Концепции современного естествознания


Лекция 15. Химические концепции



страница25/64
Дата30.07.2018
Размер2.74 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   64
Лекция 15. Химические концепции.

Химиянаука о составе, строении и превращении веществ.

Химия разделяется на две крупные части: учение о составе вещества и химическую кинетику (учение о химической реакции).


Учение о составе вещества.

Химическое вещество определяют как материальную структуру (образование), состоящую из химических элементов.

Химическое вещество бывает простым и сложным.



Простым веществом является отдельный химический элемент. Точнее говоря, простое химическое вещество, состоящее из атомов одного и того же химического элемента. Оно может иметь молекулярное или атомное строение.

Некоторые элементы образуют несколько простых веществ. Это явление называется аллотропией. Аллотропия может быть обусловлена различным числом атомов в молекуле (например, обычный кислород О2 и озон О3) или различием в кристаллической решетке (например, алмаз и графит).



Сложное химическое вещество можно определить как материальную структуру, состоящую из атомов различных химических элементов, соединенных между собой химической связью.

Атом – химически неделимая нейтральная частица, состоящая из более мелких элементарных частиц – протонов, нейтронов и электронов. Их основные свойства – заряд и масса.

Протоны и нейтроны в атоме образуют положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома. Положительный заряд ядра определяется числом протонов в нем.

Электроны в атоме движутся вокруг ядра и занимают пространство, которое в несколько тысяч раз превышает размер самого ядра (диаметр ядра 10-12см, а диаметр атома 10-8см). Заряд ядра является главной характеристикой атома. Он определяет число его электронов. Химические же свойства атома зависят исключительно от его электронной структуры. В химических реакциях только электроны участвуют в образовании химической связи.

Химический элемент – это совокупность всех атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра. Строение атома химического элемента, например, углерода, записывают так: 612 С. Верхний индекс (12) соответствует массовому числу атомов (сумме протонов и нейтронов в ядре, численно равной его атомной массе), нижний индекс (6) – заряду ядра атома, т.е. количеству протонов в ядре и количеству электронов в атоме.

В принятой в химии системе атом обозначается первой буквой или первой и одной из последующих букв его латинского названия. В настоящее время известно 114 (по другим данным 118) химических элементов, многие из которых были искусственно синтезированы, а не обнаружены в природе.

Атомы тяжелых элементов (с порядковым номером выше 101) являются крайне неустойчивыми и, как правило, тут же распадаются после их синтеза. Время существования некоторых из них не превышает сотых, а то и тысячных долей секунды.

Молекулымельчайшие частицы вещества, сохраняющие его химические свойства.

Химические элементы принято делить на два больших класса: металлы и неметаллы.



Металлами называются те элементы, которые обладают такими свойствами как высокая электропроводность, высокая теплопроводность, ковкость, текучесть, специфический блеск и т.д. Свыше 80 из известных на сегодняшний день элементов являются металлами. Это железо, алюминий, платина, золото, серебро, ртуть и др.

Неметаллы не обладают указанными свойствами, к ним принадлежат водород, кислород, углерод, азот, хлор, фосфор, сера и др.

По степени распространенности на Земле химические элементы существенно разнятся между собой. Так, в химическом составе нашей планеты содержится 29,5% кислорода – это самый распространенный химический элемент на земной поверхности. Десять наиболее распространенных на Земле элементов: кислород (О), кремний (Si), алюминий (Аl), железо (Fe), медь (Cu), натрий (Na), калий (К), магний (Mg), титан (Ti) и марганец (Mn) образуют 99,92% земной коры, в то время как доля всех остальных элементов (а их около ста), вместе взятых, составляет менее 0,1%.

Химические элементы выступают в различных формах, называемых изотопами. Термин «изотоп» обозначает разновидности (модификации) одного и того же химического элемента, отличающиеся атомной массой. Атомы изотопов какого-либо химического элемента содержат одинаковое число протонов, но количество нейтронов в них оказывается разным. Подавляющее большинство химических элементов имеет свои изотопные модификации. Так, водород имеет два изотопа, кислород – три, железо – четыре и т.д. Принято различать устойчивые (стабильные) изотопы и нестабильные – радиоактивные изотопы, которые являются источником излучения.

Сложное химическое вещество образуется из простых или из менее сложных веществ путем химического синтеза и может быть разложимо на свои составляющие части в результате обратного процесса – химического анализа.

Химические анализ и синтез, следовательно, суть процессы, при которых одни вещества превращаются в другие, отличные от исходных по своим химическим свойствам. Анализ и синтез выступают основными формами химической реакции.



Химическая реакция – это процесс превращения одних веществ в другие, отличные от исходных по составу или строению. В ходе химической реакции подвергаются изменениям не атомы как таковые, а молекулы и кристаллические структуры.

Одним из самых химически активных элементов является углерод (С). Будучи в обычных условиях довольно инертным элементом, углерод при высоких температурах активизируется и вступает в химическую реакцию со многими элементами, образуя с ними всевозможные соединения. Атом углерода обладает уникальной способностью образовывать как углеродно-углеродные связи, так и связи с органогентамихимическими элементами, составляющими основу живой материи. К органогентам помимо углерода (С) относятся еще пять химических элементов: водород (Н), кислород (О), азот (N), фосфор (Р) и сера (S). Уникальность углерода объясняется способностью его атома образовывать почти все известные типы химической связи.

В химии существуют два важных понятия «степень окисления» и «валентность».

Процесс отдачи электронов называется окислением, а процесс присоединениявосстановлением. Количество отданных электронов равно количеству присоединенных. Атомы или ионы, которые в данной реакции присоединяют электроны, являются окислителями, а атомы или ионы, которые отдают электроны – восстановителями.


Каталог: doci -> kafedri -> phil
phil -> Примерная тематика докладов аспирантов по философии науки в 2015-2016 уч г. Общие проблемы философии науки «Венский кружок»
phil -> Примерная тематика рефератов аспирантов по истории науки в 2015-2016 уч г
phil -> Вопросы к экзамену по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Кандидатский экзамен по истории и философии науки
phil -> Чернов С. А. Начала философии. Ч. 2 – Учеб пособие – спбгут спб, 2005
phil -> Ш37 Рецензент
phil -> Вопросы к зачёту по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Русская философия о роли личности в истории государства


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   64


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница