Масса молекул 

Несмотря на то, что молекулы ничтожно малы, всё же учёные нашли способы определения их размеров и массы. Если допустить, что молекулы имеют формы шариков, то диаметры их будут равны нескольким стомиллионным долям сантиметра.

Чтобы получить некоторое представление об этих величинах, вообразим, что размеры всех известных нам предметов увеличены в десять миллионов раз. Тогда рост среднего человека оказался бы больше земной оси, а молекулы воды — величиной с горошину.

В каждой капле жидкости или крупинке твёрдого вещества содержится огромное число молекул. Полная пробирка воды (объём 18 мл) содержит около 600 000 000 000 000 000 000 000 молекул (шестьсот секстиллионов).

Если бы можно было считать молекулы поштучно, и каждый человек мог считать по 1000 штук в секунду, то всё население земного шара в течение года непрерывной работы могло бы пересчитать лишь около 1/20 количества молекул, находящихся в одной капле воды.

Подробнее...

Малые и большие периоды 

В предыдущих статьях мы рассмотрели строение электронных оболочек атомов элементов трех первых периодов. Они вмещают в себя: первый – 2 элемента второй и третий – по 8 элементов. Эти периоды называются малыми периодами. Добавочные электроны в них при переходе от одного элемента к другому либо присоединяются к внешнему слою атома, либо начинают новый электронный слой.

Рассмотрим теперь строение электронных оболочек атомов элементов, составляющих следующий, четвертый период. Он также начинается щелочным металлом калием (№ 19), в атоме которого появляется новый электронный слой, представленный одним электроном. У кальция (№ 20) к нему присоединяется второй электрон. Но начиная со скандия (№ 21) возобновляется накопление электронов в третьем слое. Оно продолжается, пока число электронов в этом слое не возрастет с 8 до 18. Лишь после этого возобновляется накопление электронов в последнем слое, пока число их в нем не достигнет 8 у инертного газа криптона, завершающего четвертый период.

Пока идет накопление электронов в предпоследнем слое, во внешнем слое, как правило, остаются 2 электрона. Благодаря возобновлению накопления электронов в предпоследнем слое число элементов в четвертом периоде возрастает до 18.

Подробнее...

Классификация кислот 

При сравнении состава кислот легко заметить, что в одних из них содержится кислород (H2S03, H2SO4, HNO3, H3PO4, H2SiO3) а в других его нет (HCl, НВr, HI, H2S). Первые называются кислородными, а вторые – бескислородными.

По числу атомов водорода, содержащихся в молекуле кислоты и способных замещаться металлами, кислоты делятся на одноосновные (HCl, HNO3), двухосновные (H2SO4, H2CO3, H2S, H2SO3), трехосновные (Н3РO4).

Подробнее...

Концентрация растворов 

При использовании растворов очень важно знать, сколько растворенного вещества содержится в данном количестве раствора. Количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора, называется концентрацией раствора. Например, имеются два раствора поваренной соли, весом по 100 г каждый, в одном из них содержится 5 г растворенной соли, а в другом – 20 г. Ясно, что концентрация второго раствора в четыре раза больше первого.

Процентная концентрация растворов 

Концентрация раствора часто выражается в процентах. Если концентрация водного раствора серной кислоты равна 10%, то это означает, что в 100 г (или в 100 кг) раствора содержится 10 г (или 10 кг) серной кислоты и 90 г (или 90 кг) воды.

Процентная концентрация раствора показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора.

Растворимость тоже показывает концентрацию раствора, но только насыщенного при данной температуре. Так, например, при 20° С растворимость поваренной соли 35,9. Это означает, что в 100 г воды при 20° С может раствориться не больше 35,9 г поваренной соли, так как этот раствор будет насыщенным. Какова же будет концентрация этого раствора в процентах? Вес насыщенного раствора поваренной соли при 20° С равен: 100+35,9= 135,9 (г). Следовательно, соли в нем будет 35,9 : 135,9=0,263. Концентрация раствора равна 26,3%. Таким образом, растворимость поваренной соли при 20° С равна 35,9, а концентрация данного раствора, выраженная в процентах, 26,3. Поэтому не следует смешивать растворимость и процентную концентрацию: растворимость вещества показывает, сколько его может раствориться в 100 г воды, а процентная концентрация показывает, сколько растворенного вещества содержится в 100 г раствора.

Подробнее...

Кислород в природе 

Кислород — самый распространенный элемент на земле. Так как кислород может соединяться с большинством химических элементов, то в природе находится очень много сложных веществ, содержащих кислород. Около 90% веса воды приходится на долю кислорода. Окисел кремния SiO2 (кремнезём), составляющий основную массу речного песка, содержит более 50% кислорода. Глина, многие руды железа и алюминия содержат кислород. Клетки и ткани растений и животных сострят из веществ, содержащих кислород (крахмал, клетчатка, белок).

Растворимость кислорода в воде хотя и не велика, но во всей массе воды, находящейся на земле, растворено очень много кислорода.

Одна пятая часть воздуха по объёму приходится на долю кислорода.

Благодаря окислительным свойствам кислород имеет чрезвычайно большое значение для жизни животных и растений. Вдыхаемый животными кислород поглощается их кровью, разносится по всему телу и окисляет органические вещества. Растворённый в воде кислород имеет то же значение для рыб, что и атмосферный кислород для наземных животных.

Подробнее...

Классификация химических веществ 

Известно, что вещества по составу и химическим свойствам делятся на несколько классов, представленных следующей схемой:

ВЕЩЕСТВА
Простые Сложные
металлы неметаллы окислы основания соли

Мы познакомились с основными типами химических реакций, с помощью которых из веществ одного класса можно получить вещества, относящиеся к другим классам: из простого вещества – сложное и, наоборот, из окисла – кислоту, из кислоты – соль т.д. Эти реакции широко применяются в химической промышленности для получения одних веществ из других.

Ионные кристаллические решетки 

Вещества, образованные из ионов, называются ионными соединениями.

Из числа изученных нами веществ к ионным соединениям относятся окислы металлов и соединения металлов с галогенами.

В качестве примера образования ионных соединений мы рассмотрели образование молекул хлористого натрия. Но такие молекулы могут существовать только при очень высоких температурах, а именно в парах поваренной соли. Белый дым, наблюдающийся при горении натрия в хлоре, – это не молекулы хлористого натрия, а образовавшиеся из них кристаллики. Кристаллы же поваренной соли, как и всех других ионных соединений, слагаются не из молекул, а непосредственно из ионов.

Расположены ионы так, что вокруг каждого иона натрия группируются ионы хлора, а вокруг каждого иона хлора – ионы натрия, т. е. примерно как располагаются черные и белые клетки на шахматной доске. Такое расположение ионы примут благодаря действующим между ними силам притяжения и опал кивания. Ионы, разноименно заряженные (Na+ и Cl-), притягивают друг друга и поэтому стремятся сблизиться друг с другом вплотную, ионы же, заряженные

Подробнее...

Классификация солей 

Ранее мы рассматривали реакции, происходящие с образованием солей, при которых все атомы водорода в молекулах кислот замещались атомами металлов.

Какого же состава образуются соли в случае неполной нейтрализации двух – или трехосновных кислот щелочами? Рассмотрим это на примере реакции нейтрализации серной и фосфорной кислот раствором едкого натра:

 

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + Н2O

Н3РО4 + NaOH = NaH2PO4 + Н2O

Н3РО4 + 2NaOH= Na2HPO4 + 2Н20

Соли, которые образовались путем замещения в молекуле кислоты всех атомов водорода атомами металлов, называются средними или нормальными. Например: Na2SO4, Na3PO4, Na2CO3.

Соли, которые образовались в результате неполного замещения в молекуле кислоты атомов водорода атомами металлов, называются кислыми. Например: NaHSO4, NaH2PO4, NaHCO3.

Подробнее...

Ионная связь 

Планеты солнечной системы удерживаются на своих орбитах силой всемирного тяготения. В капле воды молекулы притянуты друг к другу межмолекулярными силами. Нам предстоит решить вопрос, какими силами удерживаются в молекулах атомы, как возникают химические связи между ними. Для этого нужно понять, почему инертные газы,, в отличие от всех остальных элементов, почти не образуют химических соединений. Нам известно, чем отличаются атомы инертных газов от атомов остальных элементов: завершенностью внешнего электронного слоя. Очевидно, в этом и нужно искать причину их химической инертности, а причину способности атомов всех остальных элементов соединяться друг с другом – в незавершенности внешнего электронного слоя их атомов. Согласно электронной теории валентности, завершенные внешние слои, свойственные атомам инертных газов (из 2 электронов у гелия и из 8 электронов у остальных инертных газов), представляют собой особенно устойчивые, особенно прочные группировки электронов. Это и придает химическую инертность атомам инертных газов.

Сопоставим строение атомов и химические свойства элементов, которыми кончается один, например второй, период и начинается следующий (третий) период.

Два резких скачка в химических свойствах элементов с возрастанием порядкового номера связаны, очевидно, первый (от F к Ne) – с завершением внешнего электронного слоя атома, второй (от Ne к Na) – с появлением нового электронного слоя. При завершении слоя утрачивается химическая активность, при появлении нового слоя она возвращается, но изменяется ее характер: фтор наиболее энергично соединяется с металлами, а натрий – I с неметаллами.

В атомах типичных неметаллов (галогены, неметаллы главной I подгруппы VI группы) внешний электронный слой не завершен, но I близок к завершению: атомам галогенов недостает для его завершения лишь одного электрона, атомам элементов подгруппы кислорода – двух электронов. Поэтому атомы названных элементов способны захватывать электроны от других атомов до завершения внешнего слоя.

Подробнее...

Классификация оксидов 

Рассмотренные нами химические свойства оксидов могут быть положены в основу их классификации.

Оксиды, которые взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды, называются основными. Это название им дано потому, что каждому основному оксиду соответствует основание: CuO – Cu(OH)2; Mg(OH)2; F2O3 – Fe(OH)3.

Основные окислы (оксиды) образуются только металлами. Например: оксид магния – MgO, оксид кальция – CaO, оксид бария – BaO.

Оксиды (окислы), которые взаимодействуют с основаниями с образование соли и воды, называются кислотами. Это название им дано потому, что каждому кислотному окислу соответствует кислота: СO2 – H2CO3; SO2 – H2SO3; SiO2 – H2SiO3; P2O5 - H3PO4.

Кислотные оксиды называются иначе ангидридами кислот? например SO3 – серный ангидрид, Р2O5 – фосфорный ангидрид. Слово «ангидрид» означает «безводный». Ангидриды могут быть получены разложением кислот при нагревании, например:

H2SO4 = SO3 + H2O

Подробнее...

Значение периодического закона Менделеева 

Значение всякой научной теории заключается не только в той, что она объясняет уже известные факты, но и в том, что она открывает возможность предсказывать новые факты.

Когда Д. И. Менделеев работал над обоснованием периодического закона, было известно лишь 63 элемента и атомные массы многих из них были определены неправильно. Так, атомная масса металла бериллия принималась равной 13,5 вместо 9, и бериллий считаи трехвалентным металлом. Тогда бериллий пришлось бы поместить между углеродом (ат. масса 12) и азотом (ат. масса 14). Периодичность изменении свойств элементов нарушилась бы, так как металл бериллий оказался бы между двумя неметаллами – углеродом и азотом, а за одновалентным элементом литием вместо двухвалентного следовал бы трехвалентный элемент – бор. Отсюда Д. И. Менделеев заключил, что бериллий должен иметь атомный вес (масса), промежуточный между атомными весами лития (7) и бора (11), т. е. примерно 9, а валентность должна быть равна 2, а не 3. Последующие исследования показали, что истинный атомный вес (масса) бериллия 9 и он действительно двухвалентный элемент.

Подобным же образом Д. И. Менделеев исправил атомные веса целого ряда других элементов, не находивших себе подходящего места в периодической таблице.

При построении периодической таблицы элементов Д. И. Менделеев оставил незаполненными значительное число клеток, так как не были известны элементы, которые по атомной массе и свойствам можно было бы поместить в них. Д. И. Менделеев пришел к выводу, что эти элементы существуют, но пока еще не открыты. В таком случае они должны проявлять свойства, промежуточные между свойствами, с одной стороны, соседних слева и справа элементов того же периода и, с другой стороны, соседних ниже и выше элементов той же подгруппы. Основываясь на этом, Д. И. Менделеев особенно подробно описал свойства трех из числа еще не открытых элементов. Он назвал их экабором, экаалюминием и экасилицием. В течение последующих 15-лет эти три элемента были открыты.

Подробнее...

Подкатегории

НАУЧНЫЕ РАЗДЕЛЫ