"Основные положения химии"

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ХИМИИ

Выполнил:

студент группы С-12

Новиков Максим

СОДЕРЖАНИЕ

• ЧТО ТАКОЕ ХИМИЯ
• ХИМИЯ КАК НАУКА
• АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ
• ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ И ЭНЕРГИИ
• ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ЧТО ТАКОЕ ХИМИЯ

Химия  – это наука, которая сопутствует нам, где бы мы не находились: дома, в офисе, на природе или в городе. Трудно переоценить ее вклад в нашу жизнь, необходимость понимания и знания основных понятий и законов химии.

Химия  — наука о веществах, закономерностях их превращений (физических и химических свойствах) и применении.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

Наука о веществах и их превращениях зародилась в Египте - технически наиболее передовой стране древнего мира. Египетские жрецы первые ученые-химики. Они владели многими не разгаданными химическими секретами. Например, приемы бальзамирования тел умерших фараонов и знати, а также получение некоторых красок.

По мнению известного историка химии, французского ученого М. Бертло, название «химия» происходит от слова «Хеми», или «Хума», которым древние египтяне называли свою страну, а также нильский чернозем. Отсюда «химия» - черное, как земля, «египетское искусство», которое имеет дело с разными минералами, металлами. Такие отрасли производства, как гончарное производство, стеклоделие, крашение, парфюмерия, достигли в Египте значительного развития еще задолго до нашей эры. Химия считалась «божественной» наукой, находилась целиком в руках жрецов и тщательно скрывалась ими от всех непосвященных. Однако некоторые, сведения все же проникали за пределы Египта... 

ХИМИЯ КАК НАУКА

Химия  — наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях. В широком понимании, вещество — это любой вид материи, обладающий собственной массой, например элементарные частицы. В химии понятие вещества более узкое, а именно: вещество — это любая совокупность атомов и молекул.

Превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава молекул, называются химическими реакциями. Традиционная химия изучает реакции, которые происходят на макроскопическом уровне (в лаборатории или в окружающем мире), и интерпретирует их на атомно-молекулярном уровне. Известно, например, что сера горит на воздухе голубым пламенем, давая резкий запах. Это — макроскопическое явление.

ХИМИЯ КАК НАУКА

Современная химия способна изучать химические реакции с участием отдельных молекул, обладающих строго определенной энергией. Пользуясь этим, можно управлять течением химических реакций, подавая энергию в определенные участки молекулы. Управление химическими процессами на молекулярном уровне — одна из основных особенностей современной химии.

Химия как метод изучения химических свойств и строения веществ является чрезвычайно многогранной и плодотворной наукой. На сегодняшний день известно около 15 млн. органических и около полумиллиона неорганических веществ, причем каждое из этих веществ может вступать в десятки реакций, и каждое из них имеет внутреннее строение. Внутреннее строение определяет химические свойства; в свою очередь, по химическим свойствам мы часто можем судить о строении вещества.

ХИМИЯ КАК НАУКА

Современная химия настолько разнообразна как по объектам, так и по методам их исследования, что многие ее разделы представляют собой самостоятельные науки. Взаимодействие химии и физики дало сразу две науки: физическую химию и химическую физику, причем эти науки, несмотря на сходство названий, изучают совершенно разные объекты. Физическая химия исследует вещества, состоящие из большого числа атомов и молекул, с помощью физических методов и на основе законов физики. Химическая физика основной упор делает на физическом исследовании элементарных химических процессов и строения молекул, ее предметом являются отдельные частицы вещества.

Одним из передовых направлений химии является биохимия — наука, изучающая химические основы жизни.

ХИМИЯ КАК НАУКА

Одним из передовых направлений химии является биохимия — наука, изучающая химические основы жизни.

Чрезвычайно интересные результаты получены в области космической химии, которая занимается химическими процессами, протекающими на планетах и звездах, а также в межзвездном пространстве.

Самой молодой областью химии является возникшая буквально в последнее десятилетие математическая химия. Ее задача — применение математических методов для обработки химических закономерностей, поиска связей между строением и свойствами веществ, кодирования веществ по их молекулярной структуре, подсчета числа изомеров органических веществ. Современная химия самым тесным образом взаимодействует со всеми другими областями естествознания. Ни одно серьезное химическое исследование не обходится без использования физических методов для установления структуры веществ и математических методов для анализа результатов.

ХИМИЯ КАК НАУКА

Основу химии составляют атомно-молекулярная теория, теория строения атомов и молекул, закон сохранения массы и энергии и периодический закон.

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый М.В.Ломоносов. Основные положения этого учения изложены в работе "Элементы математической химии" (1741) и ряде других. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.

• Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы). Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).   Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.
• Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы).
• Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).
•   Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.
• Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

Молекула  — это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением.

Атом  — наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям:

Атом — это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру. Большинство же твердых неорганических веществ не имеет молекулярной структуры: их решетка состоит не из молекул, а из других частиц (ионов, атомов); они существуют в виде макротел (кристалл хлорида натрия, кусок меди и др.). Не имеют молекулярной структуры соли, оксиды металлов, алмаз, кремний, металлы.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ И ЭНЕРГИИ

После доказательства существования атомов и молекул важнейшим открытием атомно-молекулярной теории стал закон сохранения массы, который был сформулирован в виде философской концепции великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым в 1748 г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756 г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789 г.

М.В.Ломоносов

А.Л.Лавуазье

Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ И ЭНЕРГИИ

Закон сохранения массы является частным случаем общего закона природы — закона сохранения энергии, который утверждает, что энергия изолированной системы постоянна. Энергия — это мера движения и взаимодействия различных видов материи. При любых процессах в изолированной системе энергия не производится и не уничтожается, она может только переходить из одной формы в другую.

Одной из форм энергии является так называемая энергия покоя, которая связана с массой соотношением Эйнштейна

Е 0  = m 0 •с 2 ,

где с — скорость света в вакууме (с = 3•10 8  м/с).

Это соотношение показывает, что масса может переходить в энергию и наоборот. Именно это и происходит во всех ядерных реакциях, и поэтому закон сохранения массы в ядерных процессах нарушается. Однако, закон сохранения энергии остается справедливым и в этом случае, если учитывать энергию покоя.

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Атомно-молекулярное учение позволило объяснить основные понятия и законы химии. С точки зрения атомно-молекулярного учения химическим элементом называется каждый отдельный вид атомов. Важнейшей характеристикой атома является положительный заряд его ядра, численно равный порядковому номеру элемента. Значение заряда ядра служит отличительным признаком для различных видов атомов, что позволяет дать более полное определение понятия элемента:

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

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Известно 107 элементов. В настоящее время продолжаются работы по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.

Все элементы обычно делят на металлы и неметаллы. Однако это деление условно. Важной характеристикой элементов является их распространенность в земной коре, т.е. в верхней твердой оболочке Земли, толщина которой принята условно равной 16 км. 

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Периодическая система химических элементов — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (по-современному, от атомной массы).

Д.И.Менделеев

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Периодическая система Д. И. Менделеева стала важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях.

Прогнозирующая роль периодической системы, показанная ещё самим Менделеевым, в XX веке проявилась в оценке химических свойств трансурановых элементов.

Разработанная в XIX в. в рамках науки химии, периодическая таблица явилась готовой систематизацией типов атомов для новых разделов физики, получивших развитие в начале XX в. — физики атома и физики ядра. В ходе исследований атома методами физики было установлено, что порядковый номер элемента в таблице Менделеева, называемый также числом Менделеева, (атомный номер) является мерой электрического заряда атомного ядра этого элемента, номер горизонтального ряда (периода) в таблице определяет число электронных оболочек атома, а номер вертикального ряда — квантовую структуру верхней оболочки, чему элементы этого ряда и обязаны сходством химических свойств.

Появление периодической системы и открытие периодического закона открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук — взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях Д. И. Менделеевым и его последователями создана стройная система, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы, предвидеть.

Периодическая система химических элементов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современная химия очень многогранна. Ежегодно в нашей стране выпускаются миллионы тонн хи­мической продукции. Химия обеспечивает переработку полезных ис­копаемых в топливо, ядерное горючее, простые и жаростойкие ма­териалы для космических кораблей и ракет. Продукты химии широко используются в быту: изделия из искусственных волокон, искус­ственной кожи, пластмассы, лаки, краски, клеи, моющие средства и т.д. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• http://www.himhelp.ru/section23/section1/section2cdty /
• http:// www.himhelp.ru/section23/section2/section12rtgbq/39.html
• https://ru.wikipedia.org/wiki
• http://www.himhelp.ru/section23/section1/himia_kak_nauka/