Химия и как понять её задачи школьникам и студентам

На правах рекламы

Химия - это наука о материи, ее структуре, свойствах и превращениях. В самом широком смысле, все, что имеет массу, например, субатомные частицы, является материей. В химии понятие материи является узким. Материя может быть представлена совокупностью атомов или молекул. Уровень современных экспериментальных методик позволяет изучать изменения в отдельных молекулах. Таким образом, даже одна молекула может рассматриваться как вещество, обладающее химическими свойствами и способное превращаться в другие вещества. Превращение вещества, связанное с изменением состава молекул, называется химической реакцией.

Традиционная химия интерпретирует реакции, происходящие на макроскопическом уровне (в лаборатории и вокруг нас), на атомном и молекулярном уровне(lfirmal.com/reshenie-zadach-po-himii/). Например, тот факт, что сера горит синим пламенем в воздухе, выделяя вещество с резким запахом, известен как макрофеномен. На молекулярном уровне молекулы O2 взаимодействуют с молекулами серы на поверхности расплавленной серы, образуя молекулы SO2, перераспределяя электронную плотность в молекуле и разрывая связи O-O и S-S для образования новых связей S-O.

Часть химической энергии излучается в виде электромагнитных волн, и цвет пламени меняется. Наше восприятие резких запахов обусловлено взаимодействием молекул SO2 со специфическими рецепторами в организме.

Предмет химии

Естественные науки - это изучение явлений, связанных с материей в различных масштабах и в окружающем нас мире.

Традиционно мы можем выделить четыре уровня организации в химии:

1. Вселенная имеет размеры от миллионов километров до миллионов световых лет. Взаимодействие галактик, звездных скоплений, звезд и планет в основном обусловлено гравитационным притяжением сверхгигантских тел. Структура и природа небесного тела обычно не связаны. Она определяется только массой тела и расстоянием между телами.
2. Процессы, происходящие на небесных телах - макроскопический уровень. Масштаб макроскопических явлений совпадает с масштабом человеческой деятельности, расстояния составляют от миллиметров до сотни тысяч километров. Вихри в атмосфере, морские волны, распад камней, полет птиц - это примеры макроскопических явлений. явления. Можно сказать, что макроскопический уровень включает в себя человеческий мир и мертвые тела вокруг него.
3. Внутреннее строение всех тел и атомные и молекулярные процессы, составляющие микроуровень. Движение ядер и электронов, из которых состоят атомы и молекулы, происходит на расстояниях от сотых до нескольких десятых долей метра под действием электрических сил долей до нескольких сотен нанометров (1 нм = 10-9 м). Законы движения частиц на этом уровне определяются исключительно электромагнитными взаимодействиями.
4. Ядро атома состоит из элементарных частиц: протонов и нейтронов.
5. Структура протонов и нейтронов и их взаимодействие и определяются их взаимодействия с другими субатомными частицами. Процессы, происходящие на расстоянии менее 10-15 м и включают сильные и слабые электромагнитные взаимодействия
6. От этого уровня взаимодействия зависит настоящее и будущее состояние Вселенной на фундаментальном уровне природной организации. Такой уровень взаимодействия наблюдался в первые мгновения после Большого взрыва, когда формировалась Вселенная.

Атомная и молекулярная теория в химии

В процессе обучения великие прозрения и грандиозные теории творческих гениев через некоторое время становятся почти тривиальными фактами, и многие люди приходят к их принятию.

Обычному человеку трудно в это поверить. На основе наблюдений и размышлений вы можете сказать, что Земля круглая, что Земля является
что земля вращается вокруг солнца, а не наоборот, и, наконец, что существуют атомы и молекулы.

Отношения между атомами и молекулами С высоты современной науки основные положения атомной и молекулярной теории кажутся прописными истинами.

Но давайте на мгновение отступим от давно устоявшихся научных знаний атомной и молекулярной теории.

Давайте поставим себя на место ученых прошлого и поищем ответ.
Вместо ученых прошлого мы попытаемся ответить на два важных вопроса. Во-первых, из чего состоит материя?

Во-вторых, почему вещества разные, и почему одно вещество превращается в другое? Наука уже потратила более 2000 лет на то, чтобы ответить на эти сложные вопросы.

Основные положения атомной и молекулярной теории можно резюмировать следующим образом можно резюмировать следующим образом

1. Вся материя состоит из молекул. Молекулы - это мельчайшие частицы частица материи с ее химическими свойствами.
2. Молекулы состоят из атомов. Атомы - это мельчайшие частицы элемент в соединении. Разные атомы - это разные элементы.
3. Молекулы и атомы постоянно движутся.
4. В химической реакции молекулы одного вещества превращаются в молекулы другого вещества. Атомы не изменяются в химических реакциях.

Физические и химические свойства элементов в химии

Физические и химические свойства элементов проявляются в простых и сложных тел связаны с атомными массами периодическим образом.

Примечательно, что Менделеев не только предсказал существование новых элементов, но и объяснил их свойства: в 1871 году в журнале Русского химического общества была опубликована статья Менделеева "Показание естественной системы элементов и их применения".

Свойства неоткрытых элементов в статье Менделеев подробно описал свойства трех неизвестных элементов, которые он открыл.

Менделеев считал (и это было подтверждено позднее), что химические свойства новых элементов и формулы их основных соединений должны быть такими же, как и их аналоги. Атомный вес элемента и физические свойства его соединений
(плотность, температура кипения) Менделеев вычислил среднее значение и
аналогичных значений для своих соседей по группе и периоду. Например, Эукерборг, расположенный в период между кальцием (атомный вес 40, плотность 1,5 г/см3) и титана (атомный вес 50, плотность 4,5 г/см3), с атомным весом (40 + 50)/2 = 45 и плотностью (1,5 + 4,5)/2 = 3,0 г/см3.

В 1875 году химик П. Лекок де Буабодран, исследуя спектр цинковой руды, обнаружил следы нового элемента и назвал его галлием в честь своей родины (Галлия - название римской Франции). Ученым удалось выделить элемент в чистом виде и изучить его свойства. Узнав об этом открытии Менделеев обнаружил, что свойства галлия соответствуют свойствам. Четыре года спустя химик Л. Нильссон выделил из минерала гадолинита новый элемент, который он назвал "скандий". Его коллега П. Клеве, коллега Нильссона, сразу же обратил внимание на сходство свойств скандия и металла, к которому он был добавлен.
Периодический закон Менделеева был окончательно принят. В 1886 году немецкий химик К. Винклер провел анализ и получил элемент германий из серебряной руды. Свойства германия и его соединений были почти идентичны свойствам эксасилиума, предсказанным Менделеевым.

Таким образом, Менделеев блестяще проанализировал огромное количество экспериментальных данных в теоретическом ключе и сформулировал свои результаты. Результаты были обобщены в виде общих законов, на основе которых можно было делать предсказания и тут же подтверждать их экспериментально.
Открытие периодического закона является классическим примером науки.
Это подход к пониманию окружающего нас мира.