Kemija

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Znanost
Kemija
angleščina Kemija
Gnome-applications-science.svg
Tema Naravoslovje
Predmet študija elementi , spojine , snovi
Začetno obdobje XVIII stoletja
Glavne smeri anorganska kemija , organska kemija , biokemija
Logotip Wikimedia Commons Predstavnostne datoteke na Wikimedia Commons

Khimiya (iz arabščine کيمياء , verjetno izhaja iz egipčanske besede Kemet ( prečrkovano egipčansko Kmt ) (črna), od koder tudi ime Egipta , črne zemlje in svinca - Ta-Kemet - "črna zemlja" ( egipčansko tA- kmt ) [ 1] [2] [3] ; druge možne možnosti: starogrško χυμος - "sok", "esenca", "vlaga", "okus", starogrško χυμα - "zlitina (kovine) "," lito "," tok ", starogrščina. χυμευσις -" mešanje ") - eno najpomembnejših in obsežnih področij naravoslovja , znanosti, ki preučuje snovi , njihovo sestavo in strukturo , njihove lastnosti so odvisne od sestave in strukture, njihovih transformacij, ki vodijo do sprememba sestave - kemijske reakcije , pa tudi zakoni in vzorci, ki jim te transformacije sledijo. Ker so vse snovi sestavljene iz atomov, ki zaradi kemičnih vezi lahko tvorijo molekule , se kemija ukvarja predvsem z obravnavanjem zgornjih problemov na atomsko-molekularni ravni , torej na ravni kemičnih elementov in njihovih spojine . Kemija ima veliko povezav s fiziko in biologijo , pravzaprav je meja med njima pogojna [4] , mejna področja pa proučujejo kvantna kemija , kemijska fizika , fizikalna kemija , geokemija , biokemija in druge vede. To je natančna znanost .

Zgodovina kemije

Začetki kemije so nastali že od časa pojava človeka. Ker se je človek tako ali drugače vedno ukvarjal s kemikalijami, lahko njegove prve poskuse z ognjem , strojenjem kož in kuhanjem imenujemo zametki praktične kemije. Postopoma se je nabiralo praktično znanje in na samem začetku razvoja civilizacije so ljudje lahko pripravili nekaj barv , emajlov , strupov in zdravil . Na začetku je človek uporabljal biološke procese, kot so fermentacija , gnitje ; kasneje, z razvojem ognja, je začel uporabljati postopke zgorevanja , sintranja , fuzije . Uporabljene redoks reakcije, ki se ne pojavljajo v živi naravi - na primer redukcija kovin iz njihovih spojin.

Takšne obrti, kot so metalurgija , lončarstvo , izdelava stekla , barvanje , parfumerija , kozmetika , so dosegle pomemben razvoj že pred začetkom naše dobe. Na primer, sestava sodobnega stekleničnega stekla je praktično enaka sestavi stekla, uporabljenega leta 4000 pr. e. v Egiptu. Čeprav so kemijsko znanje duhovniki skrbno skrivali pred neposvečenimi, so še vedno počasi prodirali v druge države. Kemijska znanost je prišla do Evropejcev predvsem od Arabcev po njihovem osvajanju Španije leta 711 . To znanost so poimenovali " alkimija ", od njih se je to ime razširilo v Evropo.

Znano je, da je v Egiptu že leta 3000 pr. e. znal pridobivati baker iz njegovih spojin z uporabo oglja kot reducirnega sredstva , pridobival pa je tudi srebro in svinec . Postopoma se je proizvodnja brona razvila v Egiptu in Mezopotamiji , v severnih državah pa - železa . Narejena so bila tudi teoretična spoznanja. Na primer, na Kitajskem od XXII stoletja pr. e. obstajala je teorija o osnovnih elementih ( Voda , Ogenj , Les , Zlato , Zemlja ). V Mezopotamiji je nastala ideja o nasprotjih, iz katerih je zgrajen svet: ogenj-voda, toplo- mraz, suhost - vlaga itd.

V 5. stoletju pr. e. v Grčiji sta Levkip in Demokrit razvila teorijo zgradbe snovi iz atomov - atomizem . Po analogiji s strukturo pisave so ugotovili, da tako kot je govor razdeljen na besede, besede pa so sestavljene iz črk, tako so vse snovi sestavljene iz določenih spojin ( molekul ), ki pa so sestavljene iz nedeljivih elementov ( atomov ).

V 5. stoletju pr. e. Empedokle je predlagal, da so glavni elementi ( elementi ) voda , ogenj , zrak in zemlja . V IV stoletju pr. e. Platon je razvil Empedoklovo učenje: vsak od teh elementov je imel svojo barvo in svojo pravilno prostorsko figuro atoma, ki določa njegove lastnosti: ognjeno rdeča in tetraeder , voda-modra in ikosaeder , zemlja-zelena in heksaeder , zrak - rumena in oktaeder . Po Platonu je iz kombinacij teh "opek" zgrajen ves materialni svet . Nauk o preoblikovanju štirih drug v drugega je podedoval Aristotel .

alkimija

Beseda "alkimija" je v evropske jezike prišla iz arabščine. الخيمياء ( 'al-kīmiyā' ), ki je bil izposojen iz srednje grškega χυμεία "tekočina".

Kultura Egipta je imela dobro razvite tehnologije, kar dokazujejo predmeti in strukture, katerih ustvarjanje je možno le, če obstaja teoretična in praktična podlaga. V zadnjem času znanost dobiva potrditev razvoja primarnega teoretičnega znanja v Egiptu. Kljub temu na ta izvor nakazuje bolj ezoterična konceptualna pripadnost s podobnostmi s teoretično - tradicionalnimi viri alkimije - ta bizarna in cvetoča "simbioza" umetnosti in v določeni meri primat ene od glavnih vej naravoslovja. - kemija, ki se šele formalno začenja v tej skupini znanja in izkušenj. Med takšnimi viri je treba najprej imenovati - " Smaragdno ploščo " ( lat. "Tabula smaragdina" ) Hermesa Trismegista , pa tudi številne druge razprave " Velike alkemične kode ". [5] [6]

Zgodilo se je v IV - III stoletju pred našim štetjem. e. na vzhodu (v Indiji , na Kitajskem , v arabskem svetu) zgodnji "prototip" alkimije. V tem in naslednjih obdobjih so bile najdene nove metode za pridobivanje elementov, kot so živo srebro , žveplo , fosfor , okarakterizirane so bile številne soli , kislina HNO 3 in alkalija NaOH sta bila že znana in uporabljena. Od zgodnjega srednjega veka je danes sprejeto, da se razume alkimija, v kateri so poleg zgoraj navedenih znanstvenih komponent (v smislu sodobnega razumevanja metodologije znanosti) filozofske ideje dobe in obrtne veščine, nove za ta čas, pa tudi magične in mistične ideje so bile tradicionalno združene; slednji pa je bil v nekaterih svojih pojavnih oblikah in značilnostih tedanje filozofske misli obdarjen. Znani alkimisti tistega časa so bili Jabir ibn Hayyan (Geber), Ibn Sina ( Avicenna ) in Abu Bakr ar-Razi . Že v antiki sta zlato in srebro zaradi intenzivnega razvoja trgovine postala univerzalni ekvivalent proizvedenega blaga. Težave, povezane s pridobivanjem teh razmeroma redkih kovin, so spodbudile poskuse uporabe naturfilozofskih pogledov Aristotela o pretvorbi nekaterih snovi v druge; pojav doktrine " transmutacije ", skupaj z že imenovanim Hermesom Trismegistom , tradicijo alkimistične šole, povezane z njegovim imenom. Te ideje so se do XIV stoletja le malo spremenile. [5] [6]

Alkimisti iščejo filozofski kamen

V 7. stoletju n.š. e. alkimija je prodrla v Evropo. V tistem času, tako kot v zgodovini, je bilo med predstavniki vladajočih slojev družbe še posebej "priljubljeno" luksuzno blago, zlasti zlato , saj je bilo, kot že rečeno, enakovredna trgovski vrednosti. Alkimiste so med drugimi vprašanji še naprej zanimale metode pridobivanja zlata iz drugih kovin , pa tudi problemi njihove predelave. Hkrati se je do takrat arabska alkimija začela odmikati od prakse in izgubila svoj vpliv. Zaradi posebnosti tehnologij, ki jih med drugim povzročajo sistem hermetičnih pogledov, razlika v sistemih znakov, terminologija in čisto korporativno širjenje znanja, se je »alkemično delovanje« razvijalo zelo počasi. Najbolj znani evropski alkimisti so Nicola Flamel , Albertus Magnus , John Dee , Roger Bacon in Raymond Llull . Obdobje alkimistov je zaznamovalo prejem številnih primarnih snovi, razvoj metod za njihovo proizvodnjo, izolacijo in čiščenje. Šele v 16. stoletju so se z razvojem različnih industrij, vključno z metalurško , pa tudi farmacevtsko , zaradi povečanja njene vloge v medicini začeli pojavljati raziskovalci, katerih dejavnosti so se izrazile v pomembnih preobrazbah v tej znanosti, ki so približale oblikovanje dobronamernih in ustreznih praktičnih metod te discipline. ... Med njimi je treba najprej imenovati Georgea Agricola in Theophrasta Bombasta Paracelsus . [5] [6]

Kemija kot znanost

Kemija kot samostojna disciplina je bila opredeljena v 16. - 17. stoletju po številnih znanstvenih odkritjih, ki so utemeljila mehanistično sliko sveta, razvoj industrije in nastanek meščanske družbe . Ker pa kemije, za razliko od fizike , ni bilo mogoče izraziti kvantitativno , je prišlo do polemik o tem, ali je kemija kvantitativno ponovljiva znanost ali kakšna druga vrsta spoznanja. Leta 1661 je Robert Boyle ustvaril delo "The Skeptic Chemist", v katerem je razložil razliko v lastnostih različnih snovi s tem, da so zgrajene iz različnih delcev ( teleščkov ), ki so odgovorni za lastnosti snovi. Van Helmont , ki je preučeval izgorevanje , je uvedel pojem plina za snov, ki nastane z njim, in odkril ogljikov dioksid . Leta 1672, Boyle odkril, da ko se kovine odpustili , njihove množične poveča, in je to mogoče pojasniti z zajemom "tehtnimi delcev ognja".

M. V. Lomonosov je že v svojem prvem znanem delu povezan s tem področjem naravoslovja - "Elementi matematične kemije" ( 1741 ), za razliko od večine kemikov svojega časa, ki so to področje dejavnosti obravnavali umetnost, kot znanost, ki svoje delo začne z besedami [7] :

" Kemija je znanost o spremembah, ki se zgodijo v mešanem telesu, ker je mešano. ... Ne dvomim, da se bo marsikdo zdel ta definicija nepopolna, pritoževali se bodo nad odsotnostjo načel ločevanja, kombiniranja, čiščenja in drugih izrazov, ki jih polnijo skoraj vse kemijske knjige; a tisti, ki so bolj preudarni, bodo zlahka ugotovili, da je zgornje izraze, s katerimi ima kar nekaj piscev kemije navado po nepotrebnem obremenjevati svoje raziskave, mogoče zajeti z eno besedo: mešano telo. Dejansko lahko oseba, ki pozna mešano telo, razloži vse možne spremembe v njem, vključno z ločitvijo, povezavo itd. "

Toplota in flogiston. Plini

Na začetku 18. stoletja je Stahl oblikoval teorijo o flogistonu , snovi, ki se odstrani iz materialov, ko zgorijo.

Leta 1749 je MV Lomonosov napisal "Razmišljanja o vzroku toplote in mraza" (koncept dela sega v leta 1742 - 1743 - glej njegove "Opombe o fiziki in korpuskularni filozofiji"). L. Euler je temu delu dal najvišjo oceno (pismo 21. novembra 1747). Leta 1848 je profesor D. M. Perevoščikov , ki je podrobno predstavil najpomembnejše ideje MV Lomonosova, poudaril, da je bila njegova teorija toplote za pol stoletja pred znanostjo (Sovremennik, januar 1848, letnik VII, v. 1, oddelek II). , str. 41-58) - s tem mnenjem je, prej in v prihodnosti, skladno mnenje mnogih drugih raziskovalcev. [7]

Leta 1754 je Black odkril ogljikov dioksid , Priestley leta 1774 kisik , Cavendish pa leta 1766 vodik .

V obdobju 1740 - 1790 Lavoisier in Lomonosov [7] kemično pojasnjeno procese zgorevanjem , oksidacijo in dihanje , izkazalo, da ogenj ne snovi , ampak posledica procesa . Proust v 1799 - 1806 oblikoval zakon konstantnosti sestave . Gay-Lussac je leta 1808 odkril zakon volumetričnih razmerij ( Avogadrov zakon ). Dalton v svojem delu " Nov sistem za kemijsko filozofije " ( 1808 - 1827 ) dokazala obstoj atomov , je predstavil koncept atomske mase , element - kot zbirka enakih atomov .

Reinkarnacija atomske teorije snovi

Leta 1811 je Avogadro postavil hipotezo, da so molekule elementarnih plinov sestavljene iz dveh enakih atomov ; kasneje je na podlagi te hipoteze Cannizzaro izvedel reformo atomsko-molekularne teorije . Ta teorija je bila odobrena na prvem mednarodnem kongresu kemikov v Karlsruheju 3. in 5. septembra 1860.

Leta 1869 je DI Mendelejev odkril periodični zakon kemičnih elementov in ustvaril periodični sistem kemičnih elementov . Razložil je pojem kemijskega elementa in pokazal odvisnost lastnosti elementa od atomske mase . Z odkritjem tega zakona je utemeljil kemijo kot kvantitativno znanost in ne le kot deskriptivno in kvalitativno.

Radioaktivnost in spektri

Odkritja 19. stoletja so imela pomembno vlogo pri razumevanju strukture snovi. Študija fine strukture emisijskih in absorpcijskih spektrov je znanstvenike spodbudila k razmišljanju o njihovi povezavi s strukturo atomov snovi. Odkritje radioaktivnosti je pokazalo, da so nekateri atomi nestabilni ( izotopi ) in se lahko spontano preoblikujejo v nove atome ( radon - "emanacija").

Kvantna kemija

Glavni članek: Kvantna kemija

Kvantna kemija je veja kemije, ki obravnava strukturo in lastnosti kemičnih spojin, reaktivnost, kinetiko in mehanizem kemijskih reakcij, ki temelji na kvantni mehaniki. Разделами квантовой химии являются: квантовая теория строения молекул, квантовая теория химических связей и межмолекулярных взаимодействий, квантовая теория химических реакций и реакционной способности и др. [8] Квантовая химия находится на стыке химии и квантовой физики (квантовой механики). Она занимается рассмотрением химических и физических свойств веществ на атомарном уровне (моделях электронно-ядерного строения и взаимодействий, представленных с точки зрения квантовой механики). Вследствие того, что сложность изучаемых объектов во многих случаях не позволяет находить явные решения уравнений, описывающих процессы в химических системах, применяют приближённые методы расчёта. С квантовой химией неразрывно связана вычислительная химия — дисциплина, использующая математические методы квантовой химии, адаптированные для составления специальных компьютерных программ, используемых для расчёта молекулярных свойств, амплитуды вероятности нахождения электронов в атомах, симуляции молекулярного поведения.

Основные понятия

Элементарная частица

Основная статья: Элементарная частица

Это все частицы, не являющиеся атомными ядрами или атомами ( протон — исключение). В узком смысле — частицы, которые нельзя считать состоящими из других частиц (при заданной энергии воздействия/наблюдения). Элементарными частицами также являются электроны (-) и протоны (+).

Атом

Основная статья: Атом

Наименьшая частица химического элемента , обладающая всеми его свойствами. Атом состоит из ядра и „облака“ электронов вокруг него. Ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов . Взаимодействуя, атомы могут образовывать молекулы .

Атом — предел химического разложения любого вещества. Простое вещество (если оно не является одноатомным, как, например, гелий He) разлагается на атомы одного вида, сложное вещество — на атомы разных видов.

Атомы (точнее, атомные ядра) неделимы химическим путём.

Молекула

Молекулярная структура изображает связи и относительное положение атомов в молекуле. На иллюстрации показана молекула паклитаксела ( номенклатурное название : (2α,4α,5β,7β,10β,13α)-4,10-бис(ацетилокси)-13-{[(2R,3S)- 3-(бензоиламино)-2-гидрокси-3-фенилпропаноил]окси}- 1,7-дигидрокси-9-оксо-5,20-эпокситакс-11-ен-2-ил бензоат)

Частица, состоящая из двух или более атомов , которая может самостоятельно существовать. Имеет постоянный качественный и количественный состав. Свойства молекулы зависят от атомов, входящих в её состав, и от характера связей между ними, от молекулярной структуры и от пространственного расположения ( изомеры ). Может иметь несколько разных состояний и переходить от одного состояния к другому под действием внешних факторов. Свойства вещества , состоящего из определённых молекул, зависят от состояния молекул и от свойств молекулы.

Вещество

Основная статья: Вещество

В соответствии с классическими научными воззрениями различаются две физические формы существования материи — вещество и поле . Вещество — это форма материи, обладающая массой (масса не равна нулю). Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы , молекулы , ионы и радикалы . Те, в свою очередь, состоят из элементарных частиц: электронов , протонов , нейтронов и т. д.

Простые и сложные вещества. Химические элементы

Среди чистых веществ принято различать простые (состоящие из атомов одного химического элемента) и сложные (образованы из атомов нескольких химических элементов) вещества.

Простые вещества следует отличать от понятий „атом“ и „химический элемент“.

Химический элемент — это вид атомов с определённым положительным зарядом ядра. Все химические элементы указаны в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева ; каждому элементу отвечает свой порядковый (атомный) номер в Периодической системе. Значение порядкового номера элемента и значение заряда ядра атома того же элемента совпадают, то есть химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым порядковым номером.

Основная статья: Химический элемент

Простые вещества представляют собой формы существования химических элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут различаться по составу, например атомный кислород O, кислород O 2 и озон O 3 , или по кристаллической решётке, например алмаз и графит для элемента углерод C. Очевидно, что простые вещества могут быть одно- и многоатомными.

Сложные вещества иначе называются химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ (химического синтеза) или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения (химического анализа).

Простые вещества представляют собой конечные формы химического разложения сложных веществ. Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ.

Суммируя всё сказанное выше, можно записать:

, где
E — простые вещества (элементы в свободном виде),
C — сложные вещества (химические соединения),
S — синтез,
A — анализ.

В настоящее время понятия „синтез“ и „анализ“ химических веществ используются в более широком смысле. К синтезу относят любой химический процесс, который приводит к получению необходимого вещества и при этом существует возможность его выделения из реакционной смеси. Анализом считается любой химический процесс, позволяющий определить качественный и количественный состав вещества или смеси веществ, то есть установить, из каких элементов составлено данное вещество и каково содержание каждого элемента в этом веществе. Соответственно различают качественный и количественный анализ — две составные части одной из химических наук — аналитической химии.

Металлы и неметаллы

Все химические элементы по их свойствам, то есть свойствам свободных атомов и свойствам образуемых элементами простых и сложных веществ, делят на металлические и неметаллические элементы. Условно к неметаллам относят элементы He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , F , Cl , Br , I , At , O , S , Se , N , P , C и H . К полуметаллам относят B , Si , Ge , As , Sb , Te , иногда — Po . Остальные элементы считаются металлами.

Чистые вещества и смеси веществ

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств. От чистых веществ следует отличать смеси веществ, которые могут состоять из двух или большего числа чистых веществ, сохраняющих присущие им свойства.

Смеси веществ делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные).

Различные примеры возможных смесей веществ в разных агрегатных состояниях
Агрегатное состояние составных частей

(до образования смеси)

Гомогенная смесь

(гомогенная система)

Гетерогенная смесь

(гетерогенная система)

Твёрдое — твёрдое Твёрдые растворы, сплавы (например латунь, бронза) Горные породы (например гранит, минералосодержащие руды и др.)
Твёрдое — жидкое Жидкие растворы (например, водные растворы солей) Твёрдое в жидком — суспензии или взвеси (например, частицы глины в воде, коллоидные растворы )
Жидкое в твёрдом — жидкость в пористых телах (например, почвы, грунты)
Твёрдое — газообразное Хемосорбированный водород в платине, палладии, сталях Твёрдое в газообразном — порошки, аэрозоли, в том числе дым, пыль, смог
Газообразное в твёрдом — пористые материалы (например, кирпич, пемза)
Жидкое — твёрдое Твёрдые жидкости (например, стекло — твёрдое, но всё же жидкость) Может принимать разную форму и фиксировать её (например, посуда — разной формы и цвета)
Жидкое — жидкое Жидкие растворы (например, уксус — раствор уксусной кислоты в воде) Двух- и многослойные жидкие системы, эмульсии (например, молоко — капли жидкого жира в воде)
Жидкое — газообразное Жидкие растворы (например, раствор диоксида углерода в воде) Жидкое в газообразном — аэрозоли жидкости в газе, в том числе туманы
Газообразное в жидком — пены (например, мыльная пена)
Газообразное — газообразное Газовые растворы (смеси любых количеств и любого числа газов), напр. воздух . Гетерогенная система невозможна

В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы.

В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой .

Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз.

Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами . В таких системах различают дисперсионную среду (распределяющую среду) и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество).

С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.

Обзор известных физических методов разделения смесей веществ, используемых в химии и химической технологии
Агрегатное состояние составных частей смеси Физическое свойство, используемое для разделения Метод разделения
Твёрдое — твёрдое Плотность Отстаивание, седиментация
Смачиваемость Флотация , пенная флотация
Размер частиц Просеивание
Растворимость Экстракция , выщелачивание
Магнетизм Магнитная сепарация
Твёрдое — жидкое Плотность Седиментация, декантация (сливание жидкости с осадка), центрифугирование
Температура кипения жидкости Выпаривание, дистилляция , осушка
Размер частиц Фильтрование
Растворимость твёрдого вещества Кристаллизация
Твёрдое — газообразное Плотность Седиментация, центробежная сепарация
Размер частиц Фильтрование
Электрический заряд Электрофильтрование
Жидкое — жидкое Плотность Отстаивание (в делительной воронке, в маслоотделителе), центрифугирование
Температура кипения Дистилляция
Растворимость Экстракция
Жидкое — газообразное Плотность Седиментация, центробежная сепарация
Растворимость газа Отгонка газа (путём повышения температуры), промывание с помощью другой жидкости
Газообразное — газообразное Температура конденсации Конденсация
Абсорбируемость Абсорбция (поглощение объёмом сорбента)
Адсорбируемость Адсорбция (поглощение поверхностью сорбента)
Размер частиц Диффузия
Масса Центрифугирование

Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств.

В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идёт о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берётся вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.

Различия между смесями веществ и сложными веществами
Смесь Сложное вещество
Образуется с помощью физического процесса (смешивание чистых веществ) Образуется с помощью химической реакции (синтез из простых веществ)
Свойства чистых веществ, из которых составлена смесь, остаются неизменными Свойства простых веществ, из которых получено сложное вещество, в последнем не сохраняются
Чистые вещества (простые и сложные) могут находиться в смеси в любом массовом соотношении Элементы, входящие в состав сложного вещества, всегда находятся в определённом массовом отношении
Может быть разделена на составные части (чистые вещества) с помощью физических методов Может быть разложено на составные части (элементы в виде простых веществ) только с помощью химической реакции (анализ)

Ион

Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион . Например — Cl . Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион . Например — Na + .

Радикал

Это частица ( атом или молекула ), содержащая один или несколько неспаренных электронов . В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.

Химическая связь

Удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную , ковалентную (полярную и неполярную), металлическую , водородную .

Периодический закон

Открыт Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 года . Современная формулировка: Свойства элементов , а также образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов .

Химические реакции

Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества.

В сущности это процесс изменения структуры молекулы . В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться ( синтез ), уменьшаться ( разложение ) или оставаться постоянным ( изомеризация , перегруппировка ). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах.

Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества.

Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, — продуктами реакции. В общем виде химическая реакция изображается так:

Реагенты → Продукты

Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне. Внешние проявления химических процессов, протекающих в макромасштабе, нельзя непосредственно перенести на микроуровень взаимодействия веществ и однозначно их интерпретировать, однако такие переходы возможны при правильном использовании специальных химических законов, присущих только микрообласти (атомам, молекулам, ионам, взятым в единичных количествах).

Номенклатура

Это свод правил наименования химических соединений. Поскольку общее число известных соединений больше 20 млн, и их число принципиально неограниченно, необходимо пользоваться чёткими правилами при их наименовании, чтобы по названию можно было воспроизвести их структуру. Существует несколько вариантов наименования органических и неорганических соединений, но стандартом считается номенклатура IUPAC .

Разделы химии

Современная химия — настолько обширная область естествознания, что многие её разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины.

По признаку изучаемых объектов (веществ) химию принято делить на неорганическую и органическую . Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия , включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия (см. ниже перечень разделов).

Технологические основы современных производств излагает химическая технология — наука об экономичных методах и средствах промышленной химической переработки готовых природных материалов и искусственного получения химических продуктов, не встречающихся в окружающей природе.

Сочетание химии с другими смежными естественными науками представляют собой биохимия , биоорганическая химия , геохимия , радиационная химия , фотохимия и др.

Общенаучные основы химических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки .

Химическая технология

Методы физико-химического анализа

См. сравнение и полную классификацию методов анализа в основной статье Аналитическая химия , а также в частности:

См. также

Примечания

  1. О. Либкин. Словарь науки. Химия. Журнал «Химия и жизнь. 1967. № 1. С.28.
  2. С. И. Фингарет . Искусство Древнего Египта в собрании Эрмитажа / Государственный Эрмитаж. — Л. : Аврора, 1970. — С. 19. — 72 с.
  3. И. П. Магидович , В. И. Магидович , В. С. Преображенский . Очерки по истории географических открытий: издание в пяти томах. — М. : Просвещение, 1982. — С. 13. — 292 с.
  4. Философия науки под ред. А. И. Липкина М.: Эксмо, 2007
  5. 1 2 3 Возникновение и развитие химии с древнейших времён до XVIII века. Всеобщая история химии. М.: Наука. 1989
  6. 1 2 3 Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М.: Наука. 1979
  7. 1 2 3 Михаил Васильевич Ломоносов. Избранные произведения. В двух томах. Т. 1. Естественные науки и философия. — М.: Наука. 1986
  8. Давтян О. К . Квантовая химия. — М.: Высшая школа, 1962. — 784 с. — стр. 5

Литература

  • Менделеев Д. И. Периодический закон: В 3 т. на сайте Руниверс
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1. — М.: „Химия“, 1973
  • Химическая энциклопедия, п. ред. Кнунянц И. Л., т. 5. — М.: „Советская энциклопедия“, 1988
  • Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. — М.: Химия, 1989
  • Джон Мур. Химия для чайников = Chemistry For Dummies. — М. : «Диалектика» , 2011. — 320 с. — ISBN 978-5-8459-1773-7 .
  • Н. Л. Глинка. Общая химия. — М. : Интеграл-Пресс, 2008. — С. 728. — ISBN 5-89602-017-1 .
  • Джуа М. История химии. — М. : Мир, 1966. — 452 с.
  • Дубинская А. М., Призмент Э. Л. Химические энциклопедии, в кн.: Химический энциклопедический словарь. — М., 1983
  • Потапов В. М., Кочетова Э. К. Химическая информация. Где и как искать химику нужные сведения. — М., 1988
  • Аблесимов Н. Е. Химия — это плохо? http://shkolazhizni.ru/world/articles/52420/
  • Кузнецов В. И. Общая химия: тенденции развития. М.: Высшая школа,
  • Аблесимов Н. Е. Сколько на свете химий? // Химия и жизнь — XXI век. 2009. № 5. С. 49-52; № 6. С. 34-37.
  • Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия. Общая неорганическая химия. Учеб. для вузов.-4-е изд., испр.,-М,: Высш. шк., Изд. центр» Академия", 2001.-743 с., ил., 2001.
  • Мелентьева, Галина Александровна. Фармацевтическая химия. Рипол Классик, 1985.
  • Николаев Л. А. Химия жизни. — М., Просвещение, 1977. — 239 c.
  • Э. Гроссе, Х. Вайсмантель Химия для любознательных. — Л., Химия, 1987. — 392 c.

Ссылки