Основные понятия и законы химии. Расчёты по химическим формулам
Химия — это наука, которая изучает свойства веществ и их превращения друг в друга. В этом разделе мы рассмотрим основные понятия и законы химии, а также научимся проводить расчёты по химическим формулам.
Основные понятия химии
- Вещество — это то, из чего состоят тела. Вещества могут быть простыми (состоят из атомов одного элемента) и сложными (состоят из атомов разных элементов).
- Атом — это мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его химические свойства. Атомы состоят из ядра и электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный заряд, электроны — отрицательный, а нейтроны не имеют заряда.
- Молекула — это наименьшая частица вещества, способная существовать самостоятельно и обладающая всеми его химическими свойствами. Молекулы состоят из атомов, связанных между собой химическими связями.
- Химический элемент — это вид атомов с определённым зарядом ядра. Химические элементы обозначаются символами, которые состоят из одной или двух букв латинского алфавита. Например, H (водород), O (кислород), C (углерод).
- Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Примеры простых веществ: кислород (O₂), водород (H₂), железо (Fe).
- Сложное вещество — это вещество, состоящее из атомов разных химических элементов. Примеры сложных веществ: вода (H₂O), углекислый газ (CO₂), поваренная соль (NaCl).
- Валентность — это способность атома образовывать химические связи с другими атомами. Валентность определяется числом электронов, участвующих в образовании химических связей.
- Относительная атомная масса (Ar) — это отношение массы атома к 1/12 массы атома углерода-12. Относительная атомная масса является безразмерной величиной.
- Относительная молекулярная масса (Mr) — это сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы. Относительная молекулярная масса является безразмерной величиной.
- Количество вещества (n) — это число структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т. д.) в веществе. Единицей измерения количества вещества является моль.
Законы химииВ химии существует несколько законов, которые описывают свойства веществ и их превращение друг в друга. Вот некоторые из них:
- Закон сохранения массы: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
- Периодический закон: свойства химических элементов и образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома.
Расчёты по химическим формуламПо химическим формулам можно проводить различные расчёты, например, определять количество вещества, массу вещества, объём вещества и т. д. Для этого необходимо знать следующие формулы:
- n = m / Mr, где n — количество вещества (моль), m — масса вещества (г), Mr — относительная молекулярная масса.
- m = n * Mr, где m — масса вещества (г), n — количество вещества (моль), Mr — относительная молекулярная масса.
- V = n * Vm, где V — объём вещества (л), n — количество вещества (моль), Vm — молярный объём (22,4 л/моль при нормальных условиях).
Примеры расчётов по химическим формулам:
- Определите количество вещества углекислого газа CO₂ массой 44 г.Решение:Mr(CO₂) = Ar(C) + 2 Ar(O) = 12 + 2 16 = 44n(CO₂) = m(CO₂) / Mr(CO₂) = 44 / 44 = 1 мольОтвет: количество вещества CO₂ равно 1 моль.
- Рассчитайте массу кислорода O₂ объёмом 5,6 л.Решение:Vm(O₂) = 22,4 л/мольn(O₂) = V(O₂) / Vm(O₂) = 5,6 / 22,4 = 0,25 мольMr(O₂) = 32m(O₂) = n(O₂) Mr(O₂) = 0,25 32 = 8 гОтвет: масса кислорода равна 8 г.
Вопросы для самоконтроля:
- Что такое вещество?
- Что такое атом?
- Что такое молекула?
- Что такое химический элемент?
- Что такое простое вещество?
- Что такое сложное вещество?
- Что такое валентность?
- Что такое относительная атомная масса?
- Что такое относительная молекулярная масса?
- Что такое количество вещества?
Дополнительные материалы:Для закрепления материала рекомендуется выполнить следующие задания:
- Определить количество вещества кислорода O₂ массой 64 г.
- Рассчитать массу углекислого газа CO₂ объёмом 11,2 л.