Что изучает химия? разделы и краткая история становления науки

Отрасли и дисциплины

Естествознание можно разделить на две большие группы: физические дисциплины и изучающие живые объекты. Их также можно классифицировать в зависимости от назначения. Так называемые чистые науки объясняют самые основные объекты и законы, их регулирующие.

Прикладные применяют фундаментальные теоретические знания для узких практических целей. Например, медицина ставит своей задачей излечение человеческих недугов на основе биологии.

Список естественных наук, которые считают основными, выглядит так:

• Физика. Фокусируется на свойствах и взаимодействии материи, энергии, пространства и времени. В общем рассматривается как фундаментальная система знаний, тесно связанная с математикой и логикой. Формулирование теорий о законах, управляющих Вселенной, характерно для этого комплекса естественных знаний с древних времён.
• Химия. В её интересы входит состав, структура и свойства веществ и изменение их результате реакций. Экспериментальная дисциплина, тесно связанная с остальной частью естествознания. Возникла из алхимии — сочетания эзотерики и физических экспериментов. Систематизация произошла после создания периодической таблицы и внедрения атомной теории вместе с разработкой исследователями фундаментального понимания форм материи.
• Биология. занимается изучением живых существ, их происхождения, эволюции и особенностей. Имеет дело с характеристиками и классификацией организмов, взаимодействием видов друг с другом и окружающей средой. Такие разделы, как ботаника, зоология и медицина, появились с первыми цивилизациями. Микробиология берёт начало с XVII века вместе с открытием микроскопа. Ключевые события в развитии науки связаны также с появлением теорий эволюции, применением методов, характерных для физики и химии на клеточном и молекулярном уровне. Делится на разделы в зависимости от масштаба изучения: жизни от молекулярной до экологии.
• География. Наука, описывающая происхождение, развитие и нынешнее состояние Земли. Объединяет комплекс методов познания о планете от картографии до метеопрогнозов. Включает в себя такие важные разделы, как океанография, геология, почвоведение, палеонтология. Хотя минералы и руды были предметами интереса на протяжении всей человеческой цивилизации, научное развитие знание о строении Земли приобрело лишь в XVIII веке.
• Астрономия. Учение о небесных телах, их движении и явлениях, с ними связанных. Одна из самых древних дисциплин. Использует в качестве инструмента понимания процессов в небе физику и математические методы. Граничит с философскими вопросами о происхождении и будущем Вселенной. Ключевой фактор развития — появление и совершенствование телескопов.

Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно-техническую революцию.

Основные разделы химии

Поговорим о разделах “Великой науки”. Вот пятерка базовых:

Органика

Органическая химия изучает фундаментальные группы веществ, имеющихся в теле человека, остатках древней растительности и не только. Исследуют разновидности, белков, углеводов, липидов (жиров), аминокислот, карбоновых кислот и остального. Факт — все эмульгаторы помог создать данный раздел. Было исследовано множество растений: их строение, особенности; потом, человек начал сам создавать похожее. Так и появились “Синтанолы” (“ешки”). Арсенал: соединение по кратным связям, разложение, обмен (этерификация, нейтрализация), изомеризация. Рассматривают базу о понятиях на уроках предмета.

Неорганика

Неорганическая химия является опорной ветвью развития, давшей немало новых направлений. Исследует основы, луги, щелочи, оксиды и другое. Применение: сталеварение, минералогии, строительстве, создание керамики и других материалов, нужных для людей. Реакции: те же что и в предыдущей заметке, но с материалом данной классификации (изомеризация отсутствует). Хорошо объясняют во время учёбы

Аналитика

Аналитическая химия – это рай для мыслителей. Учит методом систематического анализа определять любое вещество: от титана до ионов Fe3+. Практики: растворная и сухая. Преподаётся в школах почти полностью.

“Физхимия”

Нудные списания количества распавшихся ядер после “бомбардировки”, длинные преобразования под воздействием радиации — о ней. Физическая химия построена на теоретике, экспериментальных приёмах физики. Поверхностно “пробегаются” на уроках физики.

“Технохимия”

Слишком сложна для школы. Объясняет, как делать оборудование для промышленности. Опять пересчёты, анализ, моделирование — полная скука.

Девятнадцатый век в истории развития химической науки

В начале девятнадцатого века многие ученые стали вновь обращать свои взоры в античные мысли. Так, в начале XIX века Джон Дальтон, исходя из предположений Демокрита, выдвигает свою атомную теорию. Наблюдая за непохожими друг на друга процессами превращения веществ, ученые пришли к заключению, что абсолютно все вещества состоят из мельчайших частичек – атомов и молекул. Впоследствии было открыто, что важнейшей характеристикой этих частиц является масса.

В это же время открываются основные химические законы, которые уточнялись в последующие столетия, трансформировались с учетом новых познаний, но тем не менее не потеряли своего значения в химической науке. Перечислим данные законы:

• постоянства химического состава;
• сохранения массы;
• кратного и объемного отношения.

В один из основных законов физики и химии данного века превращается гипотеза Авогадро, а также сформулированный немного позже газовый закон. Эти два положения открыли способ установления стандартной шкалы атомных масс. Отметим, что данными шкалами пользуются и по сегодняшний день.

Современный этап развития химии

На сегодняшний день знания о химических элементах и их структуре помогают объяснить и спрогнозировать свойства молекул и натуральных веществ, представляющих собой совокупность большого числа движущихся частиц. Технический уровень позволяет изучать различные превращения молекул. В последние годы появилась возможность с помощью компьютерного моделирования на основании расчетов квантовой механики определять структуру химического соединения вещества, механизмы соединения и способы движения частиц, которые трудно поддаются экспериментальному фиксированию.

Необходимо упомянуть о том, что сегодня главная цель, которая стоит перед химической наукой, – это исследование процесса: пройдет данная химическая реакция или нет, а если пройдет, то какой будет результат и каковы оптимальные условия, чтобы коэффициент полезного действия проводимой реакции был как можно больше, а скорость процесса приемлемой? Изучения скорости протекания реакции очень важны как для выявления оптимальных условий совершения реакции, так и для того, чтобы заранее, до проведения реакции, приблизительно знать результат.

Так зачем же нужна химия? На сегодняшний день без базовых знаний данной научной дисциплины не обойтись. Знание общих принципов и химических законов необходимы ученому, работающему в любой отрасли химического знания, будь то изучение процессов, осуществляющихся в недрах Земли, производство полимерных материалов или организм человека.

Список химических терминов, обозначений и формул

Основой современного химического словаря является терминология, зародившаяся благодаря усилиям французского естествоиспытателя Антуана Лорана Лавуазье. Еще в середине 18 века он ввел в науку такие понятия, как:

• оксид;
• кислота;
• соль;
• кислород;
• водород;
• окисление;
• углекислота.

Позже перечень специфических терминов значительно расширился и к нашим дням стал насчитывать несколько сотен позиций.

Обозначения в химии

Все открытые к текущему моменту элементы наделены знаками, имеют собственный порядковый номер в таблице Менделеева:

Кроме того, химики используют такие обозначения, как:

• m — масса;
• Мr — относительная молекулярная масса;
• n — количество вещества;
• V — объем;
• М — молярная масса;
• Vm — молярный объем;
• N — количество структурных единиц.

Подобные обозначения являются общими для физики и химии, применяются для отображения исследуемых явлений, процессов, реакций.

Примеры формул

Формулы выступают важнейшим элементом химического языка. С их помощью ученые могут составлять уравнения различных реакций, создавать номенклатуру и классификацию веществ.

Химическая формула может отображать 1 моль или 1 молекулу вещества, его качественный и количественный состав.

Простейшие понятия: вещество, молекула, атом, химический элемент

Что такое химия? Где мы встречаемся с химическими явлениями? Везде. Сама жизнь — это бесчисленное множество разнообразных химических реакций, благодаря которым мы дышим, видим голубое небо, ощущаем изумительный запах цветов…

Что изучает химия? Химия изучает вещества, а также химические процессы, в которых участвуют эти вещества.

Что такое вещество — понятно: это то, из чего состоит окружающий нас мир и мы сами. Но что такое химический процесс (явление)?

К химическим явлениям относятся процессы, в результате которых изменяется состав или строение молекул, образующих данное вещество. Изменились молекулы — изменилось вещество (оно стало другим!), — изменились его свойства:

• свежее молоко стало кислым;
• зелёные листья стали жёлтыми;
• сырое мясо при обжаривании изменило запах.

Все эти изменения — следствие сложных и многообразных химических процессов. Итак,

химия — это наука о веществах и их превращениях.

При этом исследуются не всякие превращения, а только такие, при которых

• обязательно изменяется состав или строение молекул;
• никогда не изменяется состав и заряд ядер атомов.

В этом определении встречаются такие понятия, как «вещество», «молекула», «атом». Разберём их подробнее.

Вещество — это то, из чего состоят окружающие нас предметы. Каждому абсолютно чистому веществу (таких в природе, кстати, не существует) приписывают определённую химическую формулу, которая отражает его состав, например:

• Н₂О — вода;
• Na₈[(AlSiO₄)₆SO₄] — лазурит.

Выше приведены молекулярные формулы двух веществ. Следует отметить, что далеко не все вещества состоят из молекул, так как существуют вещества, которые состоят из атомов или ионов. Например, алмаз состоит из атомов углерода, а обычная поваренная соль — из ионов Na+ и ионов Cl– (условная «молекула» — NaСl).

Наименьшая частица вещества, которая отражает его качественный и количественный состав, называется молекулой.

Молекулы состоят из атомов. Атомы в молекуле соединены при помощи химических связей. Каждый атом обозначается при помощи символа (химического знака):

• Н — атом водорода;
• О — атом кислорода.

Число атомов в молекуле обозначают при помощи индекса:

Примеры:

• О₂ — это молекула вещества кислорода, состоящая из двух атомов кислорода;
• Н₂О — это молекула вещества воды, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Но! Если атомы не связаны химической связью, то их число обозначают при помощи коэффициента:

Аналогично изображают число молекул:

• 2Н₂ — две молекулы водорода;
• 3Н₂О — три молекулы воды.

Почему атомы водорода и кислорода имеют разное название, разный символ? Потому что это атомы разных химических элементов.

Химический элемент — это частицы с одинаковым зарядом ядер их атомов.

Что такое ядро атома? Почему заряд ядра является признаком принадлежности атома к данному химическому элементу? Чтобы ответить на эти вопросы, следует уточнить: изменяются ли атомы в химических реакциях? Из чего состоит атом*?

Атом не имеет заряда, хотя и состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов:

В ходе химических реакций число электронов любого атома может изменяться, но заряд ядра атома в химических реакциях НЕ МЕНЯЕТСЯ!

Поэтому заряд ядра атома — своеобразный «паспорт» химического элемента. Все атомы с зарядом ядра +1 принадлежат химическому элементу под названием «водород». Атомы с зарядом ядра +8 составляют химический элемент «кислород».

Каждому химическому элементу присвоен химический символ (знак), порядковый номер в таблице Менделеева (порядковый номер равен заряду ядра атома); определённое название и, для некоторых химических элементов, особое прочтение символа в химической формуле (табл. 1).

Подведём итог. Вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, атомы с одинаковым зарядом ядра относятся к одному и тому же химическому элементу.

Но, если вещество состоит из молекул, то любое изменение состава или строения молекулы приводит к изменению самого вещества, его свойств.

Вопрос. Чем отличаются химические формулы веществ: Н₂О и Н₂О₂?

Хотя по составу молекулы этих веществ отличаются на один атом кислорода, сами вещества по свойствам сильно отличаются друг от друга. Воду Н₂О мы пьём и жить без неё не можем, а Н₂О₂ — перекись водорода, пить нельзя, а в быту её используют для обесцвечивания волос.

Вопрос. А чем отличаются химические формулы веществ:

Состав этих веществ — аллозы (А) и глюкозы (Б) — одинаков — С₆Н₁₂О₆. Отличаются они строением молекул, в данном случае — расположением групп ОН в пространстве. Глюкоза — универсальный источник энергии для большинства живых организмов, а аллоза практически не встречается в природе и не может быть источником энергии.

Типы химических связей в органических веществах

Для любых соединений характерны электронностатические взаимодействия внутри молекул, которые в органике выражаются в наличии ковалентных полярных и ковалентных неполярных связей. В металлорганических соединениях возможно образование слабого ионного взаимодействия.

Ковалентные неполярные связи возникают между С-С взаимодействием во всех органических молекулах. Ковалентное полярное взаимодействие характерно для разных атомов-неметаллов в молекуле. Например, С-Hal, C-H, C-O, C-N, C-P, C-S. Это все связи в органической химии, которые существуют для образования соединений.

Этапы развития химии

Химия – наука о составе, строении и свойствах веществ. Химия изучает процесс превращения этих веществ, а также законы, по которым происходят эти превращения.

Химической деятельностью человек начал заниматься задолго до нашей эры. Это произошло в то время, когда люди научились получать металлы. Потом началось производство керамики, стекла, дубление кож, крашение тканей, создание лекарственных средств, изготовление косметики.

Ещё в 300 г. до нашей эры египтянин Зосима создал энциклопедию, которая состояла из 28 томов. В этих томах были собраны знания по взаимным превращениям веществ за последние 500-600 лет.

Алхимия

Начальным этапом развития химии можно считать появление алхимии. В основе алхимии лежали представления древнегреческих философов Эмпедокла, Платона и Аристотеля об элементах природы и их взаимном превращении.

Считалось, что существуют четыре первоначала: земля, вода, воздух и огонь. И они способны переходить друг в друга, так как каждое из них является одним из состояний единой первоматерии.

А все вещества образуются в результате сочетания этих первоначал.

Алхимики превращали одни вещества в другие. Они полагали, что подобным превращениям могут подвергаться и металлы. Многие учёные были заняты поисками «философского камня», который должен был превращать неблагородные металлы в золото.

И во время этих поисков в своих лабораториях алхимики научились получать щёлочи, многие соли, серную и азотную кислоты, этанол. С помощью этих веществ они могли воздействовать на другие вещества.

В середине XIII века европейские алхимики получили порох.

Следует сказать, что алхимия в Европе была под запретом. Заниматься алхимией запрещали как церковь, так и светские власти. Но, несмотря на это, алхимия была популярна вплоть до начала XVI века.

Развитие химии как науки

В XVI веке ирландский учёный Бойль освободил химию от алхимии. Он предположил, что все вещества состоят из химических элементов, которые нельзя разложить на более простые части. Можно сказать, что с этого времени химия стала отдельной наукой.

В конце XVII – начале XVIII веков появляется теория немецкого химика Э.Г. Шталя, объясняющая явления горения, окисления и восстановления металлов. Но эта теория была признана ошибочной в середине XVIII века французским физиком Лавуазье, установившим роль кислорода в этих процессах. М.В. Ломоносов открыл закон сохранения массы вещества в химических процессах.

C конца XVIII до середины XIX века был открыт целый ряд стехиометрических законов, устанавливающих количественные соотношения (массовые и объёмные) между реагирующими веществами и продуктами реакции. Закон Авогадро, законы сохранения массы, эквивалентов, постоянства состава, объёмных отношений, кратных отношений – это законы, лежащие в основе стехиометрии.

Менделеевым был открыт периодический закон.

После того как в конце XIX века были открыты электрон и радиоактивность, в начале ХХ века была разработана теория гетерополярной (ионной) связи и теория гомеополярной (ковалентной) связи. В 1927 г. началась разработка квантово-механической теории химической связи.

Учение Менделеева о периодичности химических элементов получило своё подтверждение. Стало возможным прогнозировать свойства веществ. Физико-математические методы стали широко использоваться для разнообразных расчётов в области химии.

Появились новые физико-химические методы анализа: электронная и колебательная спектрометрия, магнетохимия и т.д.

https://youtube.com/watch?v=1cYXor5zGmc

В ХХ веке благодаря достижениям химической науки стало возможным получение веществ с заданными свойствами: синтетических антибиотиков, синтетических полимеров, пластмасс, всевозможных строительных материалов, тканей и т.п.

Современная химия тесно сотрудничает с другими науками. В результате появились совершенно новые разделы химии: биохимия, геохимия, коллоидная химия, кристаллохимия, электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и др.

Важным направлением современной химии является получение дешёвого топлива, создающего альтернативу основным современным источникам энергии – нефти и газу.

Точные современные приборы и компьютеры значительно упростили исследования и математические расчёты в области химии, повысили их точность, скорость и уменьшили стоимость.

Развитие химии, как науки

Исторические этапы прогресса учения о атомах и молекулах:

• Сезон “зарождения” (III столетие нашей эры). Характеризуется слабым, относительно независимым друг от друга улучшением. Изучала античная натурфилософия.
• Столетья алхимии (III – XVII вв.). Попытки изобретения философского камня, транс мутировавшего металлы. Состоит из александрийского, арабского, египетского подпериода.
• “Объединение” (XVII – XVIII века). Конструирования целостной науки — Химии. Завершился революционными открытиями.
• Отрытие “Количественных законов” (1769 – 1860 года). Характерно выражения атомно-моллекулярной теории.
• Золотой век (1860 – 1899). Стремительное формирование в научном плане: складывание периодической системы, появление химической термодинамики, кинетики (в аспектах учения).
• Наши времена. Полное изучение органических соединений, зарождение “Физхимии”.

Вопрос эксперту Гугломаг Спрашивай! Не стесняйся! Задать вопрос

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Вариант №2

Наука прошлого

Химия — наука о веществах, их соединениях и возможных реакциях, пришедшая к нам из античного мира. В те далёкие времена наука именовалась алхимией и приравнивалась к искусству. Это продолжалось до XVI-XVII веков. Именно с того периода химия получила мощный толчок в развитии, который продолжается и по сей день.

Алхимия

Своё начало наука берёт с глубокой древности. Первые упоминания о ней датируются II-IV веком нашей эры. В этот период времени наиболее широко алхимия развивалась в Риме и Египте, но после упадка в Римской империи “пальму первенства” в этом ремесле взяли арабские мудрецы, которые в свою очередь внесли не измеримый вклад в дальнейшее развитие науки. Была заложена теория о возникновении и составе металлов, объяснены все их основные свойства, введены представления о философском камне (с помощью которого можно было превращать металл в золото и исцелять все болезни), выявлен “принцип твёрдости” металлов.

После завоевания турками части Европы алхимия (как арабская, так и европейская) получила плодородную почву для бурного развития. Было создано множество книг и трактатов о изучении и свойствах различных элементов, заложено начало экспериментальной алхимии, изготовлен чёрный порох. Но в скором времени христианская церковь запретила изучение и применение алхимии, связав это с деятельностью ведьм. С этого момента можно наблюдать значительный спад в развитии науки.

Интересный факт: долгое время алхимия не рассматривалась как отдельная наука, Она представляла собой особое направление ритуального искусства.

Химия как наука

Развитие химии принято считать с начала шестнадцатого столетия, с момента появления буржуазного общества. С пониманием общей картины мира многие учёные стали задумываться о его составляющих. Прогресс химии начался с объяснения Робертом Бойльём разности химических элементов и их строения. Неоценимый вклад также внёс Ван Гельмонт своим открытием углекислого газа.

Химия — наука, тесно связанная с биологией и физикой. Она продолжает своё развитие. Практически каждый год выявляются новые элементы, их свойства и воздействие на живой организм.

Факт: в первом экземпляре периодической таблицы Д. Менделеева находилось 66 элементов, расположенных по возрастанию атомной массы.

8 класс, 9 класс Из истории возникновения химии

Химия в середине XIX века

К середине девятнадцатого века учеными было открыто свыше пятидесяти химических элементов, высчитаны их атомные массы, изучены свойства и способы соединения с другими веществами. Все это стало следствием открытия главного химического закона – периодического закона Д. И. Менделеева. Новшества этого ученого заключались в том, что закономерность изменения свойств химических элементов при увеличении объема массы атомов была выявлена до появления какого-либо объяснения этого феномена.

На сегодняшний день открытия Менделеева не потеряли своей значимости. Открытие новых химических элементов и проведение современных исследований только больше укрепили основные позиции ученого. Периодическая таблица химических элементов, созданная на основе этого закона, – главный путеводитель в изучении свойства любого химического элемента.

Алхимия

Секретность и таинство подарили химии мистический ореол. Со временем, когда наука всё-таки смогла распространиться по разным странам, жители Европы переняли от арабов название «алхимия». Они позаимствовали этот термин из среднегреческого языка, где он обозначал «флюид».

Алхимия воспринималась как сочетание искусства и химии, но, на деле, её корни лежат в эзотерической сфере. Так или иначе, изначально наука использовалась в восточных странах для получения ртути или фосфора, а со временем и щелочей. Примерно со времен Средневековья к алхимии добавилась мистическая составляющая, основанная на тонкостях философии того периода.

Большинству людей алхимия известна по попыткам «трансмутации», призванным превращать какие-либо вещества в золото. Ещё с античных времен этот материал стал всеобщим эквивалентом товаров, а получить его было крайне трудно. Подобные попытки сохранялись до самого четырнадцатого века.

Хотя получить золото из ничего так и не удалось, труды алхимиков позволили создать другие материалы, а также освоить многочисленные методы обработки. Всё это стало значительным вкладом в постепенно формировавшуюся науку химию.

Законы и теории

Бытует мнение, что если учёные находят доказательства, поддерживающие гипотезу, последняя становится теорией, а в случае, когда теория верна, на её основании пишется закон. Это не совсем так. На самом деле факты, гипотезы, теории и законы — лишь отдельные инструменты научного метода. Они могут развиваться, но это не означает, что они обязательно переходят в новое качество. Упрощённо разница между терминами выглядит так:

• Закон — это описание наблюдаемого явления. Он не объясняет, почему явление существует или что его вызывает.
• Гипотезой называют ограниченное, предположительное объяснение феномена.
• Теория представляет собой логическую, систематическую внятную трактовку явления и его причин.

Кроме того, если какая-то закономерность становится законом, это не означает, что ситуация не изменится из-за будущих исследований. Использование определения закона у неспециалистов и учёных заметно отличается.

Факты и законы работают на эмпирической, наблюдательной основе. Теории оперируют закономерностями на концептуальном уровне и зиждятся на логике, а не на наблюдениях. По аналогии с плохими и хорошими формальными объяснениями, теории также различаются по качеству. Наиболее важные критерии их оценки сводятся к следующему перечню:

• Логическая непротиворечивость. Теоретические построения, граничные условия и допущения согласуются друг с другом.
• Прогностическая сила. Насколько хорошо она предсказывает реальность.
• Опровергаемость. Гарантия эмпирической проверяемости.
• Экономичность. Объяснение сложного явления не должно быть за счёт неоправданного добавления новых конструкций.

С учётом того факта, что теории и наблюдения являются двумя столпами естествознания, научные исследования, соответственно, ведутся на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Первый касается разработки абстрактных понятий о явлении и соотношениях между этими понятиями. Эмпирический уровень предполагает проверку концепций на достоверность действительным наблюдениям. Благодаря такому подходу теории совершенствуются в своём соответствии реальности.

Простые и сложные вещества. Валентность

Вещества бывают простые и сложные. Если молекула состоит из атомов одного химического элемента, — это простое вещество:

Если в состав вещества входят атомы только одного химического элемента — это простое вещество. Причём некоторые химические элементы образуют несколько простых веществ. Так, химический элемент кислород образует простое вещество «кислород» О₂ и простое вещество «озон» О₃*.

А химический элемент углерод образует четыре простых вещества, причём ни одно из них не называется «углерод». Эти вещества отличаются пространственным расположением атомов:

Алмаз — атомы углерода находятся в вершинах воображаемых тетраэдров;

Графит — атомы углерода находятся в одной плоскости;

Карбин — атомы углерода образуют «нити».

В четвертой модификации «углерода» — фуллерене — атомы углерода образуют сферу, т. е. молекулы фуллерена напоминают мячик.

Существование элемента в виде нескольких простых веществ называется аллотропией. Алмаз, графит, карбин, фуллерен — аллотропные модификации элемента «углерод», а кислород и озон — аллотропные модификации элемента «кислород».

Таким образом, не следует путать эти понятия: «химический элемент» и «простое вещество», а также «молекула» и «атом».

Очень часто в письменных записях слова «молекула» или «атом» заменяют соответствующими символами, но не всегда правильно. Так, нельзя писать: «В состав воды входит Н₂», так как речь здесь идёт о химическом элементе водороде — Н. Нужно писать: «В состав воды входит (Н)». Аналогично, правильной будет запись: «При действии металла на раствор кислоты выделится Н₂», т. е. вещество водород, молекула которого двухатомна.

Молекулы сложных веществ состоят из атомов разных химических элементов:

Как известно, в состав сложных веществ входят атомы разных химических элементов. Эти атомы соединяются между собой химическими связями: ковалентными, ионными, металлическими.

Способность атома образовывать определённое число ковалентных химических связей называется валентностью. (Подробнее см. урок 4 «Химическая связь».) Правильнее всего определять валентность по графическим или структурным формулам:

В таких формулах одна чёрточка обозначает одну ковалентную связь, т. е. «одну валентность». На практике чаще всего валентность определяют по молекулярной формуле, хотя здесь правильнее говорить о степени окисления элемента (см. урок 7). Иногда результат определения степени окисления соответствует реальному значению валентности, но бывают и неодинаковые результаты.

Задание 1.1. Определите «валентность» (степени окисления) атомов кальция и углерода по формуле СаС₂. Совпадает ли полученный результат с реальным значением валентности?

В устойчивой молекуле не может быть «свободных», «лишних» валентностей! Поэтому для двухэлементной молекулы число химических связей (валентностей) атомов одного элемента равно общему числу химических связей атомов другого элемента.

Валентность атомов некоторых химических элементов постоянна (табл. 2).

Для других атомов валентность можно определить (вычислить) из химической формулы вещества.

При этом следует учитывать изложенное выше правило о химической связи.

Сделаем практические выводы.

1. Если один из атомов в молекуле одновалентен, то валентность второго атома равна числу атомов первого элемента (см. на индекс!):

2. Если число атомов в молекуле одинаково, то валентность первого атома равна валентности второго атома:

3. Если у одного из атомов индекс отсутствует, то его валентность равна произведению валентности второго атома на его индекс:

4. В остальных случаях ставьте валентности «крест-накрест», т. е. валентность первого атома равна числу атомов второго элемента и наоборот:

Задание 1.2. Определите валентности элементов в соединениях:

Вначале укажите валентности атомов, у которых она постоянна! Аналогично определяется валентность атомных групп (ОН), (РО₄), (SО₄) и так далее.

Задание 1.3. Определите валентности атомных групп (в формулах выделены курсивом):

Обратите внимание! Одинаковые группы атомов (OH), (РО4), (SO4) имеют одинаковые валентности во всех соединениях. Зная валентности атома или группы атомов можно составить формулу соединения

Для этого пользуются правилами:

Зная валентности атома или группы атомов можно составить формулу соединения. Для этого пользуются правилами:

Если валентности одинаковы, то и число атомов одинаково, т. е. индексы не ставим:

Если валентности кратны (одно число делится на другое), то число атомов элемента с меньшей валентностью определяем делением:

В остальных случаях индексы определяют «крест-накрест»:

Задание 1.4. Составьте химические формулы соединений:

Становление химии в античном полисе

Существует множество теорий, которые гласят, что история развития химии началась на рубеже нашей эры. Случилось это при развитии умений и возможности получать сплавы. Как результат, отмечают появление в скором времени первых фармацевтических средств, создание керамики.

Однако отчетливо увидеть отправную точку в истории возникновения химии можно, очутившись в древнегреческом государстве. Именно здесь Софисты в пятом веке нашей эры исследуют новую позицию человек-космос, благодаря чему приходят к удивительному заключению, что для преобразования окружающего мира человеку необходимы подручные средства. В это же время появляется атомистическая картина мира Демокрита, который проповедовал людям, что все окружающие нас объекты состоят из мельчайших частиц. Впоследствии эти частицы получат название атомы.

Безусловно, в рамках античного мира такое заявление было сродни фантастической идее, таким образом, всерьез Демокрита мало кто воспринимал. Однако на рубеже нового времени к его теории возвращались не раз многие деятели исторической науки как к основной точке в истории возникновения химии.

Это интересно: Сообщение на тему: Ислам (вариант 3)

Популярные сегодня темы

Сон-трава
Как только солнечные лучи растопят снег после долгой зимы, на опушке леса можно встретить первый весенний цветок сине — лилового цвета с пушистыми бутонами. В народе его называют подснежником

Профессия повар
Повар – человек, профессия которого заниматься приготовлением пищи. Настоящий кулинар – творец. Он может сделать самые разнообразные шедевры из продуктов, имеющихся под рукой. Повар знает, ка

Кутузов Мхаил
М.И. Кутузов – выдающийся русский полководец. Он стал первым полным георгиевским кавалером. Приложил много сил для улучшения тактической и военной подготовки офицерского состава армии.

Гимнастика
Гимнастика – это один из видов спорта, который имеет свои разновидности

Для поддержания тонуса организма важно выполнять оздоровительную гимнастику утром ежедневно и выполнять гимнастически

Озеро Байкал
Всеми известное озеро Байкал есть одно из прекраснейших и чудесных на планете Земля. Это очень древнее озеро, его возраст достигает около 35 млн лет

Оно лежит в рифтовой впадине и находится

Созвездие Тельца
Название Телец происходит от латинского слова «бык». Это большое, известное с древних времен, созвездие. Телец находится между зодиакальными созвездиями Овна и Близнецов.

Это интересно: Сообщение на тему: Кометы