатком SO"3— сульфит, с кислотным остатком SO"4 — сульфат, с кислотным остатком S2O"3 — тиосульфат, с кислот­ным остатком HSO'3 — бисульфит, с кислотным остатком HSO'4 — бисульфат.
cup Читайте также:
cup Опрашиваем фотографов cup Популярные материалы

Rambler's Top100 123567 г. Москва. ул. Печорская д. 654, т/ф. +7 (495) 235654
Химия для фотографа. Copyright © 2009. All rights reserved.