Хімія

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Наука
Хімія
англ. Чехістри
Gnome-applications-science.svg
Тема Природознавство
Предмет вивчення елементи , сполуки , речовини
Період зародження XVIII століття
Основні напрямки неорганічна хімія , органічна хімія , біохімія
Логотип Викисклада Медіафайли на ВікіСклад

Хи́мия (от араб. کيمياء ‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова Кемет ( транслит. егип. Kmt ) (чёрный), откуда возникло также название Египта , чернозёма и свинцаТа-Кемет — «чёрная земля» ( егип. tA- kmt ) [1] [2] [3] ; другие возможные варианты: др.-греч. χυμος — „сок“, „эссенция“, „влага“, „вкус“, др.-греч. χυμα — „сплав (металлов )“, „литьё“, „поток“, др.-греч. χυμευσις — „смешивание“) — одна из важнейших и обширных областей естествознания , наука , изучающая вещества , также их состав и строение , их свойства, зависящие от состава и строения , їх перетворення, які ведуть зміни складу — хімічні реакції , і навіть закони і закономірності, яким ці перетворення підкоряються. Оскільки всі речовини складаються з атомів , які завдяки хімічним зв'язкам здатні формувати молекули , то хімія займається, перш за все, розглядом перерахованих вище завдань на атомно-молекулярному рівні , тобто на рівні хімічних елементів та їх сполук . Хімія має чимало зв'язків з фізикою та біологією , по суті межа між ними умовна [4] , а прикордонні області вивчаються квантовою хімією , хімічною фізикою , фізичною хімією , геохімією , біохімією та іншими науками. Є точною наукою .

Історія хімії

Зародки хімії виникли ще з часів появи людини. Оскільки людина завжди так чи інакше мала справу з хімічними речовинами, її перші експерименти з вогнем , дубленням шкур, приготуванням їжі можна назвати зачатками практичної хімії. Поступово практичні знання накопичувалися, і на самому початку розвитку цивілізації люди вміли готувати деякі фарби , емалі , отрути та ліки . Спочатку людина використовувала біологічні процеси, такі, як бродіння , гниття ; Пізніше, з освоєнням вогню, почав використовувати процеси горіння , спікання , сплавлення . Використовувалися окислювально-відновлювальні реакції , що не протікають у живій природі - наприклад, відновлення металів з їх сполук.

Такі ремесла, як металургія , гончарство , склоробство , фарбування , парфумерія , косметика , досягли значного розвитку ще до початку нашої ери. Наприклад, склад сучасного пляшкового скла практично не відрізняється від складу скла, що застосовувався в 4000 до н. е. в Єгипті. Хоча хімічні знання ретельно ховалися жерцями від непосвячених, вони все одно повільно проникали до інших країн. До європейців хімічна наука потрапила головним чином від арабів після завоювання ними Іспанії у 711 році . Вони називали цю науку " алхімією ", від них ця назва поширилася і в Європі.

Відомо, що у Єгипті вже 3000 року до зв. е. вміли отримувати мідь з її сполук, використовуючи деревне вугілля як відновник , а також отримували срібло та свинець . Поступово в Єгипті та Месопотамії було розвинене виробництво бронзи , а у північних країнах – заліза . Робилися також теоретичні знахідки. Наприклад, у Китаї з XXII століття до н. е. існувала теорія про основні елементи ( Вода , Вогонь , Дерево , Золото , Земля ). У Месопотамії виникла ідея про протилежності, з яких побудовано світ: вогонь-вода, тепло- холод, сухість - вологість і т.д.

У V столітті до зв. е. у Греції Левкіпп і Демокріт розвинули теорію про будову речовини з атомів - атомізм . За аналогією з будовою листа вони зробили висновок, що як мова ділиться на слова, а слова складаються з букв, так і всі речовини складаються з певних сполук ( молекул ), які в свою чергу складаються з неподільних елементів ( атомів ).

У V столітті до зв. е. Емпедокл запропонував вважати основними елементами ( стихіями ) Воду , Вогонь , Повітря та Землю . У IV столітті до зв. е. Платон розвинув вчення Емпедокла: кожному з цих елементів відповідав свій колір і своя правильна просторова фігура атома, що визначає його властивості: вогню - червоний колір і тетраедр , воді - синій і ікосаедр , землі - зелений і гексаедр , повітря - жовтий і окта На думку Платона, саме з комбінацій цих "цеглинок" і побудований весь матеріальний світ . Вчення про чотирьох перетворюваних один на одного було успадковано Аристотелем .

Алхімія

Слово „алхімія“ потрапило до європейських мов з араб. الخيمياء ‎ ( 'al-kīmiyā' ), яке, у свою чергу, було запозичене із середньогрецького χυμεία „флюїд“.

Культура Єгипту мала добре розвинені технології, що демонструють об'єкти та споруди, створення яких можливе лише за наявності теоретичної та практичної бази. Доказ розвитку первинних теоретичних знань у Єгипті наука отримує останнім часом. Тим не менш, на таке походження вказує, більшою мірою езотеричну , концептуальну приналежність теоретичних — традиційні джерела алхімії — цього химерного і кольористого „симбіозу“ мистецтва і, певною мірою — примату одного з основних розділів природознавства — хімії, тільки форм початок у цьому комплексі знань та досвіду. Серед таких джерел у першу чергу слід назвати - " Смарагдову скрижаль " ( лат. "Tabula smaragdina" ) Гермеса Трисмегіста , як і ряд інших трактатів " Великого алхімічного склепіння ". [5] [6]

Мав місце ще IVIII століттях до зв. е. на СходіІндії , Китаї , в арабському світі) ранній „прототип“ алхімії. У цей і наступні періоди були знайдені нові способи одержання таких елементів як ртуть , сірка , фосфор , охарактеризовано багато солей , вже були відомі та використовувалися кислота HNO 3 та луг NaOH . З раннього Середньовіччя отримує розвиток те, що зараз прийнято розуміти під алхімією, в якій традиційно з'єдналися, поряд із вищеназваними наукоподібними компонентами (в сенсі сучасного розуміння методології науки), філософські уявлення епохи та нові для того часу ремісничі навички, а також магічні та містичні уявлення ; останніми, втім, і була наділена в окремих своїх проявах та особливостях філософська думка тієї пори. Відомими алхіміками на той час були Джабір ібн Хайян (Гебер), Ібн Сіна ( Авіценна ) та Абу Бакр ар-Разі . Ще в античності завдяки інтенсивному розвитку торгівлі золото і срібло стають загальним еквівалентом вироблених товарів. Труднощі, з якими пов'язане отримання цих порівняно рідкісних металів, спонукали до спроб практичного використання натурфілософських поглядів Аристотеля про перетворення одних речовин на інші; виникнення вчення про „ трансмутацію ”, разом із уже названим Гермесом Трисмегістом , традиція алхімічної школи пов'язувала і з його ім'ям. Ці уявлення зазнали мало змін аж до XIV століття. [5] [6]

Алхіміки у пошуках філософського каменю

У VII столітті зв. е. алхімія проникла до Європи. У той час, як і протягом усієї історії, у представників панівних верств суспільства особливою „популярністю“ користувалися предмети розкоші, особливо — золото , оскільки саме воно було, як уже зазначено, еквівалентом торгової оцінки. Алхіміки, серед інших питань, продовжували цікавити способи отримання золота з інших металів , а також проблеми їх обробки. Разом про те, на той час арабська алхімія стала віддалятися від практики і втратила вплив. Через особливості технологій, зумовлених, серед іншого — системою герметичних поглядів, відмінністю знакових систем, термінології та суто корпоративного поширення знань „алхімічне дійство“ розвивалося дуже повільно. Найбільш відомими європейськими алхіміками вважаються Нікола Фламель , Альберт Великий , Джон Ді , Роджер Бекон та Раймонд Луллій . Епоха алхіміків ознаменувала отримання багатьох первинних речовин, розробку способів їх отримання, виділення та очищення. Тільки XVI столітті , з розвитком різних виробництв , зокрема металургії , і навіть фармацевтики , зумовленим зростанням її ролі у медицині , почали з'являтися дослідники, чия діяльність виявилася істотними перетвореннями у цій науці, які наблизили становлення добре осмислених і актуальних практичних методів цієї дисципліни . Серед них, перш за все, слід назвати Георгія Агріколу та Теофраста Бомбаста Парацельса . [5] [6]

Хімія як наука

Хімія як самостійна дисципліна визначилася в XVI - XVII століттях , після низки наукових відкриттів, що обґрунтували механістичну картину світу, розвитку промисловості , появи буржуазного суспільства . Однак через те, що хімія, на відміну від фізики , не могла бути виражена кількісно , існували суперечки, чи є хімія кількісною наукою, що відтворюється, або це якийсь інший вид пізнання. У 1661 року Роберт Бойль створив працю „Хімік-скептик“, у якому пояснив різницю властивостей різних речовин тим, що побудовані з різних частинок ( корпускул ), які відповідають властивості речовини. Ван Гельмонт , вивчаючи горіння , ввів поняття " газ для речовини" , яке утворюється при ньому, відкрив вуглекислий газ . В 1672 Бойль відкрив, що при випаленні металів їх маса збільшується, і пояснив це захопленням "вагомих частинок полум'я".

М. В. Ломоносов вже в першій відомій своїй роботі, саме до цієї галузі природознавства ставлення має - "Елементи математичної хімії" ( 1741 ), на відміну від більшості хіміків свого часу, які вважали цю сферу діяльності мистецтвом, класифікує її як науку, починаючи свій праця словами [7] :

« Хімія — наука про зміни, що відбуваються у змішаному тілі, оскільки воно є змішаним. ...Не сумніваюся, що знайдуться багато хто, яким це визначення здасться неповним, нарікатимуть на відсутність початків поділу, з'єднання, очищення та інших виразів, якими наповнені майже всі хімічні книги; Але ті, хто проникливішим, легко вбачать, що згадані висловлювання, якими дуже багато письменників з хімії мають звичай обтяжувати без потреби свої дослідження, можуть бути охоплені одним словом: змішане тіло. Справді, той, хто володіє знанням змішаного тіла, може пояснити всі можливі зміни його, і в тому числі поділ, з'єднання і т.д. »

Тепло та флогістон. Гази

На початку XVIII століття Шталь сформулював теорію флогістону - речовини, що видаляється з матеріалів при їхньому горінні.

В 1749 М. В. Ломоносов написав "Роздуми про причину теплоти і холоду" (задум роботи відноситься до 1742 - 1743 років - див. його ж "Нотатки з фізики і корпускулярної філософії"). Найвищу оцінку цієї праці дав Л. Ейлер (лист 21 листопада 1747). У 1848 році професор Д. М. Перевощиков , докладно викладаючи найважливіші ідеї М. В. Ломоносова, підкреслює, що його теорія теплоти випередила науку на півстоліття („Сучасник”, січень 1848, т. VII, кн. 1, від. II, 41—58) — з цією думкою, до того й надалі, узгоджується думка багатьох інших дослідників. [7]

В 1754 Блек відкрив вуглекислий газ , Прістлі в 1774 - кисень , а Кавендіш в 1766 - водень .

У період 1740 - 1790 років Лавуазьє і Ломоносов [7] хімічно пояснили процеси горіння , окислення та дихання , довели, що вогонь - не речовина , а наслідок процесу . Пруст у 1799 - 1806 роках сформулював закон сталості складу . Гей-Люссак в 1808 відкрив закон об'ємних відносин ( закон Авогадро ). Дальтон у праці " Нова система хімічної філософії " ( 1808 - 1827 ) довів існування атомів , ввів поняття атомна вага , елемент - як сукупність однакових атомів .

Реінкарнація атомарної теорії речовини

У 1811 році Авогадро висунув гіпотезу про те, що молекули елементарних газів складаються з двох однакових атомів ; Пізніше на основі цієї гіпотези Канніццаро здійснив реформу атомно-молекулярної теорії . Ця теорія була затверджена на першому міжнародному з'їзді хіміків у Карлсруе 3-5 вересня 1860 року.

В 1869 Д. І. Менделєєв відкрив періодичний закон хімічних елементів і створив періодичну систему хімічних елементів . Він пояснив поняття « хімічний елемент» і показав залежність властивостей елемента від атомної маси . Відкриттям цього закону він заснував хімію як кількісну науку, а не лише як описову та якісну.

Радіоактивність та спектри

Важливу роль пізнанні структури речовини зіграли відкриття ХІХ століття. Дослідження тонкої структури емісійних спектрів та спектрів поглинання наштовхнуло вчених на думку про їх зв'язок із будовою атомів речовин. Відкриття радіоактивності показало, деякі атоми нестабільні ( ізотопи ) і можуть мимоволі перетворюватися на нові атоми ( радон — „еманація“).

Квантова хімія

Основна стаття: Квантова хімія

Квантова хімія - це напрямок хімії, що розглядає будову та властивості хімічних сполук, реакційну здатність, кінетику та механізм хімічних реакцій на основі квантової механіки. Розділами квантової хімії є: квантова теорія будови молекул, квантова теорія хімічних зв'язків та міжмолекулярних взаємодій, квантова теорія хімічних реакцій та реакційної здатності та ін [8] Квантова хімія знаходиться на стику хімії та квантової фізики (квантової фізики) Вона займається розглядом хімічних та фізичних властивостей речовин на атомарному рівні (моделях електронно-ядерної будови та взаємодій, представлених з погляду квантової механіки). Внаслідок того, що складність об'єктів, що вивчаються, у багатьох випадках не дозволяє знаходити явні рішення рівнянь, що описують процеси в хімічних системах, застосовують наближені методи розрахунку. З квантовою хімією нерозривно пов'язана обчислювальна хімія - дисципліна, що використовує математичні методи квантової хімії, адаптовані для складання спеціальних комп'ютерних програм, що використовуються для розрахунку молекулярних властивостей, амплітуди ймовірності знаходження електронів в атомах, симуляції молекулярної поведінки.

Основні поняття

Елементарна частка

Основна стаття: Елементарна частка

Це все частинки, які не є атомними ядрами або атомами ( протон - виняток). У вузькому значенні - частинки, які не можна вважати складаються з інших частинок (при заданій енергії впливу/спостереження). Елементарними частинками також є електрони (-) та протони (+).

атом

Основна стаття: Атом

Найменша частка хімічного елемента , що має всі його властивості. Атом складається з ядра та „хмари“ електронів навколо нього. Ядро складається з позитивно заряджених протонів та нейтральних нейтронів . Взаємодіючи атоми можуть утворювати молекули .

Атом - межа хімічного розкладання будь-якої речовини. Проста речовина (якщо вона не є одноатомною, як, наприклад, гелій He), розкладається на атоми одного виду, складна речовина — на атоми різних видів.

Атоми (точніше, атомні ядра) неподільні хімічним шляхом.

Молекула

Молекулярна структура зображує зв'язки та відносне становище атомів у молекулі. На ілюстрації показана молекула паклітакселу ( номенклатурна назва : (2α,4α,5β,7β,10β,13α)-4,10-біс(ацетилокси)-13-{[(2R,3S)- 3-(бензоїламіно)-2- гидрокси-3-фенилпропаноил]окси}- 1,7-дигидрокси-9-оксо-5,20-эпокситакс-11-ен-2-іл бензоат)

Частка, що складається з двох або більше атомів , яка може самостійно існувати. Має постійний якісний та кількісний склад. Властивості молекули залежать від атомів, що входять до її складу, та від характеру зв'язків між ними, від молекулярної структури та від просторового розташування ( ізомери ). Може мати кілька різних станів і переходити від одного до іншого під дією зовнішніх факторів. Властивості речовини , що складається з певних молекул, залежать від стану молекул та від властивостей молекули.

Речовина

Основна стаття: Речовина

Відповідно до класичних наукових поглядів розрізняються дві фізичні форми існування матерії - речовина і поле . Речовина - це форма матерії, що має масу (маса не дорівнює нулю). Хімія вивчає переважно речовини, організовані в атоми , молекули , іони і радикали . Ті, у свою чергу, складаються з елементарних частинок: електронів , протонів , нейтронів тощо.

Прості та складні речовини. Хімічні елементи

Серед чистих речовин прийнято розрізняти прості (що з атомів одного хімічного елемента) і складні (утворені з атомів кількох хімічних елементів) речовини.

Прості речовини слід відрізняти від понять „атом“ та „хімічний елемент“.

Химический элемент — это вид атомов с определённым положительным зарядом ядра. Все химические элементы указаны в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева ; каждому элементу отвечает свой порядковый (атомный) номер в Периодической системе. Значение порядкового номера элемента и значение заряда ядра атома того же элемента совпадают, то есть химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым порядковым номером.

Основная статья: Химический элемент

Простые вещества представляют собой формы существования химических элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропных форм), которые могут различаться по составу, например атомный кислород O, кислород O 2 и озон O 3 , или по кристаллической решётке, например алмаз и графит для элемента углерод C. Очевидно, что простые вещества могут быть одно- и многоатомными.

Сложные вещества иначе называются химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ (химического синтеза) или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения (химического анализа).

Простые вещества представляют собой конечные формы химического разложения сложных веществ. Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ.

Суммируя всё сказанное выше, можно записать:

, де
E — простые вещества (элементы в свободном виде),
C — сложные вещества (химические соединения),
S — синтез,
A — анализ.

В настоящее время понятия „синтез“ и „анализ“ химических веществ используются в более широком смысле. К синтезу относят любой химический процесс, который приводит к получению необходимого вещества и при этом существует возможность его выделения из реакционной смеси. Анализом считается любой химический процесс, позволяющий определить качественный и количественный состав вещества или смеси веществ, то есть установить, из каких элементов составлено данное вещество и каково содержание каждого элемента в этом веществе. Соответственно различают качественный и количественный анализ — две составные части одной из химических наук — аналитической химии.

Металлы и неметаллы

Все химические элементы по их свойствам, то есть свойствам свободных атомов и свойствам образуемых элементами простых и сложных веществ, делят на металлические и неметаллические элементы. Условно к неметаллам относят элементы He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , F , Cl , Br , I , At , O , S , Se , N , P , C и H . К полуметаллам относят B , Si , Ge , As , Sb , Te , иногда — Po . Остальные элементы считаются металлами.

Чистые вещества и смеси веществ

Индивидуальное чистое вещество обладает определённым набором характеристических свойств. От чистых веществ следует отличать смеси веществ, которые могут состоять из двух или большего числа чистых веществ, сохраняющих присущие им свойства.

Смеси веществ делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные).

Различные примеры возможных смесей веществ в разных агрегатных состояниях
Агрегатное состояние составных частей

(до образования смеси)

Гомогенная смесь

(гомогенная система)

Гетерогенная смесь

(гетерогенная система)

Твёрдое — твёрдое Твёрдые растворы, сплавы (например латунь, бронза) Горные породы (например гранит, минералосодержащие руды и др.)
Твёрдое — жидкое Жидкие растворы (например, водные растворы солей) Твёрдое в жидком — суспензии или взвеси (например, частицы глины в воде, коллоидные растворы )
Жидкое в твёрдом — жидкость в пористых телах (например, почвы, грунты)
Твёрдое — газообразное Хемосорбированный водород в платине, палладии, сталях Твёрдое в газообразном — порошки, аэрозоли, в том числе дым, пыль, смог
Газообразное в твёрдом — пористые материалы (например, кирпич, пемза)
Жидкое — твёрдое Твёрдые жидкости (например, стекло — твёрдое, но всё же жидкость) Может принимать разную форму и фиксировать её (например, посуда — разной формы и цвета)
Жидкое — жидкое Жидкие растворы (например, уксус — раствор уксусной кислоты в воде) Двух- и многослойные жидкие системы, эмульсии (например, молоко — капли жидкого жира в воде)
Жидкое — газообразное Жидкие растворы (например, раствор диоксида углерода в воде) Жидкое в газообразном — аэрозоли жидкости в газе, в том числе туманы
Газообразное в жидком — пены (например, мыльная пена)
Газообразное — газообразное Газовые растворы (смеси любых количеств и любого числа газов), напр. воздух . Гетерогенная система невозможна

В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ, например сплавы.

В гетерогенных смесях либо визуально, либо с помощью оптических приборов можно различить области (агрегаты) разных веществ, разграниченные поверхностью раздела; каждая из этих областей внутри себя гомогенна. Такие области называются фазой .

Гомогенная смесь состоит из одной фазы, гетерогенная смесь состоит из двух или большего числа фаз.

Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде отдельных частиц распределена в другой, называются дисперсными системами . В таких системах различают дисперсионную среду (распределяющую среду) и дисперсную фазу (раздробленное в дисперсионной среде вещество).

С помощью физических методов разделения можно провести разделение смесей на их составные части, то есть на чистые вещества.

Обзор известных физических методов разделения смесей веществ, используемых в химии и химической технологии
Агрегатное состояние составных частей смеси Физическое свойство, используемое для разделения Метод разделения
Твёрдое — твёрдое густина Отстаивание, седиментация
Смачиваемость Флотация , пенная флотация
Размер частиц Просеивание
Розчинність Экстракция , выщелачивание
Магнетизм Магнитная сепарация
Твёрдое — жидкое густина Седиментация, декантация (сливание жидкости с осадка), центрифугирование
Температура кипения жидкости Выпаривание, дистилляция , осушка
Размер частиц Фильтрование
Растворимость твёрдого вещества Кристаллизация
Твёрдое — газообразное густина Седиментация, центробежная сепарация
Размер частиц Фильтрование
Электрический заряд Электрофильтрование
Жидкое — жидкое густина Отстаивание (в делительной воронке, в маслоотделителе), центрифугирование
Температура кипіння Дистилляция
Розчинність Екстракція
Жидкое — газообразное густина Седиментация, центробежная сепарация
Растворимость газа Отгонка газа (путём повышения температуры), промывание с помощью другой жидкости
Газообразное — газообразное Температура конденсации Конденсация
Абсорбируемость Абсорбция (поглощение объёмом сорбента)
Адсорбируемость Адсорбция (поглощение поверхностью сорбента)
Размер частиц Диффузия
Маса Центрифугування

Чистыми веществами называются вещества, которые при проведении физических методов не разделяются на два или более других веществ и не изменяют своих физических свойств.

В природе не существует абсолютно чистых веществ. Например, так называемый особо чистый алюминий ещё содержит 0,001 % примесей других веществ. Таким образом, абсолютно чистое вещество — это абстракция. Правда, когда речь идёт о каком-либо веществе, то химия пользуется этой абстракцией, то есть считает, что вещество истинно чистое, хотя практически берётся вещество с некоторым содержанием примесей. Конечно, химик должен стремиться использовать в своей практике по возможности чистые вещества, содержащие минимальное количество примесей. Следует учитывать, что даже незначительное содержание примесей может существенно изменить химические свойства вещества.

Различия между смесями веществ и сложными веществами
Суміш Сложное вещество
Образуется с помощью физического процесса (смешивание чистых веществ) Образуется с помощью химической реакции (синтез из простых веществ)
Свойства чистых веществ, из которых составлена смесь, остаются неизменными Свойства простых веществ, из которых получено сложное вещество, в последнем не сохраняются
Чистые вещества (простые и сложные) могут находиться в смеси в любом массовом соотношении Элементы, входящие в состав сложного вещества, всегда находятся в определённом массовом отношении
Может быть разделена на составные части (чистые вещества) с помощью физических методов Может быть разложено на составные части (элементы в виде простых веществ) только с помощью химической реакции (анализ)

Ион

Это заряженная частица, атом или молекула, которая имеет неодинаковое количество протонов и электронов. Если у частицы больше электронов, чем протонов, то она заряжена отрицательно и называется анион . Например — Cl . Если в частице электронов меньше, чем протонов, значит, она заряжена положительно и называется катион . Например — Na + .

Радикал

Это частица ( атом или молекула ), содержащая один или несколько неспаренных электронов . В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.

Хімічний зв'язок

Удерживает атомы или группы атомов друг около друга. Различают несколько видов химической связи: ионную , ковалентную (полярную и неполярную), металлическую , водородную .

Периодический закон

Открыт Д. И. Менделеевым 1 марта 1869 года . Современная формулировка: Свойства элементов , а также образуемых ими соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер их атомов .

Химические реакции

Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества.

В сущности это процесс изменения структуры молекулы . В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться ( синтез ), уменьшаться ( разложение ) или оставаться постоянным ( изомеризация , перегруппировка ). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах.

Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества.

Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, — продуктами реакции. В общем виде химическая реакция изображается так:

Реагенты → Продукты

Химия изучает и описывает эти процессы как в макромасштабе, на уровне макроколичеств веществ, так и в микромасштабе, на атомно-молекулярном уровне. Внешние проявления химических процессов, протекающих в макромасштабе, нельзя непосредственно перенести на микроуровень взаимодействия веществ и однозначно их интерпретировать, однако такие переходы возможны при правильном использовании специальных химических законов, присущих только микрообласти (атомам, молекулам, ионам, взятым в единичных количествах).

Номенклатура

Это свод правил наименования химических соединений. Поскольку общее число известных соединений больше 20 млн, и их число принципиально неограниченно, необходимо пользоваться чёткими правилами при их наименовании, чтобы по названию можно было воспроизвести их структуру. Существует несколько вариантов наименования органических и неорганических соединений, но стандартом считается номенклатура IUPAC .

Разделы химии

Современная химия — настолько обширная область естествознания, что многие её разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины.

По признаку изучаемых объектов (веществ) химию принято делить на неорганическую и органическую . Объяснением сущности химических явлений и установлением их общих закономерностей на основе физических принципов и экспериментальных данных занимается физическая химия , включающая квантовую химию, электрохимию, химическую термодинамику, химическую кинетику. Самостоятельными разделами являются также аналитическая и коллоидная химия (см. ниже перечень разделов).

Технологические основы современных производств излагает химическая технология — наука об экономичных методах и средствах промышленной химической переработки готовых природных материалов и искусственного получения химических продуктов, не встречающихся в окружающей природе.

Сочетание химии с другими смежными естественными науками представляют собой биохимия , биоорганическая химия , геохимия , радиационная химия , фотохимия и др.

Общенаучные основы химических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки .

Химическая технология

Методы физико-химического анализа

См. сравнение и полную классификацию методов анализа в основной статье Аналитическая химия , а также в частности:

Див. також

Примітки

  1. О. Лібкін. Словник науки. Хімія. Журнал «Химия и жизнь. 1967. № 1. С.28.
  2. С. І. Фінгарет . Мистецтво Стародавнього Єгипту у зборах Ермітажу / Державний Ермітаж. - Л .: Аврора, 1970. - С. 19. - 72 с.
  3. І. П. Магідович , В. І. Магідович , В. С. Преображенський . Нариси з історії географічних відкриттів: видання у п'яти томах. - М .: Просвітництво, 1982. - С. 13. - 292 с.
  4. Философия науки под ред. А. И. Липкина М.: Эксмо, 2007
  5. 1 2 3 Возникновение и развитие химии с древнейших времён до XVIII века. Всеобщая история химии. М: Наука. 1989
  6. 1 2 3 Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. М: Наука. 1979
  7. 1 2 3 Михаил Васильевич Ломоносов. Вибрані твори. У двох томах. Т. 1. Естественные науки и философия. - М: Наука. 1986
  8. Давтян О. К . Квантовая химия. — М.: Высшая школа, 1962. — 784 с. — стр. 5

Література

  • Менделеев Д. И. Периодический закон: В 3 т. на сайте Руниверс
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1. — М.: „Химия“, 1973
  • Химическая энциклопедия, п. ред. Кнунянц И. Л., т. 5. — М.: „Советская энциклопедия“, 1988
  • Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. з ним. - М: Хімія, 1989
  • Джон Мур. Химия для чайников = Chemistry For Dummies. — М. : «Диалектика» , 2011. — 320 с. — ISBN 978-5-8459-1773-7 .
  • Н. Л. Глинка. Загальна хімія. — М. : Интеграл-Пресс, 2008. — С. 728. — ISBN 5-89602-017-1 .
  • Джуа М. История химии. — М. : Мир, 1966. — 452 с.
  • Дубинская А. М., Призмент Э. Л. Химические энциклопедии, в кн.: Химический энциклопедический словарь. - М., 1983
  • Потапов В. М., Кочетова Э. К. Химическая информация. Где и как искать химику нужные сведения. - М., 1988
  • Аблесимов Н. Е. Химия — это плохо? http://shkolazhizni.ru/world/articles/52420/
  • Кузнецов В. И. Общая химия: тенденции развития. М.: Высшая школа,
  • Аблесимов Н. Е. Сколько на свете химий? // Химия и жизнь — XXI век. 2009. № 5. С. 49-52; № 6. С. 34-37.
  • Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия. Общая неорганическая химия. Навч. для вузов.-4-е изд., испр.,-М,: Высш. шк., Изд. центр» Академия", 2001.-743 с., ил., 2001.
  • Мелентьева, Галина Александровна. Фармацевтическая химия. Рипол Классик, 1985.
  • Николаев Л. А. Химия жизни. — М., Просвещение, 1977. — 239 c.
  • Э. Гроссе, Х. Вайсмантель Химия для любознательных. — Л., Химия, 1987. — 392 c.

Посилання