Курс общей химии. Мингулина, Масленникова, Коровин_1990 -446с (Учебник по химии), страница 2

е. в.процессах превращения одних веществ в другие. Для понимания этих свойств необходимо знать и состав, и строение вещества. Поэтому химия изучает состав, строение, свойства веществ и их превращения. Как одна из отраслей естествознания, химия связана с другими естественными науками. Химические реакции играют важную роль в физических, биологических, геологических и других процессах. Связь между различными естественными науками очень тесная, на стыках наук возникают новые науки, например ядерная химия, биохимия, геохимия, космохимия и т.

п. Количество вещества. Количество вещества — это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов и др.) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль. Моль — количество вещества системы, которое содержит столько определенных структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов и т. д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. При использовании термина «моль» следует указывать частицы, к которым относится этот термин: «моль молекул», «моль атомов», «моль ионов», «моль электронов» или моль других частиц или групп частиц.

Например, моль молекул водорода, моль атомов водорода, моль ионов водорода. Так как 0,012 кг угле- рода-!2 содержит 6,022 10»' атомов углерода (постоянная Авогадро), то моль — такое количество вещества, которое содержит 6,022 10" структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронбв и др.). Массу одного моля вещества называют молярной массой (М). Основной единицей измерения молярной массы является кг/моль (г/моль). Например, молярная масса калия М(К) = = 39,102 г/моль, молярная масса аммиака М ()х)Нз) = = 17,031 г/моль. Любое соединение кроме молярной массы характеризуется относительной молекулярной массой. Относительная молекулярная масса М, — это молярная масса соединения, отнесенная к 'г~з молярной массы атома углерода-)2.

Например, М, ()ч)Нз) = = 17,031. Как видно, относительная молекулярная масса — величина безразмерная. Относительная атомная масса А, — это молярная масса атома вещества, отнесенная к '/и молярной массы атома углерода-12. Например, А,(К) = 39,102. $2. ЗНАЧЕНИЕ ХИМИИ В ИЗУЧЕНИИ ПРИРОДЫ И РАЗВИТИИ ТЕХНИКИ Изучение химии как одной из важнейших фундаментальных естественных наук необходимо для формирования научного диалектико-материалистического мировоззрения.

Ф. Энгельс писал: «Химию можно назвать наукой о качественных изменениях тел, просходящих под влиянием изменения количественного состава»*. Очень велика роль химии в практической деятельности человека, в развитии техники. Эту роль химии высоко оценили классики марксизма-ленинизма. К.

Маркс писал. «Всякий прогресс в области химии не только умножает число полезных веществ... Прогресс химии научает также вводить отходы процесса производства и потребления обратно в кругооборот воспроизводства...»**. Внимательно следил за развитием химии и придавал ей большое значение В. И. Ленин. Он писал: «Законы внешнего мира, природы, подразделяемые на не хани не с к ие и хилз ич е с к и е (это очень важно), суть основы целесообразной деятельности человека»***.

Особенно велико значение науки о веществе в технике, развитие которой немыслимо без понимания процессов превращения веществ. Глубокое понимание законов химии и их применение позволяют как совершенствовать существующие, так и создавать новые процессы, машины, установки и приборы. Химизация " Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2.е нзд. Т. 20.

С. 387. ь«Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е нзд. Т 23. С. 6!9. "** Ленни В. И. Полн. собр. соч. Т. 29 С. !69 народного хозяйства является одним из важнейших путей интенсификации его развития. Химические реакции широко используются во многих производственных процессах. Они (например, процессы окисления, коррозии и др.) протекают при работе установок, машин и приборов. Получение электроэнергии, топлива, металлов, различных материалов, продуктов питания и т. п. непосредственно связано с химическими реакциями. Например, в настоящее время электрическую и механическую энергии получают в основном преобразованием химической энергии природного топлива. В процессе этого преобразования происходят сложные химические реакции: горения, взаимодействия воды и ее примесей с металлами и т.

п. Без понимания этих процессов невозможно обеспечить эффективную работу электростанций и двигателей внутреннего сгорания. Велика роль химических процессов и в атомной энергетике, значение которой непрерывно возрастает. Использование химических реакций в ряде производственных процессов позволяет резко повышать производительность труда и качество продукции, получать новые материалы.

Понимание законов химии и их использование исключительно важно при решении проблемы повышения эффективности производства и качества продукции, так как ухудшение качества и надежности продукции во многих случаях вызывается нежелательными химическими процессами, например коррозией металлов, старением полимеров и т. п. Изучение механизмов химических реакций позволяет выбрать рациональные методы охраны окружающей среды, создавать новые безвредные процессы. Химизация любой отрасли народного хозяйства приносит большой зкономический эффект. Особенно возросла роль химии в развитии электротехники, микроэлектроники, радиотехники, космической техники, автоматики и вычислительной техники. Для развития новой техники необходимы материалы с особыми свойствами, которых нет в природе: сверхчистые, сверхтвердые, сверхпроводящие, жаростойкие и т.

и. Такие материалы поставляет современная химическая промышленность, поэтому можно понять важность ее изучения для инженера любой специальности, В электротехнической промышленности, например, более 80 вв продукции выпускается с применением полимерных материалов. Учитывая роль химии как науки, формирующей мировоззрение, еще в 1921 г. В, И. Ленин подписал декрет, в котором в качестве обязательной естественной науки для изучения в высшей школе указана химия. Это ленинское указание становится тем более важным в наши дни, когда значение химии еще более возросло. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА Глава Строение атома н систематика знмнческнз элементов Глава П Химическая связь Глава 1П Тнлы взаимодействия моаектн.

конденсированное состояние вещества Глава ! СТРФЕНИЕ АТ©МА И СИСТЕМАТИКА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТЕЕ $ Кт. ФСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ Ф стрФении атФмд В далеком прошлом философы Древней Греции предполагали, что вся материя едина, но приобретает те или иные свойства в зависимости от ее «сущности». Некоторые из них утверждали, что вещество состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Научные основы атомно-молекулярного учения были заложены позднее в работах русского ученого М. В. Ломоносова, французских химиков Л. Лавуазье и Ж.

Пруста, английского химика Д. Дальтона, итальянского физика А. Авогадро и других исследователей. Ядерная модель атома. Одна из первых моделей строения атома была предложены английским физи- 9 (!. 7! где ч — волновое число, равное 1/Х (Х вЂ” длина волны), т. е. оно равно числу волн, укладывающихся на ! см; )т' — постоянная 7777агныа 1" !иу3ой угарььпюдьш 1" РИ! 75 55 ву 55 577 Ь5 ФР,75 Ь!ггиатг ЬатгЫ, 77М Рис. ! Л. Вкккмый спектр атомарного водорода 70 ком Э. Резерфордом. В опытах по рассеянию а-частиц было показано, что почти вся масса атома сосредоточена в очень малом объеме — положительно заряженном ядре.

Согласно модели Резерфорда, вокруг ядра на относительно большом расстоянии непрерывно движутся электроны, причем их число таково, что в целом атом электрически нейтрален. Позднее наличие в атоме тяжелого ядра, окруженного электронами, было подтверждено другими учеными. Ядро имеет диаметр порядка 10 'в — 1О ы м и положительный электрический заряд, плотность массы «ядерного вещества» примерно в 1О" раз больше плотности всего вещества. Плотность ядерного электрического заряда также намного превышает плотность заряда вещества в целом, причем здесь также обнаруживается соотношение порядка 10'вг71. Положительный ядерный заряд вещества уравновешивается отрицательным зарядом электронов. Величина заряда электрона равна 1,602 1О " Кл.

Обычно этот заряд принимают за условную величину, полагая заряд электрона равным — 1. Масса электрона т, очень мала и составляет 9,1 10 " кг. Однако планетарная модель Резерфорда противоречила факту устойчивого существования атомов. В результате ускоренного движения электрона расходуется энергия его электростатического взаимодействия с ядром и согласно расчетам через 10 ' с электрон должен упасть на ядро.

Атомные спектры. Согласно модели Резерфорда, энергия атома должна уменьшаться непрерывно за счет излучения, образующего сплошной спектр. Однако экспериментально установлено, что все атомные спектры имеют дискретный (линейчатый) характер, Спектр служит одной из важнейших характеристик атома и отражает его внутреннее строение.