شیمی: مفاهیم اساسی، تعاریف، اصطلاحات و قوانین

شیمی، مفاهیم اساسی که از نظر ما - علم است که به مطالعه ترکیبات و تحولات خود را با تغییر در ساختار و ترکیب رخ می دهد، و از این رو خواص است. اول، شما نیاز به تعریف آنچه که توسط یک اصطلاح مانند "جوهر" به معنای. اگر ما در مورد آن در یک مفهوم گسترده صحبت می کنید، آن را به یک شکل ماده است که جرم سکون است. مصرف مواد هر ذره ابتدایی، به عنوان مثال، نوترون است. در شیمی، این واژه در یک معنا باریک استفاده می شود.

برای شروع با شرح مختصری از شرایط اصلی و مفاهیم شیمی، نظریه اتمی مولکولی. پس از آن، ما آنها را، و همچنین به عنوان در حال حاضر برخی از قوانین مهم این علم را توضیح دهد.

مفاهیم اولیه شیمی (ماده، اتم ها، مولکول) از مدرسه به همه ما آشنا هستند. در زیر شرح مختصری از آنها، و همچنین دیگر، شرایط کمتر آشکار و پدیده است.

اتم

اول از همه، تمام مواد هستند که در مطالعه شیمی، متشکل از ذرات کوچک، به نام اتم. نوترون ها همان جسم از مطالعه این علم نیست. همچنین باید گفت که اتم ها می توانند با یکدیگر متحد، در نتیجه تشکیل پیوندهای شیمیایی. به منظور شکستن این اتصال، هزینه لازم از انرژی است. بنابراین، اتم ها در شرایط عادی انجام به صورت جداگانه وجود ندارد (به جز "گاز نجیب"). آنها با یکدیگر حداقل در جفت متصل است.

جنبش حرارتی مستمر

حرکت حرارتی مداوم از ذرات با همه که شیمی مطالعه مشخص می شود. مفاهیم اولیه این علم نمی تواند توضیح دهد، در مورد آن صحبت نمی کنند. با حرکت مداوم انرژی جنبشی متوسط متناسب با درجه حرارت از ذرات است (هر چند باید توجه داشت که در مصرف انرژی در ذرات مختلف گسسته). EKIN = KT / 2، که در آن k - ثابت بولتزمن است. این فرمول برای هر نوع جنبش معتبر است. از آنجا که Tkin = میلی ولت ^2/2، حرکت ذرات عظیم آهسته تر. به عنوان مثال، اگر درجه حرارت همان، مولکول اکسیژن در حرکت به طور متوسط به 4 بار آهسته تر از مولکول های کربن است. دلیل این است که جرم خود را بیش از 16 برابر شده است. جنبش نوسانی، ترجمه و چرخشی است. نوسان در مواد مایع و جامد، مایع و گازی مشاهده شده است. اما ترجمه و چرخشی ترین به راحتی در گاز انجام شده است. حتی سخت تر - در مایعات، آن را مشکل تر، و در جامدات است.

مولکول

ما همچنان به توصیف مفاهیم و تعاریف از شیمی پایه. اگر اتم ها با یکدیگر ترکیب شده، تشکیل یک گروه کوچک (به نام مولکول)، این گروه ها در حرکت حرارتی درگیر، اقدام به عنوان یک واحد. تا 100 اتم های موجود در مولکول های معمولی، و تعداد آنها است به اصطلاح ترکیبات مولکولی بالا می تواند تا 105 باشد.

مواد غیر مولکولی

با این حال، اتم ها اغلب در تعداد زیادی از گروههای موسیقی از 107 به 1027. در این فرم آنها عملا دیگر در این حرکت حرارتی شرکت ترکیب شده است. این انجمن ها را دارند شباهت کمی به مولکول است. آنها بیشتر مانند تکه های جامد هستند. این مواد به نام غیر مولکولی. در این مورد، حرکت حرارتی در داخل قطعه انجام شده، و او می تواند مثل مولکول پرواز. یک منطقه انتقالی و اندازه، که شامل انجمن متشکل از اتم ها در یک مقدار از 105 به 107. این ذرات هم مولکول های بسیار بزرگ هستند و یا دانه های کوچک از پودر وجود دارد.

یون

لازم به ذکر است که اتم ها و گروه ها می توانند یک بار الکتریکی را داشته باشد. در این مورد آنها یون در این علم به نام، مانند شیمی، مفاهیم اساسی که ما در حال مطالعه. از آنجا که اتهامات مثل همیشه به یکدیگر را دفع، یک ماده است که در حال حاضر بیش از حد قابل توجهی از یک یا دیگر از اتهامات ممکن است با ثبات است. بارهای منفی و مثبت همیشه متناوب در فضا است. اما به طور کلی، این ماده الکتریکی خنثی است. توجه داشته باشید که اتهامات که در الکترواستاتیک بزرگ در نظر گرفته، از نظر شیمیایی قابل اغماض است (در 105-1015 اتم - 1E).

اشیاء از مطالعه در شیمی

آن را به روشن است که اشیاء از مطالعه در شیمی حمایت از پدیده، که بوجود می آیند، و پاره کند پایین اتم، اما تنها تنظیم مجدد، است که در یک راه جدید متصل است. برخی اوراق قرضه شکسته، دیگر به عنوان یک نتیجه تشکیل می شود. به عبارت دیگر، مواد جدید از اتم ها از سابق در ترکیب ماده اولیه ظاهر می شود. اگر اتم ها و لینک های موجود بین آنها ذخیره می شود (به عنوان مثال، از تبخیر ترکیبات مولکولی)، فرآیندهای مرتبط به مطالعه شیمی و فیزیک دیگر مولکولی. در مورد که در آن اتم ها تشکیل و یا شکسته، آن را به یک مطالعه این موضوع فیزیک هسته ای یا اتمی است. با این حال، مرز بین شیمیایی و پدیده های فیزیکی مبهم است. بعد از تقسیم علم به شرطی جداگانه، در حالی که ماهیت تفکیک. بنابراین، دانش شیمیدانان بسیار مفید فیزیک است.

مفاهیم اساسی شیمی به اختصار مشخص شد. حالا ما به شما پیشنهاد بیشتر به آنها در نظر بگیرید.

اطلاعات بیشتر در مورد اتم

اتم ها و مولکول - چیزی که با آن بسیاری از مردم شیمی وابسته است. مفاهیم اساسی، این باید به وضوح تعریف شده است. واقعیت این است که اتم وجود داشته باشد، دو هزار سال پیش، آن را یک سکته مغزی از نبوغ به حدس زدن بود. سپس، در قرن 19، دانشمندان داده های تجربی (غیر مستقیم و در عین حال) بود. ما در حال صحبت کردن در مورد روابط متعدد آووگادرو قانون ترکیب ثابت (زیر ما را در این مفاهیم اساسی شیمی نگاه کنید). اتم ادامه به بررسی در قرن 20، زمانی که در حال حاضر بسیاری از شواهد تجربی وجود دارد. آنها در طیف سنجی مبتنی بود، برای پراکندگی اشعه X، ذرات آلفا، نوترون، الکترون، و غیره اندازه این ذرات حدود 1 E = 1 درجه سانتی ^-10 متر وزن است - .. حدود 10 ^-27 - 10 ^-25 کیلوگرم است. در مرکز از ذرات بار مثبت هسته در اطراف آن الکترون حرکت به بار منفی دارد. اندازه هسته است حدود 10 تا ¹⁵ متر از آن می رسد که تعیین اندازه لایه الکترونی اتم، اما در این مورد وزن آن تقریبا به طور کامل در هسته متمرکز شده است. تعریف دیگر باید معرفی شود، با توجه به مفاهیم اساسی شیمی. عنصر شیمیایی - یک نوع از اتم ها، مسئول هسته که یکسان است.

این اغلب رخ می دهد اتم تعیین به عنوان یک ماده شیمیایی ذره تفکیک. چگونه برای درک "شیمیایی"؟ همانطور که اشاره شد، تقسیم پدیده ها در آزادی مشروط فیزیکی و شیمیایی. اما البته وجود اتم. بنابراین، برای تعیین مواد شیمیایی بهتر است از طریق آنها، و نه بالعکس، اتم از طریق شیمی.

پیوند شیمیایی

این است به طوری که اتم ها برگزار می شود. آن اجازه نمی دهد آنها را به پرواز از هم جدا تحت تاثیر حرکت حرارتی. در اینجا ویژگی های اصلی اوراق قرضه - فاصله و انرژی internuclear است. همچنین این مفاهیم اساسی شیمی. طول باند تجربی با دقت به اندازه کافی بالا تعیین می شود. انرژی - همچنین، اما نه همیشه. به عنوان مثال، غیر ممکن است به عینی تعیین آن در رابطه با یک ارتباط جداگانه در یک مولکول پیچیده است. با این حال، انرژی اتمیزه از ماده مورد نیاز برای شکستن تمام لینک های موجود است که همیشه تعیین می شود. دانستن طول اتصال، شما می توانید تعیین کنید که کدام اتم متصل هستند (آنها یک فاصله کوتاه)، و چه - هیچ (فاصله طولانی).

تعداد هماهنگی و هماهنگی

مفاهیم اساسی شیمی تجزیه شامل این دو واژه است. چه آنها چیست؟ بیایید آن روبرو هستند.

تعداد هماهنگی تعداد نزدیکترین همسایه که اتم خاص است. به عبارت دیگر، تعداد کسانی که با آنها از نظر شیمیایی مربوط می شود. هماهنگی یک موقعیت متقابل، نوع و تعداد همسایه است. به عبارت دیگر، این مفهوم معنی دار تر است. به عنوان مثال، تعداد هماهنگی مولکول های نیتروژن از ویژگی های آمونیاک و اسید نیتریک، همان - 3. با این حال، آنها هماهنگی های مختلف - غیر مسطح و صاف است. این است که به صرف نظر از ماهیت ارتباط بین نمایندگی تعیین می کند، در حالی که دولت اکسیداسیون و ظرفیت - مفهوم شرطی، که به منظور پیشبرد به پیش بینی هماهنگی و ترکیب ایجاد شده است.

تعیین مولکول

ما در حال حاضر در این مفهوم را لمس کرد، با توجه به مفاهیم اساسی و قوانین خلاصه شیمی. در حال حاضر در آن را با جزئیات بیشتر ساکن شود. در کتاب های درسی تعیین مکرر از مولکول به عنوان ذرات ماده کمتر خنثی، که دارای خواص شیمیایی آن، و به طور مستقل می تواند وجود داشته باشد. لازم به ذکر است که این تعریف در حال حاضر خارج از تاریخ. در مرحله اول، این واقعیت است که همه فیزیکدانها و شیمیدانها به یک مولکول مراجعه، خواص مواد ذخیره نمیشود. آب جدا، اما نیاز به حداقل 2 مولکول. درجه تفکیک از آب - 10 ^{-7 است.} به عبارت دیگر، این روند ممکن است موضوع به تنها یک مولکول از 10 میلیون است. اگر شما یک مولکول واحد، و یا حتی یک صد، شما می توانید ایده تفکیک را کسب نمیکند. واقعیت این است که اثرات حرارتی از واکنش های شیمیایی به طور کلی شامل: انرژی تعامل بین مولکول های. بنابراین، آنها را نمی توان در یکی از آنها پیدا شده است. و خواص فیزیکی و شیمیایی از مواد مولکولی می توان تنها با یک گروه بزرگی از مولکول تعیین می شود. علاوه بر این، عوامل هستند که می توانند خود به خود وجود داشته باشد وجود دارد، "کوچکترین" ذرات به طور نامحدود و بسیار متفاوت از مولکول های معمولی است. این مولکول است که در اصل یک گروه از اتمهای باردار نشدهاند الکتریکی. در مورد خاص، می توان آن یک اتم، برای مثال، نئون. این گروه باید قادر به مشارکت در انتشار، و همچنین در انواع دیگر حرکت حرارتی، اقدام به عنوان یک واحد باشد.

همانطور که می بینید مفاهیم اساسی بسیار ساده شیمی است، نه. این مولکول - چیزی است که باید به دقت در نظر گرفته است. این خواص خود را دارد، و وزن مولکولی. درباره دومی ما در حال حاضر مورد بحث است.

جرم مولکولی

چگونه برای تعیین وزن مولکولی از تجربه؟ یکی از راه های - بر اساس قانون آووگادرو، تراکم نسبی بخار. دقیق ترین روش طیف سنجی جرمی است. الکترون از مولکول زدم. یونی که در نتیجه برای اولین بار در یک میدان الکتریکی پراکنده و سپس منحرف شده توسط مسیر مغناطیسی آن است. شارژ نسبت جرم به توسط مقدار انحراف تعیین می شود. همچنین روش های مبتنی بر خواص است که باید راه حل های وجود دارد. با این حال در همه این موارد مولکول لزوما باید در حرکت باشد - در محلول در vacuo به گاز. اگر آنها حرکت نمی کند، غیر ممکن است به عینی وزن خود را محاسبه کند. و زنده بودن خود را در این مورد به تشخیص دشوار است.

ویژگی های مواد غیر مولکولی

صحبت کردن در مورد آنها می گویند که آنها از اتم ها، مولکول ها نمی تشکیل شده است. با این حال، همان درست است با توجه به گازهای نجیب است. این اتم حرکت آزادانه، بنابراین بهتر فرض مولکول monohydric خود. با این حال، این مهم نیست. این مهم است که مواد غیر مولکولی است بسیاری از اتم ها، که با هم مرتبط است. لازم به ذکر است که تقسیم تمام مواد در مولکولی و غیر مولکولی کافی نیست. تقسیم اتصال معنی دار تر. به عنوان مثال، تفاوت در خواص گرافیت و الماس. هر دوی آنها کربن هستند، اما برای اولین بار - نرم، و دوم - یک جامد. چگونه می توانم آنها از یکدیگر متفاوت است؟ تفاوت فقط در اتصال است. اگر ما ساختار گرافیت در نظر بگیریم، می بینیم که روابط قوی تنها در دو بعد وجود داشته باشد. اما در یک سوم فاصله ی بین بسیار مهم است، بنابراین، یک پیوند قوی وجود دارد. گرافیت آسان به لغزش است و تقسیم در امتداد این لایه است.

ساختار ارتباطی

در غیر این صورت، آن است که یک بعد فضایی نامیده می شود. این نشان دهنده تعداد ابعاد فضا، مشخص در این پیوسته (تقریبا بی نهایت) سیستم اسکلت (لینک قوی). ارزش هایی که می کشد، -، 0، 1، 2 و 3. بنابراین، لازم است که به تشخیص سه بعدی متصل، ورقه، و زنجیره جزیره ساختار (مولکولی).

قانون نسبتهای معین

ما در حال حاضر مفاهیم اساسی شیمی به دست. مواد خلاصه شده توسط ما در نظر گرفته شد. در حال حاضر حدود قانون است که به آن اعمال می کنند. هر یک از اجزای تک (به عنوان مثال، تمیز)، صرف نظر از شیوه ای که در آن به دست آمد، همان ترکیب کمی و کیفی: معمولا آن را به شرح زیر تدوین شده. اما چه مفهوم "ماده خالص"؟ بیایید آن روبرو هستند.

دو هزار سال پیش، زمانی که ساختار مواد می توان به روش مستقیم تر به مطالعه زمانی که حتی وجود ندارد مفاهیم شیمیایی اساسی و قوانین شیمی، آشنا به ما نیست، آن را توصیفی انجام شد. به عنوان مثال، آب - یک مایع است که به منزله اساس دریاها و رودخانه ها است. این هیچ بو، رنگ، طعم و مزه. این چنین نقطه ذوب و انجماد، از آن آبی است سولفات مس. آب نمک است دلیل آن است که تمیز نیست. با این حال، نمک را می توان با تقطیر جدا شده است. مثل این، روش توصیفی، مفاهیم شیمیایی اساسی و قوانین شیمی تعیین می شود.

برای دانشمندان در آن زمان آن مشخص نبود که مایع است که در شیوه های مختلف (با سوزاندن هیدروژن کم آبی بدن سولفات، تقطیر آب دریا) برجسته است، همین ترکیب. کشف بزرگ در علم اثبات این حقیقت بود. روشن شد که نسبت اکسیژن و هیدروژن می هموار تغییر کند. این به این معنی که عناصر از اتم تشکیل شده است - بخش تفکیک ناپذیر. بنابراین ترکیبات از فرمول، آماده شد و همچنین اثبات دانشمندان نمایندگی از مولکول.

امروزه هر ماده طور صریح یا ضمنی در درجه اول تعیین ادعا می کند به جای ذوب، طعم یا رنگ. آب - H ₂ O اگر مولکول های دیگر وجود دارد، آن دیگر نمی خواهد تمیز باشد. در نتیجه، مواد مولکولی خالص است که از تنها یک نوع از مولکول تشکیل شده است.

با این حال، در این مورد، با الکترولیت ها می شود؟ پس از همه، آنها عبارتند از یون های موجود، نه تنها مولکول های. ما باید تعریف دقیق تر است. ماده مولکولی خالص است که از مولکول از یک نوع تشکیل شده است، و احتمالا محصولات قابل برگشت تبدیل سریع آنها (اتحادیه های ایزومریزاسیون، تفکیک) است. کلمه "سریع" در این زمینه بدان معنی است که بر روی این محصولات، ما نمی توانیم خلاص شدن از شر، آنها بلافاصله ظهور. کلمه "برگشت" نشان می دهد که تبدیل به یک پایان است. اگر اطلاع، پس بهتر است که بگوییم، ناپایدار است. در این مورد آن است که یک ماده خالص است.

قانون بقای جرم ماده

این قانون از زمان های قدیم در شکل استعاری شناخته شده است. در آن ذکر شده است که این موضوع نمی تواند ایجاد شود و غیر قابل خراب کردن. سپس فرمول کمی خود آمد. با توجه به این، وزن (و در اواخر قرن 17 - وزن) اندازه گیری مقدار ماده است.

این قانون در فرم معمول در 1،748 لومونوسوف افتتاح شد. در سال 1789، آن لاوازیه، دانشمند فرانسوی اضافه شده است. فرمول خود را معاصر به شرح زیر است: این توده از مواد ورود به واکنش شیمیایی را به جرم موادی که از آن نتیجه برابر است.

قانون آووگادرو، قانون روابط گازهای حجمی

یکی از آخرین در سال 1808 توسط JL گیلوساک، دانشمند فرانسوی فرموله شد. در حال حاضر این قانون است قانون گیلوساک نامیده می شود. با توجه به آن، حجم گازهای واکنش به یک دیگر و همچنین به حجم محصولات و گاز و در نتیجه به عنوان یک کل اعداد کوچک هستند.

قانون، کشف شده توسط Gay-Lussac، توضیح می دهد که قانون، که کمی بعد، در سال 1811 کشف شد، آمیدئو Avogadro، دانشمند ایتالیایی است. این بیان می کند که در شرایط برابر (فشار و درجه حرارت) در گازهایی با همان حجم، تعداد مولکول های مشابه وجود دارد.

دو نتیجه مهم از قانون آویوادرو پیروی می کند. اول این است که در همان شرایط، یک مول هر گاز دارای حجم برابر است. حجم هر یک از آنها در شرایط عادی (که درجه حرارت 0 درجه سانتی گراد است و همچنین فشار 101.325 کیلو بایت) 22.4 لیتر است. نتیجه دوم این قانون عبارتست از: در شرایط برابر، نسبت توده های گاز با همان حجم برابر با نسبت توده های مولی خود است .

یک قانون دیگر وجود دارد که باید ذکر شود. بیایید به طور خلاصه صحبت کنیم.

قانون مجازی و جدول

DI مندلیف، بر اساس خواص شیمیایی عناصر و نظریه اتمی مولکولی، این قانون را کشف کرد. این رویداد در تاریخ 1 مارس 1869 اتفاق افتاد. قانون تناوبی یکی از مهمترین ماههاست. این را می توان به صورت زیر فرموله کرد: خواص عناصر و مواد پیچیده و ساده آنها تشکیل وابستگی دوره ای به اتهام هسته اتم های آنها است.

جدول تناوبی که مندلیف ایجاد کرد، شامل هفت دوره و هشت گروه است. گروه ها ستون عمودی نامیده می شود. عناصر درون هر یک از آنها خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی دارند. این گروه به نوبه خود به زیرگروه ها (اصلی و جانبی) تقسیم می شود.

ردیف های افقی این جدول دوره ها نامیده می شوند. عناصر موجود در آنها متفاوت هستند، اما آنها یک چیز مشترک دارند - که آخرین الکترون آنها در یک سطح انرژی قرار دارد. در دوره اول تنها دو عنصر وجود دارد. این هیدروژن هیدروژن و هلیم هیدروژن است. هشت عنصر در دوره دوم در دسترس است. در چهارم، در حال حاضر وجود دارد 18. مندلیف این دوره را به عنوان اولین بزرگ بزرگ مشخص کرد. در پنجم نیز 18 عنصر وجود دارد، ساختار آن مشابه چهارم است. در ششم - 32 عنصر. هفتمین پایان نیست این دوره با فرانسه (Fr) آغاز می شود. ما می توانیم فرض کنیم که شامل 32 عنصر و همچنین ششم است. با این حال، تا کنون تنها 24 مورد یافت شده است.

حکومت گزارش

طبق قاعده تست، تمام عناصر تمایل به کسب یک الکترون یا از دست دادن آن را دارند تا پیکربندی 8 الکترون را از گاز نجیب نزدیک به آنها داشته باشند. انرژی یونیزاسیون مقدار انرژی است که برای جدا کردن الکترون از یک اتم لازم است. قاعده این فرمان بیان می کند که هنگام حرکت از چپ به راست بر روی یک جدول تناوبی، انرژی بیشتری برای جدا کردن الکترون لازم است. بنابراین، عناصر در سمت چپ، الکترون را از دست می دهند. برعکس، کسانی که در سمت راست هستند مشتاق هستند که آن را بدست آورند.

قوانین و مفاهیم پایه شیمی به طور خلاصه شرح داده شد. البته این تنها اطلاعات عمومی است. در چارچوب یک مقاله غیرممکن است که در مورد چنین علمی جدی توضیح داده شود. مفاهیم اساسی و قوانین شیمی، خلاصه شده در این مقاله، تنها نقطه شروع برای مطالعه بیشتر است. پس از همه، بخش های زیادی در این علم وجود دارد. به عنوان مثال، شیمی آلی و معدنی وجود دارد. مفاهیم اساسی هر یک از بخش های این علم را می توان برای مدت بسیار طولانی مطالعه کرد. اما آنچه که در بالا ارائه شده است مربوط به مسائل عمومی است. بنابراین می توان گفت که این مفاهیم اصلی شیمی آلی و همچنین شیمی معدنی است.