Атомно-молекулярная теория

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ

Определение химии

Современная химия является одной из естественных наук, изучающих окружающий для нас мир, и представляет собой систему отдельных научных дисциплин: общей и теоретической химии, аналитической химии, физической химии, геохимии и т.д.

Химия – наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением структуры и состава, зависимость свойств веществ от их состава и строения, условия и пути превращения одних веществ в другие.

Главным объектом химии как науки являются вещества и их превращения.

Вещество – материальное образование, состоящее из элементарных частиц, имеющих собственную массу, или массу покоя.

Превращение одних веществ в другие путем изменения состава и химического строения называется химической реакцией.

Атомно-молекулярная теория

Основные положения атомно-молекулярного учения были разработаны и впервые применены в химии великим русским ученым М.В. Ломоносовым. Сущность учения М.В. Ломоносова сводится к следующему:

1.Все вещества состоят из «корпускул» (так М.В.Ломоносов называл молекулы)

2.Молекулы состоят из «элементов» (так М.В. Ломоносов называл атомы);

3.Частицы – молекулы и атомы – находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения этих частиц;

4.Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных частиц – из различных атомов.

Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в середине XIX в. на международном съезде химиков в г. Карлструэ в 1860 г., где были приняты основные определения понятий молекулы и атома.

Согласно современным знаниям, мы пользуемся следующими важнейшими понятиями:

Молекула – наименьшая частица денного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее состоянием и химическим строением.

Атом – элементарная частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлением: атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Химическим элементом называется каждый отдельный вид атомов. Важнейшей характеристикой атома является положительный заряд его ядра, численно равный порядковому номеру элемента в периодической системе элементов
Д.И. Менделеева. Значение заряда ядра служит отличительным признаком для различных видов атомов, что позволяет дать более точное определение понятия элемента.

Химический элемент – это определенный вид атомов с одинаковым, положительным зарядом ядра.

Массы атомов чрезвычайно малы. Однако современные методы исследования позволяют их определять с большой точностью. Так, масса атома водорода составляет
1,674·10 ^-27, кислорода – 2,667·10 ^-26, углерода – 1,993·10 ^-26 кг.

В химии традиционно применяют не абсолютные значения масс, а относительные. За единицу относительных масс с 1961 года принята атомная масса (сокращенно а.е.м.), представляющая собой 1/12 массы атома углерода – 12, т.е. изотопа углерода ¹² С.

Относительная атомная масса химического элемента есть величина, равная отношению массы атома элемента к 1/12 массы атома углерода ¹² С.

Относительную атомную массу элемента обозначают Аr.

Так,

Относительная атомная масса – одна из основных характеристик химического элемента. Современные значения атомных масс приведены в периодической системе элементов Д.И.Менделеева.

Относительная молекулярная масса, так же как и атомная, выражается в атомных единицах массы (а. е. м.).

Относительная молекулярная масса вещества есть величина, равная отношению средней массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода ¹² С.

Относительную молекулярную массу обозначают Мr. Она численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы вещества, и легко подсчитывается по химической формуле вещества. Например, Мr (Н₂О) будет слагаться из

2А_r (Н) = 2·1,00797 = 2,01594

А_r (О) = 1·15,9994 = 15,9994.

М_r (Н₂О) = 18,01524 ~ 18,0

Относительная молекулярная масса показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода – 12.

Моль. В международной системе единиц (СИ) за единицу количества вещества принят моль. Моль – это количества вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов и др.), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода – 12.

Зная массу одного атома углерода ¹² С(1,993 ^.10 ^-26 ), вычисляют число атомов N_А в 0,012 кг углерода:

1 /моль

Число частиц в 1 моль любого вещества одно и то же. Оно равно 6,02·1023 и называется постоянной Авогадро (обозначается NА, размерность 1 /моль). Очевидно, что в 2 моль углерода будет содержаться 2·6,02·10²³ атомов, а в 3 моль – 3·6,02·10²³ атомов и т.д.

Молярная масса. Обычно ее обозначают буквой М. Молярная масса – величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества. Она имеет размерность килограмм на моль или грамм на моль. Молекулярную массу вещества легко вычислить, зная массу молекулы. Так, если масса молекулы воды равна 2,99·10^{-26 кг} , то молекулярная масса М_(Н2О) =^-2,99·10²³ кг 6,02·10²³ 1/ моль = 0,018 кг / моль, или 18 г / моль.

В общем случае молекулярная масса вещества (грамм на моль), численно равна относительной атомной или относительной молекулярной массе этого вещества. Например, относительные атомные и молекулярные массы С, Fe, O₂, Н₂О соответственно равны 12, 56, 32, 18, а их молярная масса составляет соответственно 12, 56, 32, 18 г / моль.

Масса и количество вещества – понятия разные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества – в молях. Между массой вещества (m, г), количества вещества
(n, моль) и молярной массой (М, г/моль) существуют простые соотношения:

m = n M, (1)

n = m/M, (2)

M = m/n, (3)

По этим формулам легко вычислить массу определенного вещества или определить количество вещества (молей) в известной массе его, или найти молярную массу вещества.

Date: 2015-09-18; view: 630; Нарушение авторских прав