Предмет химии. Вещества и их свойства.

Предмет химии. Вещества и их свойства.

Химия изучает вещества, их свойства и превращения.

Вещества – это то, из чего состоят тела. Они отличаются друг от друга физическими и химическими свойствами.

Валентность. Составление химических формул.

Валентность – это способность атомов химического элемента присоединять определенное число атомов другого элемента.

Химическая формула – это условное обозначение состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов.

Два правила по определению валентности:

1.Валентность металлов, находящихся в группе А (главная подгруппа) равна номеру группы.

2.Неметаллы проявляют в основном две валентности: высшую и низшую. Высшая (или максимальная) равна номеру группы. Низшая валентность равна разности между 8 и номером группы. (8 - №).

Два правила по составлению химических формул:

1.При соединении металлов с неметаллами, последние проявляют низшую валентность.

2.При соединении неметаллов между собой, низшую валентность проявляет тот элемент, который находится в таблице Менделеева правее и выше, а высшую соответственно левее и ниже.

Порядок составления химических формул.

1.Находите приведенные элементы в таблице Менделеева:

Поочередно выписываем символы элементов, ставя на первое место элемент с высшей валентностью, соответственно на второе место – элемент с низшей валентностью.

2.Проставляем валентности, у элементов стоящих на первом месте – высшую (равную номеру группы), на втором месте – низшую (равную разности 8 - №). № - номер группы.

Помните, что фтор всегда проявляет низшую валентность равную единице.

3.Находите наименьшее общее кратное.

4.Делите наименьшее общее кратное на валентность каждого элемента и получаем соответствующий ему индекс.

5.Выписываете готовые формулы.

Типы химических реакций.

Химические реакции по количеству исходных веществ и продуктов реакции можно разделить на группы:

Реакции соединения – реакции между двумя простыми, или между несколькими сложными, при этом образуется одно сложное или более сложное вещество.

Реакции разложения – реакции, при которых из одного вещества образуется несколько простых или сложных веществ.

Реакции замещения – реакции между сложными и простыми веществами, при которых атомы простого вещества замещают один из атомов сложного.

Реакции обмена – реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими составными частями.

Главные характеристики элементов и их взаимосвязь со строением атомов.

1.Поряковый номер элемента – положительный заряд ядра, число протонов и общее число электронов.

2.Номер периода – число электронных слоев в атоме.

3.Номер группы – число электронов внешнего электронного слоя (для главных подгрупп), высшая валентность в кислородных соединениях.

Характеристику химического элемента составляют по плану:

1.химический знак и название элемента

2.положение химического элемента в Периодической системе Д.И.Менделеева (порядковый номер, номера периода и группы, главная или побочная подгруппа).

3.строение атома химического элемента (заряд ядра, число протонов, электронов и нейтронов, распределение электронов по энергетическим уровням).

4.свойства простого вещества, образованного атомами данного химического элемента (металл, амфотерный элемент, неметалл), валентность.

5.формула высшего оксида, соответствующего ему гидроксида, летучего водородного соединения, характер соединений с высшей валентностью элемента (основной, кислотный, амфотерный).

Обобщение сведений о строении электронных слоев в атомах химических элементов.

1.Электроны в электронной оболочке располагаются слоями. Первый от ядра слой завершен при наличии на нем двух электронов, второй – восьми.

2.Число электронных слоев в атоме совпадает с номером периода, в котором находится химический элемент. В этом заключается физический смысл номера периода в периодической системе.

3.На последнем уровне в атоме расположены электроны, которые слабо связаны с ядром, они более подвижны. Эти электроны называются «валентными», они определяют валентность элемента в соединении. У элементов, расположенных в одной группе, число валентных электронов одинаково и равно номеру группы. В этом состоит физический смысл номера группы.

4.Периодическое повторение свойств элементов объясняется периодическим появлением на внешнем энергетическом уровне одинакового числа электронов в их атомах.

Основные типы химической связи.

Ковалентная связь.

Химическая связь, образованная посредством общих электронных пар, называется ковалентной связью.

Различают ковалентную неполярную и ковалентную полярную связи:

Ковалентная связь, которая образована общей электронной парой, расположенной на равном расстоянии от ядер связываемых атомов, называется неполярной.

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами, электроотрицательность которых одинакова, например при образовании простых веществ молекулы которых состоят из двух одинаковых атомов ( это молекулы всех газов – водорода, фтора, хлора, кислорода, азота).

Ковалентная связь, которая образована общей электронной парой, смещенной в сторону ядра одного из связываемых атомов, называется полярной.

Ковалентная полярная связь образуется между атомами, электроотрицательность которых различна, характерна для соединений, образованных разными атомами (хлороводород, сероводород, аммиак).

Ионная связь.

Заряженные частицы, в которые превращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов, называются ионами.

Химическая связь, образованная за счет элетростатического притяжения ионов, называется ионной.

Характерна для соединений, образованных металлом и неметаллом, например – хлорид калия, фторид алюминия, гидрид лития.

Металлическая связь.

Металлической связью называется химическая связь, возникающая между атомами и положительными ионами металла и свободно движущимися между ними электронами.

Кристаллические решетки.

Кристаллические решетки веществ – это упорядоченное расположение частиц (атомов, молекул, ионов) в строго определённых точках пространства. Точки размещения частиц называют узлами кристаллической решетки.

В зависимости от типа частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки, и характера связи между ними различают четыре типа кристаллических решёток: ионные, атомные, молекулярные, металлические. Рассмотрим каждую из решеток в отдельности и поподробней.

Ионные.

Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы. Их образуют вещества с ионной связью. Ионные кристаллические решётки имеют соли, некоторые оксиды и гидроксиды металлов.

Связи между ионами в кристалле очень прочные и устойчивые. Поэтому вещества с ионной решёткой обладают высокой твёрдостью и прочностью, тугоплавки и нелетучи.

Атомные.

Атомными называют кристаллические решётки, в узлах которых находятся отдельные атомы, которые соединены очень прочными ковалентными связями.

В природе встречается немного веществ с атомной кристаллической решёткой. К ним относятся бор, кремний, германий, кварц, алмаз. Вещества с АКР имеют высокие температуры плавления, обладают повышенной твёрдостью. Алмаз – самый твёрдый природный материал.

Молекулярные.

Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы. Химические связи в них ковалентные, как полярные, так и неполярные. Связи в молекулах прочные, но между молекулами связи не прочные.

Вещества с МКР имеют малую твёрдость, плавятся при низкой температуре, летучие, при обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянии.

Металлические.

Металлическими называют решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы металла.

Для металлов характерны физические свойства: пластичность, ковкость, металлический блеск, высокая электропроводность и теплопроводность.

Понятие о степени окисления. Вычисление степени окисления элементов по формуле вещества.

Степень окисления – это условный заряд атомов химического элемента в соединении, вычисленный на основе предположения, что все соединения (ионные и ковалентно-полярные) состоят только из ионов.

Правила вычисления степени окисления по химическим формулам.

1.В соединениях отрицательное значение степени окисления имеют элементы с большим значением элетроотрицательности, а положительное значение степени окисления – элементы с меньшим значением электроотрицательности.

2.Есть элементы с постоянной степенью окисления и элементы с переменной степенью окисления.

Элементы с постоянным значением степени окисления:

-Металлы всегда имеют положительное значение степени окисления.

-Элемент фтор в соединениях всегда имеет степень окисления -1

Элементы с переменным значением степени окисления:

-Все остальные металлы (кроме металлов первой, второй, третьей групп главных подгрупп).

-Почти все неметаллы.

-Кислород почти всегда имеет степень окисления

Правила расстановки коэффициентов методом электронного баланса. 1. Расставить степени окисления.

2. Выписать элементы, изменившие степени окисления, указав число отданных и принятых электронов. Определить окислитель и восстановитель.

3. Поставить дополнительные коэффициенты, уравняв число отданных и принятых электронов.

4. Проверить эти коэффициенты: они должны соответствовать числу атомов данного элемента в молекуле. Например, если дополнительный коэффициент нечетный, а в молекуле четное число атомов (например, Сl₂), то оба дополнительных коэффициента удваиваются.

5. Проверенные коэффициенты переносят в уравнение к тем атомам, которые с данной степенью окисления встречаются в уравнении один раз.

6. Уравнивают атомы металлов; неметаллов; водорода.

7. Проверяют по кислороду.