Skiekunde: basis begripen, definysjes, betingsten en wetten

Skiekunde, basale begripen dy't wy beskôgje - is de wittenskip dy't bestudearret de stoffen en harren transformaasjes foarkommend mei de feroaring yn struktuer en gearstalling, en fandêr de eigenskippen. As earste, jo moatte bepale wat wurdt bedoeld troch in term lykas "stof". As wy prate oer it yn in brede sin, it is in foarm fan matearje dat hat in rêstmassa. Stof is gjin elemintêre dieltsje, bygelyks, it neutron. Yn skiekunde, de term wurdt brûkt yn in ingere sin.

Om te begjinnen mei in koarte beskriuwing fan 'e wichtichste betingsten en begripen fan skiekunde, atomic-molekulêre teory. Dêrnei, wy útlizze se, lykas ek oanwêzich inkele wichtige wetten fan dizze wittenskip.

Basis konsepten of skiekunde (matearje, atomen, molekulen) binne bekend foar ús allegearre fan skoalle. Hjirûnder stiet in koarte beskriuwing fan harren, lykas ek oare, minder fanselssprekkend betingsten en ferskynsels.

atomen

Earst fan alle, alle stoffen dy't studearre yn skiekunde, gearstald út lytse dieltsjes, neamd atomen. Neutroanen binne net itselde objekt fan stúdzje fan dizze wittenskip. It moat ek sein wurde dat de atomen kinne ferienigje mei elkoar, dêrmei it foarmjen fan gemyske biningen. Om te brekken dizze ferbining, nedich útjeften fan enerzjy. Dêrom, de atomen yn de normale omstannichheden net bestean yndividueel (útsein "foarnaam gas"). Se wurde ferbûn mei inoar op syn minst yn twatallen.

Trochgeande termyske beweging

Trochrinnende termyske beweging fan de dieltsjes wurde karakterisearre troch alles dat studearre skiekunde. De basis begripen fan dizze wittenskip kin net útlizze, net oer prate. Mei trochgeande beweging trochsneed Kinetic enerzjy is evenredich mei de temperatuer fan it dieltsje (alhoewol't hjir moat opmurken wurde dat de enerzjy op ferskillende diskrete dieltsjes). Ekin = Kt / 2, dêr't k - is Boltzmann syn konstante. Dit formule is jildich foar eltse soarte fan beweging. Sûnt Tkin = mV ^2/2, de moasje fan massive dieltsjes stadiger. Bygelyks, as de temperatuer is itselde, de soerstof molecule gemiddeld beweging foar 4 kear stadiger as koalstof molekulen. Dat komt om't harren massa is mear as 16 kear. De beweging is Oscillating, translational en rotational. Oscillating observearre yn floeibere en bêst, en gasfoarmige stoffen. Mar de translational en rotational meast maklik útfierd yn it gas. Yn floeistoffen, is it dreger, en yn fêste stoffen - noch dreger.

molekulen

Wy bliuwe te beskriuwen de fûnemintele begripen en beskriuwings fan skiekunde. As de atomen wurde kombinearre mei elkoar, foarmje in lytse groep (neamd molekulen), sokke groepen wurde belutsen by de termyske beweging, hanneljend as in ienheid. Oant 100 atomen oanwêzich yn typyske molekulen, en harren nûmer is it saneamde hege-molekulêre ferbiningen kin oprinne oant 105.

non-molekulêre stoffen

Lykwols, atomen wurde faak kombinearre yn in grutte tal fan bands út 107 oant 1027. Yn dizze foarm binne se praktysk net mear meidwaan yn de termyske beweging. Dy ferienings hawwe bytsje oerienkomst mei molekúl. Se binne mear as stikjes fan in bêst. Dy stoffen wurde neamd net-molekulêre. Yn dat gefal wurdt de termyske beweging wurdt útfierd binnen it stik, en hy kin fleane as molecule. Der is in oergong regio en maten, dy't omfiemet ferieningen gearstald út atomen yn in bedrach fan fan 105 oant 107. Dizze dieltsjes binne òf hiel grut molekulen of binne lytse korrels of poeier.

ioanen

Dêrby moat opmurken wurde dat atomen en groepen kinne besitte in elektryske lading. Yn dat gefal wurde se neamd ioanen yn dizze wittenskip, lykas skiekunde, Basis begripen dêr't wy studearje. Sûnt like charges altyd stjitten elkoar, in stof dat is oanwêzich in substansjeel oerskot fan ien of oar fan de ladingen kinne net stabyl. De negative en positive ladingen binne altyd wikselje inoar ôf yn 'e romte. Mar yn it algemien, it stof is elektrysk neutraal. Tink derom dat de heffingen dy't beskôge grut yn electrostatics, út it eachpunt fan de skiekunde gjin ferskil dat útmakket (op 105-1015 atomen - 1e).

Foarwerpen fan stúdzje yn de skiekunde

It is needsaaklik om te ferdúdlikjen dat de objekten fan 'e stúdzje yn skiekunde bepleitsje de ferskynsels, dy't net oerein, en niet breken de atomen, mar allinne opnij oarderje, dat is ferbûn yn in nije manier. Guon bannen binne brutsen, oaren wurde foarme as gefolch. Mei oare wurden, de nije stoffen ferskine út de atomen fan de eardere, yn 'e gearstalling fan it begjinpunt materialen. As de atomen, en de besteande keppelings tusken harren wurde opslein (bgl, de ferdamping fan de molekulêre ferbiningen), dizze prosessen te krijen mei de stúdzje fan langer Skiekunde en Tsjik Natuerkunde. Yn it gefal dêr't de atomen wurde foarme of brutsen, it is in stúdzje fan it ûnderwerp fan de nukleêre of atomic natuerkunde. Lykwols, de grins tusken de gemyske en fysike ferskynsels onscherp. Nei de ferdieling fan wittenskip yn apart betingst, wylst de natuer ûndielbere. Dêrom, Chemists tige nuttige kennis fan de natuerkunde.

Basis konsepten fan skiekunde wy wiene koart sketst. No biede wy jo mear te beskôgje harren.

Lês mear oer atomen

By atomen en molekulen - is wat dêr't in protte minsken associate skiekunde. Basic begripen, dizze moat dúdlik omskreaun. It feit dat atomen bestean, twa tûzen jier lyn, it wie in slach fan sjeny te rieden. Dan, yn de 19e ieu, wittenskippers wienen eksperimintele gegevens (noch yndirekte). Wy hawwe it oer meardere relaasjes Avogadro composition constancy wetten (ûnder we sjogge by dizze basis konsepten fan skiekunde). Atom fierder te ferkennen yn de 20e ieu, doe't der wie al in soad direkte eksperimentele bewiis. Se waarden basearre op spectroscopy, foar it ferstruien fan X-rays, alpha dieltsjes, neutroanen, elektroanen, ensfh De grutte fan dizze dieltsjes is ûngefear 1 E = 1 ° ^-10 m Gewicht fan - .. Likernôch 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. Yn it sintrum fan de dieltsjes wurdt posityf belêste kearn rûnom dêr't elektroanen ferpleatse nei de negative lading. Kernel grutte is likernôch 10 oant ¹⁵ m. It docht bliken dat beskied de grutte fan it elektron skyl fan it atoom, mar yn dit gefal har gewicht wurdt hast hielendal konsintrearre yn de kearn. In oare definysje moatte wurde ynfierd, sjoen de basis konsepten fan skiekunde. Gemysk elemint - in soarte fan atomen, wacht fen 'e kearn dêrfan is itselde.

It faak foarkomt bepaling atoom as in minút dieltsje stof Kanuunat ûndielbere. Hoe te begripen de "gemyske"? As wy hawwe opmurken, de ferdieling fan ferskynsels yn de fysike en gemysk proeftiid. Mar fansels it bestean fan de atomen. Dêrom, om te bepalen hoe better skiekunde troch har, en net oarsom, de atomen fia skiekunde.

gemyske bond

Dit is sa dat de atomen wurde holden elkoar. It net tastean se te fleanen apart ûnder de ynfloed fan de termyske beweging. Hjir binne de wichtichste skaaimerken fan obligaasjes - is internuclear ôfstân en enerzjy. Dat is ek de basis konsepten fan skiekunde. De bân lingte wurdt bepaald bearjendewei mei in heech genôch krektens. Enerzjy - ek, mar net altyd. Bygelyks, is it ûnmooglik om objektyf fêst te stellen hokker it is yn relaasje ta in apart kommunikaasje yn in komplekse molecule. Lykwols, de enerzjy fan atomization fan de stof nedich te brekken alle besteande keppelings wurdt altyd bepaald. Kennen fan de lingte fan de ferbining, kinne jo bepale hokker atomen wurde ferbûn (sy hawwe in koarte ôfstân), en wat - net (mear ôfstân).

De koördinaasje getal en ôfstimming

Basis konsepten fan analytysk skiekunde ûnder mear dizze twa betingsten. Wat doch se bedoelst? Litte we face is.

De koördinaasje nûmer is it oantal tichtst buorlju fan dy bysûndere atoom. Mei oare wurden, it tal fan harren mei wa't er is besibbe Kanuunat. Koördinaasje is in ûnderlinge posysje, type en oantal buorlju. Mei oare wurden, dit konsept is mear sinfol. Bygelyks, de koördinaasje tal stikstof molekulen karakteristyk fan ammoniak en nitric acid, itselde - 3. Lykwols, se hawwe ferskate koördinaasje - is non-planar en plat. It wurdt bepaald likefolle wat it aard fan 'e ferbining tusken foarstellingen, wylst de oksidaasjetastân en Valence fan - it begryp betingst, dat binne makke om troch nei foarsizze de koördinaasje en komposysje.

Fêststellen fan molecule

Wy hawwe al rekke op dit konsept, sjoen de fûnemintele begripen en wetten fan de skiekunde koart. No wenje op it yn mear detail. Yn learboeken faak bepaling fan de molecule as legere neutraal substânsje dieltsjes, dat hat syn gemyske eigenskippen, en kin bestean selsstannich. Dêrby moat opmurken wurde dat dizze definysje is stuit ferâldere. Yn it foarste plak it feit dat alle natuerkundigen en Chemists ferwize nei in molekúl, stof eigenskippen binne net bewarre. Wetter dissociates, mar it freget op syn minst 2 molekulen. De mjitte fan dissociation wetter - is 10 ^-7. Mei oare wurden, dat proses kinne ûnderwurpen wêze oan mar ien molecule fan 10 miljoen. At jo in inkele molecule, of is der noch hûndert, kinne jo net krije in idee fan syn dissociation. It feit dat de termyske effekten fan gemyske reaksjes algemien binne ûnder oare de ynteraksje enerzjy tusken molekulen. Dêrom, sy kin net fûn wurde op ien fan harren. En gemyske en fysike eigenskippen fan de molekulêre stoffen kinne bepaald wurde allinne troch in grutte groep fan molekulen. Dêrneist binne der aginten dy't by steat te bestean op har eigen, "it lytste" dieltsje ûnbeheind great en hiel oars as konvinsjonele molekulen. De molekúl is yn wêzen in groep fan atomen binne net elektrysk laden. Yn it bysûnder gefal, it kin wêze iene atoom, bygelyks, Ne. Dizze groep moat wêze kinne meidwaan oan it caprice, likegoed as yn oare soarten fan de termyske beweging, hanneljend as in ienheid.

Sa't jo sjen kinne, is it net sa ienfâldich basis konsepten fan skiekunde. De molekúl - is wat dat wurde moat mei soarch sjoen. It hat syn eigen eigenskippen, en molekulêre gewicht. Oer dat lêste wy no beprate.

molecular massa

Hoe om te bepalen de molekulêre gewicht fan 'e ûnderfining? Ien manier - basearre op Avogadro syn wet, de relative tichtheid fan stoom. De meast accurate metoade is massa spectrometry. Electron fleach út de molekule. It gefolch ion wurdt earst ferspraat yn in elektrysk fjild en dêrnei tsjin troch syn magnetic paad. Oertocht te krijen nei massa ferhâlding wurdt bepaald troch de omfang fan de ôfwiking. Der binne ek wurkwizen basearre op de eigenskippen dy't hawwe oplossings. Lykwols molecule yn al dizze gefallen moatte needsaaklik wêze yn beweging - yn de oplossing yn vácuo nei in gas. As se net bewege, it is ûnmooglik om objektyf berekkenje harren gewicht. En harren tige bestean yn dit gefal is it dreech te spoaren.

Skaaimerken fan net-molekulêre stoffen

Prate oer harren sizze dat se binne gearstald út atomen, net molekulen. Lykwols, itselde jildt mei respekt foar de aadlike gassen. Dy atomen bewege frij, dus better oannimme harren monohydric molekulen. Lykwols, dat is net wichtich. It is wichtich dat net-molekulêre stoffen, der is in soad atomen, dy't keppele wurde elkoar. Dêrby moat opmurken wurde dat de ferdieling fan alle stoffen op de molekulêre en non-molekulêre ûnfoldwaande. De ferdieling fan 'e ferbining mear sinfol. Tink oan, bygelyks, it ferskil yn 'e eigenskippen fan grafyt en diamant. Beide binne koalstof, mar de earste - sêft, en de twade - in bêst. Hoe kin se ferskille fan elkoar? It ferskil is krekt yn harren Konnektivität. As wy beskôgje de struktuer fan grafyt, kinne wy sjen dat der sterke relaasjes bestean allinne yn twa diminsjes. Mar yn it tredde tige wichtige interatomic ôfstannen, dêrom is der in sterke bân. Graphite is maklik om te slip en spjalte lâns dy lagen.

Konnektivität struktuer

Oars, it hjit in romtlik diminsje. It stiet foar it oantal ôfmjittings fan 'e romte, karakterisearre yn dat dizze trochgeande (hast trochgeand) skelet system (sterke keppelings). De wearden dat it kin nimme, - 0, 1, 2 en 3. Dêrom, is it nedich om te ûnderskieden fan de trije-dimensionally ferbûn, laminates, en eilân keatling (molekulêre) struktuer.

Wet fan beskate ferhâldings

Wy hawwe al leard de basis konsepten fan skiekunde. It materiaal waard koarte tiid beskôge troch ús. No fertel oer de wet, dat jildt foar it. Meastal wurdt it formulearre as folget: ien inkele komponint (i.e., skjin), los fan 'e wize dêr't it waard helle, hat deselde kwalitatyf en kwantitatyf gearstalling. Mar wat docht it begryp "suver stof"? Litte we face is.

Twa tûzen jier ferlyn, doe't de struktuer fan de stoffen kin net mear direkte metoaden studearje doe't der wiene net iens basis gemyske begripen en wetten fan skiekunde, fertroud ta ús, dat waard bepaald descriptively. Bygelyks, it wetter - is in floeistof dy't is de basis fan 'e seeën en rivieren. It hat gjin geur, kleur, smaak. It hat sa'n melting en friespunt, út it is blauwe koper sulfate. Sâlt wetter komt om't it is net rein. Lykwols, sâlten kinne wurde skieden troch destillaasje. Lykas dit, de beskriuwende metoade, bepaald de basis gemyske konsepten en wetten fan de skiekunde.

Foar wittenskippers op 'e tiid wie it net dúdlik dat de floeistof dy't beljochte yn ferskate manieren (troch baarnende hydrogen sulfate útdroeging, seewetter destillaasje), hat deselde gearstalling. Great ûntdekking yn de wittenskip wie it bewiis fan dit feit. It waard dúdlik dat de ferhâlding fan soerstof en wetterstof kin net feroare wurde flot. Dat betsjut dat de eleminten besteane út atomen - ûndielbere porties. Sa ferbinings fan de formule waarden taret, en ek ûnderboud wittenskippers fertsjintwurdiging fan molekulen.

Tsjintwurdich eltse stof eksplisyt of ymplisyt fêststeld benammen beweart stee ranen, smaak of kleur. Wetter - H ₂ O. As der oare molekulen, it sil net mear wêze skjin. Dus, suver molekulêre stof is ien dy't bestiet út mar ien soarte fan molekulen.

Lykwols, yn dit gefal, wêze mei electrolytes? Ommers, se û.o. ioanen binne oanwêzich, net allinne molekulen. Wy moatte wêzen mear strange definysje. Pure molekulêre stof is ien dy't bestiet út molekulen fan ien soarte, en mooglik ek Omkearregister produkten fan harren snelle bekearing (isomerization fakbûnen, dissociation). It wurd "fast" yn dat ferbân hâldt yn dat op dizze produkten, wy kinne net krije rid fan, se fuortendaliks ferskynt. It wurd "Omkearregister" jout oan dat de konverzje is net brocht ta in ein. As de hichte brocht, dan is it better om te sizzen dat it is net stabyl. Yn dit gefal is it net in suvere stof.

De wet fan behâld fan massa fan matearje

Dizze wet hat sûnt oerâlde tiden al bekend yn metaphorical foarm. It oanjûn dat de saak kin net oanmakke wurde en indestructible. Doe kaam har kwantitatyf formulearring. Neffens dizze, it gewicht (en de lette 17e ieu - gewicht) is in maatregel fan it bedrach fan substânsje.

De wet yn 'e wenstige foarm waard iepene yn 1748 Lomonosov. Yn 1789, it tafoege Lavoisier, in Frânsk wittenskipper. Eigentiidske syn formulearring is as folget: de massa fan de stoffen oangean fan gemyske reaksje is lyk oan de massa fan stoffen dy't resultearje út it.

Avogadro syn wet, de wet fan Volumetrische relaasjes gassen

De lêste men waard formulearre yn 1808 by JL Gay-Lussac, Frânsk wittenskipper. Stuit dizze wet wurdt neamd de wet fan Gay-Lussac. Neffens it, it folume fan reaktive gassen binne oan inoar en ek oan de folume fan de dêrút gasfoarmige produkten as in hiele lytse oantallen.

Patroan, dy't fûn Gay-Lussac, ferklearret de wet, dat waard iepene in bytsje letter, yn 1811, Amedeo Avogadro, in Italjaansk wittenskipper. Dêryn stiet dat ûnder gelikense omstannichheden (druk en temperatuer) yn de gassen dy't itselde folume, itselde tal molekulen oanwêzich.

Twa wichtige gefolgen folgje út de wet fan Avogadro. De earste leit yn it feit dat ûnder identike omstannichheden, ien mol fan in gas ynnimt gelyk folume. Ferlizzing fan itsij ûnder normale omstannichheden (dat binne de temperatuer 0 ° C en 101,325 GLP) wie 22.4 liter. De twadde konsekwinsje fan dizze wet as folget: it gewicht ratio fan de gassen dy't itselde bedrach ûnder gelikense omstannichheden, lyk oan de ferhâlding fan harren molar massa.

Der is in oare wet, dy't seker moatte wurde neamd. Wy fertelt jo oer it koart.

Periodyk wet en tafel

D. I. Mendeleev, basearre op de gemyske eigenskippen fan de eleminten en de atomêre en molekulêre wittenskippers dy't ûntdutsen dizze wet. Dit barren fûn plak March 1, 1869 Periodyk Law is ien fan de wichtichste yn de natuer. It kin steld wurde as folget: eigenskippen fan eleminten foarme fan it kompleks en ienfâldige stoffen en hawwe in periodike ôfhinklikens fan de ladingen fan de kearnen fan atomen.

Periodyk tafel, dat is makke troch Mendeleev, bestiet út sân perioaden en acht groepen. Groepen neamd syn fertikale kolommen. Eleminten binnen elk fan harren hawwe ferlykbere fysike en gemyske eigenskippen. De groep, op syn bar, is ûnderferdield yn sub-groepen (wichtichste en side).

De horizontale rigen yn dizze tabel ferwize nei de perioaden. Eleminten dy't dêryn, ferskille ûnderling, mar se hawwe mien - it feit dat harren nijste elektroanen op itselde enerzjy nivo. Yn de earste perioade binne mar twa eleminten. H is wetterstof en helium Er. De acht eleminten binne yn de twadde perioade. Yn de fjirde fan harren al 18. Mendeleev oanwiisd dizze perioade as de earste grutte. Yn de fyfde en 18 eleminten, har struktuer is te ferlykjen mei de fjirde. As ûnderdiel fan it seisde - 32 eleminten. De sande is net klear. Dizze perioade begjint mei it Frânske (Fr). Wy kinne oannimme dat it sil befetsje 32 eleminten, likegoed as seisde. Lykwols, dus oant no ta allinnich mar 24 fûn.

regel otketa

Neffens de regel otketa alle eleminten oanstriid om te krijen in elektron of ferlieze it yn oarder te hawwen in 8-elektron konfiguraasje fan de aadlike gas it tichtste by harren. De Ionisaasje enerzjy - is de hoemannichte enerzjy nedich om te skieden fan it elektron fan it atoom. Otketa regel stelt dat it ferpleatsen fan links nei rjochts op 'e periodike tafel dy't jo nedich hawwe mear enerzjy te ferwiderjen in elektron. Dêrom, items dy't oan 'e linker kant, sykje om te soargjen dat los in elektron. Krekt oarsom, dy leit oan de rjochterside, entûsjast om te keapjen.

Wetten en de fûnemintele konsepten fan skiekunde, wy koart sketste. Fansels, dit is allinnich algemiene ynformaasje. Yn ien artikel is it ûnmooglik om te praten oer sa'n serieuze wittenskip yn detail. Basis begripen en wetten fan de skiekunde lykas sketst yn dit artikel - is in útgongspunt foar fierdere stúdzje. Ommers, yn dizze wittenskip binne der in soad stikken te brekken. Der is, bygelyks, biologyske en anorganyske gemy. Basis konsepten fan elk fan de seksjes fan dizze wittenskip kin bestudearre wurde foar in lange tiid. Mar dy hjirboppe beskreaun, ferwize nei algemiene saken. Dêrom, kinne wy sizze dat dit binne de basis begripen fan organyske gemy, likegoed as anorganyske.