Chemie

Věda
Chemie
Angličtina  Chemie
Téma přírodní věda
Předmět studia prvky , sloučeniny , látky
Období původu 18. století
Hlavní směry anorganická chemie , organická chemie , biochemie
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Chemie (z arabštiny کيمياء ‎, pravděpodobně odvozeno z egyptského slova Kemet ( překl . egyptský Kmt ) (černý), z něhož také vznikl název Egypt , černá země a olovo  - Ta-Kemet  - „černá země“ ( egyptsky tA- kmt ) [1] [2] [3] , další možné varianty: OE řecké χυμος  - "šťáva", "esence", "vlhkost", "chuť", OE řecké χυμα  - "slitina (kovů )", "odlévání “, „tok“, jiné řecké χυμευσις - "míchání") - jedna z nejdůležitějších a nejrozsáhlejších oblastí přírodních věd , věda , která studuje látky , jejich složení a strukturu , jejich vlastnosti závislé na složení a struktuře, jejich přeměny vedoucí ke změně složení - chemické reakce , jakož i zákony a zákonitosti, kterým tyto přeměny podléhají. Vzhledem k tomu, že všechny látky se skládají z atomů , které jsou díky chemickým vazbám schopny tvořit molekuly , pak se chemie zabývá především úvahami o výše uvedených úkolech na atomově-molekulární úrovni , tedy na úrovni chemických prvků a jejich sloučeniny . Chemie má mnoho spojení s fyzikou a biologií , ve skutečnosti je hranice mezi nimi podmíněná [4] a hraniční oblasti studuje kvantová chemie , chemická fyzika , fyzikální chemie , geochemie , biochemie a další vědy. Je to experimentální věda .

Historie chemie

Počátky chemie jsou od úsvitu lidstva. Protože se člověk odjakživa, tak či onak, zabýval chemikáliemi, jeho první pokusy s ohněm , opalováním kůží a vařením lze nazvat počátky praktické chemie. Postupně se hromadily praktické znalosti a na samém počátku rozvoje civilizace lidé věděli, jak připravit některé barvy , emaily , jedy a léky . Na počátku člověk využíval biologické procesy, jako je fermentace , hniloba ; později, s rozvojem ohně, začal používat procesy spalování , slinování , fúze . Používaly se redoxní reakce , které se u volně žijících živočichů nevyskytují – například redukce kovů z jejich sloučenin.

Řemesla jako hutnictví , hrnčířství , sklářství , barvířství , voňavkářství a kosmetika dosáhla výrazného rozvoje ještě před začátkem našeho letopočtu. Například složení moderního lahvového skla je prakticky stejné jako složení skla používaného v roce 4000 před naším letopočtem. E. v Egyptě. Chemické znalosti sice kněží před nezasvěcenými pečlivě skrývali, přesto pomalu pronikaly do dalších zemí. Chemická věda přišla k Evropanům hlavně od Arabů po jejich dobytí Španělska v roce 711 . Tuto vědu nazývali „ alchymie “, od nich se tento název rozšířil do Evropy.

Je známo, že v Egyptě již v roce 3000 př.n.l. E. věděli, jak získat měď z jejích sloučenin pomocí dřevěného uhlí jako redukčního činidla , a také obdrželi stříbro a olovo . Postupně se v Egyptě a Mezopotámii rozvinula výroba bronzu a v severních zemích železa . Došlo i na teoretické poznatky. Například v Číně od XXII století před naším letopočtem. E. existovala teorie o základních živlech ( Voda , Oheň , Dřevo , Zlato , Země ). V Mezopotámii vznikla myšlenka o protikladech, ze kterých je svět postaven: oheň-voda, teplo - chlad, sucho - vlhkost atd.

V 5. století př. Kr E. v Řecku Leucippus a Democritus vyvinuli teorii struktury hmoty z atomů  - atomismus . Analogicky se strukturou písma dospěli k závěru, že stejně jako se řeč dělí na slova a slova se skládají z písmen, tak všechny látky jsou tvořeny určitými sloučeninami ( molekulami ), které se zase skládají z nedělitelných prvků ( atomy ).

V 5. století př. Kr E. Empedokles navrhl, že hlavními prvky ( elementy ) jsou voda , oheň , vzduch a země . Ve IV století před naším letopočtem. E. Platón vyvinul Empedoklovo učení: každý z těchto prvků měl svou vlastní barvu a svůj vlastní správný prostorový tvar atomu, který určuje jeho vlastnosti: oheň - červená a čtyřstěn , voda - modrá a dvacetistěn , země - zelená a šestistěn , vzduch - žlutý a osmistěn . Podle Platóna je z kombinací těchto „cihel“ postaven celý hmotný svět . Doktrínu čtyř proměny do sebe zdědil Aristoteles .

Alchymie

Slovo „alchymie“ přišlo do evropských jazyků z arabštiny. الخيمياء ‎ ( 'al-kīmiyā' ), což bylo vypůjčeno ze středořeckého χυμεία 'tekutina'.

Egyptská kultura měla dobře vyvinuté technologie, což dokazují předměty a struktury, jejichž vytvoření je možné pouze tehdy, existuje-li teoretický a praktický základ. Věda nedávno získala potvrzení o rozvoji primárních teoretických znalostí v Egyptě. Takový původ však naznačuje esoteričtější , konceptuální sounáležitost s teoretickými – tradiční zdroje alchymie  – tato bizarní a květnatá „symbióza“ umění a do jisté míry i primát jedné z hlavních částí přírodní věda - chemie, teprve formálně začínající v tomto komplexu znalostí a zkušeností. Mezi takové zdroje bychom měli jmenovat především „ Smaragdovou desku “ ( lat.  „Tabula smaragdina“ ) Herma Trismegista a řadu dalších pojednání „ Velkého alchymistického kódu “ [5] [6] .

Probíhala ve 4. – 3. století před naším letopočtem. E. na východě (v Indii , Číně , v arabském světě) raný „prototyp“ alchymie. Během tohoto a následujících období byly nalezeny nové způsoby získávání prvků jako je rtuť , síra , fosfor , bylo charakterizováno mnoho solí , byly již známy a používány kyselé HNO 3 a alkalické NaOH . Od raného středověku se rozvíjí to, co je dnes běžně chápáno jako alchymie, ve které se vedle výše jmenovaných vědeckých složek (ve smyslu moderního chápání metodologie vědy) uplatňují filozofické myšlenky doby a byly tradičně kombinovány nové řemeslné dovednosti na tehdejší dobu, stejně jako magické a mystické nápady. posledně jmenovaný byl však ve svých jednotlivých projevech a rysech obdařen tehdejším filozofickým myšlením. Pozoruhodnými alchymisty té doby byli Jabir ibn Hayyan (Geber), Ibn Sina ( Avicenna ) a Abu Bakr ar-Razi . Již ve starověku se díky intenzivnímu rozvoji obchodu stalo zlato a stříbro univerzálním ekvivalentem průmyslového zboží. Obtíže spojené se získáním těchto relativně vzácných kovů podnítily pokusy o praktické využití Aristotelových přírodovědných filozofických názorů na přeměnu některých látek na jiné; vznik doktríny „ transmutace “, spolu s již jmenovaným Hermesem Trismegistem , tradice alchymistické školy spojená s jeho jménem. Tyto myšlenky prošly malou změnou až do XIV století [5] [6] .

V 7. století našeho letopočtu. E. alchymie vstoupila do Evropy. V té době, stejně jako v průběhu historie, bylo mezi představiteli vládnoucích vrstev společnosti zvláště „populární“ luxusní zboží, zejména zlato , protože právě to, jak již bylo uvedeno, bylo ekvivalentem obchodního hodnocení. Alchymisté se mimo jiné nadále zajímali o metody získávání zlata z jiných kovů a také o problémy jejich zpracování. Zároveň se v té době arabská alchymie začala vzdalovat praxi a ztrácela svůj vliv. Kvůli zvláštnostem techniky, mimo jiné díky systému hermetických pohledů, odlišnosti znakových systémů, terminologii a čistě korporátnímu šíření znalostí, se „alchymická akce“ rozvíjela velmi pomalu. Nejznámějšími evropskými alchymisty jsou Nicolas Flamel , Albertus Magnus , John Dee , Roger Bacon a Raymond Lully . Éra alchymistů znamenala příjem mnoha primárních látek, vývoj metod jejich výroby, izolace a čištění. Teprve v 16. století , s rozvojem různých průmyslových odvětví, včetně metalurgie , ale i farmacie , se díky nárůstu jeho role v medicíně začali objevovat badatelé, jejichž aktivity se projevily ve významných proměnách této vědy, které přinesly blíže formování promyšlených a relevantních praktických metod této disciplíny. Mezi ně patří především George Agricola a Theophrastus Bombast Paracelsus [5] [6] .

Chemie jako věda

Chemie jako samostatná disciplína byla definována v 16. – 17. století po řadě vědeckých objevů, které podložily mechanistický obraz světa, rozvoj průmyslu a vznik buržoazní společnosti . Avšak vzhledem k tomu, že chemie, na rozdíl od fyziky , nemohla být vyjádřena kvantitativně , existovaly spory, zda je chemie kvantitativně reprodukovatelná věda, nebo jde o nějaký jiný druh vědění. V roce 1661 vytvořil Robert Boyle dílo „Skeptický chemik “, ve kterém vysvětlil rozdíl ve vlastnostech různých látek tím, že jsou sestaveny z různých částic ( částic ), které jsou zodpovědné za vlastnosti látky. Van Helmont , studující spalování , představil koncept plynu pro látku , která se při něm tvoří, objevil oxid uhličitý . V roce 1672 Boyle zjistil, že když jsou kovy vypalovány , jejich hmotnost se zvětšuje, a vysvětlil to zachycením „závažných částic plamene“.

M. V. Lomonosov již ve svém prvním známém díle „Elements of Mathematical Chemistry“ ( 1741 ), na rozdíl od většiny chemiků své doby, kteří považovali tento obor činnosti za umění, jej klasifikuje jako vědu a začíná svou práci v r. slova [7] :

Chemie je věda o změnách, které probíhají ve smíšeném těle, protože je smíšené. ... nepochybuji, že se najde mnoho těch, kterým bude tato definice připadat neúplná, budou si stěžovat na nedostatek počátků separace, spojení, očisty a dalších výrazů, jimiž jsou téměř všechny chemické knihy naplněny; ale ti bystřejší snadno pochopí, že zmíněné výrazy, kterými má nemálo spisovatelů o chemii ve zvyku zbytečně zatěžovat svá bádání, lze obsáhnout jedním slovem: smíšené tělo. Ten, kdo má znalosti o smíšeném těle, dokáže vysvětlit všechny možné změny v něm, včetně rozdělení, spojení atd.

Teplo a flogiston. Plyny

Na začátku 18. století Stahl formuloval teorii flogistonu  , látky, která se odstraňuje z materiálů při jejich spalování.

V roce 1749 napsal M. V. Lomonosov „Úvahy o příčině horka a chladu“ (koncept díla sahá až do let 1742-1743 – viz  jeho Poznámky k fyzice a korpuskulární filozofii). L. Euler dal tomuto dílu nejvyšší ocenění (dopis z 21. listopadu 1747). V roce 1848 profesor D. M. Perevoshchikov , který podrobně nastínil nejdůležitější myšlenky M. V. Lomonosova, zdůrazňuje, že jeho teorie tepla byla o půl století před vědou („Sovremennik“, leden 1848, sv. VII, kniha 1, oddíl II, str. 41-58) - s tímto názorem se dříve i v budoucnu shoduje názor mnoha dalších badatelů [7] .

Black objevil oxid uhličitý v roce 1754 , Priestley objevil kyslík v roce 1774  a Cavendish objevil vodík v roce 1766  .

V období 1740-1790 Lavoisier a Lomonosov [ 7 ] chemicky vysvětlili procesy spalování , oxidace a dýchání a dokázali, že oheň  není látka , ale důsledek procesu . Proust v letech 1799-1806 formuloval zákon stálosti složení . Gay-Lussac v roce 1808 objevil zákon objemových poměrů ( Avogadrův zákon ). Dalton ve svém díle „ The New System of Chemical Philosophy “ ( 1808-1827 ) dokázal existenci atomů , zavedl koncept atomové hmotnosti , prvku  – jako souboru identických atomů .

Reinkarnace atomové teorie hmoty

V roce 1811 Avogadro předpokládal, že molekuly elementárních plynů jsou složeny ze dvou identických atomů ; později, na základě této hypotézy , Cannizzaro provedl reformu atomově-molekulární teorie . Tato teorie byla schválena na prvním mezinárodním kongresu chemiků v Karlsruhe ve dnech 3. až 5. září 1860.

V roce 1869 D. I. Mendělejev objevil periodický zákon chemických prvků a vytvořil periodický systém chemických prvků . Vysvětlil pojem chemického prvku a ukázal závislost vlastností prvku na atomové hmotnosti . Objevením tohoto zákona založil chemii jako vědu kvantitativní, a to nejen jako deskriptivní a kvalitativní.

Radioaktivita a spektra

Důležitou roli v pochopení struktury hmoty sehrály objevy 19. století. Studium jemné struktury emisních spekter a absorpčních spekter přimělo vědce k zamyšlení nad jejich souvislostí se strukturou atomů látek. Objev radioaktivity ukázal, že některé atomy jsou nestabilní ( izotopy ) a mohou se samovolně přeměňovat na nové atomy ( radon  - "emanace").

Kvantová chemie

Hlavní článek: Kvantová chemie

Kvantová chemie  je obor chemie, který zvažuje strukturu a vlastnosti chemických sloučenin, reaktivitu, kinetiku a mechanismus chemických reakcí založených na kvantové mechanice. Oddíly kvantové chemie jsou: kvantová teorie molekulární struktury, kvantová teorie chemických vazeb a mezimolekulárních interakcí, kvantová teorie chemických reakcí a reaktivity atd. [8] Kvantová chemie je na průsečíku chemie a kvantové fyziky (kvantové mechaniky). Zabývá se zohledněním chemických a fyzikálních vlastností látek na atomární úrovni (modely elektron-jaderné struktury a interakcí prezentované z pohledu kvantové mechaniky). Vzhledem k tomu, že složitost studovaných objektů v mnoha případech neumožňuje nalézt explicitní řešení rovnic popisujících procesy v chemických systémech, jsou používány přibližné výpočtové metody. Výpočetní chemie je nerozlučně spjata s kvantovou chemií – oborem, který využívá matematické metody kvantové chemie, uzpůsobené k sestavování speciálních počítačových programů používaných k výpočtu molekulárních vlastností, amplitudy pravděpodobnosti nalezení elektronů v atomech a simulaci molekulárního chování.

Základní pojmy

Elementární částice

Hlavní článek: Elementární částice

To vše jsou částice, které nejsou atomovými jádry nebo atomy ( proton  je výjimkou). V užším smyslu částice, které nelze považovat za složené z jiných částic (pro danou energii dopadu/pozorování). Elementární částice jsou také elektrony (-) a protony (+).

Atom

Hlavní článek: Atom

Nejmenší částice chemického prvku , která má všechny jeho vlastnosti. Atom se skládá z jádra a "mraku" elektronů kolem něj. Jádro je tvořeno kladně nabitými protony a neutrálními neutrony . Interakcí mohou atomy vytvářet molekuly .

Atom je mez chemického rozkladu jakékoli látky. Jednoduchá látka (pokud není monatomická, např. helium He) se rozkládá na atomy jednoho typu, složitá látka na atomy různých typů.

Atomy (přesněji atomová jádra) jsou chemicky nedělitelné.

Molekula

Částice sestávající ze dvou nebo více atomů , které mohou existovat samy o sobě. Má stálé kvalitativní i kvantitativní složení. Vlastnosti molekuly závisí na atomech, které tvoří její složení, a na povaze vazeb mezi nimi, na molekulární struktuře a na prostorovém uspořádání ( izomery ). Může mít několik různých stavů a ​​přecházet z jednoho stavu do druhého pod vlivem vnějších faktorů. Vlastnosti látky sestávající z určitých molekul závisí na stavu molekul a na vlastnostech molekuly.

Látka

Hlavní článek: Látka

V souladu s klasickými vědeckými názory se rozlišují dvě fyzikální formy existence hmoty - hmota a pole . Hmota je forma hmoty, která má hmotnost (hmotnost není nula). Chemie je studium většinou látek organizovaných do atomů , molekul , iontů a radikálů . Ty se zase skládají z elementárních částic: elektrony , protony , neutrony atd.

Jednoduché a složité látky. Chemické prvky

Mezi čistými látkami je zvykem rozlišovat jednoduché (skládající se z atomů jednoho chemického prvku) a složité (vznikající z atomů více chemických prvků) látky.

Jednoduché látky by měly být odlišeny od pojmů „atom“ a „chemický prvek“.

Chemický prvek  je druh atomu s určitým kladným jaderným nábojem. Všechny chemické prvky jsou uvedeny v Periodické soustavě prvků D. I. Mendělejeva ; každý prvek má v periodickém systému své vlastní sériové (atomové) číslo. Hodnota sériového čísla prvku a hodnota náboje jádra atomu stejného prvku jsou stejné, to znamená, že chemický prvek je soubor atomů se stejným pořadovým číslem.

Hlavní článek: Chemický prvek

Jednoduché látky jsou formy existence chemických prvků ve volné formě; každému prvku zpravidla odpovídá několik jednoduchých látek (alotropních forem), které se mohou svým složením lišit, např. atomární kyslík O, kyslík O 2 a ozon O 3 , nebo v krystalové mřížce např. diamant a grafit pro prvek uhlík C. Je zřejmé, že jednoduché látky mohou být jedno- a víceatomové.

Složité látky jsou jinak známé jako chemické sloučeniny. Tento termín znamená, že látky lze získat chemickými reakcemi slučováním z jednoduchých látek (chemická syntéza) nebo rozdělit na prvky ve volné formě (jednoduché látky) pomocí chemických rozkladných reakcí (chemická analýza).

Jednoduché látky jsou konečnými formami chemického rozkladu složitých látek. Složité látky vytvořené z jednoduchých látek si nezachovávají chemické vlastnosti látek tvořících.

Shrneme-li vše výše uvedené, můžeme napsat:

, kde
E - jednoduché látky (prvky ve volné formě),
C - komplexní látky (chemické sloučeniny),
S - syntéza,
A - analýza.

V současnosti se pojmy „syntéza“ a „analýza“ chemikálií používají v širším smyslu. Syntézou se rozumí jakýkoli chemický proces, který vede k výrobě požadované látky a zároveň je možné ji izolovat z reakční směsi. Analýza je jakýkoli chemický proces, který umožňuje určit kvalitativní a kvantitativní složení látky nebo směsi látek, to znamená zjistit, z jakých prvků se daná látka skládá a jaký je obsah jednotlivých prvků v této látce. Podle toho se rozlišuje kvalitativní a kvantitativní analýza - dvě složky jedné z chemických věd - analytické chemie.

Kovy a nekovy

Všechny chemické prvky podle svých vlastností, to znamená vlastností volných atomů a vlastností jednoduchých a složitých látek tvořených prvky, se dělí na prvky kovové a nekovové. Obvykle nekovy zahrnují prvky He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , F , Cl , Br , I , At , O , S , Se , N , P , C a H. Mezi polokovy patří B , Si , Ge , As , Sb , Te , někdy Po . Zbytek prvků se považuje za kovy.

Čisté látky a směsi látek

Jednotlivá čistá látka má určitý soubor charakteristických vlastností. Od čistých látek je třeba rozlišovat směsi látek, které mohou sestávat ze dvou nebo více čistých látek, které si zachovávají své vlastní vlastnosti.

Směsi látek se dělí na homogenní (homogenní) a heterogenní (heterogenní).

Různé příklady možných směsí látek v různých stavech agregace
Souhrnný stav jednotlivých částí

(než se směs vytvoří)

Homogenní směs

(homogenní systém)

heterogenní směs

(heterogenní systém)

pevný - pevný Pevné roztoky, slitiny (např. mosaz, bronz) Horniny (například žula, minerální rudy atd.)
pevný - kapalný Kapalné roztoky (například vodné roztoky solí) Pevná látka v kapalině - suspenze nebo suspenze (například jílové částice ve vodě, koloidní roztoky )
Kapalina v pevném - kapalná v porézních tělesech (například půdy, půdy)
Pevné - plynné Chemisorbovaný vodík v platině, palladiu, ocelích Pevné v plynech - prášky, aerosoly včetně kouře, prach, smog
Plynné v pevných - porézních materiálech (např. cihla, pemza)
kapalina - pevná látka Pevné kapaliny (např. sklo je pevné, ale stále tekuté) Může mít jiný tvar a opravit jej (například nádobí má různé tvary a barvy)
kapalina - kapalina Kapalné roztoky (například ocet - roztok kyseliny octové ve vodě) Dvouvrstvé a vícevrstvé tekuté systémy, emulze (například mléko - kapky tekutého tuku ve vodě)
Kapalina – plynná Kapalné roztoky (například roztok oxidu uhličitého ve vodě) Kapalina v plynném - aerosoly kapaliny v plynu včetně mlhy
Plynné v kapalině – pěny (například mýdlové pěny)
plynný - plynný Roztoky plynů (směsi libovolného množství a libovolného počtu plynů), např. vzduch . Heterogenní systém je nemožný

V homogenních směsích nelze složky detekovat ani vizuálně, ani pomocí optických přístrojů, protože látky jsou na mikroúrovni ve fragmentovaném stavu. Homogenní směsi jsou směsi jakýchkoli plynů a pravých roztoků, stejně jako směsi určitých kapalin a pevných látek, jako jsou slitiny.

V heterogenních směsích, ať už vizuálně nebo pomocí optických přístrojů, je možné rozlišit oblasti (agregáty) různých látek ohraničené rozhraním; každá z těchto oblastí je sama o sobě homogenní. Takové oblasti se nazývají fáze .

Homogenní směs se skládá z jedné fáze, heterogenní směs se skládá ze dvou nebo více fází.

Heterogenní směsi, ve kterých je jedna fáze ve formě oddělených částic distribuována v druhé, se nazývají disperzní systémy . V takových systémech se rozlišuje disperzní médium (distribuční médium) a dispergovaná fáze (látka rozdrcená v disperzním médiu).

Pomocí fyzikálních separačních metod je možné rozdělit směsi na jednotlivé složky, tedy na čisté látky.

Přehled známých fyzikálních metod dělení směsí látek používaných v chemii a chemické technologii
Souhrnný stav jednotlivých složek směsi Fyzikální vlastnost použitá pro separaci Separační metoda
pevný - pevný Hustota usazování , sedimentace
smáčivost Flotace , pěnová flotace
Velikost částic Promítání
Rozpustnost Extrakce , louhování
Magnetismus Magnetická separace
pevný - kapalný Hustota Sedimentace, dekantace (vypouštění kapaliny ze sedimentu), centrifugace
bod varu kapaliny Odpařování, destilace , sušení
Velikost částic Filtrace
Rozpustnost pevné látky Krystalizace
Pevné - plynné Hustota Sedimentace, odstředivá separace
Velikost částic Filtrace
Elektrický náboj elektrofiltrace
kapalina - kapalina Hustota Usazování (v dělicí nálevce, v odlučovači oleje), centrifugace
Teplota varu Destilace
Rozpustnost Extrakce
Kapalina – plynná Hustota Sedimentace, odstředivá separace
Rozpustnost plynu Odvzdušnění (zvýšením teploty), promytí jinou kapalinou
plynný - plynný Kondenzační teplota Kondenzace
Vstřebatelnost Absorpce (absorpce objemem sorbentu)
Adsorbovatelnost Adsorpce (absorpce povrchem sorbentu)
Velikost částic Difúze
Hmotnost odstřeďování

Čisté látky jsou látky, které se při provádění fyzikálními metodami nerozdělí na dvě nebo více dalších látek a nemění své fyzikální vlastnosti.

V přírodě neexistují absolutně čisté látky. Například tzv. extra čistý hliník obsahuje ještě 0,001 % nečistot jiných látek. Absolutně čistá substance je tedy abstrakcí. Pravda, pokud jde o jakoukoli látku, chemie používá tuto abstrakci, to znamená, že má za to, že látka je skutečně čistá, i když se v praxi bere látka s určitým obsahem nečistot. Chemik by se samozřejmě měl snažit používat ve své praxi co nejčistší látky obsahující minimální množství nečistot. Je třeba mít na paměti, že i malé množství nečistot může výrazně změnit chemické vlastnosti látky.

Rozdíly mezi směsmi látek a komplexními látkami
Směs komplexní látka
Vzniká fyzikálním procesem (smícháním čistých látek) Vzniká chemickou reakcí (syntéza z jednoduchých látek)
Vlastnosti čistých látek, ze kterých je směs složena, zůstávají nezměněny. Vlastnosti jednoduchých látek, z nichž se získává složitá látka, se u nich nezachovají.
Čisté látky (jednoduché i složité) mohou být ve směsi v libovolném hmotnostním poměru Prvky, které tvoří složitou látku, jsou vždy v určitém hmotnostním poměru.
Lze rozdělit na jednotlivé složky (čisté látky) pomocí fyzikálních metod Lze rozložit na jednotlivé složky (prvky ve formě jednoduchých látek) pouze pomocí chemické reakce (analýzy)

Ion

Jedná se o nabitou částici, atom nebo molekulu, která má nestejný počet protonů a elektronů. Pokud má částice více elektronů než protonů, je záporně nabitá a nazývá se aniont . Například - Cl- . Pokud je v částici méně elektronů než protonů, pak je kladně nabitá a nazývá se kation . Například - Na + .

Radikální

Je to částice ( atom nebo molekula ) obsahující jeden nebo více nepárových elektronů . Ve většině případů vzniká chemická vazba za účasti dvou elektronů. Částice, která má nepárový elektron, je velmi aktivní a snadno vytváří vazby s jinými částicemi. Proto je životnost radikála v médiu zpravidla velmi krátká.

Chemická vazba

Drží atomy nebo skupiny atomů pohromadě. Existuje několik typů chemických vazeb: iontové , kovalentní (polární a nepolární), kovové , vodíkové .

Periodický zákon

Objevil D. I. Mendělejev 1. března 1869 . Moderní formulace: Vlastnosti prvků , stejně jako sloučenin , které tvoří, jsou v periodické závislosti na nábojích jader jejich atomů .

Chemické reakce

Procesy probíhající v chemické látce nebo ve směsích různých látek jsou chemické reakce. Chemické reakce vždy produkují nové látky.

V podstatě se jedná o proces změny struktury molekuly . V důsledku reakce se počet atomů v molekule může zvýšit ( syntéza ), snížit ( rozklad ) nebo zůstat konstantní ( izomerizace , přeskupení ). Během reakce se mění vazby mezi atomy a uspořádání atomů v molekulách.

Chemické reakce odhalují a charakterizují chemické vlastnosti dané látky.

Počáteční látky použité k provedení chemické reakce se nazývají reaktanty a nové látky vzniklé v důsledku chemické reakce se nazývají reakční produkty. Obecně je chemická reakce znázorněna takto:

Reagencie → Produkty

Chemie studuje a popisuje tyto procesy jak v makroměřítku, na úrovni makrokvantity látek, tak v mikroměřítku, na atomově-molekulární úrovni. Vnější projevy chemických procesů probíhajících v makroměřítku nelze přímo přenést na mikroúroveň interakce látek a jednoznačně interpretovat, nicméně takové přechody jsou možné při správném použití speciálních chemických zákonitostí vlastních pouze mikrodoméně (atomy, molekuly, ionty odebrané v jednotlivých množstvích).

Nomenklatura

Jedná se o soubor pravidel pro pojmenování chemických sloučenin. Vzhledem k tomu, že celkový počet známých sloučenin je více než 20 milionů a jejich počet je v podstatě neomezený, je nutné při jejich pojmenovávání používat jasná pravidla, aby bylo možné jejich strukturu reprodukovat jménem. Existuje několik možností pro pojmenování organických a anorganických sloučenin, ale za standardní je považována nomenklatura IUPAC .

Sekce chemie

Moderní chemie je tak rozsáhlá oblast přírodních věd, že mnoho jejích sekcí je v podstatě nezávislých, i když úzce souvisejících vědeckých disciplín.

Na základě studovaných předmětů (látek) se chemie obvykle dělí na anorganickou a organickou . Fyzikální chemie , včetně kvantové chemie, elektrochemie, chemické termodynamiky a chemické kinetiky, se zabývá vysvětlením podstaty chemických jevů a stanovením jejich obecných zákonitostí na základě fyzikálních principů a experimentálních dat . Analytická a koloidní chemie jsou také nezávislé sekce (viz seznam sekcí níže).

Technologické základy moderní výroby tvoří chemická technologie  - nauka o ekonomických metodách a prostředcích průmyslového chemického zpracování hotových přírodních materiálů a umělé výroby chemických produktů, které se nenacházejí v přírodním prostředí.

Kombinace chemie s dalšími příbuznými přírodními vědami jsou biochemie , bioorganická chemie , geochemie , radiační chemie , fotochemie atd.

Obecné vědecké základy chemických metod jsou rozvíjeny v teorii poznání a metodologii vědy .

Chemická technologie

Metody fyzikálně-chemické analýzy

Podívejte se na srovnání a kompletní klasifikaci metod analýzy v hlavním článku Analytická chemie , a zejména:

Viz také

Poznámky

  1. ↑ O. Libkin. Slovník naučný. Chemie. Časopis „Chemie a život. 1967. č. 1. S.28.
  2. ↑ S. I. Fingaret . Umění starověkého Egypta ve sbírce Ermitáž / Státní muzeum Ermitáž. - L . : Avrora, 1970. - S. 19. - 72 s.
  3. ↑ I. P. Magidovič , V. I. Magidovič , V. S. Preobraženskij . Eseje o historii geografických objevů: vydání v pěti svazcích. - M . : Vzdělávání, 1982. - S. 13. - 292 s.
  4. ↑ Filosofie vědy, ed. A. I. Lipkina M.: Eksmo, 2007
  5. ↑ 1 2 3 Vznik a vývoj chemie od starověku do 18. století. Obecné dějiny chemie. M.: Věda. 1989
  6. ↑ 1 2 3 Rabinovič VL Alchymie jako fenomén středověké kultury. M.: Věda. 1979
  7. ↑ 1 2 3 Michail Vasiljevič Lomonosov. Vybraná díla. Ve dvou svazcích. T. 1. Přírodní vědy a filozofie. — M.: Nauka. 1986
  8. ↑ Davtyan O.K. kvantová chemie. - M .: Vyšší škola, 1962. - 784 s. — strana 5

Literatura

  • Mendělejev D. I. Periodický zákon: Ve 3 svazcích na webu Runivers
  • Nekrasov B.V. Fundamentals of General Chemistry, svazek 1. - M.: "Chemistry", 1973
  • Chemická encyklopedie, s. vyd. Knunyants I. L., díl 5. - M.: "Sovětská encyklopedie", 1988
  • Chemie: Ref. vyd. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak a další: Per. s ním. — M.: Chemie, 1989
  • John Moore. Chemistry for Dummies = Chemie For Dummies. - M. : "Dialektika" , 2011. - 320 s. — ISBN 978-5-8459-1773-7 .
  • N. L. Glinka. Obecná chemie. - M. : Integral-Press, 2008. - S. 728. - ISBN 5-89602-017-1 .
  • Dzhua M. Historie chemie. - M .: Mir, 1966. - 452 s.
  • Dubinskaya A. M., Prizment E. L. Chemical Encyclopedias, v knize: Chemical Encyclopedic Dictionary. - M., 1983
  • Potapov V. M., Kochetova E. K. Chemické informace. Kde a jak hledat potřebné informace pro chemika. - M., 1988
  • Ablesimov N.E. Je chemie špatná? http://shkolazhizni.ru/world/articles/52420/
  • Kuzněcov V. I. Obecná chemie: vývojové trendy. M.: Vyšší škola,
  • Ablesimov N.E. Kolik chemických látek je na světě? // Chemie a život - XXI století. 2009. č. 5. S. 49-52; č. 6. S. 34-37.
  • Achmetov, N. S. Obecná a anorganická chemie. Obecná anorganická chemie. Proč. pro univerzity -4. vyd., Rev., -M,: Higher School, Ed. Centrum "Akademie", 2001.-743 s., ill., 2001.
  • Melentieva, Galina A. Farmaceutická chemie. Ripol Classic, 1985.
  • Nikolaev L.A. Chemie života. - M., Vzdělávání, 1977. - 239 s.
  • E. Grosse, H. Weissmantel Chemie pro zvědavce. - L., Chemie, 1987. - 392 s.

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Vědecké směry
Humanitní vědy Přírodní Veřejnost Aplikovaný Technický Přesný
Science of Science
 Přírodní vědy
 Sekce chemie
  • Seznam anorganických sloučenin
  • Seznam organických sloučenin
  • Seznam biomolekul
Fyzický
organické
anorganické
Analytický
jiný
  • Chemická výchova
    • amatérská chemie
  • Podzemní chemie
  • Forenzní chemie
    • Posmrtná chemie
Viz také
  • Kategorie
  • Commons
  • Portál
  • Projekt
 Zákony a teorie chemie
Atomově-molekulární doktrína
jinýPeriodický zákon
 Sekce materiálové vědy
Základní definice
Hlavní směry
Obecné aspekty
Další důležité pokyny
Příbuzné vědy