Хімію вивчають в середній школі або вже в університеті. Після першого знайомства з цією наукою хтось вирішує поглиблювати свої знання, бо знаходить щось захопливе та привабливе в ній. Дехто ж навпаки, вивчаючи хімію під примусом батьків/вчителів, назавжди втрачає інтерес до глибшого ознайомлення з нею.
В більшості випадків, вивчення хімії – це набутий смак. Це досить складна наука і не всі здатні полюбити хімічні рівняння, дослідження сполук, а далі - молекул, атомів та іонів. Розуміння складу, структури, властивостей і поведінки речовин може здатися для однієї людини найгіршим кошмаром, а для іншої - захоплюючою пригодою
Тим не менш, розуміння основних понять хімії дає нам деякі переваги. Хімія - центральна наука, яка поєднує математику, фізику, біологію та медицину. А отже, знати хімію - мати уявлення про основи й інших непростих наук. Галузь хімії охоплює багато цікавих тем, які глибоко заінтригують будь-кого. Ви можете прочитати більше про основну термінологію хімії в нашій статті!
Без зайвих слів та простою мовою Superprof підготував для вас перелік основних понять з хімії та пояснення до них.
Далі у статті поговоримо про хімічні реакції, елементи, структуру Льюїса, періодичну таблицю, рідини та гази.
Не має значення, любите ви цю науку чи ні, наша стаття навчить вас основам хімії, зможе допомогти підготуватись до екзаменів або ж просто надасть аргументів для розмови з хіміками!
З основами хімії ви також можете ознайомитись у нашій статті.
Хімічні реакції
Хімічні реакції відбуваються постійно. Немає значення, готуєте ви, розводите багаття чи дихаєте.
Під час хімічної реакції молекули або іони перегруповуються, створюючи нову структуру. Атомне ядро залишається незмінним, але електрони перерозподіляються з утворенням нових хімічних зв’язків.
Кількість атомів елементів залишається незмінною від початку до кінця хімічної реакції. Цю закономірність помітив Антуан Лавуазьє, про якого ви можете дізнатися більше в нашому матеріалі про найвідоміших хіміків.
Дуже важливо зазначити, що хімічні реакції відрізняються від фізичних явищ. Найбільш помітною відмінністю є те, що під час хімічної реакції атоми утворюють нові продукти, молекули та сполуки, тоді як під час фізичної зміни атоми зберігають своє розташування
Молекулярна зміна хімічної реакції непомітна для наших очей. Тим не менш, існують ознаки, за якими можна помітити зміну, що відбулася. Наприклад відбувається зміна температури, з'являються бульбашки або змінюється колір.
Атоми та молекули, які взаємодіють один з одним, називаються реагентами, а атоми та молекули, які утворюються в результаті реакції, називаються продуктами. Отже хімічне рівняння виглядатиме так:
Реагент1 + Реагент2 + ... -----> Продукт1 + Продукт2 + …
Ті, хто вивчав хімію і володіє її основами, можуть записати рівняння в скороченому варіанті:
a A + b B + ... -----> c C + d D + …
Хімічні реакції можна розділити на чотири типи:
| Обміну | AB + CD → AD + CB |
|---|---|
| Заміщення | A + BC → B + AC |
| Розкладу | AB → A + B |
| Ізомеризації | Перегрупування атомів у молекулі |
Існує дуже багато прикладів різних хімічних реакцій, які можна спостерігати щодня чи щотижня. Ось деякі з найбільш простих повсякденних прикладів:
- Розпалювання вогню
- Випікання торта або булочок
- Приготування яєчні
- Гниття бананів
- Смаження котлети
Усе з вище переліченого - лише верхівка айсберга. Про хімічні реакції можна розказувати дуже багато. Якщо ця тема вас зацікавила - шукайте більше інформації у нашому блозі.
Ви також можете дізнатися про хімічні реакції разом із вчителями Superprof!
Елементи і періодична система
Хімічний елемент — це чиста речовина у своїй найпростішій формі, яка не піддається подальшому розщепленню.
Наразі вчені відкрили 118 хімічних елементів. Відомо, що 94 з цих елементів зазвичай зустрічаються в природі, а решта 24 є синтетичними та створеними людиною.
Найпоширенішим елементом у нашому Всесвіті є водень. Найпоширенішим елементом в організмі людини і на Землі є кисень
Елемент характеризується кількістю протонів в його атомах. За кількістю протонів визначається атомний номер, що позначається буквою Z.
Є лише декілька елементів, які є повністю чистими і не були поєднані з іншими. До них належать мідь, срібло, золото та сірка. Тоді як прикладом змішаного елемента може бути атмосферне повітря, яке є сумішшю азоту, кисню та аргону
Познайомитися з різними елементами можна в періодичній таблиці. Першим елементом, який має лише один протон, є водень. Другий елемент — гелій з двома протонами, третій — літій з трьома протонами. Останній 118-й елемент зі списку був відкритий зовсім нещодавно - елемент оганессона.
Періодична таблиця Менделєєва - найзручніший та найзрозуміліший спосіб розташування елементів. Елементи організовані та розділені за атомним номером, електронною конфігурацією та повторюваними хімічними властивостями. Рядки таблиці називаються періодами, а стовпці — групами.
У таблиці Менделєєва є 18 груп або стовпців, створених для розміщення елементів зі схожою хімічною поведінкою. Лише сім із 18 груп мають назву, інші називаються по верхньому елементу в стовпці:
- Група 1 — гідроген і лужні метали.
- Група 2 — лужноземельні метали
- Група 3 — підгрупа скандію
- Група 4 — підгрупа титану
- Група 5 — підгрупа ванадію
- Група 6 — підгрупа хрому
- Група 7 — підгрупа мангана
- Група 8 — підгрупа феруму
- Група 9 — підгрупа кобальту
- Група 10 — підгрупа нікелю
- Група 11 — підгрупа міді
- Група 12 — підгрупа цинку
- Група 13 — підгрупа бора
- Група 14 — підгрупа карбону
- Група 15 — підгрупа азоту
- Група 16 — халькогени
- Група 17 — галогени
- Група 18 — інертні гази
Фонові кольори елементів визначають їх підкатегорію: метали, металоїди і неметали. Існують різні періодичні таблиці і кольори нестандартизовані. Здебільшого це залежить від особистих уподобань, однак категорії залишаються незмінними. В таблиці Менделєєва приховано багато інформації та знань.
Ви можете звернутися до вчителів хімії, які допоможуть вам зрозуміти всі її тонкощі.
А ви коли-небудь задумувалися над тим, скільки коштує ваше тіло? Воно складається з елементів з періодичної системи Менделєєва. Ми порахували для вас вартість усіх елементів, з яких складається ваше тіло у нашій статті про цікаві хімічні факти.
Хімічний зв'язок і структура Льюїса
Хімічний зв’язок — це тяжіння між атомами, іонами та молекулами, що дозволяє утворювати хімічні сполуки. Зв’язки мають різну міцність через те, що одні є сильнішими, як-от ковалентні, іонні та металічні зв’язки, а інші – слабшими, як-от диполь-дипольна взаємодія, Лондонська сила дисперсії та водневий зв’язок.
Міцніші зв’язки, які утримують молекули разом, вважаються постійними, тоді як слабші зв’язки є тимчасовими і через деякий час розриваються. Але неважливо, наскільки сильними є зв’язки, вони необхідні для життя загалом, функціонування нашого тіла та інших організмів на хімічному рівні
Вчені виявили, що найпоширенішою причиною утворення хімічних зв’язків є те, що атоми намагаються досягти свого найстабільнішого рівня енергії.
І в хімії, і в житті протилежності притягуються. Притягання негативно заряджених електронів, які обертаються навколо ядра, і позитивно заряджених протонів, що знаходяться всередині ядра, утворює хімічний зв’язок.
Існують різні типи хімічних зв’язків. Ось вони:
- Іонні зв'язки. Вони утворюються між іонами з протилежними зарядами. Прикладом цього є кухонна сіль, де позитивно заряджені іони натрію та негативно заряджені іони хлориду притягуються один до одного та утворюють хлорид натрію.
- Ковалентні зв’язки. Атоми при цьому зв'язку стають більш стабільними, коли діляться електронами. У молекулах живих організмів ковалентні зв’язки зустрічаються значно частіше, ніж іонні. Чим більше електронів розділяється між двома атомами, тим міцнішим буде ковалентний зв’язок.
- Полярні ковалентні зв’язки. У цьому типі зв’язку електрони нерівномірно розподіляються між атомами та довго знаходяться недалеко один від одного. Внаслідок нерівномірного розподілу електронів між атомами заряди утворюються в різних частинах молекули.
- Неполярні ковалентні зв’язки. Вони утворюються між двома атомами одного елемента або між атомами різних елементів, які рівномірно розділяють між собою електрони.
- Водневі зв’язки. Це зв'язок між атомами водню і атомом більш електронегативних елементів тієї самої речовини. Водень буде притягуватися до будь-яких негативних зарядів.
Хочете розуміти більше і поглибити свої знання з хімії - шукайте викладачів тут.
Точкова структура Льюїса
Точкові структури Льюїса показують зв’язок між атомами, молекулами та неподільними парами електронів, які можуть існувати в молекулі.
Ця структура була введена в 1916 році Гілбертом Н. Льюїсом у його статті під назвою «Атом і молекула». Точкова структура Льюїса розширила концепцію електронно-точкової діаграми, додавши кілька ліній для представлення спільних пар у хімічному зв’язку.
Це швидкий і простий спосіб показати конфігурацію валентних електронів окремих атомів, коли попередні з’єднання або зв’язки не були встановлені.
Кислотність і луги
Речовини можна поділити на кислоти та луги (основи). Кислотно-лужна реакція — звичайна хімічна реакція між кислотою та лугом. Її можна використовувати для визначення рН речовини або рідини.
Багато вчених вивели власні кислотно-лужні теорії для розрахунку рівня pH, правильного визначення речовин і ретельного спостереження за реакціями.
Кислоти та основи Сванте Арреніуса
Ця теорія датується 1884 роком і є однією з найбільш популярних сьогодні. Більшу частину свого часу Арреніус проводив, спостерігаючи за сіллю та її змінами при додаванні у воду. За Арреніусом сполука, що при дисоціації утворює йон H+, є кислотою, а йон OH– — основою.
Гілберт Ньютон Льюїс, кислоти та основи
В цій теорії досліджуються лише електронні пари, а протони залишаються поза увагою. Основне пояснення цієї теорії включає той факт, що кислоти є акцепторами електронних пар, а основи є донорами електронних пар.
Теорія кислот Бренстеда-Лоурі
Кислотно-лужна реакція описується так: кислота вивільняє протон, а основа приймає його. Деякі характеристики цієї теорії полягають у тому, що кислоти є донорами протонів, луги є акцепторами протонів, розчини на водній основі прийнятні, основи, крім гідроксидів, прийнятні для всіх і прийнятні лише протонні кислоти.
Кислоти мають характерні властивості. Їх можна відрізнити за кислим смаком, корозійною поведінкою, водні розчини проводять електричний струм і реагують з лугами, утворюючи солі та воду. Це лише деякі з властивостей. Кислоти можна визначити й іншими способами.
Луги можна відрізнити від кислот так: смак їх гіркий, консистенція слизька або мильна, і вони не змінюють колір лакмусу (синього рослинного барвника).
Різні типи кислоти, які часто зустрічаються в нашому житті:
- Лимонна кислота
- Молочна кислота
- Оцет
- Аскорбінова кислота
Деякі приклади найпоширеніших основ:
- Миючі засоби
- Мило
- Нашатирний спирт
Хімія - дуже різноманітний та інтригуючий предмет для вивчення.
Якщо ви зацікавилися, важливо зазначити, що базис можна вивчити самостійно, не виходячи з дому.
Роздумуєте, з чого почати свій шлях в дослідженні світу?! З хімії, панство!
Якщо вам потрібна додаткова інформація, ви можете дізнатися про ключові відкриття в галузі хімії, дивовижні хімічні факти або найважливіше хімічне обладнання з Superprof.
Вам сподобалась ця стаття? Оцініть її!
Loading...
