Реферат на тему Основные понятия химии; стехиометрические и газовые законы.

Содержание:

Введение. 2

1. Основные
понятия химии; стехиометрические и газовые законы.. 3

2. Понятие об
атоме, молекуле, формульной единице вещества, абсолютной и относительной
атомной и молекулярной массах. Закон сохранения массы. Количество вещества.
Моль. Молярная масса. 10

3. Свойства
классов неорганических соединений. 15

4. Закон
Авогадро и его следствия. Молярный объем, нормальные условия, постоянная
Авогадро. 21

5.Закон
эквивалентов. 25

6. Современные представления о
строении атома. 29

Заключение. 32

Список использованной
литературы   33

Введение:

Современная
химия – одна из естественных наук и представляет собой систему отдельных
научных дисциплин: общей и неорганической, аналитической, органической, физической
и коллоидной, геохимии, космохимии и т.д.

Химия
изучает состав, свойства и превращения веществ, а также явления, которые
сопровождают эти превращения. Химия относится к естественным наукам, которые
изучают окружающий нас мир. Она тесно связана с другими естественными науками:
физикой, биологией, геологией. В современной химии выделилось много
самостоятельных разделов, наиболее важные из которых, неорганическая химия,
органическая химия, химия полимеров, аналитическая химия, электрохимия,
коллоидная химия и другие. Общая химия рассматривает основные химические
понятия, а также важнейшие закономерности, связанные с химическими превращениями.
Неорганическая химия изучает свойства и превращения неорганических
(минеральных) веществ. Органическая химия изучает свойства и превращения
органических веществ.

Цель
– теоретически изучить основные понятия и законы химии.

Задачи: 1.
Рассмотреть основные понятия химии; стехиометрические и газовые законы.

2.Представить
понятие об атоме, молекуле, формульной единице вещества, абсолютной и
относительной атомной и молекулярной массах. Закон сохранения массы. Количество
вещества. Моль. Молярная масса.

3.
Выявить свойства классов неорганических соединений.

4.
Изучить закон Авогадро и его следствия. Молярный объѐм, нормальные условия,
постоянная Авогадро.

5.Проанализировать
закон эквивалентов.

6.Рассмотреть
современные представления о строении атома.

Заключение:

В
ходе теоретического анализа литературы было установлено, что молекула – это
наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами.
Химические свойства молекулы, определяются ее составом и химическим строением.

Атом
– это электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц,
состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных
электронов (ядро состоит из протонов положительно заряженных и нейтронов – не
имеющих заряда).

Атомная
масса (А) – это число, показывающее, во сколько раз масса данного атома больше
1/12 массы атома самого легкого изотопа углерода (г, кг, т).

Относительная
молекулярная масса (Mr) – показывает во сколько раз молекулярная масса вещества
больше, чем атомная единица массы (а.е.м.). Она равна сумме относительных
атомных масс всех атомов, образующих молекулу вещества.

Молекулярная
масса (М) – это масса одной молекулы.

Относительная
молекулярная масса численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов,
входящих в состав молекулы вещества.

Моль
– это количества вещества (ɣ или n), содержащее столько структурных единиц
(молекул, атомов, ионов, электронов и других), сколько атомов содержится в
0,012 кг изотопа углерода 12С.

Фрагмент текста работы:

1.
Основные понятия химии; стехиометрические и газовые законы Химия
относится к числу естественных наук, которые изучают окружающий нас мир, т.е.
материю. Материя проявляется в двух видах: вещества и поля. Вещество — это
устойчивое скопление элементарных частиц (атомов, молекул, ионов и др.),
обладающих массой покоя. Поле — представляет собой поток квантов, которым масса
покоя не присуща. Посредством поля осуществляется взаимодействие между
частицами вещества. Примеры полей: электромагнитное, гравитационное, ядерное и
др.

Способом
существования материи является движение. Различают пять форм движения материи:
механическую, физическую, химическую, биологическую и социальную.

Химическая
форма движения материи – это процессы разрушения и образования веществ, которые
называются химическими реакциями. Они сопровождаются перемещением валентных
электронов, т.е. частиц вещества. Таким образом, химия – наука, изучающая
состав, строение, свойства и превращения простых и сложных веществ.

Химия
формирует научное мировоззрение и составляет теоретическую основу многих наук.
Велика роль химии в практической деятельности человека. В результате химизации
строительства стало возможным широкое использование таких процессов, как
сварка, склеивание, формование. Применение вяжущих веществ совершенствуется на
основе изучения процессов, происходящих при их твердении. Создаются
быстротвердеющие бетоны и растворы, используются химические методы ускорения
твердения и методы, основанные на стимулировании скорости химических реакций
(например, прогрев, электрохимическая обработка). Новые синтетические материалы
– пластмассы, полимеры – способствуют совершенствованию конструкций и методов
строительства. В большой степени химизация коснулась и отделочных работ – это
краски, замазки, шпаклевки, линолеум, стеклопластики, поропласты и др.
материалы.

Объектом
изучения химии являются элементы и их соединения.

Химическим
элементом называют вид атомов, характеризующихся одинаковым зарядом ядра.

Атом
– наименьшая химически неделимая частица химического элемента, сохраняющая все
его свойства. Атомы образуют молекулы.

Молекула
– наименьшая частица вещества, способная к самостоятельному существованию и
обладающая химическими свойствами данного вещества. Молекулы простых веществ
образованы атомами одного элемента (H2, S4, O2
и др.), а сложных — разными (SO2, H3PO4 ,).

Простым веществом называется вещество, молекулы
которого состоят из атомов одного элемента, например водород, кислород и азот и
т. д. Каждый элемент имеет определенный химический знак, соответствующий первым
буквам латинского названия данного элемента [7, c. 90].

Соединениями или сложными веществами называются
вещества, молекулы которых состоят из атомов разных элементов, например вода.

Аллотропия – существование одного и того же
элемента в виде двух или нескольких простых веществ. Аллотропия может быть
результатом образования молекул с различным числом атомов (например, кислород О2 и
озон О3) или различных кристаллических форм (например, углерод
образует графит и алмаз).

Этот случай называется также полиморфизмом.

Физические явления — это любые изменения вещества, не при водящие к
изменению состава и строения его молекул, например, изменение агрегатного
состояния веществ, хотя кристалл и газ, например, обладают различными
физическими свойствами.

Химические явления или химические реакции — это
явления или реакции, при которых из одних веществ образуются новые вещества.
Химические реакции постоянно совершаются в живой и неживой природе. Процессы
ржавления, горения, гниения представляют собой химические явления. Часто
явления физические и химические происходят одновременно, маскируя друг друга,
например, пропускание электрического тока через проволоку сопровождается
явлениями физического порядка: нагреванием проволоки, расширением ее,
увеличением сопротивления, испусканием света, но то же нагревание проволоки на
открытом воздухе приводит к явлениям химического характера: металл при
нагревании реагирует с кислородом воздуха, превращаясь в оксид.

Механическая смесь и химическое соединение имеют
следующие различия:

При приготовлении механической смеси составные части
можно брать в любых количественных соотношениях. Чтобы получить химическое
соединение и при этом одно из взятых веществ не вещества в определенных
соотношениях.

Свойства веществ, составляющих механическую смесь,
сохраняются, так как составные части в смеси остаются химически неизменными.
При химической реакции свойства исходных веществ не сохраняются, так как в
результате их взаимодействия образуется новое вещество с иными свойствами.

При механическом смешивании не наблюдается выделения
или поглощения теплоты. Химические реакции практически всегда сопровождаются
тепловыми эффектами.

Составные части смеси, могут быть разделены на
основании их физических свойств (фильтрование, отстаивание, выпаривание и
другие способы).

Металлы — простые вещества, обладающие высокими тепло- и
электропроводностью, ковкостью, блеском и другими характерными свойствами,
которые обусловлены наличием в их кристаллической решетке свободно
перемещающихся электронов (обобщенного электронного облака).

Неметаллы — простые вещества, не обладающие
свойствами металлов. Резкой границы меду металлами и неметаллами провести
нельзя [1, c. 18].

Типы химических реакций:

Реакция соединения – реакция, при которой из атомов
или молекул двух или более веществ образуются молекулы одного вещества.

Реакция разложения – реакция, при которой из одного
вещества образуется два или более веществ.

Реакция замещения – реакция, при которой атомы,
входящие в состав простого вещества, замещают атомы одного из элементов в
сложном веществе.

Стехиометрия
—
раздел химии, рассматривающий количественные (массовые, объемные) соотношения
между реагирующими веществами.

1.
Закон сохранения массы и энергии.

Несмотря
на то, что еще в 1760 году Ломоносов по существу сформулировал единый закон
массы и энергии, до начала ХХ века эти законы рассматривались независимо друг
от друга. Химия в основном имела дело с законом сохранения массы, а физика – с
законом сохранения энергии. В 1905 году основоположник современной физики
Альберт Эйнштейн показал, что между массой и энергией существует взаимосвязь,
количественно выражаемая удивительным по простоте уравнением

Е = m ∙ с2

где:
Е — энергия m — масса с — скорость света в вакууме (3 ∙ 108 м/сек.)

Каждое
химическое уравнение символизирует собой закон сохранения массы и энергии,
который в уточненной формулировке гласит: Суммарные массы и энергии веществ,
вступающие в реакцию, всегда равны суммарным массам и энергиям продуктов
реакции.

С
позиций атомной теории этот закон вполне понятен. При химической реакции
количество атомов до и после реакции остается одинаковым. Это видно из
следующего примера:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

 Однако практически все химические реакции
сопровождаются тепловыми эффектами. Реакции, которые идут с выделением теплоты,
называются экзотермическими, а с поглощением тепла — эндотермическими. При
нейтрализации любой сильной кислоты любым сильным основанием на каждый 11 моль
образующейся воды выделяется около 57,6 кДж теплоты. Правильнее эту реакцию записать

NaOH + HCl = NaCl + H2O + 57,53 кДж

 откуда видно противоречие закону сохранения
массы. По уравнению Эйнштейна, если при реакции выделяется энергия, то масса
продуктов реакции должна быть меньше массы исходных веществ на величину,
эквивалентную выделившейся энергии.

m = E∙c2 = 57,53∙ 103(3∙108)
∙2 = 6,39∙10-3 кг

Ввиду
исключительно большой величины квадрата скорости света в вакууме очень малые
изменения массы ведут к колоссальному изменению энергии.

Таким
образом, при химических реакциях, поскольку они сопровождаются энергетическими
эффектами, в действительности происходит изменение массы [5, c. 41].

Однако
эти изменения настолько малы, что ими можно пренебречь. Ощутимые же изменения
массы наблюдаются в ядерной химии и энергетике, где энергетические эффекты
измеряются миллиардами килоджоулей.

2.
Закон постоянства состава, сформулированный в 1808г. Ж.Прустом, гласит:

Всякое
чистое вещество, независимо от способов его получения, всегда имеет постоянный
качественный и количественный состав.

В
качестве примера рассмотрим состав воды: качественный ее состав – она состоит
из кислорода и водорода, количественный состав – 88,89% и
11,11%,соответственно.

Она
имеет выше приведенный состав независимо от того, как она получена: синтезом из
водорода и кислорода, реакцией нейтрализации или из кристаллогидратов.

Оксид
углерода (II) СО содержит — 42,88% (масс) С

57,12%
(масс) О

Оксид
углерода (IV) СО2 содержит — 27,29% (масс) С

72,71% (масс) О

Однако
постоянный и неизменный химический состав наблюдается только для молекул (NH3,
SO2), а также кристаллов с молекулярной структурой. Состав
соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической
решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения. Закон
постоянства состава не применим к жидким и твердым растворам. Вещества
постоянного состава называются дальтонидами (в честь Дальтона), а переменного
состава – бертоллидами (в память Бертолле). Состав дальтонидов выражается
формулами с целочисленными стехиометрическими индексами (HCl, CH4, Н2О),
а бертоллиды – с дробными стехиометрическими индексами. Оксид ванадия (II)
может иметь, в зависимости от условий получения, состав от VO0,9 до
VO1,3. Бертоллиды встречаются среди бинарных соединений оксидов,
гидридов, сульфидов, нитридов, карбидов, силицидов и других неорганических
веществ, имеющих кристаллическую структуру. К бертоллидам относится оксид
железа II, состав его изображен формулой: Fе1-х О, х < 1,

 т.е. в зависимости от условий можно получить
оксиды железа состава Fе0,93О  или Fе0,98О. Как вытекает из закона
постоянства состава, элементы взаимодействуют между собой в строго определенных
количественных соотношениях. В этом случае можно говорить об их эквивалентности
(равноценности) при образовании химических соединений.

Закон
применим к соединениям с молекулярной структурой. Соединения с немолекулярной
структурой часто имеют переменный состав, не отвечающий целочисленным
стехиометрическим отношением, что во многом объясняется условиями получения
таких веществ.

Из
закона постоянства следует, что элементы взаимодействуют между собой в строго
определённых количественных соотношениях.

3.
Закон кратных отношений установлен 1803 году Джоном Дальтоном. Если два
элемента образуют между собой несколько соединений, то массы атома одного
элемента, приходящиеся на одну и ту же массу атома другого элемента, относятся между
собой как небольшие целые числа.

На
примере оксидов серы:

Ar
(S)
= 32; Ar(O) = 16

1) SO2 m(S): m(O) =
32 : 32 = 1 : 1

2) SO3 m(S): m(O) =
32: 48 = 2 : 3 [2, c. 217].