Естествознание. Лекция №1. Химия. Основные понятия. Периодическая система элементов.

 

Естествознание

Лекция по Химии №1

Основные понятия. Периодическая система элементов.

Химией называется наука о веществах, закономерностей их превращений и применений. В настоящее время известно более 100 тыс. неорганических и более 4 млн органических соединений.

Задачи химии:

- научиться различать вещества по их физическим и химическим свойствам, а иногда и по физиологическому действию. (Пр. поваренная соль можно характеризовать как твердое вещество белого цвета, соленого вкуса, растворимое в воде, температура плавления 801 ⁰С, температура кипения 1465  ⁰С)

- получение различных веществ, многих из которых в природе нет (пластмасс, минеральных удобрений, лекарств и тд). Эти вещества получают путем различных химических превращений.

Химия изучает главным образом вещество, организованное в атомы, молекулы, ионы и радикалы. Такие вещества принято подразделять на простые и сложные (хим. соединения). Простые вещества образованы атомами одного хим. элемента и потому являются формой его существования в свободном состоянии, напр. Сера, железо, озон, алмаз. Сложные вещества образованы разными элементами H₂O, H₂SO₄.

Свойствами вещества называются признаки, позволяющие отличить одни вещества от других или установить сходство между ними (агрегатное состояние, цвет, плотность, теплопроводность, температура плавления и кипения)

Молекула – электронейтральная совокупность атомов, связями согласно их валентности.

Атом так же можно характеризовать как электронейтральную систему взаимодействующих элементарных частиц, состоящую из ядра и электронов.

Химический элемент вещества характеризует их способность участвовать в химических реакциях т.е. превращениях одних веществ в другие. Состав вещества выражается химической формулой H₃PO_4/

Валентность элемента - это способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях.

 

Периодическая система элементов

Периодическая система элементов - это естественная классификация химических элементов, являющаяся табличным выражением периодического закона Менделеева.

В любой точке вселенной все состоит из элементов представленной таблицей Менделеева. Эти элементы объединяются в соединения. Таблица содержит элементы, расставленные в определенном порядке, этот порядок задается различными законами.

 Любой атом состоит из ядра и электронов, которые вращаются вокруг этого ядра. Ядро нейтрально заряжено, и, следовательно, количество протонов и количество электронов равны.

Атом водорода H стоит в таблице на первом месте, отсюда следует что атомный номер равен единице, это означает что в атоме водорода находится 1 протон и 1 электрон.  Пр. N (азот) – 7 (7 электронов, 7 протонов), Au (золото) – 79 (79 электронов, 79 протонов).

Рассмотрим периодическую таблицу Менделеева, все химические элементы кроме Tc (технеция) и элементы 7 периода существуют в природе в стабильном состоянии, т.е. они являются радиоактивными и были получены искусственным путем.

Элементы, расположенные в одном столбце, обладают схожими химическими свойствами. Элементы первого столбца кроме водорода называются щелочными (мягкими) металлами, водород является исключением (газ). Элементы второго столбца называют щелочноземельными металлами.

Элементы, находящиеся в 8 столбце, называют благородными металлами, эти элементы никогда не взаимодействуют с другими, их называют инертными газами. Элементы 7-го столбца называют галогенами, эти элементы реакционно активны и имеют неприятный запах.

Оставшиеся элементы делятся на 3 группы. В левом нижнем углу обычные металлы, элементы в правом верхнем углу называются неметаллы, неметаллы являются изоляторами.

Эти 2 группы разделяют амфотерные элементы, они ведут себя как металлы или как неметаллы, к нам относятся  бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур, полоний. Элементы центра таблицы, отмеченные синим цветом, называются переходными металлами, эти металлы твердые за исключением ртути.