Химия

Материал из Клуб Слідопитів

Дайте определение терминам

а) Элменты

Элементы - класс веществ, которые не могут быть разделены на более простые вещества химическими средствами

б) Химическое соединение

Химическое соединение - однородное вещество составлено из двух или больше элементов

в) Химические символы

Химические символы – для представления каждого элемента, используются сокращения из одного или двух символов, которые представляют название элемента. Первый символ всегда пишется заглавными буквами, а второй – всегда в нижнем регистре (правда, если он существует).

H обозначает водород (гидроген)

He – гелий

Li – литий

Некоторые из символов обозначают не современное название, а название-оригинал

Ag означает аргентум (латынь) или серебро

Au означает аурум (лат.) или золото

Нg означает гидраргирум (лат.) ртуть

94 элемента были обнаружены в природе, другие же 23 элементов были получены искусственно в атомных ускорителях и имеют очень непродолжительный период жизни. На август 2007 IUPAC как действительные были подтверждены только элементы до 111. По поводу синтезированных элементов 112, 113, 114, 115, 116 и 118 только были сделаны заявления. Все эти элементы упорядочены в «периодическую таблицу химических элементов», которая была создана Дмитрием Менделеевым

г) Раствор

Раствор - смесь двух или больше веществ, которые не реагируют химически. Если вы растворяете сахар, соль, или другое вещество в воде, то вы создаете раствор.

д) Атомы

Атомы – атомы это основополагающие «кирпичики» материи. Атомы разнятся в размере от 0,5Å до 24Å (Å это символ величины, известной как ангстрем. Диаметр белого волоса приблизительно от 170 000 до 500 000 Å, а черного – от 560 000 до 1 810 000 Å) Примечание переводчика: ангстрем – внесистемная единица величины равная 10-10 м. В метрической системе размеры атома будут от 32 пм (атом гелия; пм – пикометр= 10-12м) до 225 пм (амом цезия).

Атомы – это почти пустое пространство, но т.к. электроны двигаются достаточно быстро, то вещество которое мы осязаем, может казаться очень твердым. Водород является самым простым атомом, он состоит из одного протона и одного электрона. Классическая модель атома представляет собой электрон, вращающийся вокруг протона. Если мы создадим модель этого атома, где атом протона будет размером с баскетбольный мяч, тогда электрон будет размером с крупинку соли и будет вращаться на расстоянии около 12000 м.

Мы не можем непосредственно наблюдать атом в обычный микроскоп. Свет имеет длину волны в диапазоне от 4,000Å до 7,000Å, а это примерно в 1 000 раз больше диаметра атома. Именно потому, что длинна световой волны такая большая, она почти не взаимодействует с атомом. Ядро атома может быть «рассмотрено», а так же можно определить позицию электронного облака вокруг атома при использовании рентгеновского луча, пучка нейтронов или электронов (которые имеют намного меньшую длину волны чем свет) с помощью таких методик как рентгеновская кристаллография, нейтронная кристаллография или электрическая кристаллография. Так же могут быть использованы растровые туннельные микроскопы.

е) Молекула

Молекула - два или более атома, связанные друг с другом

ж) Периодическая таблица

Периодическая таблица – это табличный метод отображения химических элементов. Таблица иллюстрирует принцип повторения («периодичности») свойств элементов.

¹Актиноиды и лантаноиды вместе известны как «редкоземельные металлы». ²Щелочные металлы,щёлочеземельные металлы, переходные металлы, актиноиды и лантаноиды все вместе известны как «металлы». ³Галогены и инертные газы так же являются неметаллами.

Состояния вещества при стандартной температуре и давлении (стандартная температура= 0 °C (273015 K или 32 °F); стандртное давление = 100 кПа (14,504 фунтов/дюйм)):

• те вещества, атомный номер которых обозначен красным являются газами при стандартной температуре и давлении (СТД)
• те вещества, атомный номер которых обозначен зеленым являются жидкоcтями при СТД
• те вещества, атомный номер которых обозначен черным являются твердыми при стандартной температуре и давлении при СТД

Нахождение в природе

• номер без кавычек имеют изотопы, которые старше Земли (изначальные элементы)
• номер в круглых кавычках - имеют природное происхождение, но появились в результате распада других химических элементов и не имеют изотопов старших чем земля
• номер в квадратных кавычках - получены искусственно (синтетические элементы)
• номер в фигурных кавычках - еще не открыты

з) Горение

Горение – мы часто используем слово «горение» для обозначения химического процесса быстрого соединения горючего с окислителем (как правило кислородом). Этот процесс обычно ассоциируется с пламенем, светом, теплом и дымом.

и) Кислота

Кислота – слово «кислота» происходит от латинского слова «acidus», которое значило «кислый». На заре химии было обычным делом пробовать или нюхать вещи и записывать ощущения. Многие кислотообразующие вещества кислые. Лимонный сок кислый потому, что содержит лимонную кислоту.

Т.к. многие вещества могут быть ядовиты, то это вероятно и послужило причиной смерти многих химиков, включая известного ученного Гемфри Дэви, человека, предложившего теорию, которая объясняет природу кислоты (т.н. водородную теорию кислоты – прим. переводчика). Гипотеза Дэви предполагала, что кислота является веществом, которое содержит замещаемый водород. Этот водород может быть вытеснен металлами и в результате этой реакции образуется соль.

2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂

Fe + H₂SO₄ → H₂ + FeSO₄

к) Соль

Соль - это термин для обозначения твердой формы ионных соединений, таких как хлорид натрия (Na⁺Cl^-) или гидроксид калия (K⁺(OH)^-).

л) Протон

Протон – позитивно заряженная частица, которая является частью ядра атома. Масса протона 1,67*10^-27 кг. Один кубический сантиметр воды содержит 6,02*10²⁴ протонов, которые формируют ядра атомов и кислорода, и водорода. Водород имеет один протон в ядре, а у кислорода 8 протонов.

м) Нейтрон

Нейтрон – нейтрально заряженная частица ядра атома. Масса нейтрона 1,67*10^-27 кг. Когда мы исследуем воду, мы можем обнаружить, что она состоит из водорода и кислорода. У водорода нет нейтронов, зато каждый атом кислорода содержит 8 нейтронов Нейтроны скрепляются тем, что называют "слабым ядерным взаимодействием". Период полураспада около 10,3 минут; распадается на протон, электрон и электронное нейтрино. В ядре атома нейтрон может быть довольно стабилен, благодаря другому виду взаимодействия, так называемому «сильному ядерному взаимодействию»

н) Электрон

Электрон – негативно заряженная частица с массой 9,11*10^-31 кг. Электроны формируют облако вокруг позитивно заряженного ядра атома.

о) Дистилляция

Дистилляция – это технология отделения химических веществ (как правило жидких), базирующаяся на знании температур испарения. Чем более разные температуры кипения, тем более вероятно, что дистилляция будет успешна. Успех так же зависит от взаимодействия между частицами, так как две разнородные жидкости, которые растворены друг в друге, могут, сформировать азеотропную смесь (такую смесь нельзя разделить на фракции перегонкой).

п) Фракционная дистилляция

Фракционная дистилляция – технология, когда сразу происходит дистилляция нескольких веществ в той же самой колонке (дефлегматоре – прим. переводч.), с участием, своего рода, пористой среды (америкосы напутали с определениями, то о чем сейчас идет речь называется разделением азеотропных смесей – примечание переводч.). Она позволяет отделять близкие по температуре кипения вещества, в отличие от простой дистилляции, и делает дистилляцию некоторых растворов боле эффективной.

р) Фильтрация

Фильтрация – технология, с помощью которой от жидкости отделяется осадок (твердые загрязняющие вещества). Смесь помещается на фильтрующую бумагу, которая пропускает жидкость, задерживая твердые частички. Обычно жидкость доводят до такой температуры, при которой в жидкости растворено как можно меньше твердого вещества, тогда разделение будет более эффективным. Фильтрация может происходить только в условиях гравитации, либо же необходимо всасывание.

Какие газы уничтожают все живое и как? Объясните принцип одного типа химического огнетушителя

В общем случае, любой газ может убить человека. Даже чистый кислород может убить т.к. тело человека не может усваивать кислород в чистом виде. Газы могут вызвать следующие причины смерти:

• удушье. Газ замещает кислород и человек умирает от кислородного голодания. Одним из наиболее опасных веществ удушающего действия являются оксиды, такие как СО2 или СО.
• отравление. Такие газы как синильная кислота (HCN) являются очень ядовитыми. Цианиды связывают атомы железа в ферменте цитохромоксидазе и таким образом места продукции АТК. АТК является универсальным энергообменным веществом всех живых организмов.
• взрыв. Многие газы являются в значительной мере огнеопасными и могут привести к довольно разрушительному взрыву. Большинство летучих углеводородов в шахтах могут детонировать от малейшей искры.

Огонь, как и жизнь, требует кислород, итак, общий метод используемый в огнетушителях это использовать газ или жидкость, которые препятствуют контакту кислорода и горючего.

Назовите два источник монооксида углерода(СО). Почему он опасен?

Какие бывают агрегатные состояния вещества

Твердое

Жидкое

Газ

Плазма

Проделайте 5 из нижеперечисленных заданий, и объясните происходящие при этом химические реакции