Kimia: dasar konsep, definisi, istilah dan hukum

Kimia, konsep-konsep dasar yang kami anggap - adalah ilmu yang mempelajari zat dan transformasi mereka terjadi dengan perubahan struktur dan komposisi, dan karenanya sifat. Pertama, Anda perlu menentukan apa yang dimaksud dengan istilah seperti "substansi". Jika kita berbicara tentang hal itu dalam arti luas, itu adalah bentuk materi yang memiliki massa diam. Zat adalah setiap partikel dasar, misalnya, neutron. Dalam kimia, istilah ini digunakan dalam arti sempit.

Untuk mulai dengan deskripsi singkat tentang syarat utama dan konsep-konsep kimia, teori atom-molekul. Setelah itu, kami menjelaskan mereka, serta hadir beberapa hukum penting dari ilmu ini.

konsep dasar kimia (materi, atom, molekul) yang akrab bagi kita semua dari sekolah. Berikut ini adalah deskripsi singkat dari mereka, serta lainnya, persyaratan dan fenomena kurang jelas.

atom

Pertama-tama, semua zat yang dipelajari dalam kimia, terdiri dari partikel kecil, yang disebut atom. Neutron tidak objek yang sama dari studi ilmu ini. Hal ini juga harus mengatakan bahwa atom dapat bersatu dengan satu sama lain, sehingga membentuk ikatan kimia. Dalam rangka untuk memecahkan hubungan ini, pengeluaran diperlukan energi. Oleh karena itu, atom dalam kondisi normal tidak ada individu (kecuali "gas mulia"). Mereka terhubung satu sama lain setidaknya di pasang.

gerakan termal terus menerus

gerak termal terus menerus dari partikel yang ditandai dengan semua yang kimia belajar. Konsep dasar ilmu ini tidak bisa menjelaskan, jangan bicara tentang hal itu. Dengan gerakan terus-menerus rata-rata energi kinetik sebanding dengan suhu partikel (meskipun perlu dicatat bahwa energi pada partikel diskrit yang berbeda). Ekin = kT / 2, di mana k - adalah konstanta Boltzmann. Rumus ini berlaku untuk setiap jenis gerakan. Sejak Tkin = mV ^2/2, gerakan partikel besar lebih lambat. Misalnya, jika suhu yang sama, molekul oksigen rata-rata pindah ke 4 kali lebih lambat dari molekul karbon. Hal ini karena massa mereka lebih dari 16 kali. Gerakan ini berosilasi, translasi dan rotasi. Berosilasi diamati dalam zat cair dan padat, dan gas. Tapi translasi dan rotasi paling mudah dilakukan dalam gas. Dalam cairan, itu lebih sulit, dan dalam padatan - bahkan lebih sulit.

molekul

Kami terus untuk menggambarkan konsep dasar dan definisi kimia. Jika atom-atom dikombinasikan satu sama lain, membentuk kelompok kecil (disebut molekul), kelompok-kelompok tersebut terlibat dalam gerakan termal, bertindak sebagai satu unit. Sampai dengan 100 atom hadir dalam molekul yang khas, dan jumlah mereka yang disebut senyawa molekul tinggi bisa sampai 105.

zat non-molekul

Namun, atom sering dikombinasikan dalam sejumlah besar band dari 107 ke 1027. Dalam bentuk ini mereka praktis tidak lagi berpartisipasi dalam gerak termal. asosiasi ini memiliki sedikit kemiripan dengan molekul. Mereka lebih seperti potongan-potongan yang solid. Zat-zat ini disebut non-molekul. Dalam hal ini, gerakan termal dilakukan dalam potongan, dan ia bisa terbang seperti molekul. Ada wilayah transisi dan ukuran, yang meliputi asosiasi terdiri dari atom dalam jumlah dari 105 ke 107. Partikel ini baik molekul yang sangat besar atau biji-bijian kecil bubuk.

ion

Perlu dicatat bahwa atom dan kelompok dapat memiliki muatan listrik. Dalam hal ini mereka disebut ion dalam ilmu ini, seperti kimia, konsep dasar yang kita pelajari. Sejak biaya seperti biasa saling tolak, zat yang hadir kelebihan besar satu atau lain dari biaya mungkin tidak stabil. Muatan negatif dan positif selalu alternatif dalam ruang. Tapi secara umum, substansi yang netral. Perhatikan bahwa tuduhan yang dianggap besar di elektrostatika, dari sudut pandang kimia dapat diabaikan (di 105-1015 atom - 1e).

Objek penelitian dalam kimia

Hal ini diperlukan untuk memperjelas bahwa objek penelitian dalam kimia menganjurkan fenomena, yang tidak muncul, dan tidak memecah atom, tetapi hanya mengatur ulang, yang terhubung dengan cara yang baru. Beberapa obligasi yang rusak, yang lain terbentuk sebagai hasilnya. Dengan kata lain, zat baru muncul dari atom bekas dalam komposisi bahan awal. Jika atom-atom, dan link yang ada di antara mereka yang disimpan (misalnya, penguapan senyawa molekul), proses ini berhubungan dengan studi Kimia lagi dan Fisika Molekuler. Dalam kasus di mana atom terbentuk atau rusak, itu adalah studi tentang subjek fisika nuklir atau atom. Namun, batas antara kimia dan fenomena fisik kabur. Setelah pembagian ilmu menjadi bersyarat terpisah, sedangkan sifat terpisahkan. Oleh karena itu, pengetahuan ahli kimia yang sangat berguna fisika.

konsep dasar kimia kami secara singkat. Sekarang kami menawarkan lebih banyak untuk mempertimbangkan mereka.

Baca lebih lanjut tentang atom

Atom dan molekul - adalah sesuatu dengan yang banyak orang mengasosiasikan kimia. konsep dasar, ini harus didefinisikan secara jelas. Fakta bahwa atom ada, dua ribu tahun yang lalu, itu jenius untuk menebak. Kemudian, pada abad ke-19, para ilmuwan data percobaan (belum tidak langsung). Kita berbicara tentang beberapa hubungan Avogadro hukum komposisi keteguhan (di bawah kita melihat konsep-konsep dasar kimia). Atom terus mengeksplorasi di abad ke-20, ketika ada sudah banyak bukti eksperimental langsung. Mereka didasarkan pada spektroskopi, untuk hamburan sinar-X, partikel alpha, neutron, elektron, dll Ukuran partikel ini adalah sekitar 1 E = 1 ° ^-10 m Berat - .. Sekitar 10 ^-27 - 10 ^-25 kg. Di tengah partikel bermuatan positif inti sekitar yang elektron bergerak dengan muatan negatif. Ukuran kernel adalah sekitar 10 sampai ¹⁵ m. Ternyata yang menentukan ukuran kulit elektron dari atom, tetapi dalam kasus ini beratnya hampir seluruhnya terkonsentrasi di inti. definisi lain harus diperkenalkan, mengingat konsep-konsep dasar kimia. unsur kimia - jenis atom, muatan inti yang identik.

Hal ini sering terjadi atom tekad sebagai zat menit partikel kimia terpisahkan. Bagaimana memahami "kimia"? Seperti yang kita ketahui, pembagian fenomena di masa percobaan fisik dan kimia. Tapi tentu saja keberadaan atom. Oleh karena itu, untuk menentukan kimia yang lebih baik melalui mereka, dan bukan sebaliknya, atom melalui kimia.

ikatan kimia

Ini agar atom diadakan bersama-sama. Tidak memungkinkan mereka untuk terbang terpisah di bawah pengaruh gerak termal. Berikut adalah karakteristik utama dari obligasi - jarak internuclear dan energi. Ini juga merupakan konsep dasar kimia. Panjang ikatan ditentukan secara eksperimental dengan akurasi cukup tinggi. Energi - juga, tetapi tidak selalu. Sebagai contoh, adalah mustahil untuk objektif menentukan apa itu dalam kaitannya dengan komunikasi yang terpisah dalam molekul kompleks. Namun, energi atomisasi bahan yang diperlukan untuk memecahkan semua link yang ada selalu ditentukan. Mengetahui panjang sambungan, Anda dapat menentukan atom dihubungkan (mereka memiliki jarak pendek), dan apa - tidak ada (jarak lagi).

Jumlah koordinasi dan koordinasi

konsep dasar kimia analitik meliputi kedua istilah ini. Apa artinya? Mari kita hadapi itu.

Bilangan koordinasi adalah jumlah tetangga terdekat dari yang atom tertentu. Dengan kata lain, jumlah orang dengan siapa ia berhubungan secara kimia. Koordinasi adalah posisi bersama, jenis dan jumlah tetangga. Dengan kata lain, konsep ini lebih berarti. Sebagai contoh, jumlah koordinasi molekul nitrogen karakteristik amonia dan asam nitrat, yang sama - 3. Namun, mereka memiliki koordinasi yang berbeda - adalah non-planar dan datar. Hal ini ditentukan terlepas dari sifat hubungan antara representasi, sedangkan keadaan oksidasi dan valensi - gagasan kondisional, yang dibuat dalam rangka untuk maju ke memprediksi koordinasi dan komposisi.

Penentuan molekul

Kita telah menyentuh pada konsep ini, mengingat konsep dasar dan hukum kimia singkat. Sekarang memikirkan hal itu secara lebih rinci. Dalam buku teks sering penentuan molekul sebagai partikel zat netral yang lebih rendah, yang memiliki sifat kimia, dan dapat eksis secara independen. Perlu dicatat bahwa definisi ini saat ini keluar dari tanggal. Pertama, fakta bahwa semua fisikawan dan kimiawan mengacu pada molekul, sifat zat tidak disimpan. Air memisahkan, tetapi membutuhkan setidaknya 2 molekul. Derajat disosiasi air - adalah 10 ^-7. Dengan kata lain, proses ini dapat dikenakan hanya satu molekul 10 juta. Jika Anda memiliki molekul tunggal, atau bahkan ada seratus, Anda tidak dapat memperoleh gambaran tentang disosiasi nya. Fakta bahwa efek termal reaksi kimia umumnya meliputi energi interaksi antara molekul. Oleh karena itu, mereka tidak dapat ditemukan pada salah satu dari mereka. Dan sifat kimia dan fisik zat molekul dapat ditentukan hanya oleh sekelompok besar molekul. Selain itu, ada agen yang mampu eksis sendiri, "terkecil" partikel tanpa batas waktu yang besar dan sangat berbeda dari molekul konvensional. Molekul pada dasarnya adalah sekelompok atom tidak bermuatan listrik. Dalam kasus tertentu, dapat menjadi salah satu atom, misalnya, Ne. Kelompok ini harus dapat berpartisipasi dalam difusi, serta jenis lain gerak termal, bertindak sebagai satu unit.

Seperti yang Anda lihat, tidak konsep dasar begitu sederhana kimia. molekul - adalah sesuatu yang harus dipertimbangkan dengan cermat. Ia memiliki sifat sendiri, dan berat molekul. Tentang yang terakhir kita sekarang membahas.

massa molekul

Bagaimana menentukan berat molekul dari pengalaman? Salah satu cara - berdasarkan hukum Avogadro, kepadatan relatif uap. Metode yang paling akurat adalah spektrometri massa. Elektron tersingkir dari molekul. ion yang dihasilkan pertama tersebar dalam medan listrik dan kemudian dibelokkan oleh jalur magnet. Biaya untuk rasio massa ditentukan oleh besarnya penyimpangan. Ada juga metode berdasarkan sifat-sifat yang memiliki solusi. Namun molekul dalam semua kasus ini tentu harus dalam gerakan - dalam larutan dalam kondisi vakum untuk gas. Jika mereka tidak bergerak, tidak mungkin untuk obyektif menghitung berat badan mereka. Dan keberadaan mereka dalam hal ini sulit untuk dideteksi.

Fitur zat non-molekul

Berbicara tentang mereka mengatakan bahwa mereka terdiri dari atom, tidak molekul. Namun, hal yang sama berlaku sehubungan dengan gas mulia. atom-atom ini bergerak bebas, sehingga lebih baik menganggap molekul monohidrat mereka. Namun, ini tidak penting. Adalah penting bahwa zat non-molekul, ada banyak atom, yang dihubungkan bersama. Perlu dicatat bahwa pembagian semua zat pada molekul dan non-molekul tidak cukup. Pembagian koneksi lebih bermakna. Perhatikan, misalnya, perbedaan dalam sifat-sifat grafit dan berlian. Keduanya adalah karbon, tetapi yang pertama - yang lembut, dan yang kedua - yang solid. Bagaimana mereka berbeda satu sama lain? Perbedaannya hanya dalam konektivitas mereka. Jika kita mempertimbangkan struktur grafit, kita dapat melihat bahwa hubungan yang kuat hanya ada di dua dimensi. Tapi dalam ketiga jarak antar sangat signifikan, oleh karena itu, ada ikatan yang kuat. Grafit mudah untuk tergelincir dan membagi bersama lapisan ini.

struktur konektivitas

Jika tidak, hal itu disebut dimensi spasial. Ini merupakan jumlah dimensi ruang, dicirikan bahwa terus menerus (hampir tak terbatas) sistem kerangka (link yang kuat) ini. Nilai-nilai yang dapat mengambil, - 0, 1, 2 dan 3. Oleh karena itu, perlu untuk membedakan terhubung tiga dimensi, laminasi, dan rantai pulau struktur (molekul).

Hukum perbandingan tetap

Kita telah mempelajari konsep-konsep dasar kimia. Materi yang sempat dianggap oleh kami. Sekarang katakan tentang hukum yang berlaku untuk itu. Biasanya dirumuskan sebagai berikut: setiap komponen tunggal (yaitu, bersih), terlepas dari cara di mana diperoleh, memiliki komposisi kualitatif dan kuantitatif yang sama. Tapi apa konsep "zat murni"? Mari kita hadapi itu.

Dua ribu tahun yang lalu, ketika struktur zat tidak bisa metode langsung lebih untuk belajar ketika ada bahkan tidak konsep kimia dasar dan hukum kimia, kita kenal, itu ditentukan secara deskriptif. Sebagai contoh, air - adalah cairan yang merupakan dasar laut dan sungai. Tidak memiliki bau, warna, rasa. Memiliki leleh dan titik beku seperti, dari itu berwarna biru tembaga sulfat. air garam karena tidak bersih. Namun, garam dapat dipisahkan dengan distilasi. Seperti ini, metode deskriptif, menentukan konsep kimia dasar dan hukum kimia.

Bagi para ilmuwan pada saat itu tidak jelas bahwa cairan yang disorot dalam berbagai cara (dengan membakar hidrogen sulfat dehidrasi, air laut distilasi), memiliki komposisi yang sama. penemuan besar dalam ilmu adalah bukti fakta ini. Ini menjadi jelas bahwa rasio oksigen dan hidrogen tidak dapat diubah dengan lancar. Ini berarti bahwa unsur-unsur terdiri dari atom - bagian tak terpisahkan. Dengan demikian senyawa formula disiapkan, dan juga didukung ilmuwan representasi dari molekul.

Saat ini zat secara eksplisit atau implisit ditentukan terutama mengklaim daripada leleh, rasa atau warna. Air - H ₂ O. Jika ada molekul lain, tidak akan lagi menjadi bersih. Akibatnya, zat molekul murni adalah salah satu yang terdiri dari hanya satu jenis molekul.

Namun, dalam kasus ini, bersama elektrolit? Setelah semua, mereka termasuk ion yang hadir, tidak hanya molekul. Kita perlu definisi yang lebih ketat. substansi molekul murni adalah salah satu yang terdiri dari molekul-molekul dari satu jenis, dan mungkin juga produk reversibel konversi yang cepat mereka (serikat isomerisasi, disosiasi). Kata "cepat" dalam konteks ini berarti bahwa pada produk ini, kita tidak bisa menyingkirkan, mereka segera muncul kembali. Kata "reversibel" menunjukkan bahwa konversi tidak diakhiri. Jika diberitahu, maka lebih baik untuk mengatakan bahwa itu tidak stabil. Dalam hal ini bukan merupakan substansi murni.

Hukum kekekalan massa materi

Hukum ini sejak zaman kuno telah dikenal dalam bentuk kiasan. Ini menyatakan bahwa masalah ini tidak dapat diciptakan dan dihancurkan. Kemudian datang formulasi kuantitatif. Menurut ini, berat (dan akhir abad ke-17 - berat) adalah ukuran dari jumlah zat.

Hukum dalam bentuk yang biasa dibuka pada 1748 Lomonosov. Pada tahun 1789, tambahnya Lavoisier, seorang ilmuwan Perancis. Kontemporer perumusannya adalah sebagai berikut: massa zat memasuki reaksi kimia adalah sama dengan massa zat yang dihasilkan dari itu.

Hukum Avogadro, hukum volumetrik gas hubungan

Yang terakhir dirumuskan pada tahun 1808 oleh JL Gay-Lussac, ilmuwan Perancis. Saat ini hukum ini disebut hukum Gay-Lussac. Menurut itu, volume gas reaktif yang satu sama lain serta volume produk gas yang dihasilkan sebagai jumlah kecil secara keseluruhan.

Pola yang ditemukan Gay-Lussac, menjelaskan hukum, yang dibuka sedikit kemudian, pada tahun 1811, Amedeo Avogadro, seorang ilmuwan Italia. Ini menyatakan bahwa di bawah kondisi yang sama (tekanan dan temperatur) di gas memiliki volume yang sama, jumlah molekul yang sama hadir.

Dua konsekuensi penting mengikuti dari hukum Avogadro. Yang pertama terletak pada kenyataan bahwa di bawah kondisi yang sama, satu mol gas setiap menempati volume yang sama. Perpindahan baik dalam kondisi normal (yang merupakan suhu 0 ° C dan 101,325 kPa) adalah 22,4 liter. Konsekuensi kedua hukum ini sebagai berikut: rasio berat dari gas yang memiliki jumlah yang sama di bawah kondisi yang sama, sama dengan rasio dari mereka massa molar.

Ada hukum lain, yang tentunya perlu disebutkan. Kami akan memberitahu Anda tentang hal itu sebentar.

hukum periodik dan meja

D. I. Mendeleev, berdasarkan sifat-sifat kimia dari unsur-unsur dan ilmuwan atom dan molekul yang menemukan hukum ini. Acara ini berlangsung 1 Maret 1869 Hukum periodik adalah salah satu yang paling penting di alam. Hal ini dapat dinyatakan sebagai berikut: sifat-sifat unsur terbentuk dari zat-zat yang kompleks dan sederhana dan memiliki ketergantungan periodik pada tuduhan inti atom.

tabel periodik, yang diciptakan oleh Mendeleev, terdiri dari tujuh periode dan delapan kelompok. Kelompok yang disebut kolom vertikal. Unsur-unsur dalam setiap dari mereka memiliki sifat fisik dan kimia yang mirip. Kelompok ini, pada gilirannya, dibagi menjadi sub-kelompok (utama dan samping).

Baris horisontal di tabel ini mengacu pada periode. Elemen yang di dalamnya, berbeda di antara mereka sendiri, tetapi mereka memiliki kesamaan - fakta bahwa elektron terbaru mereka pada tingkat energi yang sama. Pada periode pertama hanya dua elemen. H adalah hidrogen dan helium Dia. Delapan elemen berada di periode kedua. Dalam keempat mereka sudah 18. Mendeleev ditunjuk periode ini sebagai besar pertama. Dalam kelima dan 18 unsur, struktur mirip dengan keempat. Sebagai bagian dari keenam - 32 elemen. ketujuh belum selesai. Periode ini dimulai dengan Perancis (Fr). Kita dapat mengasumsikan bahwa itu akan berisi 32 unsur, serta keenam. Namun, sejauh ini hanya 24 ditemukan.

aturan otketa

Menurut aturan otketa semua elemen cenderung untuk memperoleh sebuah elektron atau kalah itu dalam rangka untuk memiliki konfigurasi 8-elektron dari gas mulia terdekat dengan mereka. Ionisasi energi - adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan elektron dari atom. Aturan Otketa menyatakan bahwa ketika bergerak dari kiri ke kanan pada tabel periodik Anda membutuhkan lebih banyak energi untuk menghilangkan elektron. Oleh karena itu, barang-barang yang berada di sisi kiri, berusaha untuk memastikan bahwa kehilangan elektron. Sebaliknya, mereka yang terletak di sisi kanan, ingin membelinya.

Hukum dan konsep-konsep dasar kimia, kita secara singkat diuraikan. Tentu saja, ini hanya informasi umum. Dalam satu artikel adalah mustahil untuk berbicara tentang suatu ilmu yang serius secara rinci. konsep dasar dan hukum kimia yang dituangkan dalam artikel ini - adalah titik awal untuk penelitian lebih lanjut. Setelah semua, dalam ilmu ini ada banyak bagian. Ada, misalnya, organik dan kimia anorganik. konsep dasar masing-masing bagian dari ilmu ini dapat dipelajari untuk waktu yang lama. Tapi yang dijelaskan di atas, mengacu pada isu-isu umum. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa ini adalah konsep dasar kimia organik, serta anorganik.