Основы химии
Основные понятия химии
Химия - это наука о веществах, их составе, строении, свойствах и превращениях.
Вещество - это форма материи, обладающая определенными физическими и химическими свойствами.
Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства.
Молекула - наименьшая частица вещества, состоящая из атомов и определяющая его химические свойства.
Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Химическая реакция - процесс превращения одних веществ в другие.
Строение атома
Атом состоит из ядра и электронной оболочки.
Ядро атома содержит протоны (положительно заряженные) и нейтроны (не имеющие заряда).
Электроны (отрицательно заряженные) движутся вокруг ядра по электронным орбиталям.
Число протонов в ядре определяет атомный номер элемента и его положение в периодической таблице.
Сумма протонов и нейтронов называется массовым числом.
Химические связи
Химическая связь - это взаимодействие атомов, приводящее к образованию молекул или кристаллов.
Ионная связь - образуется между атомами с большой разностью электроотрицательностей (металл + неметалл).
Ковалентная связь - образуется за счет общих электронных пар (неметалл + неметалл).
Металлическая связь - характерна для металлов, образуется за счет обобществления электронов.
Водородная связь - слабая связь между молекулами, содержащими водород и сильно электроотрицательные элементы.
Химические реакции
Горение метана
Реакция горения углеводородов - пример экзотермической окислительно-восстановительной реакции. При горении метана в кислороде выделяется теплота и свет, образуются углекислый газ и вода.
Тип реакции: Окислительно-восстановительная, экзотермическая
Условия: Наличие кислорода, температура воспламенения
Классификация химических реакций
1. По изменению степеней окисления:
- Окислительно-восстановительные
- Не окислительно-восстановительные
2. По тепловому эффекту:
- Экзотермические (выделение тепла)
- Эндотермические (поглощение тепла)
3. По фазовому составу:
- Гомогенные (в одной фазе)
- Гетерогенные (на границе фаз)
4. По направлению:
- Необратимые
- Обратимые
5. По типу превращений:
- Соединения (A + B → AB)
- Разложения (AB → A + B)
- Замещения (A + BC → AC + B)
- Обмена (AB + CD → AD + CB)
Скорость химических реакций
Скорость химической реакции - это изменение концентрации одного из веществ в единицу времени.
Факторы, влияющие на скорость:
- Природа реагирующих веществ
- Концентрация (для гомогенных систем)
- Площадь поверхности (для гетерогенных систем)
- Температура (правило Вант-Гоффа)
- Катализаторы
Закон действующих масс: скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.
Химическое равновесие
Химическое равновесие - состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны.
Константа равновесия (K) показывает соотношение концентраций продуктов и реагентов в состоянии равновесия.
Принцип Ле Шателье: при внешнем воздействии на систему в равновесии равновесие смещается в сторону, ослабляющую это воздействие.
Факторы, влияющие на равновесие:
- Концентрация веществ
- Давление (для газов)
- Температура
Молекулярные модели
Вода (H₂O)
Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, соединенных ковалентными связями. Угол между связями составляет примерно 104,5°, что придает молекуле полярность.
Тип связи: Ковалентная полярная
Геометрия: Изогнутая
Свойства: Полярная молекула, хороший растворитель, высокая теплоемкость
Периодическая таблица элементов
Выберите элемент для просмотра информации
Калькулятор молярных масс
Как пользоваться калькулятором:
1. Введите химическую формулу вещества (например: H2O, NaCl, C6H12O6)
2. Нажмите кнопку "Рассчитать"
3. Калькулятор вычислит молярную массу вещества и покажет пошаговый расчет
Примеры расчетов:
Вода (H₂O): 2×1.008 (H) + 1×16.00 (O) = 18.016 г/моль
Поваренная соль (NaCl): 1×22.99 (Na) + 1×35.45 (Cl) = 58.44 г/моль
Глюкоза (C₆H₁₂O₆): 6×12.01 (C) + 12×1.008 (H) + 6×16.00 (O) = 180.16 г/моль
Проверка знаний
1. Что такое атом?
2. Какая из перечисленных связей является ковалентной?
3. Что показывает атомный номер элемента?
1. Какая реакция является экзотермической?
2. Какая реакция относится к реакциям замещения?
3. Что увеличивает скорость химической реакции?
1. Какой класс органических соединений характеризуется наличием гидроксильной группы -OH?
2. Какое соединение является углеводородом?
3. Какая связь присутствует в молекуле этана C₂H₆ между атомами углерода?