Atomic agham ng molekular

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 - hindi organiko, analytical, pisikal, organiko, koloidal, atbp.

Sa buong 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 - bagay at larangan.

Ang sangkap ay isang materyal na pormasyon na binubuo ng mga particle na may sariling masa o rest mass. modernong agham iba't ibang uri ng mga sistemang materyal at ang kanilang mga 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 ng 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(tungkol sa 13 bilyon light years).

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

Ang mga unibersal na anyo ng pag-iral ng bagay ay espasyo at oras, na hindi umiiral sa labas ng bagay, tulad ng walang materyal na bagay na hindi magkakaroon ng spatio-temporal na mga katangian.

Ang pangunahing at hindi maiaalis na pag-aari ng bagay ay ang paggalaw - ang paraan ng pagkakaroon nito. Ang mga anyo ng paggalaw ng bagay ay lubhang magkakaibang, sila ay magkakaugnay at maaaring dumaan mula sa isa't isa. Halimbawa, ang mekanikal na anyo ng paggalaw ng bagay ay maaaring magbago sa isang elektrikal na anyo, isang elektrikal na anyo sa isang thermal, at iba pa. Ang sukatan ng paggalaw ng bagay, ang quantitative na katangian nito ay enerhiya.

Kahulugan ng kimika

Iba't ibang anyo ang mga galaw 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 isang sangkap sa isa pa. Kasabay nito, ang mga kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo na bumubuo sa substance ay nasisira, muling lumitaw o muling namamahagi. Bilang resulta ng mga proseso ng kemikal, lumilitaw ang mga bagong sangkap na may mga bagong katangiang pisikal at kemikal.

Kaya, ang kimika ay isang agham na nag-aaral ng mga proseso ng pagbabagong-anyo ng mga sangkap, na sinamahan ng isang 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 ang 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 na doktrina

Ang doktrinang 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. Ang Lomonosov ay nabawasan 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.

Nang maglaon ang doktrinang ito ay binuo sa mga gawa nina D. Dalton at J. Berzelius. Ang doktrinang 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 tinutukoy ng komposisyon at kemikal na istraktura 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 tambalan 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 na ang nakalilipas, ang atom ay itinuturing na isang bagay na hindi mahahati. 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, habang ang mga electron ay may negatibong singil. Ang mga singil sa isang proton at isang elektron ay pareho sa magnitude. Ang mga proton at neutron ay magkasamang sumasakop sa napakaliit na dami ng 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 nuclear charge ay tinutukoy ng bilang ng mga proton.

Ang elementong kemikal ay isang uri ng mga atomo na nailalarawan sa parehong nukleyar na singil at, nang naaayon, nailalarawan 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 "elementong kemikal" ay hindi maaaring makilala sa konsepto ng "simpleng sangkap". Ang isang simpleng substansiya ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na density, solubility, pagkatunaw at mga punto ng kumukulo, atbp. Ang mga katangiang ito ay tumutukoy sa isang hanay ng mga atomo at 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 tumutukoy sa mga indibidwal na atomo nito.

Ang mga compound substance ay hindi binubuo ng mga simpleng substance, ngunit ng mga elemento. Halimbawa, ang tubig ay hindi binubuo ng mga simpleng sangkap na hydrogen at oxygen, ngunit ng mga elemento ng hydrogen at oxygen.

Maraming mga elemento ng kemikal ang bumubuo ng ilang simpleng mga sangkap, 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 Mga 2 at ozone Mga 3; elemento ng carbon - tatlo: brilyante, grapayt at karbin.

Ang kemikal na anyo ng paggalaw ng bagay ay sinisiyasat at kilala 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 timbang 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, hindi ganap na mga halaga ng masa ang tradisyonal na ginagamit, ngunit mga kamag-anak. Ang yunit ng mga relatibong masa ay ang atomic mass unit (dinaglat bilang a.u.m.), na 1/12 masa ng isang carbon atom - 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, samakatuwid, 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 ang masa ng isang carbon atom.

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

saan 1.993 10 -26 kg ay ang masa ng 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 isang carbon atom 12 6 C.

Ang kamag-anak na molekular na timbang ay tinutukoy Ginoo. Ito ay katumbas ng numero sa kabuuan ng mga relatibong atomic na masa ng lahat ng mga atom na bumubuo sa molekula ng sangkap, at kinakalkula ayon sa pormula ng sangkap. Halimbawa, M r (H 2 O) bubuuin ng 2 A r (H) "2; A r (O) \u003d 1 × 16 \u003d 16; M r (H 2 O) \u003d 2 + 16 \u003d 18.

Gamu-gamo. AT internasyonal na sistema mga yunit (SI) Ang isang nunal ay kinuha bilang isang yunit ng dami ng isang sangkap. Ang nunal ay ang dami ng substance na naglalaman ng kasing dami ng structural o formulaic (FE) units (molecules, atoms, ions, electron o iba pa), kung gaano karaming mga atom ang nakapaloob 0.012 kg carbon isotope 126 C.

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

Bilang ng mga particle sa 1 mol anumang sangkap ay pareho. Katumbas nito 6.02×10 23 at tinatawag na Avogadro constant (tinutukoy N A, sukat 1/mol o mol -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 tinutukoy M. Ang molar mass ay isang halaga na katumbas ng ratio ng mass ng isang substance sa halaga ng isang substance. Ito ay may sukat kg/mol o g/mol. Halimbawa, M = m/n o M = m/n, saan m- masa sa gramo; n(nu) o n- ang dami ng sangkap sa mga moles, M- molar mass sa g/mol ay isang pare-parehong halaga para sa bawat ibinigay na sangkap. Kaya, kung ang masa ng isang molekula ng tubig ay 2.99×10 -26 kg, pagkatapos ay ang molar mass M(H2O) = 2.99 × 10 -26 kg × 6.02 × 10 23 mol -1 \u003d 0.018 kg / mol o 18 g/mol. Sa pangkalahatan, ang molar mass ng isang substance, na ipinahayag sa g/mol, ayon sa bilang na katumbas ng relatibong atomic o relatibong molekular na masa ng sangkap na ito.

Halimbawa, ang mga relatibong atomic at molekular na masa C, O2, H 2 S ayon sa pagkakapantay-pantay 12, 32, 34, at ang kanilang molar mass ay ayon sa pagkakabanggit 12, 32, 34 g/mol.

Ang pambihirang kahalagahan para sa pag-unlad ng kimika ay ang atomic at molekular na teorya, na ang duyan ay ang Sinaunang Greece. Ang atomistics ng mga sinaunang Griyego na materyalista ay nahiwalay sa atin ng isang 25-siglo na panahon, gayunpaman, ang lohika ng mga Griyego ay lubhang kapansin-pansin na pilosopiya tungkol sa discrete structure ng matter, na binuo nila, ay hindi sinasadyang sumanib sa kamalayan sa ating mga kasalukuyang ideya. Paano nagmula ang atomismo? Pangunahin siyentipikong pamamaraan Ang mga sinaunang pilosopong Griyego ay isang talakayan, isang pagtatalo. Upang maghanap ng "mga ugat na sanhi" sa mga hindi pagkakaunawaan, marami lohikal na mga gawain, isa na rito ang problema ng isang bato: ano ang mangyayari kung sisimulan mo itong durugin?

Karamihan sa mga pilosopo ay naniniwala na ang prosesong ito ay maaaring magpatuloy nang walang katiyakan. At tanging si Leucippus (500-440 BC) at ang kanyang paaralan ang nag-angkin na ang prosesong ito ay hindi walang hanggan: kapag nadurog, sa huli, ang gayong butil ay 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 alagad ni Leucippus Democritus (460--370 BC) ay tumawag maliliit na particle"indivisible", na sa Greek ay nangangahulugang "atom". Ginagamit pa rin natin ang pangalang ito ngayon. Democritus, bumuo ng isang bagong doktrina - "atomism", na maiugnay sa mga atomo tulad ng "modernong" mga katangian bilang laki at hugis, ang kakayahang lumipat.

Ang tagasunod ni Democritus Epicurus (342-270 BC) ay nakumpleto ang sinaunang Griyego atomistics sa pamamagitan ng pag-aakalang 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 kawili-wiling mga eksperimento na nagpapatunay sa bisa ng alinman sa mga iminungkahing konsepto. 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 atomistics, 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 haka-haka ng isip ng tao ay unti-unting nakalimutan.

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 hindi pagkakaunawaan at mga talakayan na ginawa lamang nang may kahirapan ay naging posible upang makabuo ng isang tamang ideya ng doktrina 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 siglo XVII lamang. Ang mga ideya ng sinaunang mga atomista ng Griyego ay nabuhay muli salamat sa gawain ng pilosopong Pranses na si Pierre Gassendi (1592-1655). Halos 20 taon ang ginugol niya; upang ibalik at tipunin ang mga nakalimutang konsepto ng mga sinaunang pilosopong Griyego, na idinetalye niya sa kanyang mga akda na "C) ang buhay, asal at turo ni Epicurus" at "Code of Philosophy of Epicurus". Ang dalawang aklat na ito, kung saan ang mga pananaw ng mga sinaunang materyalistang Griyego ay ipinakita nang sistematikong sa unang pagkakataon, 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 ng makatang Romano na si Lucretius "Sa Kalikasan ng mga Bagay." Alam ng kasaysayan ng agham ang maraming kamangha-manghang mga pagkakataon. Narito ang isa sa mga ito: ang muling pagkabuhay ng sinaunang Greek atomistics ay kasabay ng pagtatatag ni R. Boyle (1627-1691) ng isang pangunahing kaayusan na naglalarawan ng mga pagbabago sa dami ng isang gas mula sa presyon nito. Ang isang husay na paliwanag ng mga katotohanang naobserbahan ni Boyle ay maaari lamang ibigay ng atomistics: kung ang isang gas ay may isang discrete na istraktura, ibig sabihin, ay binubuo ng mga atomo at kawalan ng laman, kung gayon ang kadalian ng pag-compress nito ay dahil sa paglapit ng mga atom bilang resulta ng isang pagbaba sa libreng espasyo sa pagitan nila. Ang unang mahiyain na pagtatangka na ilapat ang atomismo upang ipaliwanag ang quantitatively observable natural phenomena ay humahantong sa dalawang napakahalagang konklusyon:

• 1. Mula sa isang pilosopikal na hypothesis tungo sa isang siyentipikong konsepto, ang atomistics ay maaaring maging isang makapangyarihang kasangkapan na nagpapahintulot sa iyo na magbigay lamang tamang interpretasyon ang pinaka magkakaibang natural na phenomena.
• 2. Para sa mabilis na pagbabago ng atomismo 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 humigit-kumulang 100 taon bago naunawaan ng mga chemist ang pag-aaral ng mga gas. Pagkatapos ang isang kaskad ng mga pagtuklas ng mga simpleng sangkap ay susundan: hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine. At ilang sandali pa, makakatulong ang mga gas upang maitatag ang mga batas na iyon na karaniwang tinatawag na mga pangunahing batas ng kimika. Gagawin nilang posible na bumalangkas ng mga pangunahing probisyon ng atomic at molecular theory.

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 nasa loob ng halos 2500 taon. Ang konsepto ng atom ay unang ipinakilala noong 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 isang discrete na istraktura ng bagay 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 sa mahabang panahon ng kasaysayan sa kimika (at sa 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 kahalumigmigan, kapag pinagsama, apat na pangunahing "elemento-elemento" ang nabuo: lupa, hangin, apoy at tubig.

Sa simula pa lang ika-19 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 Skeptic Chemist" ay nagbigay siya ng matinding suntok sa mga ideya ng mga alchemist), J. Priestley at K. V. 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 pangunahing mga probisyon ng atomic at molekular na teorya, ang batas ng konserbasyon ng masa), J. L. Proust (ang batas ng pagkakapare-pareho ng komposisyon ) at marami pang iba.

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

Ang uri ng isang atom ay tinutukoy ng komposisyon ng nucleus nito. Ang mga atomo ng bawat uri ay pareho sa kanilang mga sarili, ngunit sila ay naiiba sa mga atomo ng anumang iba pang uri. Kaya, ang mga atom ng carbon, nitrogen at oxygen ay may iba't ibang laki, 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[ibang Griyego ηλεκτρον - amber (ito ay mahusay na nakuryente sa pamamagitan ng friction)] - isang stable elementary particle na may rest mass na katumbas ng 9.109·10 -31 kg = 5.486·10 -4 a.m.u. , at nagdadala ng elementarya na negatibong singil na katumbas ng 1.6·10 -19 C.

Sa kimika at pisika, kapag nilulutas ang maraming mga problema, ang singil ng isang elektron ay kinukuha bilang - 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(gr. πρωτοσ - una) - isang elementarya na butil, na mahalaga bahagi nuclei ng mga atomo ng lahat mga elemento ng kemikal, may rest mass m p= 1.672 10 -27 kg = 1.007 amu at elementarya positibo singil ng kuryente, katumbas ng magnitude sa electron charge, i.e. 1.6 10 -19 C.

Tinutukoy ng bilang ng mga proton sa nucleus ang atomic number ng elementong kemikal.

Neutron(lat. neutrum- ni isa o ang isa pa) - isang electrically neutral na elementary particle na may rest mass na bahagyang lumampas sa rest mass ng isang proton m n= 1.65 10 -27 kg = 1.009 amu

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 elementarya na mga particle

Elementarya na butil	Pagtatalaga	Timbang		Pagsingil ng kuryente
		sa mga unit SI (kg)	sa a.u.m.	sa CL	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

Generalizing (pangkat) pangalan ng mga proton at neutron - mga nucleon.

Ang konsepto at anyo ng pagkakaroon ng isang kemikal na elemento

Elemento ng kemikal Isang uri ng atom na may parehong nuclear charge.

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

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

Pangkalahatang numero ay 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 PERO- 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 ordinal na bilang ng isang elemento sa Periodic system. Upang matukoy ang nuclide, ito ay hindi sapat - dapat mo ring ipahiwatig ang mass number nito.

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

isotopes(gr. ισος - pareho + τοπος - lugar) - mga nuclides na may parehong bilang ng mga proton, ngunit magkakaiba sa mga numero ng masa.

Isotopes - mga nuclides na sumasakop sa parehong lugar sa Periodic system, ibig sabihin, mga atom ng parehong elemento ng kemikal.

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

mga isobar(gr. 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: 90Sr, 90 Y, 90 Zr.

mga isoton- 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 ng lat. mga nunal mass) ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na tumutukoy sa mga katangian nito. Binubuo ng mga atomo 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 nagtutugma.

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

Ang mga atomo ay pinagsama-sama sa isang molekula sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal.

Sa kimika, bukod sa mga atomo at molekula, kailangang isaalang-alang ng isa ang iba pang mga yunit ng istruktura: mga ion at mga radikal.

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

Positively charged ions ay tinatawag mga kasyon(gr. κατα down + ion), negatibong sisingilin - mga anion(gr. ανα - pataas + ion).

Halimbawa: K+- potassium cation, Fe2+- iron cation, NH4+- ammonium cation, Cl - - anion ng chlorine (chloride anion), S2-- sulfur anion (sulfide anion), SO 4 2-- sulfate anion.

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

Ang mga ito ay lubos na reaktibo.

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

Kasabay nito, ang mga paramagnetic na molekula, halimbawa, Mga 2, HINDI, HINDI 2, na may mga hindi magkapares na electron, ay hindi mga radical.

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

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

Mga 400 simpleng substance ang kilala.

Allotropy(gr. αλλοσ - iba + τροπε - turn) - 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, Mga 2 at Mga 3) o iba't ibang istrukturang kristal (graphite at brilyante).

Polymorphism(gr. 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 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.

Ang allotropy ay tumutukoy 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 ang nag-uusap kami 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, masasabi ng isa na ang mga ito ay mga allotropic form, o 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 pagbuo ng atomic at molekular na teorya. Ang unang tumukoy sa kimika bilang isang agham ay si MV Lomonosov. Nilikha ni Lomonosov ang doktrina ng istraktura ng bagay, inilatag ang pundasyon para sa teorya ng atomic-molecular. Ito ay bumagsak sa mga sumusunod:

1. Ang bawat sangkap ay binubuo ng pinakamaliit, higit pang pisikal na hindi mahahati na mga particle (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 masira pa nang hindi nagbabago mga katangian ng kemikal mga sangkap. Sa pagitan ng mga molekula ng isang substansiya ay may magkaparehong atraksyon, na naiiba para sa iba't ibang mga sangkap. Ang mga molekula sa mga gas ay naaakit sa isa't isa nang napakahina, habang sa pagitan ng mga molekula ng likido at solidong mga sangkap, ang mga puwersa ng pagkahumaling ay medyo malaki. 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 bumangon at hindi nawawala, ngunit bumubuo ng mga molekula ng mga bagong sangkap. Ang isang elemento ay dapat isaalang-alang bilang isang uri ng mga atomo na may parehong nuclear charge.

Ang mga kemikal na katangian ng mga atomo ng parehong elemento ng kemikal ay pareho, ang mga naturang atom ay maaaring magkakaiba 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 tiyak na populasyon atomic at molekular na particle sa alinman sa tatlong pinagsama-samang estado.

Pinagsama-samang mga estado ng bagay - isang estado ng bagay 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 elementong kemikal ay pangkalahatang konsepto tungkol sa mga atomo na may parehong nuclear charge at kemikal na katangian.

pisikal na katangian Ang katangian ng isang simpleng substance 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 at molekular na teorya:

1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga atomo.
2. Ang mga atomo ng bawat uri (elemento) ay pareho sa kanilang mga sarili, ngunit naiiba sa mga atomo ng anumang iba pang uri (elemento).
3. Kapag ang mga atom ay nakikipag-ugnayan, ang mga molekula ay nabuo: homonuclear (sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng isang elemento) o heteronuclear (sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo ng iba't ibang elemento).
4. Sa mga pisikal na phenomena, ang mga molekula ay napanatili, sa mga kemikal na phenomena ay nawasak sila; Sa mga reaksiyong kemikal, ang mga atomo, hindi katulad ng mga molekula, ay pinapanatili.
5. Ang mga reaksiyong kemikal ay binubuo sa pagbuo ng mga bagong sangkap mula sa parehong mga atomo na bumubuo sa orihinal na mga sangkap.

Tanong 31

Tanong 8. Non-ionizing electromagnetic field at radiation. radiation ng laser. Ionizing radiation.

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

Mga pangunahing konsepto ng kimika, mga batas ng stoichiometry

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

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

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

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

3. Ang mga atomo sa isang chemical substance ay konektado sa isa't isa, na bumubuo ng mga molekular na particle o atomic aggregates (supramolecular structures).

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

Sa pagbabalangkas ng mga pangunahing probisyon ng atomic-molecular theory, kailangan naming ipakilala ang ilang mga konsepto, na kailangang isaalang-alang 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 isang positively charged nucleus at isang electron shell.

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

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

Tinatawag ang isang atomic na 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), isang relatibong mass scale ang ginagamit sa kimika, kung saan 1/12 ng masa ng carbon atom ng ang isotope-12 ay pinili bilang isang yunit. Ang relatibong atomic mass ay ang ratio ng masa ng isang atom sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom ng 12 C isotope.

Dapat pansinin na sa panaka-nakang sistema DI. Mendeleev, ang average na isotopic atomic na masa ng mga elemento ay ibinibigay, na kadalasang kinakatawan ng ilang isotopes na nag-aambag sa atomic mass ng elemento sa proporsyon sa 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).

Tulad ng mga atomic na particle, ang mga molekular na particle ay kinabibilangan ng mga molecule na wasto, molecular ions, molekular radical, at radical ions.

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

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

Molekular na radikal ay isang electrically neutral na molekular na particle na naglalaman ng mga hindi magkapares na electron. Karamihan sa mga radical ay mga reaktibong species na may maikling buhay (sa pagkakasunud-sunod ng 10 -3 -10 -5 s), bagaman ang mga medyo matatag na radical ay kilala na ngayon. Kaya ang methyl radical × Ang CH 3 ay isang tipikal na hindi matatag 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 weight (M r) ay ang ratio ng average na isotopic mass ng isang molekula, na kinakalkula na isinasaalang-alang ang natural na kasaganaan 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, mas tiyak na isang atomic na particle. Sa turn, sa anumang sangkap, maliban sa mga inert gas, ang mga atomo ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga bono ng kemikal. Sa kasong ito, posible ang pagbuo ng dalawang uri ng mga sangkap:

Molecular compounds kung saan ang pinakamaliit na carrier ng mga kemikal na katangian na may matatag na istraktura ay maaaring makilala;

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

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

Sa katunayan, kapag nagtatrabaho sa isang partikular na kemikal na substansiya, hindi tayo nakikitungo sa mga indibidwal na atomo o molekula, ngunit may kumbinasyon ng napaka isang malaking bilang mga particle, ang mga antas ng organisasyon kung saan maaaring ipakita sa pamamagitan ng sumusunod na pamamaraan:

Para sa isang quantitative na paglalarawan ng malalaking hanay ng mga particle, na mga macrobodies, isang espesyal na konsepto na "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 ang dami ng isang substance(n) , na naglalaman ng kasing dami ng structural o formula units gaya ng mga atom sa 12 g ng carbon ng 12 C isotope. 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 Ang mga atomo, molekula, ion, mga bono ng kemikal at iba pang mga bagay ng microcosm ay maaaring kumilos. Ang konsepto ng "formula unit" ay ginagamit para sa mga substance na may supramolecular structure at tinukoy bilang ang pinakasimpleng ratio sa pagitan ng mga constituent elements nito (gross formula). Sa kasong ito, ang yunit ng formula ay tumatagal sa papel ng isang molekula. Halimbawa, ang 1 mol ng calcium chloride ay naglalaman ng 6.022×10 23 formula units - CaCl 2 .

Isa sa mahahalagang katangian Ang 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 weight at ang molar mass ng isang substance ay pare-pareho ayon sa numero, ngunit may iba't ibang dimensyon, halimbawa, para sa tubig M r = 18 (ang kamag-anak na atomic at molekular na masa ay walang sukat), M = 18 g/mol. Ang dami ng isang sangkap at ang molar mass ay nauugnay sa isang simpleng relasyon:

Ang mga pangunahing batas ng stoichiometric, na nabuo sa pagliko ng ika-17 at ika-18 na siglo, ay may mahalagang papel sa pagbuo ng kemikal na atomistics.

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.

Mga Batas ng M.V. Natagpuan nina Lomonosov at A. Lavoisier ang isang simpleng paliwanag sa loob ng balangkas ng atomistic theory. Sa katunayan, sa anumang reaksyon, ang mga atomo ng mga elemento ng kemikal ay nananatiling hindi nagbabago at sa parehong 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 may tiyak na kahalagahan para sa kimika, dahil pinapayagan nila ang isa na magmodelo ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng mga equation at magsagawa ng mga quantitative na kalkulasyon sa kanilang batayan. 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 nagpapatuloy 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. Gayunpaman, para sa mga kemikal na reaksyon, ang mga thermal effect na kung saan ay sinusukat sa daan-daang kJ/mol, ang mass defect ay 10 -8 -10 -9 g at hindi maaaring irehistro 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 ng komposisyon, na independiyente sa paraan ng paggawa nito. Ang mga compound na sumusunod sa batas ng pare-pareho ang komposisyon ay tinatawag mga daltonid. Ang Daltonides ay kasalukuyang kilalang mga organikong compound (mga 30 milyon) at ilang (mga 100 libong) mga inorganic na sangkap. Mga sangkap na may di-molekular na istraktura ( Bertolids), ay hindi napapailalim sa 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. Karaniwan, ang mga ito ay binary compound ng d-elemento (oxides, sulfide, nitride, carbide, atbp.). Ang isang halimbawa ng isang tambalan ng variable na komposisyon ay ang titanium(III) oxide, na ang komposisyon 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 isang bahagi ng elementarya na mga cell ng kristal (mga depekto sa istraktura ng kristal), na hindi nangangailangan ng isang matalim na pagbabago sa mga katangian ng sangkap. Para sa Daltonides, imposible ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, dahil ang pagbabago sa komposisyon ng molekula ay humahantong sa pagbuo ng isang bagong tambalang kemikal.

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

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

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

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 nagdaragdag 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 zinc ay nakikipag-ugnayan sa isang acid, ang isang zinc atom ay nagpapalipat-lipat ng dalawang hydrogen atoms, habang binibigyan ang 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 molekula o formula unit ng isang substance ang katumbas nito ay tinatawag na equivalence factor - f e. Ang katumbas na masa, o katumbas na molar mass, ay tinukoy bilang ang 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 \u003d 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 isang formula unit, ang equivalence factor ay katumbas ng isa, at ang katumbas na masa ay katumbas ng molar mass, i.e. 56 g/mol.

Makikita mula sa mga itinuturing na halimbawa 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 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 komposisyon ng asin (stoichiometric index sa formula):

Halimbawa, para sa Al 2 (SO 4) 3 - f e \u003d 1/6

3. Ang equivalence factor ng oxidizing agent (reductant) ay katumbas ng quotient ng unity na hinati sa bilang ng mga electron na nakakabit (ibinigay) 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 \u003d KH 2 PO 4 + H 2 O f e (H 3 PO 4) \u003d 1

H 3 PO 4 + 2KOH \u003d K 2 HPO 4 + 2H 2 O f e (H 3 PO 4) \u003d 1/2

H 3 PO 4 + 3KOH \u003d K 3 PO 4 + 3H 2 O f e (H 3 PO 4) \u003d 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