Atomic molekular na agham

Ang konsepto ng bagay at paggalaw

Ang modernong kimika ay isa sa mga likas na agham, ang paksa ng pag-aaral kung saan ay bagay at isang sistema ng mga indibidwal na disiplina ng kemikal - inorganic, analytical, physical, organic, colloidal, atbp.

Lahat sa paligid natin magkakaibang mundo, ang buong hanay ng mga bagay at phenomena ay pinagsama ng isang karaniwang konsepto - bagay, kung saan kilala ang dalawang anyo ng pag-iral - sangkap at larangan.

Ang bagay ay isang materyal na pormasyon na binubuo ng mga particle na may sariling masa o rest mass. Makabagong agham Ang iba't ibang uri ng mga sistema ng materyal at ang kaukulang antas ng istruktura ng bagay ay kilala. Kabilang dito ang parehong mga elementarya na particle (mga electron, proton, neutron, atbp.) at mga macroscopic na katawan na may iba't ibang laki (geological system, planeta, bituin, star cluster, Galaxy, galaxy system, atbp.) Ang modernong kaalaman sa istruktura ng bagay ay umaabot mula sa 10 -14 cm dati 10 28 cm(humigit-kumulang 13 bilyon light years).

Hindi tulad ng bagay, ang isang patlang ay isang materyal na daluyan kung saan nakikipag-ugnayan ang mga particle. Halimbawa, sa isang electronic field, ang interaksyon ay nangyayari sa pagitan ng mga sisingilin na particle, at sa isang nuclear field, ang interaksyon ay nangyayari sa pagitan ng mga proton at neutron.

Ang mga unibersal na anyo ng pagkakaroon ng bagay ay espasyo at oras, na hindi umiiral sa labas ng bagay, tulad ng hindi maaaring magkaroon ng mga materyal na bagay na walang spatiotemporal na katangian.

Ang pangunahing at mahalagang pag-aari ng bagay ay ang paggalaw - ang paraan ng pagkakaroon nito. Ang mga anyo ng paggalaw ng bagay ay lubhang magkakaibang, sila ay magkaugnay at maaaring lumipat mula sa isa't isa. Halimbawa, ang mekanikal na anyo ng paggalaw ng bagay ay maaaring mag-transform sa isang electrical form, isang electrical form sa isang thermal form, atbp. Ang sukatan ng paggalaw ng bagay, ang quantitative na katangian nito, ay enerhiya.

Kahulugan ng Chemistry

Iba't ibang hugis ang mga paggalaw ng bagay ay pinag-aaralan ng iba't ibang mga agham - pisika, kimika, biology, atbp. Pinag-aaralan ng kimika ang kemikal na anyo ng paggalaw ng bagay, na nauunawaan bilang isang pagbabago sa husay sa mga sangkap, ang pagbabago ng ilang mga sangkap sa iba. Sa kasong ito, ang mga kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo na bumubuo sa sangkap ay nasira, muling lumitaw o muling ipinamahagi. Bilang resulta ng mga proseso ng kemikal, lumilitaw ang mga bagong sangkap na may mga bagong pisikal at kemikal na katangian.

Kaya, ang kimika ay isang agham na nag-aaral ng mga proseso ng pagbabagong-anyo ng mga sangkap, na sinamahan ng mga pagbabago sa komposisyon, istraktura at mga katangian, pati na rin ang magkaparehong mga paglipat sa pagitan ng mga prosesong ito at iba pang mga anyo ng paggalaw ng bagay.

Ang object ng pag-aaral sa kimika ay mga elemento ng kemikal at ang kanilang mga compound. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga katangian ng mga sangkap at ang kanilang mga pagbabago, ang kimika ay nagpapakita ng mga batas ng kalikasan, nakikilala ang bagay at ang paggalaw nito. Ang pag-aaral ng kimika bilang isa sa pinakamahalagang pangunahing likas na agham ay kinakailangan para sa pagbuo ng isang pang-agham na pananaw sa mundo.

Atomic-molecular science

Ang agham ng atomic-molecular ay binuo at unang inilapat sa kimika ng mahusay na siyentipikong Ruso na si M.V. Lomonosov. Ang mga pangunahing probisyon ng kanyang pagtuturo ay itinakda sa gawaing "Mga Elemento ng Mathematical Chemistry". Ang kakanyahan ng mga turo ng M.V. Lomonosov ay bumaba sa mga sumusunod.

1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng "mga corpuscles" (bilang M.V. Lomonosov na tinatawag na mga molekula). 2. Ang mga molekula ay binubuo ng mga elemento (atoms). 3. Particle - ang mga molekula at atom ay patuloy na gumagalaw. 4. Ang mga molekula ng mga simpleng sangkap ay binubuo ng magkatulad na mga atomo, mga molekula ng mga kumplikadong sangkap - ng iba't ibang mga atomo.

Ang doktrinang ito ay kalaunan ay binuo sa mga gawa nina D. Dalton at J. Berzelius. Ang teorya ng atomic-molecular sa kimika ay sa wakas ay naitatag noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Sa International Congress of Chemists sa Karlsruhe noong 1860, pinagtibay ang mga kahulugan ng mga konsepto ng elemento ng kemikal, atom at molekula.

Ang atom ay ang pinakamaliit na butil ng elementong kemikal na may mga katangiang kemikal nito at hindi mahahati sa mga reaksiyong kemikal.

Ang molekula ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na may mga katangiang kemikal nito. Ang mga kemikal na katangian ng isang molekula ay natutukoy sa pamamagitan ng komposisyon at istrukturang kemikal nito.

Ang lahat ng mga sangkap ay nahahati sa simple at kumplikado.

Ang isang simpleng sangkap ay binubuo ng mga atomo ng parehong elemento.

Ang isang kumplikadong sangkap ay binubuo ng mga atomo ng iba't ibang elemento. Halimbawa, tanso oksido (II) nabuo ng mga atomo ng mga elementong tanso at oxygen.

100 taon lamang ang nakalipas, ang atom ay tiningnan bilang isang hindi mahahati na nilalang. Gayunpaman, ayon sa mga modernong konsepto, mayroon ang atom kumplikadong istraktura at binubuo ng tatlong subatomic particle: protons, neutrons at electron. Ang mga proton ay may positibong singil; Ang mga neutron ay walang singil at ang mga electron ay may negatibong singil. Ang mga singil sa proton at electron ay pareho sa magnitude. Ang mga proton at neutron ay magkasamang sumasakop sa napakaliit na volume ng isang atom, na tinatawag na nucleus. Karamihan sa natitirang dami ng atom ay ang espasyo kung saan gumagalaw ang mga electron. Dahil ang mga atom ay walang netong singil sa kuryente, ang bawat atom ay naglalaman ng pantay na bilang ng mga electron at proton. Ang singil ng nucleus ay tinutukoy ng bilang ng mga proton.

Ang isang elemento ng kemikal ay isang uri ng mga atomo na nailalarawan sa parehong nuclear charge at, nang naaayon, nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na hanay ng mga katangian. Ang mga atom ng parehong elemento na naiiba sa bilang ng mga neutron, at samakatuwid sa masa, ay tinatawag na isotopes. Simbolo 12 6 C o simple lang 12 C nangangahulugang isang carbon atom na may anim na proton at anim na neutron. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ng isang atom ay tinatawag na atomic number. Superscript (12) ay tinatawag na mass number at nagpapahiwatig ng kabuuang bilang ng mga proton at neutron sa nucleus ng isang atom.

Ang konsepto ng "elemento ng kemikal" ay hindi maaaring makilala sa konsepto ng "simpleng sangkap". Ang isang simpleng sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na density, solubility, pagkatunaw at mga punto ng kumukulo, atbp. Ang mga katangiang ito ay nauugnay sa isang hanay ng mga atomo at ang mga ito ay naiiba para sa iba't ibang mga simpleng sangkap.

Ang isang kemikal na elemento ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na nuclear charge, isotopic composition, atbp. Ang mga katangian ng isang elemento ay nauugnay sa mga indibidwal na atomo nito.

Ang mga kumplikadong sangkap ay hindi binubuo ng mga simpleng sangkap, ngunit mula sa mga elemento. Halimbawa, ang tubig ay hindi binubuo ng mga simpleng sangkap na hydrogen at oxygen, ngunit ng mga elementong hydrogen at oxygen.

Maraming mga elemento ng kemikal ang bumubuo ng ilang mga simpleng sangkap na naiiba sa istraktura at mga katangian. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na allotropy, at ang mga nagresultang sangkap ay tinatawag na allotropic modifications o modifications. Kaya, ang elementong oxygen ay bumubuo ng dalawang allotropic modification: oxygen O 2 at ozone O 3; elemento ng carbon - tatlo: brilyante, grapayt at karbin.

Ang kemikal na anyo ng paggalaw ng bagay ay pinag-aaralan at nalalaman sa pamamagitan ng pagsukat ng mga pisikal na katangian at pisikal na dami na likas sa bawat sangkap. Ang isang pisikal na dami ay, halimbawa, ang masa ng isang sangkap, ang density nito, ang punto ng pagkatunaw. Sa kimika, ang mga konsepto ng kamag-anak na atomic at molekular na masa ng isang sangkap ay malawakang ginagamit.

Relatibong atomic mass. Ang masa ng mga atomo ay napakaliit. Kaya, ang masa ng isang hydrogen atom ay 1.674×10 -27 kg, oxygen - 2.667×10 -26 kg. Sa kimika, tradisyonal na ginagamit nila ang kamag-anak kaysa sa ganap na mga halaga ng masa. Ang yunit ng relatibong masa ay ang atomic mass unit (pinaikling a.e.m.), na kumakatawan 1/12 carbon atom mass - 12 , ibig sabihin. carbon isotope 6 C - 1.66×10 -27 kg. Dahil ang karamihan sa mga elemento ay may mga atom na may iba't ibang masa, ang relatibong atomic na masa ng isang elemento ng kemikal ay isang walang sukat na dami na katumbas ng ratio ng average na masa ng isang atom ng natural na isotopic na komposisyon ng elemento sa 1/12 masa ng isang carbon atom.

Ang relatibong atomic mass ng isang elemento ay tinutukoy ng Isang r. Halimbawa,

saan 1.993·10 -26 kg– masa ng isang carbon atom.

Kamag-anak na molekular na timbang. Ang mga kamag-anak na masa ng molekular, tulad ng mga masa ng atom, ay ipinahayag sa mga yunit ng masa ng atom. Ang relatibong molecular mass ng isang substance ay isang walang sukat na dami na katumbas ng ratio ng average na masa ng isang molekula ng natural na isotopic na komposisyon ng substance sa 1/12 masa ng carbon atom 12 6 C.

Ang kamag-anak na molekular na timbang ay tinutukoy ng Ginoo. Ito ay ayon sa bilang na katumbas ng kabuuan ng mga relatibong atomic na masa ng lahat ng mga atomo na bumubuo sa molekula ng isang sangkap, at kinakalkula gamit ang pormula ng sangkap. Halimbawa, M r (H 2 O) bubuuin ng 2 A r (N)» 2; A r (O) = 1 × 16 = 16; M r (H 2 O) = 2 + 16 = 18.

Mol. SA internasyonal na sistema mga yunit (SI) Ang nunal ay kinuha bilang isang yunit ng dami ng isang sangkap. Ang nunal ay ang dami ng isang substance na naglalaman ng napakaraming istruktura o formulaic (FE) units (molecules, atoms, ions, electron o iba pa), kung gaano karaming mga atom ang naroroon 0.012 kg carbon isotope 12 6 C.

Pag-alam sa masa ng isang carbon atom 12 C (1.993×10 -26 kg), kalkulahin ang bilang ng mga atom N A V 0.012 kg carbon.

Bilang ng mga particle sa 1 nunal anumang sangkap ay pareho. Ito ay pantay 6.02×10 23 at tinatawag na Avogadro's constant (denote N A, sukat 1/mol o nunal -1). Malinaw, sa 2 mol mapapaloob ang carbon 2 × 6.02 × 10 23 mga atomo, sa 3 mol - 3 × 6.02 × 10 23 mga atomo.

Molar mass. Ito ay karaniwang itinalaga M. Ang molar mass ay isang halaga na katumbas ng ratio ng mass ng isang substance sa dami ng substance. Ito ay may sukat kg/mol o g/mol. Halimbawa, M = m/n o M = m/n, Saan m- masa sa gramo; n(hubad) o n- dami ng sangkap sa mga moles, M- molar mass sa g/mol- isang pare-parehong halaga para sa bawat ibinigay na sangkap. Kaya, kung ang masa ng isang molekula ng tubig ay katumbas ng 2.99×10 -26 kg, pagkatapos ay ang molar mass M(H2O) = 2.99×10 -26 kg × 6.02×10 23 mol -1 = 0.018 kg/mol o 18 g/mol. Sa pangkalahatan, ang molar mass ng isang substance, na ipinahayag sa g/mol, ay katumbas ng bilang sa relatibong atomic o relatibong molekular na masa ng sangkap na ito.

Halimbawa, ang mga kamag-anak na atomic at molekular na masa C, O2, H2S ayon sa pagkakapantay-pantay 12, 32, 34, at ang kanilang mga molar mass ay ayon sa pagkakabanggit 12, 32, 34 g/mol.

Atomic-molecular science, ang duyan kung saan ay Sinaunang Greece, ay may natatanging kahalagahan para sa pagbuo ng kimika. Ang atomismo ng mga sinaunang materyalistang Griyego ay nahiwalay sa atin ng isang 25-siglo na panahon, gayunpaman, ang lohika ng mga Griyego ay napakaganda na pilosopikal na doktrina tungkol sa discrete structure ng matter, na binuo nila, ay hindi sinasadyang sumanib sa kamalayan sa ating mga ideya ngayon. Paano nagmula ang atomismo? Pangunahing siyentipikong pamamaraan sinaunang Greek philosophers ay talakayan, pagtatalo. Upang mahanap ang "mga ugat na sanhi" sa mga hindi pagkakaunawaan, marami ang napag-usapan mga problema sa lohika, isa na rito ang problema tungkol sa isang bato: ano ang mangyayari kung sisimulan mo itong durugin?

Karamihan sa mga pilosopo ay naniniwala na ang prosesong ito ay maaaring ipagpatuloy nang walang katapusan. At tanging si Leucipus (500-440 BC) at ang kanyang paaralan ay nagtalo na ang prosesong ito ay hindi walang katapusang: kapag nadurog, sa huli, isang butil ang makukuha, ang karagdagang dibisyon kung saan ay magiging imposible lamang. Batay sa konseptong ito, nagtalo si Leucippus: ang materyal na mundo ay discrete, ito ay binubuo ng pinakamaliit na particle at kawalan ng laman. Ang estudyante ni Leucippus na si Democritus (460--370 BC) ay tumawag maliliit na particle"indivisible," na sa Griyego ay nangangahulugang "atom." Ito ang pangalang ginagamit natin hanggang ngayon. Bumuo si Democritus ng isang bagong doktrina - "atomism", na inilarawan sa mga atomo tulad ng "modernong" mga katangian tulad ng laki at hugis, ang kakayahang lumipat.

Ang tagasunod ni Democritus Epicurus (342--270 BC) ay nagbigay ng pagkakumpleto ng atomismo ng sinaunang Griyego, na nagmumungkahi na ang mga atomo ay may panloob na pinagmulan paggalaw, at sila mismo ay nagagawang makipag-ugnayan sa isa't isa. Ang lahat ng mga probisyon ng sinaunang Greek atomism ay mukhang moderno, at natural na mauunawaan natin ang mga ito. Pagkatapos ng lahat, sinuman sa atin, na tumutukoy sa karanasan ng agham, ay maaaring maglarawan ng maraming mga kagiliw-giliw na mga eksperimento na nagpapatunay sa bisa ng alinman sa mga konsepto na iniharap. Ngunit ang mga ito ay ganap na hindi maintindihan 20-25 siglo na ang nakalilipas, dahil ang mga sinaunang Griyegong atomista ay hindi makapagbigay ng anumang eksperimentong ebidensya na nagpapatunay sa bisa ng kanilang mga ideya. Kaya, kahit na ang atomismo ng mga sinaunang Griyego ay mukhang nakakagulat na moderno, wala sa mga probisyon nito ang napatunayan noong panahong iyon. Dahil dito, "ang atomismo, na binuo ni Leucippus, Democritus at Epicurus, ay at nananatiling isang hula lamang, isang matapang na palagay, isang pilosopikal na konsepto, ngunit sinusuportahan ng pagsasanay. Ito ay humantong sa katotohanan na ang isa sa mga makikinang na hula ng pag-iisip ng tao ay unti-unting ibinaon sa limot.

May iba pang mga dahilan kung bakit ang mga turo ng mga atomista ay nakalimutan sa mahabang panahon. Sa kasamaang palad, ang mga atomista ay hindi nag-iwan ng mga sistematikong gawa, at ang mga indibidwal na talaan ng mga pagtatalo at mga talakayan na ginawa ay nagpahirap lamang na bumuo ng isang tamang ideya ng pagtuturo sa kabuuan. Ang pangunahing bagay ay ang maraming mga konsepto ng atomismo ay erehe at ang opisyal na simbahan ay hindi maaaring suportahan ang mga ito.

Ang mga turo ng mga atomista ay hindi naalala sa halos 20 siglo. At sa ika-17 siglo lamang. Ang mga ideya ng mga sinaunang Griyegong atomista ay nabuhay muli salamat sa gawain ng pilosopong Pranses na si Pierre Gassendi (1592-1655). Siya ay gumugol ng halos 20 taon; upang ibalik at pagsama-samahin ang mga nakalimutang konsepto ng mga sinaunang pilosopong Griyego, na inilarawan niya nang detalyado sa kanyang mga akda na "C) ang buhay, moral at turo ni Epicurus" at "The Code of Philosophy of Epicurus". Ang dalawang aklat na ito, kung saan ang mga pananaw ng mga sinaunang materyalistang Griyego ay unang sistematikong ipinakita, ay naging isang "aklat-aralin" para sa mga siyentipiko at pilosopo sa Europa. Bago ito, ang tanging mapagkukunan na nagbigay ng impormasyon tungkol sa mga pananaw ni Democritus - Epicurus ay ang tula na "On the Nature of Things" ng Romanong makata na si Lucretius. Alam ng kasaysayan ng agham ang maraming kamangha-manghang mga pagkakataon. Narito ang isa sa mga ito: ang muling pagkabuhay ng sinaunang atomismo ng Griyego ay kasabay ng panahon ng pagkakatatag ni R. Boyle (1627-1691) ng isang pangunahing batas na naglalarawan ng mga pagbabago sa dami ng isang gas depende sa presyon nito. Ang atomismo lamang ang makapagbibigay ng husay na paliwanag para sa mga katotohanang naobserbahan ni Boyle: kung ang isang gas ay may discrete na istraktura, iyon ay, ito ay binubuo ng mga atomo at kawalan ng laman, kung gayon ang kadalian ng pag-compress nito ay dahil sa pagsasama-sama ng mga atom bilang resulta ng isang pagbawas sa libreng espasyo sa pagitan nila. Ang unang mahiyain na pagtatangka na gumamit ng atomism upang ipaliwanag ang quantitatively observed natural phenomena ay nagbibigay-daan sa amin upang gumuhit ng dalawang napakahalagang konklusyon:

• 1. Ang pagkakaroon ng pagbabago mula sa isang pilosopikal na hypothesis tungo sa isang siyentipikong konsepto, ang atomismo ay maaaring maging isang makapangyarihang kasangkapan na nagpapahintulot sa atin na magbigay lamang tamang interpretasyon ang pinaka-magkakaibang likas na phenomena.
• 2. Upang mabilis na mabago ang atomism mula sa isang pilosopikal na hypothesis tungo sa isang siyentipikong konsepto, ang patunay ng pagkakaroon ng mga atomo ay dapat, una sa lahat, na hanapin sa pag-aaral ng mga gas, at hindi likido at solidong mga sangkap, na dati nang pinag-aralan ng mga chemist. Gayunpaman lilipas pa rin Mga 100 taon bago nagsimulang seryosong pag-aralan ng mga chemist ang mga gas. Pagkatapos ay susundan ng isang kaskad ng mga pagtuklas ng mga simpleng sangkap: hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine. At ilang sandali pa, ang mga gas ay makakatulong sa pagtatatag ng mga batas na karaniwang tinatawag na mga pangunahing batas ng kimika. Papayagan nila tayong bumalangkas ng mga pangunahing probisyon ng atomic-molecular na doktrina.

Ang konsepto at istraktura ng atom

Ang isa sa mga pangunahing konsepto ng kimika at iba pang natural na agham ay ang atom. Ang terminong ito ay may mahabang pinagmulan; ito ay nagsimula noong mga 2500 taon. Ang konsepto ng atom ay unang lumitaw sa Sinaunang Greece, sa paligid ng ika-5 siglo. BC e. Ang mga nagtatag ng doktrinang atomistiko ay ang mga sinaunang pilosopong Griyego na si Leucippus at ang kanyang estudyanteng si Democritus. Sila ang naglagay ng ideya ng discrete structure ng matter at ipinakilala ang terminong "ATOM". Tinukoy ni Democritus ang atom bilang ang pinakamaliit, higit na hindi mahahati, na butil ng bagay.

Ang mga turo ni Democritus ay hindi naging laganap, at para sa isang mahabang makasaysayang panahon sa kimika (at sa panahon ng Middle Ages - alchemy) ang teorya ni Aristotle (384 - 322 BC) ay nangingibabaw. Ayon sa mga turo ni Aristotle, ang mga pangunahing prinsipyo ng kalikasan ay abstract "mga prinsipyo": malamig, init, pagkatuyo at halumigmig, ang kumbinasyon na bumubuo sa apat na pangunahing "elemento": lupa, hangin, apoy at tubig.

Sa simula pa lang XIX na siglo Ang Ingles na siyentipiko na si John Dalton ay bumalik sa mga atomo bilang ang pinakamaliit na particle ng bagay at ipinakilala ang terminong ito sa agham. Ito ay nauna sa gawain ng mga kahanga-hangang siyentipiko gaya ni R. Boyle (sa aklat na "The Skeptical Chemist" ay nagbigay siya ng matinding suntok sa mga ideya ng mga alchemist), J. Priestley at C.W. Scheele (pagtuklas ng oxygen), G. Cavendish (pagtuklas ng hydrogen), A. L. Lavoisier (isang pagtatangka na ipunin ang unang talahanayan ng mga simpleng sangkap), M. V. Lomonosov (ang mga pangunahing prinsipyo ng atomic-molecular science, ang batas ng konserbasyon ng masa), J. L. Proust (ang batas ng constancy ng komposisyon ) at marami pang iba.

Atom(Griyego ατομος - hindi mahahati) ay ang pinakamaliit na butil ng isang elemento ng kemikal na may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral at maging tagapagdala ng mga katangian nito. Ang atom ay isang electrically neutral microsystem na binubuo ng isang positively charged nucleus at isang katumbas na bilang ng mga electron.

Ang uri ng isang atom ay tinutukoy ng komposisyon ng nucleus nito. Ang mga atomo ng bawat uri ay magkatulad sa isa't isa, ngunit iba ang mga ito sa mga atomo ng anumang iba pang uri. Kaya, ang mga atomo ng carbon, nitrogen at oxygen ay may iba't ibang laki at naiiba sa pisikal at kemikal na mga katangian. Ang nucleus ay binubuo ng mga electron, proton at neutron, na pinagsama-samang tinatawag na mga nucleon.

Elektron[sinaunang Griyego ηλεκτρον - amber (ay mahusay na nakuryente sa pamamagitan ng friction)] - isang matatag na elementary particle na may rest mass na katumbas ng 9.109·10 -31 kg = 5.486·10 -4 amu. , at nagdadala ng elementarya na negatibong singil na katumbas ng 1.6·10 -19 C.

Sa kimika at pisika, kapag nilulutas ang maraming problema, ang singil ng isang elektron ay itinuturing na - 1 at ang mga singil ng lahat ng iba pang mga particle ay ipinahayag sa mga yunit na ito. Ang mga electron ay bahagi ng lahat ng mga atomo.

Proton(Griyego πρωτοσ - una) - isang elementarya na butil na mahalaga bahagi lahat ng atomic nuclei mga elemento ng kemikal, may rest mass Ginoo= 1.672·10 -27 kg = 1.007 a.m.u. at elementarya positibo singil ng kuryente, katumbas ng magnitude sa singil ng electron, i.e. 1.6·10 -19 Cl.

Tinutukoy ng bilang ng mga proton sa nucleus ang atomic number ng isang kemikal na elemento.

Neutron(lat. neutral- ni isa o ang isa pa) - isang electrically neutral na elementary particle na may rest mass na bahagyang mas malaki kaysa sa rest mass ng isang proton m n= 1.65·10 -27 kg = 1.009 a.u.m.

Kasama ng proton, ang neutron ay bahagi ng lahat ng atomic nuclei (maliban sa nucleus ng hydrogen isotope 1 H, na isang proton).

Mga katangian ng indibidwal na mga particle ng elementarya

Elementarya na butil	Pagtatalaga	Timbang		Pagsingil ng kuryente
		sa mga unit SI (kg)	sa amu	sa Kl	sa mga singil ng elektron
Elektron	e-	9.109 10 -31	5.486·10 -4	1.6·10 -19	-1
Proton	p	1.672·10 -27	1,007	1.6·10 -19	1
Neutron	n	1.675·10 -27	1,009	0	0

Ang pangkalahatang (pangkat) na pangalan para sa mga proton at neutron ay mga nucleon.

Ang konsepto at anyo ng pagkakaroon ng isang kemikal na elemento

Elemento ng kemikal- isang uri ng mga atom na may parehong nuclear charge.

Ang isang kemikal na elemento ay isang konsepto, hindi isang materyal na butil. Ito ay hindi isang atom, ngunit isang koleksyon ng mga atom na nailalarawan sa isang tiyak na tampok - ang parehong nuclear charge.

Ang mga atom ng isang elemento ay maaaring magkaroon ng iba't ibang bilang ng mga neutron sa nucleus, at samakatuwid ay magkakaibang masa.

Pangkalahatang numero- ang kabuuang bilang ng mga nucleon (proton at neutron) sa nucleus.

Ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga proton, ang bilang nito ay katumbas ng atomic number ng elemento. (Z), at mga neutron (N). A = Z + N, Saan A- Pangkalahatang numero.

Mga nuclides(lat. nucleus- nucleus) - ang pangkalahatang pangalan ng atomic nuclei, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na bilang ng mga proton at neutron (halaga positibong singil at bilang ng masa).

Upang ipahiwatig ang isang elemento ng kemikal, sapat na pangalanan lamang ang isang dami - ang singil ng nucleus, i.e. ang serial number ng isang elemento sa Periodic Table. Upang matukoy ang isang nuclide, ito ay hindi sapat - ang mass number nito ay dapat ding ipahiwatig.

Minsan, hindi ganap na tumpak, ang konsepto ng "nuclide" ay hindi tumutukoy sa nucleus mismo, ngunit sa buong atom.

Isotopes(Griyego ισος - magkapareho + τοπος - lugar) - mga nuclide na may parehong bilang ng mga proton, ngunit naiiba sa mga numero ng masa.

Ang mga isotopes ay mga nuclides na sumasakop sa parehong lugar sa Periodic Table, iyon ay, mga atomo ng parehong elemento ng kemikal.

Halimbawa: 11 22 Na, 11 23 Na, 11 24 Na.

Isobars(Griyego ιςο - katumbas + βαροσ - timbang) - mga nuclide na may parehong mga numero ng masa, ngunit ibang bilang ng mga proton (ibig sabihin, nauugnay sa iba't ibang elemento ng kemikal).

Halimbawa: 90 Sr, 90 Y, 90 Zr.

Isotones- mga nuclid na may ang parehong numero mga neutron.

Kapag ang mga atom ay nakikipag-ugnayan sa kemikal, ang mga molekula ay nabuo.

Molecule(maliit mula sa lat. mga nunal- mass) ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na tumutukoy sa mga katangian nito. Binubuo ng mga atom ng isa o iba't ibang elemento ng kemikal at umiiral bilang isang sistema atomic nuclei at mga electron. Sa kaso ng mga monotomic molecule (halimbawa, mga noble gas) ang mga konsepto ng atom at molekula ay pareho.

Ang mga molekula ay monatomic (halimbawa, mga molekula ng helium Hindi), diatomic (nitrogen N 2, carbon monoxide CO), polyatomic (tubig H 2 O, bensina C 6 H 6) at polymeric (naglalaman ng hanggang daan-daang libo o higit pang mga atomo - mga molekula ng mga metal sa isang compact na estado, mga protina, kuwarts).

Ang mga atomo ay hawak sa isang molekula sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal.

Sa kimika, bilang karagdagan sa mga atomo at molekula, kailangan nating isaalang-alang ang iba pang mga yunit ng istruktura: mga ion at mga radikal.

Mga ion(Griyego ιον - going) - electrically charged particle na nabuo mula sa mga atom (o atomic group) bilang resulta ng pagdaragdag o pagkawala ng mga electron.

Ang mga positibong sisingilin ay tinatawag na mga ion mga kasyon(Griyego κατα down + ion), negatibong sisingilin - mga anion(Griyego ανα - pataas + ion).

Halimbawa: K+- potassium cation, Fe 2+- kasyon ng bakal, NH4+- ammonium cation, Cl - - chlorine anion (chloride anion), S 2-- sulfur anion (sulfide anion), SO 4 2-- sulfate anion.

Mga radikal(lat. radicalis- radical) - mga particle (mga atomo o grupo ng mga atomo) na may hindi magkapares na mga electron.

Ang mga ito ay lubos na reaktibo.

Halimbawa: N- hydrogen radical, C1- chlorine radical, CH 3- methyl radical.

Kasabay nito, ang mga paramagnetic molecule, halimbawa, O 2, HINDI, HINDI 2 ang pagkakaroon ng mga hindi magkapares na electron ay hindi mga radical.

Simpleng sangkap- isang sangkap na binubuo ng mga atomo ng isang elementong kemikal.

Ang isang simpleng sangkap ay isang anyo ng pagkakaroon ng isang kemikal na elemento. Maraming mga elemento ang maaaring umiiral sa anyo ng ilang mga simpleng sangkap, halimbawa, carbon (graphite, brilyante, carbyne, fullerenes), posporus (puti, pula, itim), oxygen (ozone, oxygen).

Mga 400 simpleng sangkap ang kilala.

Allotropy(Griyego αλλοσ - iba + τροπε - pag-ikot) - ang kakayahan ng isang elemento ng kemikal na umiral sa anyo ng dalawa o higit pang mga simpleng sangkap na naiiba sa bilang ng mga atomo sa molekula (halimbawa, O 2 At O 3) o iba't ibang istrukturang kristal (graphite at brilyante).

Polymorphism(Griyego πολιμορφοσ - diverse) - ang kakayahan ng mga solid na umiral sa dalawa o higit pang mga anyo na may iba't ibang mga istraktura ng kristal at iba't ibang mga katangian. Ang ganitong mga anyo ay tinatawag na polymorphic modifications.

Halimbawa: FeS 2 ay maaaring bumuo ng dalawang sangkap na may magkakaibang istrukturang kristal (polymorphs): ang isa ay tinatawag na pyrite, at ang isa ay marcasite. Ang mga sangkap ba na ito ay allotropic modifications? Hindi sila.

Ang allotropy ay nalalapat lamang sa mga simpleng sangkap at isinasaalang-alang ang parehong pagkakaiba sa komposisyon ng kanilang mga molekula at ang pagkakaiba sa istraktura kristal na sala-sala. Kung pinag-uusapan natin tungkol sa pagkakaiba sa istraktura ng mga kristal na sala-sala ng mga simpleng sangkap, kung gayon ang mga konsepto ng polymorphism at allotropy ay nag-tutugma, halimbawa, tungkol sa grapayt at brilyante maaari nating sabihin na ang mga ito ay mga allotropic form, o maaari nating sabihin na sila ay polymorphic form.

M. V. Lomonosov, J. Dalton, A. Lavoisier, J. Proust, A. Avogadro, J. Berzelius, D. I. Mendeleev, A. M. Butlerov ay gumawa ng malaking kontribusyon sa pag-unlad ng atomic-molecular science. Ang unang tinukoy ang kimika bilang isang agham ay si M. V. Lomonosov. Nilikha ni Lomonosov ang doktrina ng istruktura ng bagay at inilatag ang pundasyon para sa teorya ng atomic-molecular. Ito ay bumagsak sa mga sumusunod na probisyon:

1. Ang bawat sangkap ay binubuo ng maliliit, hindi mahahati na mga particle sa pisikal (tinawag sila ni Lomonosov na mga corpuscle, nang maglaon ay tinawag silang mga molekula).

2. Ang mga molekula ay nasa pare-pareho, kusang paggalaw.

3. Ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo (tinawag sila ni Lomonosov na mga elemento).

4. Ang mga atom ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na sukat at masa.

5. Ang mga molekula ay maaaring binubuo ng magkapareho at magkaibang mga atomo.

Ang molekula ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na nagpapanatili ng komposisyon at mga katangian ng kemikal nito. Ang molekula ay hindi maaaring magpira-piraso nang hindi nagbabago mga katangian ng kemikal mga sangkap. Mayroong mutual attraction sa pagitan ng mga molecule ng isang substance, na nag-iiba para sa iba't ibang substance. Ang mga molekula sa mga gas ay umaakit sa isa't isa nang napakahina, habang ang mga puwersa ng pag-akit sa pagitan ng mga molekula sa mga likido at solid ay medyo malakas. Ang mga molekula ng anumang sangkap ay patuloy na gumagalaw. Ipinapaliwanag ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, halimbawa, ang pagbabago sa dami ng mga sangkap kapag pinainit.

Ang mga atomo ay ang pinakamaliit, hindi mahahati sa kemikal na mga particle na bumubuo sa mga molekula. Ang atom ay ang pinakamaliit na particle ng isang elemento na nagpapanatili ng mga katangiang kemikal nito. Iba-iba ang mga atomo sa nuclear charges, mass at size. Sa mga reaksiyong kemikal, ang mga atomo ay hindi lumilitaw o nawawala, ngunit bumubuo ng mga molekula ng mga bagong sangkap. Ang isang elemento ay dapat isaalang-alang bilang isang species ng mga atom na may parehong nuclear charge.

Ang mga kemikal na katangian ng mga atomo ng parehong elemento ng kemikal ay pareho; ang gayong mga atomo ay maaaring magkaiba lamang sa masa. Ang iba't ibang mga atomo ng parehong elemento na may iba't ibang masa ay tinatawag na isotopes. Samakatuwid, mayroong mas maraming mga uri ng mga atom kaysa sa mga elemento ng kemikal.

Kinakailangang makilala ang mga konsepto ng "elemento ng kemikal" at "simpleng sangkap".

Ang sangkap ay isang tiyak na hanay atomic at molekular na particle sa alinman sa tatlong estado ng pagsasama-sama.

Ang pinagsama-samang estado ng isang sangkap ay isang estado ng isang sangkap na nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga katangian (ang kakayahang mapanatili ang hugis, dami).

Mayroong tatlong pangunahing estado ng pagsasama-sama: solid, likido at gas. Minsan hindi ganap na tama na uriin ang plasma bilang isang estado ng pagsasama-sama. Mayroong iba pang mga estado ng pagsasama-sama, halimbawa, mga likidong kristal o Bose-Einstein condensate.

Ang isang kemikal na elemento ay pangkalahatang konsepto tungkol sa mga atomo na may parehong nuclear charge at kemikal na katangian.

Mga katangiang pisikal, katangian ng isang simpleng sangkap, ay hindi maiuugnay sa isang kemikal na elemento.

Ang mga simpleng sangkap ay mga sangkap na binubuo ng mga atomo ng parehong elemento ng kemikal. Ang parehong elemento ay maaaring bumuo ng ilang mga simpleng sangkap.

Modernong pagtatanghal ng mga pangunahing probisyon ng atomic-molecular na pagtuturo:

1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga atomo.
2. Ang mga atomo ng bawat uri (elemento) ay magkapareho sa isa't isa, ngunit naiiba sa mga atomo ng anumang iba pang uri (elemento).
3. Kapag nag-interact ang mga atom, nabubuo ang mga molecule: homonuclear (kapag nag-interact ang mga atoms ng isang elemento) o heteronuclear (kapag nag-interact ang mga atoms ng iba't ibang elemento).
4. Sa panahon ng pisikal na phenomena, ang mga molecule ay napanatili, sa panahon ng kemikal na phenomena sila ay nawasak; Sa mga reaksiyong kemikal, ang mga atomo, hindi katulad ng mga molekula, ay napanatili.
5. Ang mga reaksiyong kemikal ay kinabibilangan ng pagbuo ng mga bagong sangkap mula sa parehong mga atomo na bumubuo sa orihinal na mga sangkap.

Tanong 31. Modernong preschool na edukasyon para sa mga batang may kapansanan

Tanong 8. Non-ionizing electromagnetic field at radiation. Laser radiation. Ionizing radiation.

Mapanganib at mapanganib na mga kadahilanan sa kapaligiran ng pagtatrabaho sa mga lugar kung saan ginagamit ang mga modernong kagamitan sa kompyuter, mga network ng telekomunikasyon at iba't ibang mga elektronikong aparato.

Mga pangunahing konsepto ng kimika, mga batas ng stoichiometry

Ang kemikal na atomismo (atomic-molecular theory) ay ang kasaysayan ang unang pangunahing teoretikal na konsepto na bumubuo ng batayan ng modernong kemikal na agham. Ang pagbuo ng teoryang ito ay tumagal ng higit sa isang daang taon at nauugnay sa mga aktibidad ng mga natitirang chemist tulad ng M.V. Lomonosov, A.L. Lavoisier, J. Dalton, A. Avogadro, S. Cannizzaro.

Ang modernong teorya ng atomic-molecular ay maaaring iharap sa anyo ng isang bilang ng mga probisyon:

1. Ang mga kemikal na sangkap ay may discrete (discontinuous) na istraktura. Ang mga particle ng bagay ay nasa patuloy na magulong thermal motion.

2. Ang pangunahing yunit ng istruktura ng isang kemikal na sangkap ay ang atom.

3. Ang mga atomo sa isang kemikal na substansiya ay nakagapos sa isa't isa upang bumuo ng mga molekular na particle o atomic aggregates (supramolecular structures).

4. Mga kumplikadong sangkap (o mga kemikal na compound) binubuo ng mga atomo ng iba't ibang elemento. Ang mga simpleng sangkap ay binubuo ng mga atomo ng isang elemento at dapat ituring bilang mga homonuclear chemical compound.

Kapag binabalangkas ang mga pangunahing prinsipyo ng teorya ng atomic-molecular, kinailangan naming ipakilala ang ilang mga konsepto na kailangang talakayin nang mas detalyado, dahil ang mga ito ay pangunahing sa modernong kimika. Ito ang mga konsepto ng "atom" at "molekula," mas tiyak, mga atomic at molekular na particle.

Kabilang sa mga atomic particle ang atom mismo, atomic ions, atomic radical, at atomic radical ions.

Ang atom ay ang pinakamaliit na electrically neutral na particle ng isang kemikal na elemento, na siyang carrier ng mga kemikal na katangian nito, at binubuo ng positively charged nucleus at isang electron shell.

Atomic ion ay isang atomic particle na may electrostatic charge, ngunit walang mga hindi magkapares na electron, halimbawa, Cl - ay isang chloride anion, Na + ay isang sodium cation.

Atomic radical- isang electrically neutral na atomic particle na naglalaman ng mga hindi magkapares na electron. Halimbawa, ang hydrogen atom ay talagang isang atomic radical - H × .

Tinatawag ang isang atomic particle na may electrostatic charge at hindi magkapares na mga electron atomic radical ion. Ang isang halimbawa ng naturang particle ay ang Mn 2+ cation, na naglalaman ng limang hindi magkapares na electron sa d-sublevel (3d 5).

Ang isa sa pinakamahalagang pisikal na katangian ng isang atom ay ang masa nito. Dahil ang ganap na halaga ng masa ng isang atom ay bale-wala (ang masa ng isang hydrogen atom ay 1.67 × 10 -27 kg), ang kimika ay gumagamit ng isang relatibong mass scale, kung saan 1/12 ng masa ng isang carbon atom ng isotope- 12 ay pinili bilang isang yunit. Ang relatibong atomic mass ay ang ratio ng mass ng isang atom sa 1/12 ng mass ng isang carbon atom ng 12 C isotope.

Dapat pansinin na sa periodic table DI. Inilalahad ni Mendeleev ang average na isotopic atomic na masa ng mga elemento, na kadalasang kinakatawan ng ilang isotopes na nag-aambag sa atomic mass ng isang elemento ayon sa proporsyon ng kanilang nilalaman sa kalikasan. Kaya, ang elementong chlorine ay kinakatawan ng dalawang isotopes - 35 Cl (75 mol.%) at 37 Cl (25 mol.%). Ang average na isotopic mass ng elementong chlorine ay 35.453 amu. (mga unit ng atomic mass) (35×0.75 + 37×0.25).

Katulad ng mga atomic na particle, ang mga molekular na particle ay kinabibilangan ng mga molekula mismo, mga molekular na ion, mga molekular na radikal, at mga radikal na ion.

Ang isang molekular na particle ay ang pinakamaliit na matatag na koleksyon ng magkakaugnay na mga particle ng atom, na siyang nagdadala ng mga kemikal na katangian ng isang sangkap. Ang molekula ay walang electrostatic charge at walang mga electron na walang paired.

molekular na ion ay isang molekular na particle na may electrostatic charge, ngunit walang mga hindi magkapares na electron, halimbawa, NO 3 - ay isang nitrate anion, NH 4 + ay isang ammonium cation.

molekular na radikal ay isang electrically neutral na molekular na particle na naglalaman ng mga hindi magkapares na electron. Karamihan sa mga radikal ay mga particle ng reaksyon na may maikling buhay (sa pagkakasunud-sunod ng 10 -3 -10 -5 s), bagaman ang mga medyo matatag na radical ay kasalukuyang kilala. Kaya methyl radical × Ang CH 3 ay isang tipikal na low-stable na particle. Gayunpaman, kung ang mga atomo ng hydrogen sa loob nito ay pinalitan ng mga radikal na phenyl, kung gayon ang isang matatag na molekular na radikal na triphenylmethyl ay nabuo.

Ang mga molekula na may kakaibang bilang ng mga electron, tulad ng NO o NO 2, ay maaari ding ituring na mataas na matatag na mga libreng radikal.

Ang isang molekular na particle na may electrostatic charge at hindi magkapares na mga electron ay tinatawag molekular radical ion. Ang isang halimbawa ng naturang particle ay ang oxygen radical cation – ×O 2 + .

Ang isang mahalagang katangian ng isang molekula ay ang relatibong timbang ng molekular nito. Ang relative molecular mass (M r) ay ang ratio ng average na isotopic mass ng isang molekula, na kinakalkula na isinasaalang-alang ang natural na nilalaman ng isotopes, sa 1/12 ng mass ng isang carbon atom ng 12 C isotope.

Kaya, nalaman namin na ang pinakamaliit na yunit ng istruktura ng anumang kemikal na sangkap ay isang atom, o sa halip ay isang atomic na particle. Sa turn, sa anumang sangkap, hindi kasama ang mga inert gas, ang mga atom ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal. Sa kasong ito, posible ang pagbuo ng dalawang uri ng mga sangkap:

· mga molecular compound kung saan posibleng ihiwalay ang pinakamaliit na carrier ng mga kemikal na katangian na may matatag na istraktura;

· mga compound ng isang supramolecular structure, na mga atomic aggregate kung saan ang mga atomic particle ay pinag-uugnay ng covalent, ionic o metallic bonds.

Alinsunod dito, ang mga sangkap na may supramolecular na istraktura ay atomic, ionic o metallic crystals. Sa turn, ang mga molekular na sangkap ay bumubuo ng mga molekular o molekular-ionic na kristal. Ang mga sangkap na nasa ilalim ng normal na mga kondisyon sa isang gas o likidong estado ng pagsasama-sama ay mayroon ding istrukturang molekular.

Sa katunayan, kapag nagtatrabaho sa isang partikular na kemikal na substansiya, hindi tayo nakikitungo sa mga indibidwal na atomo o molekula, ngunit sa isang koleksyon ng napaka Malaking numero particle, ang mga antas ng organisasyon na maaaring kinakatawan ng sumusunod na diagram:

Para sa isang quantitative na paglalarawan ng malalaking hanay ng mga particle, na mga macrobodies, isang espesyal na konsepto ng "dami ng bagay" ang ipinakilala, bilang isang mahigpit na tinukoy na bilang ng mga ito. mga elemento ng istruktura. Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay ang nunal. Ang nunal ay isang dami ng sangkap(n) , na naglalaman ng kasing daming structural o formula units gaya ng mga atom na nasa 12 g ng carbon isotope 12 C. Sa kasalukuyan, ang numerong ito ay medyo tumpak na sinusukat at 6.022 × 10 23 (numero ni Avogadro, N A). Bilang mga yunit ng istruktura maaaring kumilos ang mga atomo, molekula, ion, mga bono ng kemikal at iba pang bagay ng microworld. Ang konsepto ng "yunit ng formula" ay ginagamit para sa mga sangkap na may supramolecular na istraktura at tinukoy bilang ang pinakasimpleng relasyon sa pagitan ng mga elemento ng bumubuo nito (gross formula). Sa kasong ito, ang yunit ng formula ay tumatagal sa papel ng isang molekula. Halimbawa, ang 1 mole ng calcium chloride ay naglalaman ng 6.022 × 10 23 formula units - CaCl 2.

Isa sa mahahalagang katangian ang isang substance ay ang molar mass nito (M, kg/mol, g/mol). Ang molar mass ay ang masa ng isang mole ng isang substance. Ang relatibong molecular mass at molar mass ng isang substance ay pare-pareho ayon sa numero, ngunit may iba't ibang dimensyon, halimbawa, para sa tubig M r = 18 (relative atomic at molecular mass ay walang sukat na mga halaga), M = 18 g/mol. Ang dami ng substance at molar mass ay nauugnay sa isang simpleng relasyon:

Ang mga pangunahing batas ng stoichiometric na nabuo sa pagsisimula ng ika-17 at ika-18 na siglo ay may malaking papel sa pagbuo ng kemikal na atomismo.

1. Batas ng konserbasyon ng masa (M.V. Lomonosov, 1748).

Ang kabuuan ng masa ng mga produkto ng reaksyon ay katumbas ng kabuuan ng masa ng mga sangkap na nakipag-ugnayan. Sa anyong matematikal, ang batas na ito ay ipinahayag ng sumusunod na equation:

Ang karagdagan sa batas na ito ay ang batas ng konserbasyon ng masa ng isang elemento (A. Lavoisier, 1789). Ayon sa batas na ito Sa panahon ng isang kemikal na reaksyon, ang masa ng bawat elemento ay nananatiling pare-pareho.

Batas M.V. Natagpuan nina Lomonosova at A. Lavoisier ang isang simpleng paliwanag sa loob ng balangkas ng atomic theory. Sa katunayan, sa panahon ng anumang reaksyon, ang mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay nananatiling hindi nagbabago at sa pare-pareho ang dami, na nangangailangan ng parehong pare-pareho ng masa ng bawat elemento nang paisa-isa at ang sistema ng mga sangkap sa kabuuan.

Ang mga batas na isinasaalang-alang ay napakahalaga para sa kimika, dahil pinapayagan nila ang isa na magmodelo ng mga reaksiyong kemikal gamit ang mga equation at magsagawa ng mga quantitative na kalkulasyon batay sa mga ito. Gayunpaman, dapat tandaan na ang batas ng konserbasyon ng masa ay hindi ganap na tumpak. Tulad ng sumusunod mula sa teorya ng relativity (A. Einstein, 1905), ang anumang proseso na nagaganap sa pagpapalabas ng enerhiya ay sinamahan ng pagbawas sa masa ng system alinsunod sa equation:

kung saan ang DE ay ang pinakawalan na enerhiya, ang Dm ay ang pagbabago sa masa ng system, c ay ang bilis ng liwanag sa vacuum (3.0×10 8 m/s). Bilang resulta, ang equation ng batas ng konserbasyon ng masa ay dapat na nakasulat sa sumusunod na anyo:

Kaya, ang mga reaksyong exothermic ay sinamahan ng pagbaba ng masa, at ang mga reaksyong endothermic ay sinamahan ng pagtaas ng masa. Sa kasong ito, ang batas ng konserbasyon ng masa ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod: sa isang nakahiwalay na sistema ang kabuuan ng masa at pinababang enerhiya ay pare-pareho ang dami. Gayunpaman, para sa mga kemikal na reaksyon na ang mga thermal effect ay sinusukat sa daan-daang kJ/mol, ang mass defect ay 10 -8 -10 -9 g at hindi matukoy sa eksperimentong paraan.

2. Batas ng Katatagan ng Komposisyon (J. Proust, 1799-1804).

Indibidwal Kemikal na sangkap Ang molekular na istraktura ay may pare-parehong husay at dami na komposisyon, na independiyente sa paraan ng paghahanda nito. Ang mga compound na sumusunod sa batas ng pare-pareho ang komposisyon ay tinatawag bulag sa kulay. Ang Daltonides ay kasalukuyang kilalang mga organikong compound (mga 30 milyon) at bahagi (mga 100 libo) ng mga di-organikong sangkap. Mga sangkap na may di-molekular na istraktura ( Bertolides), huwag sundin ang batas na ito at maaaring may variable na komposisyon, depende sa paraan ng pagkuha ng sample. Kabilang dito ang karamihan (mga 500 libo) ng mga inorganikong sangkap. Ang mga ito ay pangunahing mga binary compound ng d-element (oxides, sulfide, nitride, carbide, atbp.). Ang isang halimbawa ng isang tambalan ng variable na komposisyon ay ang titanium(III) oxide, ang komposisyon nito ay nag-iiba mula sa TiO 1.46 hanggang TiO 1.56. Ang dahilan para sa variable na komposisyon at hindi makatwiran ng mga formula ng Bertolide ay mga pagbabago sa komposisyon ng ilan sa mga elementarya na selula ng kristal (mga depekto sa istraktura ng kristal), na hindi nangangailangan ng isang matalim na pagbabago sa mga katangian ng sangkap. Para sa Daltonids, ang gayong kababalaghan ay imposible, dahil ang pagbabago sa komposisyon ng molekula ay humahantong sa pagbuo ng isang bagong tambalang kemikal.

3. Batas ng mga katumbas (I. Richter, J. Dalton, 1792-1804).

Ang masa ng mga tumutugon na sangkap ay direktang proporsyonal sa kanilang katumbas na masa.

kung saan ang E A at E B ay ang katumbas na masa ng mga reacting substance.

Ang katumbas na masa ng isang substance ay ang molar mass ng katumbas nito.

Ang katumbas ay isang tunay o may kondisyon na particle na nag-donate o nakakakuha ng isang hydrogen cation sa acid-base reactions, isang electron sa redox reactions, o nakikipag-ugnayan sa isang katumbas ng anumang iba pang substance sa exchange reactions.. Halimbawa, kapag ang metal na zinc ay tumutugon sa isang acid, ang isang zinc atom ay nag-displace ng dalawang hydrogen atoms, na nagbibigay ng dalawang electron:

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

Zn 0 - 2e - = Zn 2+

Samakatuwid, ang katumbas ng zinc ay 1/2 ng atom nito, i.e. 1/2 Zn (kondisyon na butil).

Ang bilang na nagpapakita kung aling bahagi ng molecule o formula unit ng isang substance ang katumbas nito ay tinatawag na equivalence factor - f e. Ang katumbas na masa, o molar mass ng katumbas, ay tinukoy bilang produkto ng equivalence factor at ng molar mass:

Halimbawa, sa reaksyon ng neutralisasyon sulpuriko acid nagbibigay ng dalawang hydrogen cation:

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Alinsunod dito, ang katumbas ng sulfuric acid ay 1/2 H 2 SO 4, ang equivalence factor ay 1/2, at ang katumbas na masa ay (1/2) × 98 = 49 g/mol. Ang potasa hydroxide ay nagbubuklod ng isang hydrogen cation, kaya ang katumbas nito ay ang formula unit, ang equivalence factor ay katumbas ng isa, at ang katumbas na masa ay katumbas ng molar mass, i.e. 56 g/mol.

Mula sa mga halimbawang isinasaalang-alang, malinaw na kapag kinakalkula ang katumbas na masa, kinakailangan upang matukoy ang equivalence factor. Mayroong ilang mga patakaran para dito:

1. Ang equivalence factor ng isang acid o base ay katumbas ng 1/n, kung saan ang n ay ang bilang ng mga hydrogen cation o hydroxide anion na kasangkot sa reaksyon.

2. Ang salt equivalence factor ay katumbas ng quotient ng unity na hinati sa produkto ng valency (v) ng metal cation o acid residue at ang kanilang numero (n) sa asin (stoichiometric index sa formula):

Halimbawa, para sa Al 2 (SO 4) 3 - f e = 1/6

3. Ang equivalence factor ng isang oxidizing agent (reducing agent) ay katumbas ng quotient ng unity na hinati sa bilang ng mga electron na nakakabit (donate) nito.

Dapat bigyan ng pansin ang katotohanan na ang parehong tambalan ay maaaring magkaroon ng ibang equivalence factor sa magkakaibang reaksyon. Halimbawa, sa mga reaksyon ng acid-base:

H 3 PO 4 + KOH = KH 2 PO 4 + H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1

H 3 PO 4 + 2KOH = K 2 HPO 4 + 2H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1/2

H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1/3

o sa mga reaksiyong redox:

KMn 7+ O 4 + NaNO 2 + H 2 SO 4 ® Mn 2+ SO 4 + NaNO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

MnO 4 - + 8H + + 5e - ® Mn 2+ + 4H 2 O f e (KMnO 4) = 1/5