Что такое химия

Химия и ее разделы

Что мы называем химией? Химия есть та часть естествознания, которая занимается изучением изменений вещества.

Все ли изменения вещества относятся к области химии? Нет. Существуют и такие изменения, которые должны быть отнесены к области физических изменений (например, превращение льда в воду), а также и такие, которые являются пограничными между физикой и химией, например, взаимные переходы обеих форм карбоната кальция — арагонита и кальцита.

Чем отличаются друг от друга физические и химические изменения вещества? При химических превращениях веществ образуются новые молекулы, свободные радикалы или свободные атомы. При физических изменениях молекулы веществ остаются неизменными.

На какие отрасли может быть разделена химия? На общую химию, которая занимается изучением основных законов, относящихся ко всем химическим превращениям, и на специальную химию, занимающуюся изучением химических свойств отдельных веществ. По характеру изучаемых веществ специальная химия делится на неорганическую и органическую.

Какую часть химии называют неорганической химией? Неорганической химией раньше называлась та часть химии, которая изучает превращения веществ минерального происхождения. В настоящее время так называют всю специальную химию, за исключением химии углеводородных соединений.

Какую часть химии называют органической химией? Раньше этим термином обозначали учение о превращениях веществ животного и растительного происхождения; ныне этим термином обозначают химию углеводородных соединений.

Какую часть химии называют физической химией? Ту часть общей химии, которая изучает влияние физических условий (например, теплоты, электричества, света, давления и т. д.) на вещество и на его химические свойства, а также изучает физические результаты этого влияния (возникновение тепла, электричества, света и т. д.) при химических превращениях. Термохимия, электрохимия, фотохимия и т. д. относятся к отдельным отраслям физической химии.

Химические элементы

Что называют химическими элементами? Элементами называют сравнительно небольшое число простых веществ, из которых построены все существующие вещества и которые образуются при разложении всех вообще веществ, но уже далее не могут быть разложены на более простые вещества химическими методами.

Возможно ли взаимное превращение одних элементов в другие? Такие превращения в весомых количествах стали возможными лишь в самое последнее время. Однако в невесомых количествах подобные превращения происходят самопроизвольно при распаде природных и искусственно полученных радиоактивных элементов. Кроме того, почти все элементы удается при помощи физических методов превращать в мельчайших количествах в другие элементы. Однако эти превращения находятся уже за пределами явлений, изучаемых в химии.

Кто впервые ввел в химию современное понятие о химическом элементе? Еще с древних времен признавалось, что все вещества построены из нескольких немногих основных составных частей. Так, Аристотель считал, что весь мир состоит из 4-х составных начал — это воздух, земля, вода и огонь. Лишь Юнгиус (1642 г.) и Бойль (1664 г.), основываясь на опыте, сформулировали для химических элементов определение, которое еще поныне остается действительным.

Сколько природных элементов известно в настоящее время? В настоящее время известно 118 элементов. Они образуют естественный ряд элементов. Неизвестно какое число элементов еще может быть открыто. Из этого количества элементов 94 встречаются в доступных для исследования частях земного шара; остальные 24 элемента могут быть получены только искусственным путем.

Простые вещества и соединения

Какие вещества называют простыми? Простыми называются вещества, состоящие лишь из одного элемента; например, твердый фосфор или пары фосфора представляют собой простые вещества, ибо они содержат только один элемент — фосфор. Алмаз является простым веществом, ибо он состоит только из одного элемента — углерода и т. д.

Что называют химическим соединением? Химические соединения представляют собой физически однородные вещества, состоящие из двух или нескольких элементов. Так, например, вода является однородным веществом, образованным двумя элементами — водородом и кислородом.

Как можно отличить химическое соединение от смеси? Прежде всего химические соединения отличаются однородностью, т. е. каждая мельчайшая частичка, которую возможно отделить от химического соединения, должна обладать одинаковыми химическими свойствами. Такие вещества, в которых удается обнаружить отдельные частички с различными свойствами, называются физическими смесями. Однако одного только признака полнейшей однородности (гомогенности) еще недостаточно для определения понятия химического соединения, ибо существуют также и вполне однородные физические смеси, например, смеси газов (воздух) и растворы (раствор сахара в воде). Установить строгое разграничение между такими смесями и химическими соединениями чрезвычайно трудно.

Во-первых, в химическом соединении элементы вступают во взаимодействие в совершенно определенных количественных взаимоотношениях (например, на 1 весовую часть водорода в воде приходится 8 весовых частей кислорода), в то время как в смесях составляющие их вещества, могут содержаться в самом различном количественном соотношении (например, в растворах солей различных концентраций).

Во-вторых, свойства химических соединений отличаются от свойств составных частей этого соединения; наличие составных частей в смесях можно обнаружить по их свойствам (например, кислород, содержащийся в воздухе, можно легко обнаружить, так как он поддерживает горение).

В-третьих, разложение химического соединения на составные части, как правило, не может быть достигнуто такими простыми методами, как разделение на составные части какой-нибудь смеси (например, разделение на составные части раствора путем выпаривания растворителя) .

Какие состояния вещества являются промежуточными, находящимися на границе между соединениями и смесями? Растворы. Этим термином обозначают жидкие или твердые смеси, обнаруживающие физическую однородность. Свойства составных частей при образовании растворов часто претерпевают (в противоположность к образованию газовых смесей) значительные изменения. Например, раствор соли приобретает свойство проводить электрический ток, в то время как чистая соль и чистая вода при прочих равных условиях этим свойством не обладают. Поэтому приходится признать, что при образовании растворов все же наступает какое-то взаимодействие между растворителем и растворенным веществом, которое имеет большое сходство с химическими процессами. От химических соединений растворы отличаются тем, что весовые соотношения составных частей могут в них изменяться в широких пределах.

Какие вещества носят название сплавов? Сплавами называют однородные по внешним признакам смеси металлов, образованные сплавлением этих металлов, а также путем их соединения с неметаллическими элементами (например, с углеродом, фосфором и т. д.). При рассмотрении под микроскопом многие сплавы выявляются в качестве механических смесей; другие же сплавы действительно обнаруживают свою однородность и представляют собой, следовательно, твердые растворы (непрерывно изменяющегося состава) или истинные химические соединения (определенного состава).

О чем говорит закон постоянства состава? Закон постоянства состава утверждает, что химические соединения отличаются совершенно определенным, всегда неизменным составом. Вода всегда содержит, независимо от характера ее образования и от физических условий, 8 весовых частей кислорода на 1 весовую часть водорода. Поваренная соль содержит всегда 23 весовые части натрия на 35г5 весовых частей хлора и т. д.

О чем говорит закон кратных отношений? Закон кратных отношений утверждает, что в тех случаях, когда два элемента способны образовать друг с другом не одно, а два или несколько разных химических соединений, то количество одного элемента, способное присоединиться к определенному количеству другого элемента, будет находиться в соотношении целых чисел. Так, например, водород образует с кислородом, кроме воды, еще и другое соединение — перекись водорода. В воде на одну часть водорода приходится 8″, а в перекиси водорода — 16 весовых частей кислорода, числа 8 и 16 находятся друг к другу в простом отношении 1 к 2. Аналогичные соотношения наблюдаются также и для соединений, состоящих более чем из двух различных элементов. Так, например, три элемента — водород, хлор и кислород — образуют друг с другом четыре различных соединения; на 1 часть водорода, а также на 35,5 частей хлора в этих соединениях приходится 16, 32, 48 и 64 части кислорода. Эти количества кислорода находятся друг к другу в соотношении 1 :2: 3 : 4.

Что следует понимать под термином «агрегатное состояние»? Большинство простых веществ и соединений могут находиться в трех формах — твердой, жидкой и газообразной. Эти три формы называют агрегатными состояниями вещества. Агрегатное состояние вещества обусловливается давлением и температурой.

Что следует понимать под терминами «аллотропные» или «аллотропические модификации» (видоизменения) вещества? Многие простые вещества способны образовывать несколько различных твердых (реже жидких или газообразных) видоизменений (желтый и красный фосфор, алмаз и графит, кислород и озон), которые называются аллотропическими модификациями. Многие элементы (фосфор и др.) могут встречаться в металлических и неметаллических модификациях.

Какую температуру называют критической? Критической температурой называют такую, выше которой вещество уже не способно существовать в жидкой форме; при температуре выше критической никакое повышение давления не может уже обусловить переход пара или газа в жидкое состояние.

Какое состояние называют коллоидным? Многие органические вещества, как и некоторые неорганические (например, сернистый мышьяк, кремниевая кислота, металлическое золото или серебро и др.) проявляют способность при особых обстоятельствах (например, при самом их выделении из растворов) образовывать прозрачную жидкую смесь с растворителем, хотя по существу они являются нерастворимыми в данной жидкости. Такие смеси называются коллоидными растворами.

Какой смысл имеет термин «растворимость»? Существуют вещества, образующие друг с другом однородные смеси (растворы) во всех количественных соотношениях (например, вода и серная кислота). Однако большинство веществ растворяются в других веществах лишь до определенной границы, которую и обозначают как растворимость вещества А в растворителе Б. Эту границу обозначают, например, числом граммов на 100 г раствора или числом граммов на 100 см3 раствора. Раствор, который имеет максимально возможное содержание растворенного вещества при данных внешних условиях, называют насыщенным раствором. Растворимость вещества зависит от температуры. В большинстве случаев она увеличивается с повышением температуры. Однако встречаются такие вещества, как, например, гипс, растворимость которых с повышением температуры уменьшается.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.