Efnafræði: Grundvallarhugtök, skilgreiningar, hugtök og lögmál

Efnafræði, helstu hugtök sem við teljum - er vísindi sem rannsóknir efni og umbreytingu þeirra sem koma með breytingu á skipulagi og samsetningu, og þar með eignir. Fyrst þarftu að skilgreina hvað átt er við með hugtakinu eins og "efnið". Ef við tölum um það í víðum skilningi, er það form efnis sem hefur hvíldartíma massa. Efnið er einhver grunn ögn, til dæmis, nifteind. Í efnafræði, hugtakið er notað í þrengri skilningi.

Til að byrja með stuttri lýsingu á helstu skilmálum og hugtök efnafræði, lotukerfinu-sameinda kenning. Eftir það, útskýra við þá, auk núverandi nokkur mikilvæg lögum þessum vísindum.

Helstu hugtök efnafræði (spurning, atóm, sameindir) eru kunnugleg okkur öllum úr skólanum. Hér fyrir neðan er stutt lýsing á þeim, auk annarra, minna augljós hugtök og fyrirbæri.

atóm

Fyrst af öllu, öll efni sem eru rannsökuð í efnafræði, sem samanstendur af litlum ögnum, sem kallast frumeindir. Nifteindir eru ekki það sama hlut af rannsókn á þessu vísinda. Það ætti einnig að segja að atóm sem eru geta sameinast við hvert annað, og þar með mynda efna skuldabréf. Til þess að brjóta þessa tengingu, nauðsynlegt útgjöld orku. Þess vegna skaltu gera atóm í eðlilegum aðstæðum eru ekki fyrir sig (nema "göfugt gas"). Þau eru tengd við hvert annað að minnsta kosti í pörum.

Stöðug varma hreyfing

Stöðug hitahreyfingu agnir einkennast af öllu, sem læra efnafræði. Helstu hugtök af þessu vísindi geta ekki útskýrt, ekki tala um það. Með samfelldri hreyfingu meðaltali hreyfiorku er í réttu hlutfalli við hitastig agnarinnar (þó það skal tekið fram að við orku á mismunandi aðskilinna agna). Ekin = kT / 2, þar sem k - er Boltzmann fasti. Þessi formúla gildir fyrir hvers konar hreyfingu. Þar sem Tkin = mV ^2/2, hreyfingu gríðarlegu agna hægar. Til dæmis, ef hitastig er það sama, sem súrefni sameindin að meðaltali flytja til 4 sinnum hægari en kolefni sameindir. Þetta er vegna þess að massi þeirra er meira en 16 sinnum. The hreyfing er oscillating, þýðingar- og hverfi. Oscillating fram hjá vökvans og fasta efnisins, og gaskenndum efiium. En þýðingar- og hverfi auðveldlega framkvæmt í gasi. Í vökva, það er erfiðara, og í föstu efni - jafnvel erfiðara.

sameindir

Við höldum áfram að lýsa helstu hugtök og skilgreiningar efnafræði. Ef atómin eru saman við hvert annað, mynda litla hóp (sem kallast sameindir), er þannig hópa sem taka þátt í hitahreyfingu, sem virkar sem eina einingu. Allt að 100 atóm til staðar í dæmigerðum sameindum, og fjöldi þeirra er svokölluð háan mólþunga efnasambönd geta verið allt að 105.

sem ekki-sameinda efni

Hins vegar eru atóm oft saman í fjölda hljómsveita frá 107 til 1027. Í þessu formi sem þeir eru nánast ekki lengur þátt í varma hreyfingu. Þessi samtök hafa lítið líkindi við sameind. Þeir eru meira eins og stykki af solid. Þessi efni eru kallaðir sem ekki-sameinda. Í þessu tilviki, varma hreyfing fer fram inni í stykki, og hann getur flogið eins og sameind. Það er umskipti svæði og stærðir, sem felur í sér samtök sem myndaður er úr atómum í magni sem er frá 105 til 107. Þessar agnir eru annað hvort mjög stórum sameindum eða eru litlar korn af duft.

jónir

Það skal tekið fram að atóm og hópar geta hafa óákveðinn greinir rafhleðslu. Í þessu tilfelli þeir eru kallaðir jónir í þessari vísindum, eins og efnafræði, helstu hugtök sem við erum að læra. Þar sem eins hleðslur alltaf hrinda hver öðrum, eru efni sem er til staðar umtalsverð umfram aðra hvora af þeim gjöldum mega ekki vera stöðug. Neikvæð og jákvæð gjöld eru alltaf varamaður í rýminu. En almennt, efnið er rafmagni hlutlaus. Athugið að gjöld sem eru talin stór í electrostatics, frá sjónarhóli efnafræði eru hverfandi (í 105-1015 atóm - 1e).

Hlutir rannsóknar sem birtist í efnafræði

Það er nauðsynlegt að skýra að hluti af rannsókn á efnafræði talsmaður fyrirbæri, sem ekki koma ekki, og brjóta ekki niður atóm, en aðeins endurraða, sem er tengdur á nýjan hátt. Sumir Skuldabréfin eru brotin, aðrir eru mynduð í kjölfarið. Með öðrum orðum, ný efni að sjá af atómunum á fyrrum í samsetningu upphafsefna. Ef atómin, og núverandi tengsl á milli þeirra eru geymd (t.d., • uppgufun sameinda efnasambanda), þessi aðferð tengjast rannsókn á lengri efnafræði og Sameindaeðlisfræði. Í þeim tilvikum þar sem atómin eru mynduð eða brotinn, er það rannsókn á efni kjarnorku eða lotukerfinu eðlisfræði. Hins vegar mörkin milli efna- og eðlisfræðilegan fyrirbæri óskýr. Eftir skiptingu vísinda í aðskilda skilyrt, en eðli jöfn. Því efnafræðingar mjög gagnlegt þekkingu á eðlisfræði.

Helstu hugtök efnafræði við vorum stuttlega. Nú bjóðum við þér meira að telja þá.

Read more about atómum

Frumeindir og sameindir - er eitthvað sem margir tengja efnafræði. Grunnhugtök, þetta verður að vera skýrt skilgreind. Sú staðreynd að atóm til, tvö þúsund árum síðan, það var tær snilld að giska. Þá, á 19. öld, vísindamenn voru tilraunir gögn (enn óbeint). Við erum að tala um margar sambönd Avogadro samsetningu stöðugleika laga (hér við líta á þessar grundvallarhugtökum efnafræði). Atom halda áfram að kanna á 20. öld, þegar það var nú mikið af beinum tilrauna sönnunargögn. Þær voru byggðar á litrófsgreiningu, til dreifingar og röntgengeislum, alfaeindum, nifteindir, rafeindir, o.fl. Stærð þessara agna er um það bil 1 E = 1 ° ^-10 m Þyngd - .., en um 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. Í miðju agnanna er jákvætt hlaðið kjarna kring sem rafeindir fara á neikvæða hleðslu. Kernel stærð er um það bil 10 til ¹⁵ m. Það kemur í ljós að ákvarðar stærð rafeinda skel atómsins, en í þessu tilfelli þyngd hennar er nánast eingöngu samþjappað í kjarnanum. Annar skilgreiningu skal kynnt, miðað við helstu hugtök efnafræði. Chemical þáttur - gerð af atómum, ákæra úr kjarnanum sem er nákvæmlega eins.

Það gerist oft okkur kleift að ákvarða atóm að einni mínútu ögn efnis efnafræðilega óskiptanlegri. Hvernig á að skilja "efna"? Eins og við höfum bent á, skiptingu fyrirbæri í eðlis- og efnafræðilega reynslulausn. En auðvitað tilvist atóma. Þess vegna, til að ákvarða betur efnafræði í gegnum þá, og ekki öfugt, atóm gegnum efnafræði.

efnatengi

Þetta er svo að atóm eru haldin saman. Það þýðir ekki að leyfa þeim að fljúga í sundur undir áhrifum varma hreyfingu. Hér eru helstu einkenni bréfa - er fjarlægð internuclear og orku. Þetta er einnig helstu hugtök efnafræði. Tengjalengd er ákvörðuð með tilraunum með nægilega mikilli nákvæmni. Orka - einnig, en ekki alltaf. Til dæmis, það er ómögulegt að hlutlægt ákvarða hvað það er í tengslum við sérstakri samskipti í flóknu sameind. Hins vegar orka atómeringu efnisins þarf að brjóta allar núverandi tengla er alltaf ákveðið. Vitandi lengd tengingu er hægt að ákvarða hvaða atóm eru tengd (þeir hafa stutta vegalengd), og hvað - nei (lengri fjarlægð).

Samhæfingar- númer og samhæfingu

Helstu hugtök Efnagreining eru þessar tvær hugtök. Hvað þýða þau? Við skulum andlit það.

Samræmingin tala er fjöldi næstu nágranna þess tilteknu atómi. Með öðrum orðum, fjöldi þeirra sem hann er skyldur efnafræðilega. Samræming er gagnkvæm staða, tegund og fjöldi nágranna. Með öðrum orðum, þetta hugtak er meira máli. Til dæmis, er samhæfingarnúmer köfnunarefnis sameinda einkennandi fyrir ammóníak og saltpéturssýru, það sama - 3. Hins vegar hafa þeir mismunandi samhæfingu - er ekki í sama plani og flatt. Það er ákvarðað óháð eðli tengsl milli fulltrúa, en því oxunarstig og Valence á - á hugtakinu skilyrt, sem eru búin til í því skyni að fara að spá fyrir um samhæfingu og samsetningu.

Ákvörðun sameindarinnar

Við höfum nú þegar snert á þessari hugmynd, miðað við helstu hugtök og lögmál efnafræði stutta stund. Nú búa á það nánar. Í kennslubækur tíð ákvörðun hluta sameindarinnar á borð við lægri hlutlausum ögnum efiiis, sem hefur efnafræðilega eiginleika þess, og getur verið til sjálfstætt. Það skal tekið fram að þessi skilgreining er nú úrelt. Í fyrsta lagi, sú staðreynd að allir eðlisfræðingar og efnafræðingar vísa til sameind efni eignir eru ekki vistuð. Vatn dissociates, en það þarf að minnsta kosti 2 sameindir. Að hve miklu leyti sundrun af vatni - er 10 ^-7. Með öðrum orðum, þetta ferli getur verið háð aðeins einni sameind 10 milljónir. Ef þú ert með einn sameind, eða er það jafnvel hundruð, getur þú ekki fá hugmynd um losun þess. Sú staðreynd að varma áhrif efnahvarfa, innihalda almennt þar sem samverkun orku milli sameinda. Þess vegna geta þeir ekki að finna á einum af þeim. Og efna-og eðliseiginleika sameinda efni má ræðst eingðngu af stórum hópi sameindir. Að auki eru lyf sem eru fær um að vera á eigin spýtur, "minnsti" ögn endalaust mikil og mjög frábrugðin hefðbundnum sameindir. The sameind er fyrst og fremst á hópur frumeinda eru ekki rafhlaðnar. Í því sérstaka tilfelli, það getur verið einn atóm, til dæmis, Ne. Þessi hópur verður að vera fær um að taka þátt í útbreiðslu, eins og í öðrum tegundum hitahreyfingu, sem starfar sem eining.

Eins og þú geta sjá, er ekki svo einfalt helstu hugtök efnafræði. Sameindin - er eitthvað sem ætti að íhuga vandlega. Það hefur sína eiginleika og mólmassa. Um seinni við rætt nú.

mólmassa

Hvernig á að ákvarða mólmassa reynslu? Ein leið - byggt á lögum Avogadro er, hlutfallslega þéttleika gufu. Nákvæmasta aðferðin er massagreiningu. Electron slegnir út af sameindinni. Sú jónin er fyrst dreift í rafsviði og síðan deflected með segulsneiðmyndun vegi þess. Gjald til massa hlutfall ræðst af umfangi frávikanna. Það eru einnig aðferðir sem byggjast á eiginleikum sem hafa lausnir. Hins sameind í öllum þessum tilvikum þarf endilega að vera á hreyfingu - í lausninni í lofttæmi til gasi. Ef þeir fara ekki, það er ómögulegt að hlutlægt reikna þyngd þeirra. Og tilvist þeirra í þessu tilfelli að það er erfitt að finna.

Lögun af ekki-sameinda efna

Að tala um þá að segja að þeir eru samsett úr atómum, ekki sameindir. Hins vegar er sama gildir með tilliti til göfugt lofttegundir. Þessar frumeindir hreyfa frjálslega, þannig að betra ráð einhópa sameindir þeirra. Hins vegar er þetta ekki mikilvægt. Það er mikilvægt að ekki sameinda efni, það er mikið af atómum, sem eru tengd saman. Það skal tekið fram að skipting allra efna á sameindalíffræði og ekki sameinda ófullnægjandi. Skipting tengingu þýðingarmeira. Lítum til dæmis munurinn á eiginleikum grafít og demantur. Báðir þeirra eru kolefni, en fyrst - mjúkur, og annað - solid. Hvernig þeir eru mismunandi frá hvor öðrum? Munurinn er bara í tengsl þeirra. Ef við lítum á uppbyggingu grafít, getum við séð að sterk tengsl eru aðeins í tveimur stærðum. En í þriðja mjög mikilvæg interatomic vegalengdir, því það er mikil tengi. Grafít er auðvelt að renna og skipta eftir þessum lögum.

tengingu uppbygging

Annars er það kallað staðbundnum vídd. Það táknar fjölda víddum rýminu, sem einkennist af því að þessum samfellt (nánast óendanlega) beinagrind kerfi (sterk tengsl). Gildin að það getur tekið, - 0, 1, 2 og 3. Því er nauðsynlegt að aðskilja þriggja dimensionally tengdur, lagskipt, og ey keðja (Molecular) uppbygging.

Lögmál ákveðin hlutföllum

Við höfum þegar lært grunnhugtök í efnafræði. Efnið var stuttlega teljast með okkur. Nú segja um lögmál sem gildir við það. Venjulega er hún mótuð eins og hér segir: við hvaða einn hluti (þ.e.a.s., hreinn), án tillits til þess á hvern hátt sem það fékkst þar sem maður hefur sömu efnislega og tölulega samsetningu. En hvað þýðir hugtakið "hreinu efni"? Við skulum andlit það.

Tvö þúsund árum síðan, þegar uppbygging efnanna má ekki vera meira bein aðferðir til náms þegar það voru ekki einu sinni undirstöðu efna hugtök og lögmál efnafræðinnar, þekkir okkur, var ákveðið descriptively. Til dæmis, sem vatn - er lausn sem eru grundvöllur innhafa og ám. Það hefur engin lykt, lit, bragð. Það hefur svo bræðslumark og frostmark hennar, frá það er blár kopar súlfat. Salt vatn er vegna þess að það er ekki hreinn. Hins vegar, sölt hægt er að aðskilja með eimingu. Eins og þetta, lýsandi aðferð, ákvarðað helstu efna hugtök og lögmál efnafræðinnar.

Fyrir vísindamönnum í þeim tíma sem hún var ekki augljóst að vökvinn sem er lögð áhersla á ýmsa vegu (með því að brenna vetnissúlfat á sér stað úrvötnun, sjór eimingu), hefur sömu samsetningu. Frábær uppgötvun í vísindum var sönnun þessa staðreynd. Það varð ljóst að hlutfall af súrefni og vetni ekki hægt að breyta vel. Þetta þýðir að þau atriði samanstanda af atómum - ódeilanlegum skömmtum. Svona efnasambönd með formúlu voru undirbúin, og einnig rökstudd vísindamenn framsetning af sameindum.

Nú allir efni beint eða óbeint ræðst fyrst og fremst krafa frekar en bráðnun, bragð eða litur. Vatn - H ₂ O. Ef það eru aðrar sameindir, það mun ekki lengur vera hreinn. Þar af leiðandi, hreint sameinda efnið er eitt sem er samsett úr aðeins eina tegund af sameindum.

Hins vegar í þessu tilfelli, að vera með blóðsöltum? Eftir allt saman, eru þeir jónir eru til staðar, ekki bara sameindir. Við þurfum að vera strangari skilgreiningu. Pure sameinda efnið er einn sem samanstendur af sameindum af einni gerð, og hugsanlega einnig afturkræf afurðir úr hraðri ummyndun þeirra (ísómerun verkalýðsfélag, sundrun). Orðið "hratt" í þessu samhengi merkir að á þessum vörum, getum við ekki losna við, þeir koma aftur strax. Orðið "baka" gefur til kynna að viðskiptin er ekki fært til enda. Ef tilkynnt, þá er það betra að segja að það er óstöðugt. Í þessu tilfelli er það ekki hreint efni.

Lögmál varðveislu massa efnis

Þessi lög er frá fornu fari verið þekkt í yfirfærðri formi. Það kemur fram að málið er ekki hægt að búa til og óslítandi. Þá kom megindlega samsetningu þess. Samkvæmt þessu er þyngd (og seint 17 öld - þyngd) er mælikvarði á magn af efninu.

Lögin í venjulegum formi var opnuð í 1748 Lomonosov. 1789, bætti hún Lavoisier, franska vísindamaður. Contemporary blanda þess er sem hér segir: massi sem efnin slá inn í efnahvarfi eða er jafn massa efna sem leiða af henni.

Lögin Avogadro er, lögmál rúmmálsinnrennslisdælur sambönd lofttegundum

Sú síðasta var mótuð árið 1808 eftir JL Gay-Lussac, franska vísindamanninum. Nú þetta lögmál er kallað lögmál Gay-Lussac. Samkvæmt því, rúmmál en einn af hvarfgjörnum lofttegunda er í við annan sem og að rúmmál leiðir loftkenndu vara í heild litlu magni.

Mynstur, sem fann Gay-Lussac, skýrir lög, sem var opnað stuttu seinna, 1811, Amedeo Avogadro, ítalskur vísindamaður. Þar kemur fram að við jöfn (þrýstings og hitastig) í lofttegundunum hafði sama magn, sama fjölda af sameindir til staðar.

Tveir mikilvægir afleiðingar fylgja frá lögmáli Avogadro. Fyrsta liggur í þeirri staðreynd að við sömu aðstæður, einn mól af hvaða gastegund occupies saman jafnstórum skömmtum. Displacement annaðhvort við eðlilegar aðstæður (sem eru hitastigið 0 ° C og 101,325 kPa) var 22,4 lítrar. Annað Afleiðingin af þessum lögum sem hér segir: þyngdarhlutfallið á milli lofttegundum með sama magn undir jöfn skilyrði, jafngildir hlutfallinu á sínu mólmassa.

Það er annað lögmál, sem vissulega þarf að vera minnst. Við munum segja ykkur frá því í stuttu máli.

Reglubundin lögum og borð

D. I. Mendeljeff, byggt á efnaeiginleika þætti og lotukerfinu og sameindalíffræði vísindamanna sem uppgötvaði þetta lögmál. Þessi atburður átti sér stað 1. mars 1869 Reglubundið Law er einn af mikilvægustu í náttúrunni. Það er hægt að fullyrða að svo á eftirfarandi hátt: Eiginleikar frumefnanna myndaðar úr flókin og einföld efni og hafa í sér reglubundna fíkn á hleðslna kjarna atómum.

Lotukerfinu, sem var búin til af Mendeljeff, samanstendur af sjö tímabil og átta hópa. Hópar kallað lóðrétt dálkum sínum. Þættir innan hvers þeirra hafa svipaða líkamlega og efnafræðilega eiginleika. Hópurinn, síðan er skipt í undirflokka (helstu og hlið).

Láréttu línur í þessari töflu vísa til tímabilum. Þættir sem eru í þeim, mismunandi sín á milli, en þeir hafa sameiginlegt - þá staðreynd að nýjustu rafeindir sínar á sama orku stigi. Á fyrsta tímabilinu eru aðeins tveir þættir. H er vetni og helíum He. Átta þættir eru í seinni tíma. Í fjórða sinn þegar 18. Mendeljeff tilnefnt þennan frest sem fyrsta stór. Í fimmta og 18 þætti, uppbyggingu þess er svipað fjórða. Sem hluti af sjötta - 32 þáttum. Sjöunda er ekki lokið. Þetta tímabil hefst á Franska (FR). Við getum gert ráð fyrir að það mun innihalda 32 þætti, sem og sjötta. Hins vegar, svo langt aðeins 24 fundust.

regla otketa

Samkvæmt reglunni otketa allir þættir hafa tilhneigingu til að að afla rafeind eða missa það í því skyni að hafa 8 rafeindir stillingar göfugt gas næst þeim. The jónun orku - er orkan sem þarf til að aðskilja rafeindir úr atóm. Otketa regla gildir að þegar flytja frá vinstri til hægri í lotukerfinu sem þú þarft meiri orku til að fjarlægja rafeind. Því atriði sem eru á vinstri hlið, leitast við að tryggja að missa rafeind. Þvert á móti, þá er staðsett á hægri hlið, fús til að kaupa það.

Lög og helstu hugtök efnafræði, lýst í stuttu máli. Auðvitað er þetta bara almennar upplýsingar. Í einni grein að það er ómögulegt að tala um svona alvarleg vísindi í smáatriðum. Helstu hugtök og lögmál efnafræðinnar sem lýst er í þessari grein - er upphafið að frekara námi. Eftir allt saman, í þessu vísindum eru margir hlutar. Það er, til dæmis, lífræn og ólífræn efnafræði. Helstu hugtök hvert köflum þessarar vísindi geta verið rannsakað í langan tíma. En þeim sem lýst er hér að framan, vísa til almennra mála. Þess vegna getum við sagt að þetta eru helstu hugtök lífrænni efnafræði, auk ólífræn.