ВВЕДЕНИЕ

§ 1. ПРЕДМЕТ ХИМИИ

Понятие о материи и веществе.

Весь окружающий нас многообразный мир, все существующее — это материя. Классическое определение материи дано В. И. Лениным: «Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них». Материя находится в непрерывном движении, она неразрывно связана с движением. «Движение есть способ существования материи. Нигде и никогда не бывало и не может быть материи без движения». Формы движения материи очень разнообразны, они взяттно связаны и могут переходить из одной в другую. Например, механическая форма движения может переходить в электрическую, электрическая — в тепловую и т. п.

Различные формы движения материи изучаются разными естественными науками: физикой, химией, биологией и др.

При любых превращениях материи соблюдается закон сохранения: материя не возникает из ничего и не уничтожается. Мерой движения материи, количественной его характеристикой является энергия.

Материя конкретно проявляется в двух формах — вещества и поля. Вещество представляет собой форму материи, состоящую из частиц, имеющих собственную массу (массу покоя), например молекул, атомов, электронов, атомных ядер. Поле — это такая форма существования материи, которая прежде всего характеризуется энергией. Посредством поля осуществляется связь и взаимодействие между частицами вещества. В качестве примера можно привести электромагнитное и гравитационное поля.

Определение химии.

Химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимают качественное изменение веществ, превращение одних веществ в другие. При химических процессах происходит обмен атомами между различными веществами, перераспределение электронов между атомами, разрушение одних соединений и возникновение других. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами.

Таким образом, химия — это наука о веществах и законах их превращений. Объектом изучения в химии являются химические элементы и их соединения.

Химическим элементом называют вид атомов с одинаковым зарядом ядер. В свою очередь атом — это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Таким образом, каждому химическому элементу соответствует определенный вид атомов. Атомы данного элемента характеризуются одинаковыми свойствами.

Молекулой называют наименьшую частицу индивидуального вещества, способную к самостоятельному существованию, обладающую его основными химическими свойствами и состоящую из одинаковых или различных атомов. Молекулы могут быть одно-, двух- и многоатомными. Они являются составными частицами вещества. Если молекулы состоят из одинаковых атомов, то вещество называют простым или элементарным, например Простое вещество является формой существования химического элемента в свободном состоянии.

Если молекула вещества состоит из разных атомов, то вещество называют сложным (или химическим соединением), например Любое вещество характеризуется определенным составом (природой и числом атомов в его молекуле), строением (пространственным расположением атомов в молекуле) и определенными физическими и химическими свойствами.

Химические свойства вещества характеризуют его способность участвовать в химических реакциях, т. 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 углерода-12

содержит атомов углерода (постоянная Авогадро), то моль — такое количество вещества, которое содержит структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов и др.).

Массу одного моля вещества называют молярной массой (М). Основной единицей измерения молярной массы является Например, молярная масса калия молярная масса аммиака

Любое соединение кроме молярной массы характеризуется относительной молекулярной массой. Относительная молекулярная масса — это молярная масса соединения, отнесенная к молярной массы атома углерода-12. Например, Как видно, относительная молекулярная масса — величина безразмерная.

Относительная атомная масса — это молярная масса атома вещества, отнесенная к молярной массы атома углерода-12. Например,