Властивості речовин в хімії визначення. Хімія. фізичні властивості речовини
Предмет хімії. Речовини та їх властивості.
Хімія вивчає речовини, їх властивості та перетворення.
Речовини - це те, з чого складаються тіла. Вони відрізняються один від одного фізичними і хімічними властивостями.
Валентність. Складання хімічних формул.
Валентність - це здатність атомів хімічного елементаприєднувати певне число атомів іншого елемента.
На додаток до загальних властивостей, які ми тільки що вивчили, матеріал володіє іншими властивостями, такими як колір, яскравість і смак. Сіль, наприклад, має смак, оскільки дистильована вода не має. Тому властивості, характерні для кожного речовини, називаються специфічними властивостями матерії.
Вони класифікуються в: фізичному, хімічному та органолептичними. Це властивості, які фізично характеризують матеріал. Важливими фізичними властивостями є: точки плавлення, затвердіння, кипіння і зріджування матеріалу; провідність; магнетизм; розчинність; твердість; піддатливість; пластичність; щільність; або теплоємність.
Хімічна формула - це умовне позначенняскладу речовини за допомогою символів хімічних елементів та індексів.
Два правила щодо визначення валентності:
1.Валентность металів, що знаходяться в групі А ( головна підгрупа) Дорівнює номеру групи.
2.Неметалли виявляють в основному дві валентності: вищу і нижчу. Вища (або максимальна) дорівнює номеру групи. Нижча валентність дорівнює різниці між 8 і номером групи. (8 - №).
Це температури, при яких матеріал переходить з твердої фази в рідку фазу і з рідкої фази в тверду фазу, відповідно, завжди в залежності від певного атмосферного тиску. Злиття: перетворення заліза в рідину. Затвердіння: вода стає твердою.
Це температури, при яких матеріал переходить з рідкої фази в газову фазу і з газової фази в рідку фазу, відповідно, завжди в залежності від певного атмосферного тиску. Кип'ятіння: коли вода починає кипіти. Конденсація або скраплення: краплі води не виглядають склом.
Два правила щодо складання хімічних формул:
1.При з'єднанні металів з неметалами, останні виявляють нижчу валентність.
2. При з'єднанні неметалів між собою, нижчу валентність проявляє той елемент, який знаходиться в таблиці Менделєєва правіше і вище, а вищу відповідно лівіше і нижче.
Порядок складання хімічних формул.
Деякі матеріали добре переносять тепло і електроенергію, як у випадку з металами. Те ж саме не відбувається з іншими речовинами, такими як йод, вода і фосфор, які стійкі до теплопровідності і електрики. Використання міді: мідь - хороший провідник тепла і електрики. Тому він використовується для виготовлення кухонного начиння і труб гарячої водив житлових будинках і галузях промисловості. Він також підходить для різного електрообладнання, такого як електричні дроти і моторні котушки.
Мідь, що не окислюється легко, тому має високу міцність. Коли якесь питання має властивість залучати залізо, це означає, що він має магнітне властивістю. Прикладом природного магнітного речовини є магнетит, залізна руда. Чим більше стійкість до ризику, тим складніше питання.
1.Знаходимо наведені елементи в таблиці Менделєєва:
По черзі виписуємо символи елементів, ставлячи на перше місце елемент з вищої валентністю, відповідно на друге місце - елемент з нижчої валентності.
2.Проставляем валентності, у елементів що стоять на першому місці - вищу (що дорівнює номеру групи), на другому місці - нижчу (рівну різниці 8 - №). № - номер групи.
Фрідріх Мохсен, німецький мінералог, створив таблицю з десяти мінералів з відносною твердістю. Чим більше число, тим важче мінерал. Мінерали з високими чисельними значеннями дряпають ті, у яких нижчі відносні значення. Алмаз - найтвердіший матеріал, відомий, він використовується в свердлах, які розрізають мармур і шпильки.
Існує кілька видів алмазів, що цінніше, ніж інші. У виробництві ювелірних виробів використовуються тільки найдорожчі. Після різання алмаз називається блискучим. Найбільшим алмазом, коли-небудь знайденим в світі, був Куллінан з Південної Африки. Найбільший алмаз, знайдений в Бразилії, становив 726 каратів. Вага діаманта виражений в каратах. Один карат, який розділений на 100 пунктів, еквівалентний 200 мг.
Пам'ятайте, що фтор завжди проявляє нижчу валентність рівну одиниці.
3.Находіте найменше спільне кратне.
4.Деліте найменше спільне кратне на валентність кожного елемента і отримуємо відповідний йому індекс.
5.Випісиваете готові формули.
Типи хімічних реакцій.
Хімічні реакції за кількістю вихідних речовин і продуктів реакції можна розділити на групи:
Примітка: ви не повинні змішувати твердість із завзятістю. Наприклад, якщо ви забиваєте алмаз, він зруйнується. Але якщо молот знаходиться на шматку заліза, максимум, який може статися, - це знак молотка на залозі. Тепер, якщо ви передасте алмаз на залізі плита, це буде ризикувати.
Алмаз важче заліза. Праска більш чіпкий, ніж алмаз. Матерія, яку можна легко переробляти в плити, вважається податливою. Приклади: залізо, алюміній, срібло, золото і свинець. Й, дозволяючи матеріалу трансформуватися в пряжу. Оскільки він є хорошим провідником електрики, мідь використовується як провід, який з'єднує пристрої з розетками.
Реакції з'єднання - реакції між двома простими, або між декількома складними, при цьому утворюється одне складне або більш складна речовина.
Реакції розкладу - реакції, при яких з однієї речовини утворюється кілька простих або складних речовин.
Реакції заміщення - реакції між складними і простими речовинами, при яких атоми простої речовини заміщають один з атомів складного.
Здатність матеріалу відбивати світло, що падає на нього. Коли питання не відображає світло або не відображає дуже мало, ми говоримо, що він не має яскравості. Матеріал, який не має яскравості, не обов'язково непрозорий і навпаки. Матова непрозорість - це та, яка не пропускає світло. Таким чином, стрижень золота яскравий і непрозорий, оскільки він відображає світло, не дозволяючи собі пройти через нього.
Наприклад, що займе довше кипіння, 1 літр води або 2 літри води? Звичайно, 1 літр будь-якого речовини кипить до двох літрів, тому що його обсяг менше. Калориметр - це інструмент, який використовується для вимірювання кількості тепла, для аналізу теплообміну, який відбувається між двома розташованими всередині нього тілами, і для визначення питомої теплоємності певного елемента, який може бути, наприклад, міді. Це обладнання широко використовується в навчальних лабораторіях, коли бажано виконати вищезгадані аналізи.
Реакції обміну - реакції між двома складними речовинами, При яких вони обмінюються своїми складовими частинами.
Головні характеристики елементів і їх взаємозв'язок з будовою атомів.
1.Поряковий номер елемента - позитивний заряд ядра, число протонів і загальне число електронів.
2.Номер періоду - число електронних шарів в атомі.
Його можна купити, як і зроблено. За допомогою простих матеріалів і повсякденному житті учнів викладач фізики може навчити студентів підготовці цього інструменту, щоб провести аналіз кількості теплоносія в цій ізольованій системі, тобто без теплообмінних з навколишнім середовищем.
Щоб побудувати калориметр, дійте наступним чином: візьміть контейнер з пінополістиролу, який має щільну кришку, тобто немає зазору між кришкою і стінками контейнера. В останньому випадку інший металевий контейнер і ватний тампон заповнюють проміжки між двома контейнерами. На кришці з пінополістиролу зробіть дві маленькі отвори, одну для термометра і одну для мішалки.
3.Номер групи - число електронів зовнішнього електронного шару (для головних підгруп), вища валентність в кисневих з'єднаннях.
Характеристику хімічного елемента становлять за планом:
1.Хімічний знак і назву елемента
2.Положеніе хімічного елемента в періодичної системіД. І. Менделєєва (порядковий номер, номери періоду і групи, головна або побічна підгрупа).
Все ще тепле місце в калориметр, що містить воду, добре закривається, а мешалка струшує систему так, щоб вона входила в теплову рівновагу. Знаючи масу, початкову і кінцеву температуру води і заліза, використовуючи фундаментальне рівняння і принцип калориметрії, ми можемо провести аналіз теплообміну і з'ясувати, яка теплота матеріалу. Чому айсберги плавають в морській воді?
Також називається абсолютною щільністю або питомою масою тіла, яка визначається як співвідношення між масою матеріалу і обсягом, який він займає. Це визначення виражається наступним чином. Щільність змінюється з температурою, оскільки тіла зазвичай розширюються з підвищенням температури.
3.строеніе атома хімічного елемента (заряд ядра, число протонів, електронів і нейтронів, розподіл електронів по енергетичним рівням).
4.свойства простого речовини, утвореного атомами даного хімічного елемента (метал, амфотерний елемент, неметалл), валентність.
5.формула вищого оксиду, відповідного йому гідроксиду, летючого водневого з'єднання, характер з'єднань з вищої валентністю елемента (основний, кислотний, амфотерний).
Метал є самим щільним матеріалом на Землі: в 2 рази важче свинцю і в 22 рази важча за воду. Одним з найбільш щільних матеріалів у Всесвіті є нейтронна зірка. Головка шпильки з нейтронної зіркиважить мільйон тонн. Кубики льоду, які ми ставимо в стакан з водою або напоєм, плавають, тому що щільність льоду менше, ніж щільність води. Тобто певний обсяг льоду має масу менше, ніж рівний об'єм води. Це явище також пояснює айсберги, величезні блоки льоду, які плавають в морській воді.
У полярних регіонах присутність великих крижаних блоків - айсбергів - нормальне, яке плаває в морській воді, в якому є вода і розчинені солі. Це тому, що лід менш щільний, ніж морська вода. Оскільки вони занадто солоні, води Мертвого моря більш щільні, ніж води інших морів і океанів. Тому практично неможливо, щоб людина потонула в цьому морі, тому що його тіло, занурене у воду, отримує великий поштовх, який легко переносить його на поверхню.
Узагальнення відомостей про будову електронних шарів в атомах хімічних елементів.
1.Електрони в електронній оболонці розташовуються шарами. Перший від ядра шар завершений при наявності на ньому двох електронів, другий - восьми.
2.Число електронних шарів в атомі збігається з номером періоду, в якому знаходиться хімічний елемент. У цьому полягає фізичний зміст номера періоду в періодичній системі.
Мертве море настільки солоне, що протягом тисяч років водойму, який він отримує від річок і дощів, набагато менше, ніж той, який випаровується. Щоб мати уявлення про брак опадів у цьому регіоні, досить порівняти показник опадів в Сан-Паулу і в районі Мертвого моря. У Сан-Паулу, часто в день, йде дощ близько 100 мм, в цьому районі кількість опадів становить близько 45 мм на рік.
Молоко складається з декількох матеріалів, розчинених у воді, з характерним значенням щільності. Додавання інших матеріалів або води змінює свою щільність, що дозволяє перевірити за допомогою відповідного денситометра, якщо відбулася яка-небудь зміна продукту.
3. На останньому рівні в атомі розташовані електрони, які слабо пов'язані з ядром, вони більш рухливі. Ці електрони називаються «валентними», вони визначають валентність елемента в з'єднанні. У елементів, розташованих в одній групі, число валентних електронів однаково і дорівнює номеру групи. У цьому полягає фізичний зміст номера групи.
Автомобільні батареї мають сірчану кислоту у відповідній кількості, таким чином, з певною щільністю. Вимірювання значення цієї щільності вказує на те, розряджена батарея чи ні. За допомогою денситометра ви можете перевірити якість алкоголю, вказавши його щільність.
Паливний спирт, який продається на заправних станціях, містить певну кількість води. Ця суміш стандартизована і має певне значення щільності. Вони хімічно характеризують матеріали хімічними реакціями. Коли речовина горить, це означає, що він реагує з киснем в повітрі. Це властивість називається спалюванням. Для спалювання присутність кисню є фундаментальним.
4.Періодіческое повторення властивостей елементів пояснюється періодичною появою на зовнішньому енергетичному рівні однакового числа електронів в їх атомах.
Основні типи хімічного зв'язку.
Ковалентний зв'язок.
Хімічна зв'язок, утворена за допомогою загальних електронних пар, називається ковалентним зв'язком.
Прикладом цього є спалювання свічки: якщо ви покладете стакан, включений на пальнику, вогонь буде споживати кисень, що міститься всередині скла, і в цей момент свічка згасне. Як тільки ми запалимо свічку, ми спостерігаємо утворення рідини на її вершині, трохи нижче полум'я. Він виходив з білої маси, парафіну, з якого виготовлена свічка, і яка розплавилася під дією тепла полум'я. Теплота полум'я також викликає випаровування цієї рідини.
Це можна довести, помістивши на гніт кілька разів ножем по горизонталі, ми помітили, що на ножі утворюється біла, жирна плівка парафіну, яка знову розріджується, коли вона стикається з найхолоднішим лезом ножа. Охолоджуючи трохи більше, рідкий парафін стає твердим.
Розрізняють ковалентну неполярну і ковалентний полярну зв'язку:
Ковалентний зв'язок, яка утворена загальної електронної парою, розташованої на рівній відстані від ядер пов'язують атомів, називається неполярной.
Ковалентний неполярний зв'язок утворюється між атомами, електронегативність яких однакова, наприклад при утворенні простих речовинмолекули яких складаються з двох однакових атомів (це молекули всіх газів - водню, фтору, хлору, кисню, азоту).
Полум'я, таким чином, утворюється при спалюванні парафінових парів з свічки. Рідкий парафін піднімається через гніт, що полегшує контакт з киснем, що полегшує його спалювання. Властивості, які можуть вражати наші почуття, такі як колір, які вражають бачення, смак і запах, які вражають смаком і запахом, відповідно, і стан агрегації матерії, які вражають.
Вони мають високу температуру плавлення і температуру кипіння. Вони розчиняються в полярних розчинниках. Вони проводять електричний струм при конденсацією або в водному розчині, Де в розчині присутні вільні іони. Тверде при кімнатній температурі.
Ковалентний зв'язок, яка утворена загальної електронної парою, зміщеною в бік ядра одного з пов'язують атомів, називається полярною.
Ковалентний полярна зв'язок утворюється між атомами, електронегативність яких різна, характерна для сполук, утворених різними атомами (хлороводень, сірководень, аміак).
Вони мають змінні температури плавлення і точки кипіння. Чи не проводити електричний струм. Вони можуть бути твердими, рідкими або газоподібними при кімнатній температурі. Полярні молекули розчиняються в полярних розчинниках, неполярні молекули розчиняються в неполярних розчинниках.
У металевій формі вони нерозчинні в полярних і неполярних розчинниках. Електричні струмопроводи навіть у твердій фазі через наявність вільних електронів. Вони сумнівні і слухняні. Сильне з'єднання важко зламати. Може бути виготовлений з будь-яким типом нетиповою орбіталі.
Іонна зв'язок.
Заряджені частинки, в які перетворюються атоми в результаті віддачі або приєднання електронів, називаються іонами.
Хімічна зв'язок, утворена за рахунок елетростатіческого тяжіння іонів, називається іонної.
Характерна для з'єднань, утворених металом і неметаллом, наприклад - хлорид калію, фторид алюмінію, гідрид літію.
Металева зв'язок.
Металевим зв'язком називається хімічний зв'язок, що виникає між атомами і позитивними іонами металу і вільно рухаються між ними електронами.
Кристалічні решітки.
Кристалічні решітки речовин - це впорядковане розташування частинок (атомів, молекул, іонів) в строго певних точках простору. Точки розміщення частинок називають вузлами кристалічної решітки.
Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру зв'язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних решіток: іонні, атомні, молекулярні, металеві. Розглянемо кожну з решіток окремо і більш детально.
Іонні.
Іонними називають кристалічні решітки, у вузлах яких знаходяться іони. Їх утворюють речовини з іонним зв'язком. Іонні кристалічні решітки мають солі, деякі оксиди і гідроксиди металів.
Зв'язки між іонами в кристалі дуже міцні і стійкі. Тому речовини з іонним гратами мають високу твердість і міцністю, тугоплавкі і нелеткі.
Атомні.
Атомними називають кристалічні решітки, у вузлах яких знаходяться окремі атоми, які з'єднані дуже міцними ковалентними зв'язками.
У природі зустрічається трохи речовин з атомної кристалічною решіткою. До них відносяться бор, кремній, германій, кварц, алмаз. Речовини з АКР мають високі температуриплавлення, мають підвищену твердістю. Алмаз - найтвердіший природний матеріал.
Молекулярні.
Молекулярними називають кристалічні решітки, у вузлах яких розташовуються молекули. Хімічні зв'язку в них ковалентні, як полярні, так і неполярні. Зв'язки в молекулах міцні, але між молекулами зв'язки не міцні.
Речовини з МКР мають малу твердість, плавляться при низькій температурі, леткі, при звичайних умовах знаходяться в газоподібному або рідкому стані.
Металеві.
Металевими називають решітки, у вузлах яких знаходяться атоми і іони металу.
Для металів характерні Фізичні властивості: Пластичність, ковкість, металевий блиск, висока електропровідність і теплопровідність.
Поняття про ступінь окиснення. Обчислення ступеня окислення елементів за формулою речовини.
Ступінь окислення - це умовний заряд атомів хімічного елемента в з'єднанні, обчислений на основі припущення, що всі з'єднання (іонні і ковалентно-полярні) складаються тільки з іонів.
Правила обчислення ступеня окислення за хімічними формулами.
1.В з'єднаннях від'ємне значення ступеня окислення мають елементи з великим значенням елетроотріцательності, а позитивне значення ступеня окислення - елементи з меншим значенням електронегативності.
2.Есть елементи з постійною ступенем окислення і елементи зі змінним ступенем окислення.
Елементи з постійним значенням ступеня окислення:
Метали завжди мають позитивне значення ступеня окислення.
Елемент фтор в з'єднаннях завжди має ступінь окислення -1
Елементи зі змінним значенням ступеня окислення:
Всі інші метали (крім металів першої, другої, третьої груп головних підгруп).
Майже всі неметали.
Кисень майже завжди має ступінь окислення
Правила розстановки коефіцієнтів методом електронного балансу. 1. Розставити ступеня окислення.
2. Виписати елементи, що змінили ступеня окислення, вказавши число відданих і прийнятих електронів. Визначити окислювач і відновник.
3. Поставити додаткові коефіцієнти, зрівнявши число відданих і прийнятих електронів.
4. Перевірити ці коефіцієнти: вони повинні відповідати числу атомів даного елемента в молекулі. Наприклад, якщо додатковий коефіцієнт непарний, а в молекулі парне число атомів (наприклад, Сl 2), то обидва додаткових коефіцієнта подвоюються.
5. Перевірені коефіцієнти переносять в рівняння до тих атомам, які з цією ступенем окислення зустрічаються в рівнянні один раз.
6. зрівнює атоми металів; неметалів; водню.
7. Перевіряють по кисню.
речовиноюназивається окремий вид матерії, що володіє за даних умов певними фізичними властивостями. Приклади речовини: кисень, вода, залізо. Для того щоб встановити властивості речовини, потрібно мати його в чистому вигляді, але в чистому вигляді речовини в природі не зустрічаються. Природні речовини являють собою суміші, що складаються іноді з дуже великого числарізних речовин. Так, наприклад, природна вода завжди містить розчинені в ній солі і гази. Іноді дуже малий вміст домішки може привести до дуже сильного зміни деяких властивостей речовини. Коли одна з речовин знаходиться в суміші в переважній кількості, вся суміш зазвичай носить його назву.
Чисте речовина завжди однорідне, суміші же можуть бути однорідними і неоднорідними. однорідниминазиваються суміші, в яких ні безпосередньо, ні за допомогою мікроскопа можна виявити частинок цих речовин внаслідок мізерно малою їх величини. Такими сумішами є суміші газів, багато рідини, деякі сплави. В неодноріднихсумішах неоднорідність можна виявити за допомогою мікроскопа або навіть неозброєним оком. Прикладами неоднорідних сумішей можуть служити різні гірські породи, грунт, запорошене повітря, мутна вода. Кров, наприклад, теж відноситься до неоднорідним сумішей, і при розгляді в мікроскоп можна побачити, що вона складається з безбарвної рідини, в якій плавають червоні і білі тільця.
Хімічна промисловість випускає хімічні продукти, які також містять якусь кількість домішок. Для вказівки ступеня їх чистоти існують спеціальні позначення, або кваліфікація:
· Технічний (техн);
· Чистий (ч.);
· Чистий для аналізу (ч.д.а.);
· Хімічно чистий (х.ч.);
· Особливо чистий (о.ч.).
Продукт з кваліфікацією «техн» зазвичай містить значну кількість домішок, «ч.» - менше, «ч.д.а.» - значно менше, «х.ч.» - менше всього. З маркою «о.ч.» випускаються лише деякі продукти. Допустимий вміст домішок в хімічному продукті тієї чи іншої кваліфікації встановлюється державними стандартами.
Щодня ми можемо бачити, як речовини піддаються різним змінам, наприклад, свинцева куля, вдарившись об камінь, нагрівається так сильно, що свинець плавиться, перетворюючись на рідину; сталевий предмет, що знаходиться під дією вологи, покривається іржею; дрова в печі згоряють, залишаючи купку попелу і т.д. При плавленні свинцевою кулі її механічний рухпереходить в теплове, але цей перехід не супроводжується хімічним зміною свинцю, так як твердий і рідкий свинець представляє одне і те ж речовина. Але якщо той же свинець в результаті тривалого нагрівання на повітрі перетворюється в оксид свинцю, то виходить нова речовина з зовсім іншими властивостями.
хімічниминазиваються явища,при яких з одних речовин утворюються інші, нові речовини. Хімічні зміни завжди супроводжуються змінами фізичними, тому хімія і фізика тісно пов'язані. Хімія також тісно пов'язана з біологією, так як біологічні процеси супроводжуються безперервними хімічними перетвореннями. Однак кожна форма руху має свої особливості, і хімічні явища не зводяться до фізичних процесів, а біологічні - до хімічних і фізичних.
