Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Конспекты / Конспект вводного занятия по подготовке к ЕГЭ по химии "Основные законы и понятия химии"

Конспект вводного занятия по подготовке к ЕГЭ по химии "Основные законы и понятия химии"

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

Занятие №1. Основные законы и понятия химии.

  1. Химия как наука. Вещество. Химический элемент. Символ химического элемента.

Явления физические и химические. Агрегатные состояния веществ.


Химия – наука о веществах, их свойствах, превращениях и явлениях, сопровождающих эти превращения.

Вещества – это то, из чего состоят предметы (физические тела) окружающего мира, а именно вид материи, который имеет массу покоя и характеризуется постоянными физическими и химическими свойствами, позволяющими отличить его от других веществ. Для сравнения: другой вид материи – поле – не имеет массы покоя.

Каждое вещество обладает строго определёнными свойствами, т.е. признаками, позволяющими отличить одно вещество от других.

  • Физические свойства вещества – совокупность сведений о свойствах вещества, которые можно измерить физическими методами. К ним относятся агрегатное состояние, плотность, растворимость, температуры плавления, кипения, цвет, вкус, запах и т.д.

  • Химические свойства вещества – совокупность сведений о том, с какими другими веществами и при каких именно условиях реагирует данное вещество.

  • Агрегатное состояние вещества – это физическое состояние, в котором находится вещество при определенных давлении и температуре. В настоящее время выделяют четыре основных агрегатных состояния – твердое, жидкое, газообразное и плазму.

    • Газ характеризуется хаотическим движением слабо взаимодействующих молекул, не имеет постоянной структуры, собственной формы и объема.

    • Жидкость обычно состоит из молекул, находящихся в постоянном тепловом движении, имеет объем, но не имеет формы.

    • Твердое вещество отличается упругостью, имеет определенные объем и форму, может иметь как упорядоченную, так и неупорядоченную структуру, моно- или поликристаллическую.

    • Плазма – полностью или почти полностью ионизированный газ.

Явления различные изменения, которые происходят с веществами.

  • Физические явления – явления, при которых изменяется форма или агрегатное состояние вещества или же образуются новые атомы (например, при ядерных реакциях).

  • Химические явления – явления, при которых одни вещества превращаются в другие, имеющие новый состав и свойства; состав ядер при этом не меняется. Характерными признаками, по которым можно судить о том, что имеет место химические явление (реакция), являются изменение цвета и запаха, образование или растворение осадка, выделение газа, теплоты или света.

Вещества, существующие в природе, постоянно претерпевают различные изменения.



2. Основы атомно-молекулярного учения.

  1. Все вещества, существующие в природе, представляют собой совокупность громадного числа частиц (атомов, молекул, ионов). В зависимости от типа частиц, все вещества условно подразделяют:

  • Вещества молекулярного строения – вещества, основной структурной единицей которых является молекула. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами. (N2, H2O)

  • Вещества немолекулярного строения – вещества, основными структурными единицами которых являются атомы или ионы. Ион – заряженная частица, состоящая из одного или нескольких элементов.

Пример: Ионы: Cl- , SO42-, NH4+, Al3+ (NH4Cl, Al2(SO4)3)


  1. Частицы, из которых состоит данное вещество, взаимодействуют между собой посредством электромагнитных (кулоновских) сил и находятся в постоянном движении. Движение частиц ограничено силами взаимодействия между ними.


  1. Каждое вещество, в зависимости от условий (температуры, давления) может находиться в определённом агрегатном состоянии, и при изменении внешних условий может переходить из одного агрегатного состояния в другое. (лед тает, превращаясь в воду, при нагревании воды до 1000С она переходит в газ).


Современное определение понятия вещество:

Вещество – совокупность большого числа частиц, находящаяся в определённом агрегатном состоянии.

Химический элемент – вид атомов, с определённым зарядом ядра. Каждому химическому элементу присвоен химический символ (знак), порядковый номер в таблице Д.И.Менделеева (порядковый номер равен заряду ядра атома), определенное название, а для некоторых химических элементов – особое прочтение символа в химической формуле.

Символ химического элемента – условное обозначение химического элемента.

Современные символы химических элементов были введены в науку в 1813 году Берцелиусом. По его предложению элементы обозначаются начальными буквами их латинских названий. Если названия нескольких элементов начинаются с одной и той же буквы, к первой букве добавляется одна из последующих.

Таблица: Названия и символы некоторых химических элементов

Название

Символ

Русское

Латинское

Написание

Чтение

-

Написание

Происхождение

-

-

Азот

Nitrogenium

От греч. " рождающий селитру"

N

" эн"

Алюминий

Aluminium

От лат. " квасцы"

Al

" алюминий"

Аргон

Argon

От греч. " недеятельный"

Ar

" аргон"

Барий

Barium

От греч. " тяжелый"

Ba

" барий"

Бор

Borum

От арабск. " белый минерал"

B

" бор"

Бром

Bromum

От греч. " зловонный"

Br

" бром"

Водород

Hydrogenium

От греч. " рождающий воду"

H

" аш"

Гелий

Helium

От греч. " Солнце"

He.

" гелий"

Железо

Ferrum

От лат. " меч"

Fe

" феррум"

Золото

Aurum

От лат. " горящий"

Au

" аурум"

Йод

Iodum

От греч. " фиолетовый"

I

" йод"

Калий

Kalium

От арабск. " щёлочь"

К

" калий"

Кальций

Calcium

От лат. " известняк"

Ca

" кальций"

Кислород

Oxygenium

От греч. " рождающий кислоты"

O

" о"

Кремний

Silicium

От лат. " кремень"

Si

" силициум"

Криптон

Krypton

От греч. " скрытый"

Kr

" криптон"

Магний

Magnesium

От назв. Полуострова Магнезия

Mg

" магний"

Марганец

Manganum

От греч. " очищающий"

Mn

" марганец"

Медь

Cuprum

От греч. назв. о. Кипр

Сu

" купрум"

Натрий

Natrium

От арабск, " моющее средство"

Na

" натрий"

Неон

Neon

От греч. " новый"

Ne

" неон"

Никель

Niccolum

От нем. " медь святого Николая"

Ni

" никель"

Ртуть

Hydrargyrum

Лат. " жидкое серебро"

Hg

" гидраргирум"

Свинец

Plumbum

От лат. названия сплава свинца с оловом.

Pb

" плюмбум"

Сера

Sulfur

От санскриттского " горючий порошок"

S

" эс"

Серебро

Argentum

От греч. " светлый"

Ag

" аргентум"

Углерод

Carboneum

От лат. " уголь"

С

" цэ"

Фосфор

Phosphorus

От греч. " несущий свет"

P

" пэ"

Фтор

Fluorum

От лат. глагола " течь"

F

" фтор"

Хлор

Clorum

От греч. " зеленоватый"

Cl

" хлор"

Хром

Chromium

От греч. " краска"

Cr

" хром"

Цезий

Caesium

От лат. " небесно-голубой"

Cs

" цезий"

Цинк

Zincum

От нем. " олово"

Zn

" цинк"

В природе, как правило, встречаются не чистые вещества, а смеси – системы, возникающие в результате смешивания двух и более компонентов, сохраняющих свои свойства. Состав смеси не является постоянным. В отличие от сложного вещества состав смеси нельзя выразить химической формулой. С помощью физических методов смесь можно разделить на исходные вещества. (Фильтрация, отстаивание, выпаривание, перегонка, возгонка, декантация, центрифугирование, флотация, разделение смеси при помощи магнита и т.д.). Различают гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные) смеси.

Гомогенной называется смесь, в которой между компонентами нет поверхности раздела (воздух, истинные растворы).

Гетерогенной называется смесь, в которой между компонентами есть поверхность раздела (песок и соль, вода и масло, вода и мел).

Индивидуальные (чистые) вещества делят на простые и сложные.

Простые вещества – состоят из атомов одного химического элемента Са, Сl2, О3, S8 и т. д.

Сложные вещества – состоят из атомов двух и более химических элементов. Сложные вещества – H2O, NO, H3PO4, C12H22O11 и т. д.

Простые вещества делят на металлы и неметаллы.

Металлы – обладают металлическим блеском, электропроводностью, теплопроводностью, ковкостью, пластичностью. В обычных условиях находятся в твердом агрегатном состоянии, кроме металла ртути, которых при обычных условиях находится в жидком агрегатном состоянии.

Неметаллы – очень разнообразны по физическим свойствам. Среди них есть газы (кислород O2, озон О3, азот N2, водород H2, фтор F2, хлор Cl2), жидкости (Br2), твердые вещества (йод I2, сера S, фосфор Р, углерод С, кремний Si и т.д.)

3. Химическая лингвистика.


Состав индивидуального вещества может быть выражен химической формулой.

Химическая формула – условная запись состава вещества при помощи химических символов и индексов.

Индексы – подстрочные цифры, показывающие числа атомов элементов в составе молекулы.

а) Простейшая формула (эмпирическая) – показывает состав вещества, и отношение числа атомов одного элемента к числу атомов другого элемента

hello_html_59a2f1de.png

б) Молекулярная формула – показывает состав и реальное число атомов элементов в молекуле вещества (для веществ с молекулярным строением). Может совпадать с эмпирической.


Вода  H2O

В молекуле воды:
2 атома водорода;
1 атом кислорода.

Фосфорная кислота H3PO4

В молекуле фосфорной кислоты:
3 атома водорода;
1 атом фосфора;
4 атома кислорода.

Бутан C4H10

В молекуле бутана:
4 атома углерода;
10 атомов водорода.


Для немолекулярных веществ – введено понятие формульная единица (вместо молекулярной формулы) – это група атомов, входящих в состав немолекулярного вещества, соответствует простейшей формуле, т.е. показывает качественный состав и количественные соотношения чисел атомов элементов.(NaCl)

в) Структурная формула – показывает состав, порядок и способ соединения атомов в молекуле, кроме расположения в пространстве.


hello_html_m6c1730e6.pnghello_html_m3bf20abf.png







г) Пространственная формула – показывает состав, строение и взаимное расположение атомов в пространстве.


Объемная модель молекулы метана пространственная формула структурная формула молекулярная формула

hello_html_1a6c1c0a.png hello_html_717a0d97.pnghello_html_764a3f2a.png СН4

Тип формулы

Информация, передаваемая формулой.

Простейшая

Молекулярная

Структурная

Пространственная

hello_html_7a184d45.png

  • Атомы каких элементов входят в состав вещества.

  • Соотношения между числами атомов этих элементов.

  • Число атомов каждого из элементов в молекуле.

  • Типы химических связей.

  • Последовательность соединения атомов ковалентными связями.

  • Кратность ковалентных связей.

  • Взаимное расположение атомов в пространстве.

  • Длины связей и углы между связями (если указаны).



Задание 1.1. Укажите число атомов элементов в молекулах сложных веществ H2O, NO, H3PO4,C12H22O11, Сr2(SO4)3, AgNO3, Na[Al(OH)4] назовите эти атомы.

Валентность.

Возникает вопрос: почему для воды всегда записывается формула Н2О, а не НО или НО2? Опыт доказывает, что состав воды, полученной любым способом или взятой из любого источника, всегда соответствует формуле Н2О (речь идет о чистой воде).

Дело в том, что атомы в молекуле воды и в молекуле любого другого вещества соединены при помощи химических связей. Химическая связь соединяет как минимум два атома. Поэтому, если молекула состоит из двух атомов и один из них образует три химические связи, то другой также образует три химические связи.

Число химических связей, образуемых атомом, называют его валентностью.

Если обозначить каждую химическую связь черточкой, то для молекулы из двух атомов АБ получим Аhello_html_m6350b166.pngБ, где тремя черточками показаны три связи, образуемые элементами А и Б между собой.

В данной молекуле атомы А и Б трехвалентны.

Известно, что атом кислорода двухвалентен, атом водорода одновалентен.

В о п р о с. Сколько атомов водорода может присоединиться к одному атому кислорода?

О т в е т. Два атома. Состав воды описывают формулой Н–О–Н, или Н2О.

П о м н и т е! 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.

Значение постоянных валентностей атомов некоторых элементов

Валентность

Символы элементов

I

H, F, Ag, Na, K, Li, Cs, Rb

II

O, Ca, Мg, Ba, Zn, Be

III

Аl, B

Другие атомов могут проявлять переменную валентность:

Fe – II, III; Cu – I, II, Cr – II, III, VI; Mn – II, IV, VII и т.д.

Максимальная валентность (высшая) как правило не бывает больше номера группы (исключения – Cu, Au)

Валентность можно определить (вычислить) из химической формулы вещества. В устойчивых молекулах нет свободных валентностей. Например, определим валентность x марганца Mn по формуле вещества MnO2:

hello_html_4fc39bbb.jpg

Общее число химических связей, образуемых одним и другим элементом (Mn и О), одинаково:
x · 1 = 4; II · 2 = 4. Отсюда х = 4, т.е. в этой химической формуле марганец четырехвалентен.

П р а к т и ч е с к и е  в ы в о д ы

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

hello_html_m608e46c.jpg

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

II II

CO

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

hello_html_a9d839d.jpg

4. В остальных случаях ставьте валентности «крест-накрест», т.е. валентность одного элемента равна индексу другого элемента:

hello_html_685ac860.jpg

Задание 1.2. Определите валентности элементов в соединениях:

CO2, CO, Mn2O7, Cl2O, P2O3, AlP, Na2S, NH3, Mg3N2.

П о д с к а з к а. Сначала укажите валентность атомов, у которых она постоянная. Аналогично определяется валентность атомных групп ОН, РО4, SО4 и др.

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

H3PO4, Ca(OH)2, Ca3(PO4)2, H2SO4, CuSO4.

(Обратите внимание! Одинаковые группы атомов имеют одинаковые валентности во всех соединениях.)

Задание 1.4. Составьте химические формулы соединений:

hello_html_69afa291.jpg

Соединения (сложные вещества) – состоящие из атомов двух элементов, один из которых кислород, называются оксидами. Название оксида складывается из слова «оксид» + название элемента в родительном падеже (с указанием валентности), если валентность переменная.

Например: СО2- оксид углерода (IV)

Соединения (сложные вещества- содержащие в своем составе группу ОН – называются гидроксидами. Валентность группы –ОН всегда равна единице!

Название складывается из слова «гидроксид» + название элемента в родительном падеже с указанием его валентности (если она переменна).

Например: Zn(OH)2 – гидроксид цинка, Fe(OH)2- гидроксид железа (II)

Схемы и уравнения химических реакций:


Химическую реакцию можно изобразить с помощью схемы или химического уравнения.

При записи уравнения химической реакции формулы веществ, вступающих в реакцию (реагенты или исходные вещества) принято писать слева, ставя между ними знак плюс (+), формулы веществ, образующиеся в результате химической реакции (продукты реакции) записывают справа. Между частями ставят знак равенства.

Уравнение химической реакции - показывает качественный и количественный состав реакции. В химических реакциях число атомов каждого элемента одинаково в левой и правой частях, что отражает закон сохранения массы веществ.

hello_html_31de1e6d.gif

Схема химической реакции - показывает качественный состав реакции (т.е. состав исходных веществ и состав продуктов реакции)

а) Схемы химических реакций:

S + O2 hello_html_m3cf5b7e7.pngSO2. CaCO3 hello_html_5bafb790.pngCaO + CO2.hello_html_m593dec30.png

S hello_html_m3cf5b7e7.pngSO2; P hello_html_m3cf5b7e7.pngР2О5; CaCO3 hello_html_m3cf5b7e7.pngCaO

б) Уравнения химических реакций:

1S + 1O2 = 1SO2, или S + O2 = SO2;
4P + 5O2 = 2P2O5, или 4P + 5O2 = 2P2O5;
1CaCO3 = 1CaO + 1CO2, или CaCO3 = CaO + CO2;
1PCl5 + 4H2O = 1H3PO4 + 5HCl, или PCI5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCI.

в) Расставление коэффициентов в уравнениях химических реакций.

KClO3 hello_html_m68cf719c.pngKСl + О2.

Число атомов калия и хлора одинаково, а кислорода – разное. Уравняем их:

hello_html_m76b295.jpg

Теперь изменилось число атомов калия и хлора до реакции. Уравняем их:

hello_html_657017d9.jpg

Наконец, между правой и левой частями уравнения можно поставить знак равенства:

2KClO3 = 2KСl + 3О2.

Полученная запись показывает, что при разложении сложного вещества KClO3 получаются два новых вещества – сложное KСl и простое – кислород O2. Числа перед формулами веществ в уравнениях химических реакций называют коэффициентами.

При подборе коэффициентов необязательно считать отдельные атомы. Если в ходе реакции не изменился состав некоторых атомных групп, то можно учитывать число этих групп, считая их единым целым. Составим уравнение реакции веществ CaCl2 и Na3PO4:

CaCl2 + Na3PO4hello_html_m68cf719c.png

П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь  д е й с т в и й

1) Определим валентность исходных атомов и группы PO4:

hello_html_m42bc329e.jpg

2) Напишем правую часть уравнения (пока без индексов, формулы веществ в скобках надо уточнить):

hello_html_7a2d6e0a.jpg

3) Составим химические формулы полученных веществ по валентностям составных частей:

hello_html_bb2177e.jpg

4) Обратим внимание на состав самого сложного соединения Ca3(PO4)2 и уравняем число атомов кальция (их три) и число групп РО4 (их две):

hello_html_m3274148b.jpg

5) Число атомов натрия и хлора до реакции теперь стало равным шести. Поставим соответствующий коэффициент в правую часть схемы перед формулой NaCl:

3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6NaCl.

Пользуясь такой последовательностью, можно уравнять схемы многих химических реакций (за исключением более сложных окислительно-восстановительных реакций).

Типы химических реакций.

Химические реакции бывают разных типов. По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции выделят четыре основных типа – соединение, разложение, замещение и обмен.

1. Реакции соединения – из двух и более веществ образуется одно вещество:

А + В hello_html_m68cf719c.pngАВ.

Например: Са + Сl2 = CaCl2; C2H4+H2=C2H6

2. Реакции разложения – из одного вещества получаются два вещества или более:

АВ hello_html_m68cf719c.pngА + В.

Например: Ca(HCO3)2 hello_html_m68cf719c.pngCaCO3 + CO2 + H2O; 2NH4NO3=2N2+O2+4H2O

3. Реакции замещения – реагируют простое и сложное вещества, образуются также простое и сложное вещества, причем простое вещество замещает часть атомов сложного вещества.

Иногда в реакцию замещения вступает сложное с простое вещество, образуется также сложное с простое:

А + ВХ hello_html_m68cf719c.pngАХ + В.

Например: Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4; SiO2+CaCO3=CaSiO3+ CO2

4. Реакции обмена – здесь реагируют два сложных вещества и получаются два сложных вещества. В ходе реакции сложные вещества обмениваются своими составными частями:

АВ + XY hello_html_m68cf719c.pngАY + XВ.

Например:

Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O.

Существуют и другие типы химических реакций.



Задание 1.5. Расставьте коэффициенты в схемах реакций:

Na + Cl2 hello_html_m68cf719c.pngNaCl,

NaHCO3 hello_html_m68cf719c.pngNa2CO3 + CO2 + H2O,

Fe + AgNO3 hello_html_m68cf719c.pngFe(NO3)2 + Ag,

Fe(OH)3 + HCl hello_html_m68cf719c.pngFeСl3 + H2O.

Al+O2Al2O3

Na+H2O NaOH + H2

Fe(OH)3 hello_html_m68cf719c.pngFe2O3 + H2O,

Al + H2SO4 hello_html_m68cf719c.pngAl2(SO4)3 + H2,

HNO3 + Cu(OH)2 hello_html_m68cf719c.pngCu(NO3)2 + H2O,

P + O2hello_html_m68cf719c.pngP2O5.

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

Вещества бывают простые и сложные. Состав веществ показывают при помощи химических формул. Формулы веществ составляют, учитывая валентности составных частей. Запись химического процесса при помощи формул и коэффициентов называется уравнением химической реакции.

Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 27.08.2015
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров477
Номер материала ДA-017540
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх