1. Раствор — однофазная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов.

1. Раствор — однофазная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов.

2. Растворитель — компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. В случае же растворов, образующихся при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью, твёрдого вещества с твёрдым, растворителем считается компонент, количество которого в растворе преобладает.

3. Гомогенная система – система, состоящая из одной фазы. Гетерогенная система – состоящая из 2-х или большего числа фаз.

4. Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.

5. процентная (массовая) доля безразмерная физ. величина, характеризующая концентрацию и равная отношению массы компонента смеси к массе смеси. М. д. выражается в долях единицы, например сотых (проценты), тысячных (промилле), миллионных и обозначается соответственно %, 0/00,…

6. МОЛЯРНОСТЬ — раствора концентрация раствора, характеризуемая числом молей растворенного вещества в 1 л раствора …

7. Моляльность — количество растворённого вещества (число молей) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным.

8. Нормальность — молярная концентрация эквивалента, см Концентрация растворов;

9. Титр раствора (от фр. titre — качество, характеристика) — способ выражения концентрации, применяемый, в основном, в аналитической химии. Обозначается заглавной латинской буквой T (тэ). Измеряется в г/мл (г/см³).

10. формулы пересчета

11. правило креста если в верхний левый угол воображаемого треуго-ка поместить показатель более высокой концен-ции, то в нижний левый показатель меньшей конц-ции, в центре показатель получаемого смешанного рас-ра, а затем по диагонали вычесть из большего числа меньшее, то отношение разностей, показателей покажет, в каком массовом соотношении следует смешать исходные рас-ры, для получения раст-ра заданой конце-ции.

12. метод интерполяции

13. Кристаллогидраты — кристаллы, содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды, чем связь между катионами и анионами в кристалле безводной соли. При низких температурах вода в кристаллогидратах может быть связана как с катионами, так и с анионами солей. Многие соли, а также кислотыи основания выпадают из водных растворов в виде кристаллогидратов.

14. коллигативные свойства растворов Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества. К коллигативным свойствам растворов относят:

1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором,

2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей.

3) осмотическое давление.

15. 1-й закон Рауля понижение давления пара растворителя Р над раствором относительно давления пара Р0 над чистым растворителем.

16. 2-й закон Рауля понижение температуры замерзания (крисстализации) ΔТ кип. По сравнению с температурами для чистого растворителя.

17. эбуллиоскопическая константа воды

18. криоскопическая константа воды

19. изотонический раствор водные растворы, изотоничные плазме крови. Простейшим раствором такого типа является 0,9% водный раствор хлорида натрия — так называемый физиологический раствор («физраствор»)[1]. Название это очень условное, так как «физраствор» не содержит многих веществ (в частности, солей калия), необходимых для физиологической деятельности тканей организма.. Все эти растворы используются в терапии различных заболеваний с целью снятия интоксикации и других проявлений болезни. Изотонические расвторы, в отличие от гипертонических и гипертонических (не применяются для внутривенного введения) не приводят к гемолизу эритроцитов при внутривенном введении.

20. гипертонический раствор (solutio hypertonica) раствор, осмотическое давление которого выше нормального осмотического давления плазмы крови, в медицине применяются 3-10% водные растворы хлорида натрия, 10-40% водные растворы глюкозы и др

21. гипотонический раствор (solutio hypotonica) раствор, осмотическое давление которого ниже нормального осмотического давления плазмы крови.

22. молекулярные коллоиды дисперсная фаза - макромолекулярные вещества, не образующие истинных растворов, например белки, полимеры;

23. ассоциативные, или мицеллярные коллоиды

24. дисперсионные коллоиды, дисперсная фаза - агрегаты атомов или молекул, которые образуются путем диспергирования компактных веществ или конденсацией частиц в концентрированных истинных растворах.

25. Золь иначе лиозоль; коллоидный раствор (англ. sol от лат. solutio — раствор) — высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль)дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе от 1 до 100 нм (10−9—10−7м)

26. Гель Желатинообразная студенистая масса (обладающее некоторыми механическими свойствами твёрдых тел)

27. Пептизация расщепление агрегатов, возникших при коагуляции дисперсных систем, на первичные частицы под действием жидкой среды (например, воды) или специальных веществ —пептизаторов. Пептизация — один из способов получения коллоидных растворов, применяется в технике при получении высокодисперсных суспензий глин и других веществ.

28. Схема строения коллоидных частиц Коллоидные частицы имеют сложное строение. Они состоят из ядер и адсорбированных и притянутых ионов. Рассмотрим строение коллоидной частицы кремниевой кислоты, которая образовалась в результате взаимодействия очень разбавленных растворов силиката натрия и соляной кислоты (Na₂Si0₃ + 2HCl = H₂Si0₃ + 2NaCl). Если Na₂Si0₃ находится в избытке, то кремниевая кислота не выпадает в осадок, а образуется прозрачный коллоидный раствор H₂Si0₃. Ядро коллоидной частицы нейтрально, оно состоит из m молекул H₂Si0₃. На поверхности ядра адсорбируются n ионов Si0₃^2-, это потенциалопределяющие ионы, так как они обуславливают заряд частицы коллоидного раствора. Адсорбированные потенциалопределяющие ионы притягивают из раствора ионы противоположного знака — противоионы. В данном случае это ионы Na⁺, причем часть их 2(n - х) адсорбируется на частице. Адсорбированные ионы Si0₃^2- вместе с противоионами Na⁺ образуют адсорбционный слой. Другая часть противоионов 2xNa⁺ находится в жидкой фазе и образует подвижный диффузный слой.Ядро вместе с адсорбционным слоем называется гранулой.В нашем примере гранула заряжена отрицательно, так как адсорбция ионов Si0₃^2- происходит сильнее, чем ионов Na^-.Коллоидная частица вместе с противоионами диффузионного слоя называется мицеллой. Это отдельная частица коллоидного раствора.Мицелла (коллоидная частица)

29. Коагуляция физико-химический процесс слипания коллоидных частиц.

30. Седиментация (осаждение) — оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил.

Скорость седиментации зависит от массы, размера, формы и плотности вещества частицы, вязкости и плотности среды, а также от ускорения силы тяжести и действующих на частиц центробежных сил.

В поле гравитационных сил седиментируют частицы грубодисперсных систем; в поле центробежных сил возможна седиментация коллоидных частиц и макромолекул (см. центрифугирование).

Седиментацию используют в промышленности при обогащении полезных ископаемых, различных продуктов химической и нефтехимической технологии, при водоочистке и др.

Седиментация в центрифугах и ультрацентрифугах, а также в гравитационном поле лежит в основе седиментационного анализа.

31. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ - гетерогенные системы из двух или большего числа фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними.

32. Классификации дисперсных систем

По степени раздробленности (дисперсности) системы делятся на следующие классы: грубодисперсные, размер частиц в которых более 10-5 м; тонкодисперсные (микрогетерогенные) с размером частиц от 10-5 до 10-7 м; коллоидно-дисперсные (ультрамикро-гетерогенные) с частицами размером от 10-7до 10-9м. Если фиксировать внимание на двух основных компонентах дисперсных систем, то одному из них следует приписать роль дисперсионной среды, а другому - роль дисперсной фазы. В этом случае все дисперсные системы можно классифицировать по агрегатным состояниям фаз.

Эта классификация была предложена Оствальдом и широко используется до настоящего времени. Недостатком классификации следует считать невозможность отнесения дисперсных систем, приготовленных с твердой или жидкой дисперсной фазой, к какому-либо классу, если размер частиц составляет несколько нанометров. Пример такой классификации приведен в табл. 1.

Академик П.А. Ребиндер предложил более совершенную классификацию дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз. Он разделил все дисперсные системы на два класса: свободнодисперсные системы и сплошные (или связнодисперсные) системы (табл. 2 и 3). В свободнодисперсных системах дисперсная фаза не образует сплошных жестких структур (сеток, ферм или каркасов). Эти системы называют золями. В сплошных (связнодисперсных) системах частицыдисперсной фазы образуют жесткие пространственные структуры (сетки, каркасы, фермы). Такие системы оказывают сопротивление деформации сдвига. Их называют гелями.

Дисперсная система по классификации Ребиндера обозначается дробью, в которой дисперсная фаза ставится в числителе, а дисперсионная среда – в знаменателе. Например: Т1/Ж2. Индекс 1 обозначает дисперсную фазу, а индекс 2 – дисперсионную среду.

Коллоидная химия изучает свойства как тонко-, так и грубодисперсных систем; как свободно-, так и связнодисперсных систем.

Включение в одну науку столь большого количества разнообразных систем, различных как по природе фаз, так и по размерам частиц и агрегатному состояниюфаз, основано на том, что все они обладают общими свойствами - гетерогенностью и принципиальной термодинамической неустойчивостью. Центральное место в коллоидной химии занимают ультрамикрогетерогенные системы со свободными частицами. Это - так называемые, коллоидные системы.

Классификация дисперсных систем по агрегатным состояниям фаз.

Дисперсион-ная среда	Дисперс-ная фаза	Примеры дисперсных систем
Твердая	Твердая	Рубиновое стекло; пигментированные волокна;сплавы; рисунок на ткани, нанесенный методом пигментной печати
Твердая	Жидкая	Жемчуг, вода в граните, вода в бетоне, остаточныймономер в полимерно-мономерных частицах
Твердая	Газо- образная	Газовые включения в различных твердых телах: пенобетоны, замороженные пены, пемза, вулканическая лава, полимерные пены,пенополиуретан
Жидкая	Твердая	Суспензии, краски, пасты, золи, латексы
Жидкая	Жидкая	Эмульсии: молоко, нефть, сливочное масло, маргарин, замасливатели волокон
Жидкая	Газо- образная	Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон, беления и колорирования текстильных материалов
Газообразная	Твердая	Дымы, космическая пыль, аэрозоли
Газообразная	Жидкая	Туманы, газы в момент сжижения
Газообразная	Газо- образная	Коллоидная система не образуется

Коллоквиум по теме "Классы неорганических соединений "

1. Перечислите классы неорганических соединений. Оксиды Основания Кислоты Соли

" 2. дайте определение Оксиды. бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления?2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом.

3. классификация оксидов. Солеобразующие оксиды:

" основные оксиды (например, Na2O, CuO): оксиды металлов, степень окисления которых I-II;

" кислотные оксиды (например, SO3, NO2): оксиды металлов со степенью окисления V-VII и оксиды неметаллов;

" амфотерные оксиды ZnO, Al2О3): оксиды металлов со степенью окисления III-IV и исключения (ZnO, BeO, SnO, PbO);

" Несолеобразующие оксиды: СО, N2O, NO.

4. правила составления названий и графических формул Оксидов.

5. химические свойства основных оксидов.

1.С кислотами: Основной оксид + Кислота = Соль + H2O

MgO + 2HCl = MgCl + H2O

2.С кислотными оксидами: Основной оксид + Кислотный оксид = Соль

3Na2O + P2O5 = 2Na3PO4

3.С водой: Оксид + H2O = Щелочь

K2O + H2O = 2KOH

6. химические свойства кислотных оксидов.

1.С основаниями: Кислотный оксид + Основание = Соль + H2O

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

2. С основными оксидами: Основной оксид + Кислота = Соль + H2O

CaO + CO2 = CaCO3

3. С водой: Кислотный оксид + H2O = Кислота

SO3 + H2O = H2SO4

7. химические свойства амфотерных оксидов.

1.С кислотами: Амфотерный оксид + Кислота = Соль + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

2.С щелочами: Амфотерный оксид + Щелочь = Соль + H2O

ZnO + 2KOH = K2ZnO2 + H2O

3.С кислотными оксидами: Амфотерный оксид + Кислотный оксид = Соль

ZnO + CO2 = ZnCO3

4. С основными оксидами: Амфотерный оксид + Основной оксид = Соль

ZnO + Na2O = Na2ZnO2

8. способы получения оксидов. 1. Взаимодействием простых веществ с кислородом.

Многие простые вещества при нагревании на воздухе или в кислороде сгорают, образуя соответствующие оксиды. Например:

2Mg + O2 = 2MgO

2. Горением на воздухе сложных веществ.

В этом случае, как правило, образуются оксиды тех элементов, из которых состоит сложное вещество. Например:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

Здесь газ метан CH4 состоит из атомов углерода и водорода - следовательно, при его сгорании образуются оксид углерода(IV) CO2 и оксид водорода H2O.

3. Разложением сложных веществ.

А именно:

а) Разложением нерастворимых оснований.

В этом случае образуются соответствующий оксид металла и вода. Например:

t

Mg(OH)2 = MgO + H2O.

б) Разложением некоторых кислот.

В этом случае образуются оксид неметалла и вода. Например:

H2SiO3 = SiO2 + H2O

в) Разложением некоторых солей.

t

CaCO3 = CaO + CO2?

9. дайте определение Гидроксиды. соединения оксидов химических элементов с водой.

10. классификация гидроксидов.

основные гидроксиды (основания) - гидроксиды, проявляющие основные свойства (Ca(ОН)2, KOH, NaOH и др.);

кислотные гидроксиды (кислородосодержащие кислоты) - гидроксиды, проявляющие кислотные свойства (HNO3, H2SO4, H2SO3и др.)

амфотерные гидроксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (Al(ОН)3, Zn(ОН)2).

11. правила составления названий и графических формул гидроксидов

12. химические свойства основных гидроксидов Химические свойства

В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

лакмус становится синим,

метилоранж - жёлтым,

"фенолфталеин приобретает цвет фуксии.

При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно?вные соли, соответственно:

Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.

13. химические свойства амфотерных гидроксидов Все амфотерные гидроксиды являются твёрдыми веществами. Нерастворимы в воде, в основном являются слабыми электролитами.

14. способы получения гидроксидов Амфотерные гидроксиды получают взаимодействием соли со щелочью, избегая избытка последней.

Например, чтобы получить гидроксид цинка, нужно к раствору хлорида цинка по каплям добавлять щелочь. После добавления каждой порции щелочи следует осторожно встряхивать пробирку и продолжать это до тех пор, пока не образуется белый осадок гидроксида цинка Zn(OH)2:

ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2? + 2NaCl

15. дайте определение кислоты сложные вещества, в состав которых обычно входят атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток. Водные растворы кислот имеют кислый вкус, обладают раздражающим действием, способны менять окраску индикаторов, отличаются рядом общих химических свойств.

16. правила составления названий и графических формул кислот

17. химические свойства кислот

Окрашивание индикаторной бумаги в растворе хлороводородной кислоты

Взаимодействие с основными оксидами с образованием соли и воды

Взаимодействие с амфотерными оксидами с образованием соли и воды

Взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации)

Взаимодействие с нерастворимыми основаниями с образованием соли и воды, если полученная соль растворима

Взаимодействие с солями, если выпадает осадок или выделяется газ

Сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей

(в данном случае образуется неустойчивая угольная кислота, которая сразу же распадается на воду и углекислый газ)

Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из раствора кислоты (кроме азотной кислоты любой концентрации и концентрированной серной кислоты), если образующаяся соль растворима:

С азотной кислотой и концентрированной серной кислотами реакция идёт иначе:

Для органических кислот характерна реакция этерификации (взаимодействие со спиртами с образованием сложного эфира и воды)

18. дайте определение соли класс химических соединений, состоящих из катионов и анионов

19. классификация солей Средние (нормальные) соли - все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример:,.

Кислые соли - атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример:,.

Основные соли - гидроксогруппы основания (OH?) частично замещены кислотными остатками. Пример:.

Двойные соли - в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Пример:.

Смешанные соли - в их составе присутствует два различных аниона. Пример:.

Гидратные соли (кристаллогидраты) - в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример:.

Комплексные соли - в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Пример:,.

20. правила составления названий и графических формул солей

21. химические свойства солей Химические свойства

Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав.

" Соли взаимодействуют с кислотами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (осадок, газ, мало диссоциирующие вещества, например, вода)

Соли взаимодействуют с металлами, если свободный металл находится левее металла в составе соли в электрохимическом ряде активности металлов

Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции (образуется газ, осадок или вода); в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:

Некоторые соли разлагаются при нагревании

22. способы получения солей Методы получения

Существуют различные методы получения солей:

Взаимодействие кислот с металлами, основными и амфотерными оксидами / гидроксидами:

Взаимодействие кислотных оксидов c щелочами, основными и амфотерными оксидами / гидроксидами

Взаимодействие солей c кислотами, другими солями (если образуется выходящий из сферы реакции продукт)

Взаимодействие простых веществ:

Взаимодействие оснований с неметаллами, например с галогенами:

23. диссоциация гидроксидов кислот солей Диссоциация солеи? кислот и основании

Ионы, образующиеся при диссоциации разных электролитов, различны. Диссоциация кислот идет с образованием катиона зодорода и анионов кислотного остатка:

НС1< = > Н" + Сl

H2So4< = >2H" + SO4-

Кислотные остатки могут быть различными, а ион водорода образуется при диссоциации всех кислот. Следовательно, кислотами называются соединения, дающие в растворе ионы водорода и кислотного остатка. Все общие свойства кислот объясняются образованием з растворе любой кислоты гидратированных ионов водорода,

Дня многоосновных кислот характерна ступенчатая диссоциация:

H2So4< = >H* + HS04-

HSO4< = >H" + HS042-

При диссоциации оснований образуются катионы металла и общие дня всех оснований анионы гидроксида ОН-: KOH< = >1Г + ОН" Ca(0Н)2< = >Са2 + 20Н".

Таким образом, основания можно определить как соединения, дающие з водном растворе ионы гидроксила. Следовательно, носителем всех общих свойств оснований является ион гидроксила.

Основания многовалентных металлов подвергаются ступенчатой диссоциации. Например:

Fe(0H)2 < = >(FeOH)" + ОН" (FeOH)+ < = >Fe2+0H~

Существуют гидроксиды, обладающие а м ф о т е р-н ы м и свойствами, т. е. способные проявлять свойства кислоты и основания. Объясняется это тем, что диссоциация таких молекул может происходить как по типу кислоты, так и по типу основания.

Н+ + МеО" < = > МеОН < = > Me* + ОН"

где МеОН - условное обозначение амфотерного электролита. Между зсеми продуктами диссоциации устанавливается сложное равновесие.

Соли при диссоциации образуют катионы металла и анионы кислотного остатка:

NаNо3 < = > Nа- + Nо3

К3Ро4< = >3K+ + Р04 3-

СаCl2 Т< = > Са2+ + 2Сl-

Ионов. которые были бы общими для водных растворов всех солей, нет, ПОЭТОМУ соли не Таким образом, основания можно определить как соединения, дающие в водном растворе ионы гидроксила. Следовательно, носителем всех общих свойств оснований является ион гидроксила.

Основания многовалентных металлов подвергаются ступенчатой диссоциации. Например:

Fe(0H)2 < = >(FeOH)" + ОН-

(FeOH)+ < = >Fe2+0H-

Существуют гидроксиды, обладающие а м ф о т е р-н ы м и свойствами, т. е. способные проявлять свойства кислоты и основания. Объясняется это тем, что диссоциация таких молекул может происходить как по типу кислоты, так и по типу основания.

Н+ + МеО" < = > МеОН < = > Ме+ + ОН"

где МеОН - условное обозначение амфотерного электролита. Между всеми продуктами диссоциации устанавливается сложное равновесие.

Соли при диссоциации образуют катионы металла и анионы кислотного остатка:

NаNо3 < = > Nа+ + Nо3-К3Ро4< = >зК* + Р043" СаС12Т< = > Са2~ + 2СГ

Ионов, которые были бы общими дня водных растворов всех солей, нет, поэтому соли не обладают общими свойствами.

При растворении кислых солей в растворе образуются катионы металла и сложные ионы кислотного остатка, которые в свою очередь подвергаются диссоциации с образованием ионов Н+:

NaHSo3 < = >Na+ + HS03-

HSo3 < = >H+ + S032"

При диссоциации основных солей образуются анионы кислоты и сложные катионы, состоящие из металла и гидроксильной группы. Эти сложные ионы также подвергаются диссоциации:

ZnOHCl < = > (ZnOH)++СГ

(ZnOH) + < = >Zn2_ + ОН"

Коллоквиум по теме "Основные законы химии "

1. Атомно-молекулярное учение - основные положения совокупность теоретических представлений естествознания о дискретном строении веществ. Атомно-молекулярное учение

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.1. Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы).2. Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).3. Частицы - молекулы и атомы - находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц. 4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ - из различных атомов. Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества - из "сложных атомов" (в современном понимании - молекул). Отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в- середине XIX в.Молекула - это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением. Атом - наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям: атом - это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов. Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру. Основные положения атомно-молекулярного учения можно сформулировать так:

Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.

Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами значительно меньше. В твердых веществах промежутки между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.

Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает.

Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей - в газах.

"Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении.

Атомы одного вида отличаются от атомов другого вида массой и свойствами.

При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.

У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решето находятся молекулы. Связи между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило, имеют низкие температуры плавления.

У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например, процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ.

2. Закон постоянства состава вещества Закон постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1801-1808гг.) - любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами. Это один из основных законов химии.

Закон постоянства состава не выполняется для бертоллидов (соединений переменного состава). Однако условно для простоты состав многих бертоллидов записывают как постоянный. Например, состав оксида железа(II) записывают в виде FeO (вместо более точной формулы Fe1-xO).

3. Закон сохранения массы Закон сохранения массы - закон физики, согласно которому масса физической системы сохраняется при всех природных и искусственных процессах.

В исторической, метафизической форме, согласно которой вещество несотворимо и неуничтожимо, закон известен с древнейших времён. Позднее появилась количественная формулировка, согласно которой мерой количества вещества является вес (позднее - масса).

С точки зрения классической механики и химии, сохраняются общая масса закрытой физической системы, равная сумме масс компонентов этой системы (то есть масса считается аддитивной. Этот закон с большой точностью верен в области применимости ньютоновской механики и химии, так как релятивистские поправки в этих случаях пренебрежимо малы.

В современной физике концепция и свойства массы существенно пересмотрены. Масса более не является мерой количества вещества, а закон сохранения массы тесно связан с законом сохранения внутренней энергии системы. В отличие от классической модели, сохраняется масса только изолированной физической системы, то есть при отсутствии энергообмена с внешней средой. Не сохраняется сумма масс компонентов системы (масса неаддитивна). Например, при радиоактивном распаде в изолированной системе состоявшей из вещества и радиации, совокупная масса вещества уменьшается, но масса системы сохраняется, несмотря на то что масса радиации может быть нулевая.

4. Закон Авогадро 5. Следствия из закона Авогадро

Закон Авогадро - "в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул". Следствия закона

Первое следствие из закона Авогадро: один моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

В частности, при нормальных условиях, т. е. при 0 °C (273К) и 101,3 кПа, объём 1 моля газа, равен 22,4 л. Этот объём называют молярным объёмом газа Vm. Пересчитать эту величину на другие температуру и давление можно с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона

Второе следствие из закона Авогадро: молярная масса первого газа равна произведению молярной массы второго газа на относительную плотность первого газа по второму.

Положение это имело громадное значение для развития химии, так как оно дает возможность определять частичный вес[2] тел, способных переходить в газообразное или парообразное состояние. Если через m мы обозначим частичный вес тела, и через d - удельный вес[3] его в парообразном состоянии, то отношение m / d должно быть постоянным для всех тел. Опыт показал, что для всех изученных тел, переходящих в пар без разложения, эта постоянная равна 28,9, если при определении частичного веса исходить из удельного веса воздуха, принимаемого за единицу, но эта постоянная будет равняться 2, если принять за единицу удельный вес водорода. Обозначив эту постоянную, или, что то же, общий всем парам и газам частичный объём через С, мы из формулы имеем с другой стороны m = dC. Так как удельный вес пара определяется легко, то, подставляя значение d в формулу, выводится и неизвестный частичный вес данного тела.

Элементарный анализ, например, одного из полибутиленов указывает, в нём пайное отношение углерода к водороду, как 1 к 2, а потому частичный вес его может быть выражен формулой СН2 или C2H4, C4H8 и вообще (СН2)n. Частичный вес этого углеводорода тотчас определяется, следуя закону Авогадро, раз мы знаем удельный вес, т. е. плотность его пара; он определен Бутлеровым и оказался 5,85 (по отношению к воздуху); т. е. частичный вес его будет 5,85 · 28,9 = 169,06. Формуле C11H22 отвечает частичный вес 154, формуле C12H24 - 168, а C13H26 - 182. Формула C12H24близко отвечает наблюденной величине, а потому она и должна выражать собою величину частицы нашего углеводорода CH2.

6. Закон эквивалентов Эквивалент вещества или Эквивалент - это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода вионообменных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Например, в реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

эквивалентом будет реальная частица - ион Na+, в реакции

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

эквивалентом будет являться мнимая частица?Zn(OH)2.

Под эквивалентом вещества также часто подразумевается количество эквивалентов вещества или эквивалентное количество вещества - число моль вещества, эквивалентное одному молькатионов водорода в рассматриваемой реакции.

Эквивалентная масса

Эквивалентная масса - это масса одного эквивалента данного вещества.

Эквивалентная молярная масса вещества

Молярная масса эквивалентов обычно обозначается как или. Отношение эквивалентной молярной массы вещества к его собственно молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как).

Молярная масса эквивалентов вещества - масса одного моля эквивалентов, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу этого вещества.

Mэкв = fэкв?M

Фактор эквивалентности

Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе называется фактором эквивалентности (обозначается обычно как).

Число эквивалентности

Число эквивалентности z представляет собой небольшое положительное целое число, равное числу эквивалентов некоторого вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества. Фактор эквивалентности связан с числом эквивалентности z следующим соотношением: =1/z.

Например, в реакции:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

Эквивалентом является частица?Zn(OH)2. Число? есть фактор эквивалентности, z в данном случае равно 2

вещество реакция

простое * сложное ОВР (Окислительно-восстановительная реакция) обменная

число атомов в формульной единице число катионов (анионов) число атомов элемента, поменявших степень окисления число замещенных частиц в формульной единице

характерная валентность элемента фиктивный заряд на катионе (анионе) число принятых (отданных) элементом электронов фиктивный заряд на частице

- для инертных газов

Фактор эквивалентности помогает сформулировать закон эквивалентности.

Закон эквивалентов

В результате работ И. В. Рихтера (1792-1800) был открыт закон эквивалентов:

все вещества реагируют в эквивалентных отношениях.

формула, выражающая Закон эквивалентов: m1Э2=m2Э1

7. Химический эквивалент элемента Эквивалент химический, условная частица, в целое число раз меньшая (или равная) соответствующей ей формульной единицы - атома, молекулы, иона, радикала и др. В одной формульной единице вещества В может содержаться z(B) химических эквивалентов этого вещества. Число z(B) (эквивалентное число) показывает, сколько химических эквивалентов содержится в одной формульной единице; всегда z(B) 1. Значения z(В) зависят от хим. реакции, в которой данное вещество участвует.

В обменных реакциях значения z(B) определяются стехиометрией реакции. Напр., для реакции Al2(SO4)3+12KOH 2К3[А1(ОН)6] + 3K2SO4 на одну формульную единицу Al2(SO4)3 затрачивается 12 формульных единиц КОН. Следовательно, значение z[Al2(SO4)3] = 12, a z(KOH) = 1. Значение химического эквивалента для Al2(SO4)3 равно 1/12формульной единицы Al2(SO4)3, а химический эквивалент КОН равен формульной единице КОН. В окислительно-восстановительных реакциях значение z(B) определяют по числу электронов, которые принимает одна формульная единица окислителя или отдает одна формульная единица восстановителя.

Например, в полуреакции значение z = 5, а значение химического эквивалента для анионов МnО-4 равно 1/5 формульной единицы Количество вещества химического эквивалента вещества В - nэк(В) - величина, пропорциональная числу химических эквивалентов этого вещества Nэк(B):

nэк(B)=Nэк(B)/NA,

где NA - постоянная Авогадро, Единица измерения количества вещества химического эквивалента - моль. Так как в одной формульной единице вещества В может содержаться z(B) химических эквивалентов этого вещества, то

где Nфе - число формульных единиц вещества В. Следовательно:

где nв - количество вещества В.

Молярная масса химического эквивалента вещества В - МЭК(В) - это масса вещества В (тв), деленная на количество вещества химического эквивалента:

Значение МЭК(В) можно найти, исходя из молярной массы вещества В (Мв, г/моль):

Молярная концентрация химического эквивалента растворенного вещества В - сЭК(В) представляет собой отношение количества вещества Э. х. nЭК(В) к объему раствора Vp:

cЭК(B) = nЭК(B)/Vp

Единица измерения сЭК(В) - моль/л, обозначение этой единицы - "н." (нормальность - число химических эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора). Запись 0,01 н. раствор КМnО4 означает сантинормальный раствр КМnО4, Величина сЭК(В) в конкретной реакции всегда в z(B) раз больше его молярной концентрации св:

Объем химического эквивалента газообразного вещества В - VЭК(B) представляет собой отношение объема данного газаVВ к количеству вещества химического эквивалента вещества В:

Единица измерения VЭК(В) - л/моль. Поскольку для газов, принимаемых условно за идеальные, nв = VB/Vn, где Vп =22,414 л/моль, то

Т. обр., VЭК(B) в конкретной химической реакции, протекающей в нормальных условиях, всегда в z(В) раз меньше объема 1 моля идеального газа.

Закон химических эквивалентов гласит: элементы всегда соединяются между собой в определенных массовых количествах, соответствующих их химическим эквивалентам, или: в реакциях всегда участвуют равные количества вещества химических эквивалентов. Поэтому для реакции, в которой взаимодействуют вещества А и В, будут справедливы равенства:

Раньше под химическим эквивалентом понимали количество вещества, которое присоединяет или замещает 1 моль атомов водорода в ходе хим. реакции. Однако это понятие относится не к самому химическому эквиваленту, а к количеству вещества химического эквивалента взятого вещества В, как это видно из приведенных выше других физических величин, связанных с понятием химический эквивалент Ранее использовали также понятие "грамм-эквивалент", равный химическому эквиваленту, выраженному в граммах.

8. Эквивалентный объем

Эквивалентная масса и эквивалентный объем. Эквивалентная масса (Эм) называется масса одного эквивалента вещества (элемента).

Эквивалентные массы ранее рассмотренных элементов равны Эм(Cl)=35.3 г/моль, Эм(O)=8 г/моль.

Эквивалентную массу любого элемента можно определить по формуле: Эм=?/СО, где СО- абсолютная величина степени окисления в соединениях. Поскольку большинство элементов имеют переменную степень окисления, то значения их эквивалентов в различных соединениях различно. Например найдем

Если в задаче указаны объемы газов, то удобнее пользоваться понятием эквивалентный объем, вычисляемый с помощью закона Авогадро. Эквивалентным объемом называется объем занимаемый при н.у. одним эквивалентом вещества. Так 1 моль водорода, т.е. 2г. Занимает объем 22.4л., следовательно 1г. (т.е. одна эквивалентная масса), будет занимать 11,2л. Аналогично можно найти эквивалентный объем кислорода который равен 5.6л.

9. Уравнение Менделеева-Клапейрона

Уравнение состояния идеального газа (иногда уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева - Клапейрона) - формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид: где давление, молярный объём, универсальная газовая постоянная абсолютная температура,К.

Так как, где - количество вещества, а, где - масса, - молярная масса, уравнение состояния можно записать:

Эта форма записи носит имя уравнения (закона) Менделеева - Клапейрона.

В случае постоянной массы газа уравнение можно записать в виде:

Последнее уравнение называют объединённым газовым законом. Из него получаются законы Бойля - Мариотта, Шарля и Гей-Люссака:

- закон Бойля - Мариотта.

- Закон Гей-Люссака.

- закон Шарля (второй закон Гей-Люссака, 1808 г.)

А в форме пропорции этот закон удобен для расчёта перевода газа из одного состояния в другое.

С точки зрения химика этот закон может звучать несколько иначе: Объёмы вступающих в реакцию газов при одинаковых условиях (температуре, давлении) относятся друг к другу и к объёмам образующихся газообразных соединений как простые целые числа. Например, 1 объём водорода соединяется с 1 объёмомхлора, при этом образуются 2 объёма хлороводорода:

1 объём азота соединяется с 3 объёмами водорода с образованием 2 объёмов аммиака: закон Бойля - Мариотта.

Закон Бойля - Мариотта назван в честь ирландского физика, химика и философа Роберта Бойля (1627-1691), открывшего его в 1662 г., а также в честь французского физика Эдма Мариотта (1620-1684), который открыл этот закон независимо от Бойля в 1677 году.

В некоторых случаях (в газовой динамике) уравнение состояния идеального газа удобно записывать в форме

где - показатель адиабаты, - внутренняя энергия единицы массы вещества.

Эмиль Амага обнаружил, что при высоких давлениях поведение газов отклоняется от закона Бойля - Мариотта. И это обстоятельство может быть прояснено на основании молекулярных представлений.

С одной стороны, в сильно сжатых газах размеры самих молекул являются сравнимыми с расстояниями между молекулами. Таким образом, свободное пространство, в котором движутся молекулы, меньше, чем полный объём газа. Это обстоятельство увеличивает число ударов молекул в стенку, так как благодаря ему сокращается расстояние, которое должна пролететь молекула, чтобы достигнуть стенки.

С другой стороны, в сильно сжатом и, следовательно, более плотном газе молекулы заметно притягиваются к другим молекулам гораздо большую часть времени, чем молекулы в разреженном газе. Это, наоборот, уменьшает число ударов молекул в стенку, так как при наличии притяжения к другим молекулам молекулы газа движутся по направлению к стенке с меньшей скоростью, чем при отсутствии притяжения. При не слишком больших давлениях более существенным является второе обстоятельство и произведение немного уменьшается. При очень высоких давлениях большую роль играет первое обстоятельство и произведение увеличивается.

10. Объединенный газовый закон Объединенный газовый закон

Объединенный газовый закон

Объединяя законы Бойля - Мариотта и Гей-Люссака (уравнения 1 и 2), можно получить следующее уравнение которое является математическим выражением объединенного газового закона, или закона состояния газов. Он позволяет вычислить, например, объем газа при определенных температуре и давлении, если известен его объем при других значениях температуры и давления.

Объединенный газовый закон можно также записать в другой форме Точное значение постоянной в правой части этого уравнения зависит от количества газа. Если количество газа равно одному молю (см. гл. 4), то соответствующая постоянная обозначается буквой R и называется молярная газовая постоянная, или просто газовая постоянная. Если давление выражено в атмосферах, постоянная R имеет значение

R = 8,314 Дж*К* моль-1

Объединенный газовый закон для одного моля газа приобретает вид

где Vm- объем одного моля газа. Для п молей газа получается уравнение

В такой форме объединенный газовый закон называется уравнением состояния идеального газа. Уравнение состояния это уравнение, связывающее между собой параметры состояния газа-давление, объем и температуру.

Газ, который полностью подчиняется уравнению состояния идеального газа, называется идеальный газ. Такой газ не существует в действительности. Реальные газы хорошо подчиняются уравнению состояния идеального газа при низких давлениях и высоких температурах. Отклонения в поведении реальных газов от предписываемш уравнением состояния идеального газа подробно обсуждаются ниже.

Вычисление относительной молекулярной массы с помощью уравнения состояние идеального газа. Уравнение состояния идеального газа позволяет проводить прямые вычисления относительной молекулярной массы газа M1. Введем понятие относительной молекулярной массы, основываясь на уже знакомом нам (из гл. 1) определении относительной атомной массы A1. Для газа, состоящего из простых молекул, относительная молекулярная масса представляет собой сумму относительных атомных масс всех атомов, входящих в молекулу. Например, для диоксида углерода

Относительная молекулярная масса, выраженная в граммах на моль, называется молярной массой (см. гл. 4). Следовательно, молярная масса CO2 равна 44 г/моль. Два моля CO2 имеют массу 88 г, а и молей-массу п -44 г. В общем случае можно записать

где n-количество вещества в молях (т.е. число молей данного вещества), т-масса вещества в граммах, a M-его молярная масса.

Подстановка полученного выражения для п в уравнение состояния идеального газа (4) дает

Это уравнение позволяет, зная массу и объем газа при определенных температуре и давлении, вычислить его молярную массу М. А поскольку

M = M (г/моль), то полученный результат непосредственно дает относительную молекулярную массу М.

11. Вещество Вещество - физическая субстанция со специфическим химическим составом. В философском словаре Григория Теплова в 1751 году словом вещество переводился латинский термин Substantia.

Вещество в современной физике как правило понимается как вид материи, состоящий из фермионов или содержащий фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как например электромагнитное[1]. Обычно (при сравнительно низких температурах и плотностях) вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаютсяэлектроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют атомные ядра, а все вместе - атомы (атомное вещество), из которых - молекулы, кристаллы и т. д. В некоторых условиях, как например в нейтронных звездах, могут существовать достаточно необычные виды вещества.

Вещество в биологии - материя, образующая ткани организмов, входящая в состав органелл клеток.

12. Физические свойства вещества Физические свойства вещества - свойства, присущие веществу вне химического взаимодействия: температура плавления, температура кипения, вязкость, плотность, диэлектрическая проницаемость, теплоёмкость, теплопроводность, электропроводность, абсорбция, цвет, концентрация, эмиссия, текучесть, индуктивность, радиоактивность[источник не указан 972 дня].

Вещество остается самим собой, то есть химически неизменным, до тех пор, пока сохраняются неизменными состав и строение его молекул (для немолекулярных веществ - пока сохраняется его состав и характер связей между атомами). Различия в физических свойствах и других характеристиках веществ позволяют разделять состоящие из них смеси[1].

Физические свойства для одного и того же агрегатного состояния вещества могут быть разные. Например, механические, тепловые, электрические, оптические физические свойства зависят от выбранного направления в кристалле.

13. Химические свойства вещества Химические свойства - свойства веществ (химических элементов, простых веществ и химических соединений), имеющие отношение к химическим процессам, то есть проявляемые в процессехимической реакции.

К химическим свойствам относятся способность реагировать с другими веществами, и способность разлагаться[1].

Химические свойства вещества зависят не только от того, из каких химических элементов оно состоит, но и от структуры молекул вещества (структурная изомерия) и от пространственной конфигурации молекул (конформация, стереоизомерия). Как правило, вещества, имеющие одинаковый состав и структуру, имеют и одинаковые химические свойства, за исключением реакций с веществами другой пространственной конфигурации. Это различие особенно важно в биохимии, например, способность белка к реакции с другими биологически активными веществами может зависеть от способа его сворачивания.

Химические свойства металлов

В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и способностью образовывать положительно заряженные ионы. Следовательно, металлы в свободном состоянии являются восстановителями.

Восстановительная способность различных металлов неодинакова и определяется положением в электрохимическом ряду напряжения металлов

Металлы размещены в порядке убывания их восстановительных свойств и усиления окислительных свойств их ионов. Этот ряд характеризует химическую активность металлов только в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в водной среде.

Для металлов характерно свойство восстановления. Реакции с галогенами и кислородом воздуха протекают с различными скоростями и при различных температурах с разными металлами. Так, щелочные металлы легко окисляются кислородом воздуха и взаимодействуют с простыми веществами, железо и медь взаимодействуют с простыми веществами только при нагревании, золото и платиновые металлы не окисляются вообще. Многие металлы образуют на поверхности оксидную пленку, которая защищает их от дальнейшего окисления.

Менее энергично металлы взаимодействуют с серой:

Трудно вступают в реакцию с азотом и фосфором:

(нитрид магния)

(фосфид кальция)

Активные металлы взаимодействуют с водородом:

(гидрид кальция)

Взаимодействие с водой:

Активные металлы (щелочные металлы) взаимодействуют с водой при обычных условиях с образованием гидроксидов и выделением водорода:

14. Агрегатное состояние вещества

Агрегатное состояние - состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.

Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. Иногда не совсем корректно к агрегатным состояниям причисляют плазму. Существуют и другие агрегатные состояния, например, жидкие кристаллы или конденсат Бозе - Эйнштейна.

Изменения агрегатного состояния это термодинамические процессы, называемые фазовыми переходами. Выделяют следующие их разновидности: из твёрдого в жидкое - плавление; из жидкого в газообразное - испарение и кипение; из твёрдого в газообразное - сублимация; из газообразного в жидкое или твёрдое - конденсация; из жидкого в твёрдое - кристаллизация. Отличительной особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному состоянию.

Определения агрегатных состояний не всегда являются строгими. Так, существуют аморфные тела, сохраняющие структуру жидкости и обладающие небольшой текучестью и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы текучи, но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности, могут поляризовать проходящее через них электромагнитное излучение.

Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы. Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

Твёрдое тело

Основная статья: Твёрдое тело

Состояние, характеризующееся способностью сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебания вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.

Жидкость

Основная статья: Жидкость

Состояние вещества, при котором оно обладает малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако не способно сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в который она помещена. Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия, запертые другими атомами, и часто перескакивают на

Газ

Основная статья: Газ

Состояние, характеризующееся хорошей сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.

Плазма

Часто причисляемая к агрегатным состояниям вещества плазма отличается от газа большой степенью ионизации атомов. Большая часть барионного вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной находится в состоянии плазмы.[2]

Сверхкритический флюид

Основная статья: Сверхкритический флюид

Возникает при одновременном повышении температуры и давления до критической точки, в которой плотность газа сравнивается с плотностью жидкости; при этом исчезает граница между жидкой и газообразной фазами. Сверхкритический флюид отличается исключительно высокой растворяющей способностью.

Конденсат Бозе - Эйнштейна

Основная статья: Конденсат Бозе - Эйнштейна

Получается в результате охлаждения бозе-газа до температур, близких к абсолютному нулю. В результате этого часть атомов оказывается в состоянии со строго нулевой энергией (то есть в низшем из возможных квантовом состоянии). Конденсат Бозе - Эйнштейна проявляет ряд квантовых свойств, таких каксверхтекучесть и резонанс Фишбаха.

Фермионный конденсат

Представляет собой Бозе-конденсацию в режиме БКШ "атомных куперовских пар" в газах состоящих из атомов-фермионов. (В отличие от традиционного режима бозе-эйнштейновской конденсации составных бозонов).

Такие фермионные атомные конденсаты являются "родственниками" сверхпроводников, но с критической температурой порядка комнатной и выше.

Вырожденная материя

Ферми-газ 1-я стадия Электронно-вырожденный газ, наблюдается в белых карликах, играет важную роль в эволюции звёзд.

2-я стадия нейтронное состояние в него вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть слишком высока (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).

при сильном повышении температуры (сотни МэВ и выше) в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов. Возможно[4], деконфайнмент происходит в два этапа.

При дальнейшем неограниченном повышении давления без повышения температуры вещество коллапсирует в чёрную дыру.

При одновременном повышении и давления, и температуры к кваркам и глюонам добавляются иные частицы. Что происходит с веществом, пространством и временем при температурах, близких к планковской, пока неизвестно.

Другие состояния

При глубоком охлаждении некоторые (далеко не все) вещества переходят в сверхпроводящее или сверхтекучее состояние. Эти состояния, безусловно, являются отдельными термодинамическими фазами, однако их вряд ли стоит называть новыми агрегатными состояниями вещества в силу их неуниверсальности.

Неоднородные вещества типа паст, гелей, суспензий, аэрозолей и т. д., которые при определённых условиях демонстрируют свойства как твёрдых тел, так и жидкостей и даже газов, обычно относят к классу дисперсных материалов, а не к каким-либо конкретным агрегатным состояниям вещества.

15. Физические явления Физические явления Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 8 класс>> Химия: Физические явления в химии

Вы уже знаете, что с телами и веществами происходят различные изменения, которые называются явлениями, и помните, что они делятся на физические и химические. При физических явлениях состав вещества остается без изменения, а меняется лишь его агрегатное состояние или форма и размеры тел.

Физические явления, выражающиеся в изменениях агрегатного состояния вещества или формы и размеров тел, определяют важнейшие области применения их в народном хозяйстве. Так, пластичность алюминия позволяет вытягивать его в проволоку пли прокатывать в тонкую фольгу;электропроводность и сравнительная легкость алюминия позволяют использовать его в качестве проводов линий электропередач, а сплавы - в самолетостроении; теплопроводность, пластичность и неядовитость - при изготовлении посуды и т. д.

Многие способы получения чистых химических веществ по сути физические явления. К ним относятся: перегонка, кристаллизация, фильтрование, возгонка и др. Например, на различии температур кипения веществ основан способ дистилляции или перегонки.

Этим способом получают воду, очищенную от растворенных в ней веществ. Такая вода называется дистиллированной. Именно ее используют для приготовления лекарственных растворов и для заливки в систему охлаждения автомобилей.

Перегонку как способ разделения жидких смесей применяют для получения из природной нефти отдельных нефтепродуктов. Промышленная установка для непрерывной перегонки нефти состоит из трубчатой печи для нагревания нефти и разделительной, или ректификационной, колонны, где нефть разделяется на фракции (дистилляты) - отдельные нефтепродукты.

В трубчатой печи в виде змеевика расположен длииный трубопровод. Печь обогревается горящим мазутом или газом. По трубопроводу непрерывно подается нефть, в нем она нагревается до 320-350 СС и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну.

Ректификационная колонна - стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м. Она имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках- Постепенно охлаждаясь при своем движении вверх, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения и плотности. Углеводороды менее летучие сжижаются уже на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию, более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновую фракцию, еще выше собирается лигроиновая фракция, наиболее летучие углеводороды выхолят в виде паров из колонны и образуют бензин. Внизу собирается густая черная жидкость - мазут. Его используют в качестве топлива, а также для получения смазочных масел путем дополнительной перегонки.

Способ перегонки жидкого воздуха лежит в основе получения из пего отдельных составных частей - азота (он выкипает первым), кислорода и др.

Для очистки солей нользуются способом кристаллизации. При ятом. например, природную сольрастворяют в воде и затем фильтруют. В результате получают раствор поваренной соли, очищенный от песка, глины и других не растворимых в воде примесей. Затем соль выделяют из раствора выпариванием. Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.

Способ фильтрования основан на различной пропускной способности пористого материала - фильтра, по отношению к составляющим смесь частицам. Фильтром для очистки питьевой воды на станциях водоочистки служит слой песка. В пылесосе, который очищает воздух от взвешенной в нем пы ли. применяются бумажные или матерчатые фильтры: в меди цнне при уходе за больными или во время хи рургнческой операции используются в каче стве фильтра многослойные марлевые по вязки.

Для получения чистых иода и серы используют такое физическое явление, как возгонка (сублимация), то есть переход веще ства из твердого состояния в газообразное минуя жидкую фазу. При возгонке в нагреваемой части прибора кристаллп ческое вещество испаряется, а в охлаждае мой - снова конденсируется с образованием кристаллов. Лед способен к возгонке, недаром белье высыхает и на морозе.

Возгонка определила использование твердого углекислого газа СО2 (как вы знаете, его называют "сухим льдом") для хранения продуктов и в первую очередь мороженого.

Различная плотность веществ лежит в основе такого способа разделения смесей, как отстаивание. Например, смеси нефти и воды, растительного масла и воды быстро расслаиваются и поэтому легко отделяются друг от друга с помощью делительной воронки.

1. Дистилляция, или перегонка. 2. Дистиллированная вода. 3. Кристаллизация и выпаривание. 4. Фильтрование. 5. Возгонка 6. Отстаивание. 7. Делительная воронка.

16. Химические явления относят такие явления, при которых одни вещества превращаются в другие. Химические явления называют иначе химическими реакциями. Физические явления не сопровождаются превращением одних веществ в другие.

17. элементарные частицы - собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части.

Следует иметь в виду, что некоторые элементарные частицы (электрон, фотон, кварки и т. д.) на данный момент считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частицы. Другие элементарные частицы (так называемые составные частицы - протон, нейтрон и т. д.) имеют сложную внутреннюю структуру, но, тем не менее, по современным представлениям, разделить их на части невозможно (см. Конфайнмент).

Строение и поведение элементарных частиц изучается физикой элементарных частиц.

Классификация

По величине спина

Все элементарные частицы делятся на два класса:

бозоны - частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса).

фермионы - частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино);

По видам взаимодействий

Составные частицы

Дата добавления: 2015-08-28