Какая частица минимальной массы обладает основными химическими свойствами

Химия – наука о веществах, их свойствах, превращениях и явлениях, сопровождающих эти превращения.

Вещества – это то, из чего состоят предметы (физические тела) окружающего мира. Вещества, существующие в природе, постоянно претерпевают различные изменения.

Явления – различные изменения, которые происходят с веществами.

Физические явления – явления, не сопровождающиеся превращениями одних веществ, в другие (обычно изменяется агрегатное состояние веществ или их форма).

Химические явления – явления, в результате которых из данных веществ образуются другие.

Иначе химические явления называют химическими реакциями.

Каждое вещество обладает строго определёнными свойствами.

Свойства веществ – признаки, позволяющие отличить одни вещества от других, или установить сходство между ними.

Физические свойства:

m – масса, V – объём, ρ – плотность.

Масса может быть выражена в граммах, объем в миллилитрах (если это жидкость) или литрах (если это газ).

1 мл = 1 см3, 1 л = 1 дм3, 1000 л = 1 м3

Поэтому плотность измеряют в г/мл, г/см3 (если это жидкость), или в г/л, г/дм3 (если это газ).

Если принять V = 1, то плотность – это масса единичного объёма вещества.

Химические свойства – это те химические реакции, в которые вступает данное вещество.

Так же можно сказать, что химические свойства – это те химические реакции, которые характеризуют группу веществ (класс веществ). Например, мы будем в дальнейшем изучать свойства воды, свойства класса оксидов, свойства класса алканов и т.д.

ООсновы атомно – молекулярного учения

Идея о том, что вещества состоят из мельчайших частиц возникла в Древней Греции в философских учениях Левкиппа и его ученика Демокрита. Эти частицы они назвали атомами (неделимые).

Существование атомов было доказано эмпирическим путём в конце 16 – начале 17 века Джоном Дальтоном и М. В. Ломоносовым. Ими же были заложены основы атомно – молекулярного учения.

В настоящее время, в связи с открытием делимости атома и появлением теории химической связи, основные положения атомно – молекулярного учения существенно изменились. Его суть можно свести к ряду важных положений, которые необходимо запомнить.

Все вещества, существующие в природе, представляют собой совокупность очень большого числа частиц (атомов, молекул или ионов). В зависимости от типа частиц все вещества условно подразделяют на две группы: вещества молекулярного строения и вещества немолекулярного строения (атомного или ионного).

Вещества молекулярного строения – вещества, основной структурной единицей которых является молекула.

Вещества немолекулярного строения – вещества, основными структурными единицами которых являются атомы или ионы.

Частицы, из которых состоит данное вещество, взаимодействуют между собой посредством электромагнитных (кулоновских) сил и находятся в постоянном движении. Движение частиц ограничено силами взаимодействия между ними.Каждое вещество, в зависимости от условий (температуры, давления) может находиться в определённом агрегатном состоянии.

В твёрдом агрегатном состоянии вещества, составляющие его частицы находятся относительно упорядоченно (кристаллическое состояние), их кинетическая энергия (энергия движения) существенно меньше чем потенциальная (энергия покоя). В газообразном состоянии, частицы свободно движутся в предоставленном им объёме и их кинетическая энергия существенно выше чем потенциальная.

В жидкости же потенциальная энергия частиц примерно равна их кинетической энергии. Это связано с тем, что часть частиц жидкости находится относительно упорядоченно в составе так называемых кластеров(англ. cluster— скопление). Другие же частицы свободно перемещаются по объёму жидкости. Чем ниже температура жидкости, тем больше в ней кластеров и наоборот.

Рис. Кластеры воды, где число молекул 20-220

Следует отметить, что существуют еще два дополнительные “состояния”. Это жидкокристаллическое состояние и состояние плазмы.

Цитоплазматическая мембрана клетки – типичный пример жидкого кристалла. Молекулы фосфолипидов в биологической мембране относительно упорядоченно распределяются в двух слоях, но при этом могут в пределах слоя свободно перемещаться, а также “перескакивать” из одного слоя в другой.

Жидкие кристаллы имеют широкое применение в технике (напр., ЖК-мониторы компьютеров).

Плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — ионизованный газ.

Плазма в своём составе содержит свободные электроны, катионы (положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы).

Так как плазма содержит заряженные частицы, то она проводит электрический ток и на неё можно воздействовать внешним магнитным полем. Различают низкотемпературную и высокотемпературную плазму.

Изучает свойства плазмы наука физика.

Вещество из одного агрегатного состояния может переходить в другие агрегатные состояния при изменении внешних условий – температуры (T) и давления (P). Такие переходы принято называть фазовыми переходами.

Так, при повышении температуры, твердое вещество превращается в жидкость, а жидкость при ещё большей температуре превращается в газ. Дальнейшее повышение температуры переводит газ в плазму. При таких переходах вещество в другие вещества не превращается. Напомним, что такие явления мы называем физическими. Поэтому фазовые переходы – это физические явления.

При понижении температуры происходят обратные фазовые переходы – газ превращается в жидкость, а жидкость переходит в твердое состояние.

Фазовые переходы имеют названия.

Твердое —> Жидкое (плавление, обратный переход – кристаллизация)

Жидкое —> Газообразное (испарение, обратный переход – конденсация)

Газообразное —> Плазма (ионизация, обратный переход – деионизация)

Твердое —> Газообразное (сублимация или возгонка, обратный переход – десублимация)

Вещество – совокупность большого числа частиц, находящаяся в определённом агрегатном состоянии в зависимости от условий (температуры и давления).

Поэтому, например, такая фраза как: “Вода – жидкое вещество”, является некорректной. Если мы говорим об агрегатном состоянии вещества, то следует обязательно уточнить условия в которых находится вещество – температуру и давление. Такая фраза как: “При нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре, вода – жидкое по агрегатному состоянию вещество”, является правильной.

С точки зрения физики, что более точно, вещество – это форма материи, состоящая из частиц, обладающих массой покоя. Существуют частицы, не обладающие массой покоя, например, фотоны. Материя, состоящая из частиц, не обладающих массой покоя называется поле.

Протоны, нейтроны, электроны – это частицы, обладающие массой покоя, следовательно это частицы вещества. Но химия не изучает вещество, состоящее, к примеру, из электронов (электронный газ), или вещество, состоящее из нейтронов (нейтронный газ). Это удел физики.

Химия изучает вещества, состоящие из атомов, молекул или ионов.

Ввиду этого вещество условно можно подразделить на физическое (электронный газ в проводнике, нейтронный газ и т.д.) и химическое (состоящее из атомов, молекул, ионов, свободных радикалов).

1985 год. Советский Союз. Я – молодая, стройная аспирантка в одном из НИИ РАМН полностью поглощена тайнами генной инженерии и молекулярной биологии. В один прекрасный день мне позвонили близкие люди и попросили поработать с девочкой Инной, выпускницей средней школы, золотой медалисткой, которая приехала из глубокой провинции покорять столичные медицинские ВУЗы. Времени до экзаменов совсем мало – чуть больше месяца. Пришлось заниматься каждый день по много часов. В то время у меня еще не было опыта работы репетитором. За плечами только Университет и небольшая педпрактика в школе. Но было желание вложить в свою первую ученицу все свои знания и опыт. Наша работа увенчалась успехом – Инна поступила в Первый Ленинградский медицинский институт им. И.П. Павлова!

Сегодня я – известный репетитор, разработала результативную методику системно-аналитического изучения химии и биологии, написала огромное количество учебной и методической литературы, подготовила в медицинские ВУЗы целую армию учеников, уже учу их детей, но свою первую ученицу Инну и наши занятия вспоминаю с теплыми чувствами до сих пор. Вам интересно узнать, кем стала хрупкая девочка Инна из далекой провинции? Я обязательно расскажу вам об этом в конце статьи.

Помню, с какими трудностями я столкнулась в самом начале своей репетиционной практики – много учебников и сборников задач, но нет никакой системы, нет конструкции, скелета, по которому преподаватель мог бы объяснить учебный материал, а ученик освоить его и повторять при необходимости. И я написала серию учебников “Конспекты репетитора по химии” (3 тома) и “Конспекты репетитора по биологии” (9 томов). Мои труды в 1995 году зарегистрированы в Российском Авторском Обществе при Президенте РФ. Сегодня я решила начать публикацию статей, в основе которых будут положены отдельные главы моих учебников. Надеюсь, статьи помогут ученикам 8-11 классов, которые готовятся к ОГЭ и ЕГЭ по химии и биологии.

Атомно-молекулярное учение

Одной из основ химии, описывающей строение вещества, является атомно-молекулярная теория. Основателями представлений об атомно-молекулярном строении вещества считают древнегреческих философов Левкиппа (500-428 г. до н.э.) и его ученика Демокрита (460-370 г. до н.э.).

Левкипп полагал, что вещество можно делить до тех пор, пока не образуются мельчайшие неделимые частицы. Он считал, что вещество образуется, когда сталкиваются и связываются между собой в различных соотношениях движущиеся в пустоте частицы.

Демокрит назвал эти частицы атомами (греч. “atomos” – неделимый) и высказал предположение о том, что различие веществ вызвано различием форм, размеров и положения в пространстве атомов, их образующих.

В середине XVII в. атомно-молекулярная теория была впервые подтверждена экспериментально Р.Бойлем и Э.Мариоттом в работах по изучению газов и в основном сформулирована М.В.Ломоносовым в 1741 г. в работе «Элементы математической химии».

Основные положения атомно-молекулярного учения

1. Все вещества состоят из «корпускул» (молекул).
2. Молекулы состоят из «элементов» (атомов).
3. Частицы (молекулы и атомы) находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел – есть результат движения этих частиц.
4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых, сложных – из различных атомов.

В 1808 г. английский ученый Д. Дальтон в работе «Новая система химической философии» изложил основные положения химической атомистики.

1. Впервые определил соединительные массы (эквиваленты) известных тогда элементов.
2. Для обозначения атомов ввел значки – кружки, в которых помещались другие условные знаки.
3. Отрицал существование молекул у простых веществ, полагал, что простые вещества состоят только из атомов, а сложные вещества – из «сложных атомов».

В 1814 г. шведский химик Я. Берцелиус предложил буквенные химические знаки.
В 1860 г. на международном съезде химиков в г. Карлсруэ были приняты определения понятий атома и молекулы.

Атом

Атом (лат. atomos – неделимый) – электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Массы атомов малы: масса атома водорода m(H) = 1,674•10-24 г, кислорода m(O) = 2,667•10-23 г, углерода m(C) = 1,993•10-23 г.
Атомы элементов могут существовать в свободном состоянии и в соединении с атомами того же элемента или атомами других элементов, образуя молекулы.

Молекула

Молекула (лат. moles – масса) – наименьшая частица простого или сложного вещества, обладающая его основными химическими свойствами. По числу входящих в молекулу атомов различают двухатомные, трехатомные и т.д. молекулы. Если число атомов в молекуле велико – это макромолекула (молекулы белка, нуклеиновых кислот).

Химический элемент

Химический элемент – это вид атомов с определенным зарядом ядра.
В настоящее время известно 118 элементов, около 90 из которых существуют в природе, а остальные получены искусственно путем ядерных реакций. Названия и символы элементам с порядковыми номерами от 104 до 109 были присвоены комиссией ИЮПАК в 1995 г.

В 2006 г. российские и американские ученые получили 118-й – сверхтяжелый элемент периодической таблицы Д.И. Менделеева. В распространенном заявлении сотрудников Ливерморской лаборатории им. Лоуренса (Калифорния) и Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна) говорится, что эксперименты по синтезу 118-го элемента проводились на дубнинском ускорителе элементарных частиц в 2005 году. Ядро нового элемента образовалось в результате бомбардировки ядер атомов калифорния ядрами изотопа кальция. Элемент под номером 118 – благородный газ, имеющий временное название унуноктий («одно-одно-восьмий»). Он имеет атомную массу 294 и «живет» десятитысячные доли секунды.

Наибольшее распространение в природе имеют элементы малой атомной массы: в космосе – водород и гелий, в живых организмах – водород, кислород, азот и углерод, в земной коре – кислород, кремний, алюминий и железо. Вне Земли в пределах, досягаемых для наблюдения, не обнаружены элементы, отличающихся от тех, которые уже открыты.

Вы внимательно прочитали статью и, тем самым, сделали первый шаг в сложном пути подготовки к экзамену по химии. Впереди вас ждет много нужных, важных и увлекательных публикаций с теоретическими материалами и решенными задачами. А сейчас выполняю обещание – рассказать о том, как сложилась судьба моей первой ученицы Инны. Читайте ее отзыв-воспоминание о работе со мной, и вы все поймете сами.

Инна Шейнер, известный ведущий геронтолог США (Тампа, Флорида)

“Я помню, как это было трудно и сколько эмоций возникает, когда тебя впервые называют студентом. Наша профессия  интернациональна, она не имеет границ. Как быстро идет время. Кажется, совсем недавно я готовилась к поступлению у Богуновой Валентины Георгиевны. С того времени прошло тридцать три года. Но и сейчас я с большой теплотой вспоминаю о своем первом настоящем Учителе!

Химия и биология даются очень трудно. Методика Богуновой строится на заинтересованности в предмете, и уважительном отношении к ученику. При таком подходе все становится понятным. Помню, как после первого самостоятельного решения сложной задачи я шла окрыленной и уверенной в своих силах. Такой настрой сохранялся во мне все время, по мере усложнения материала. К концу обучения я могла решать очень сложные задачи. Знания, которые она смогла вложить в мою голову, помогли мне поступить в (тогда еще Ленинградский) медицинский институт имени академика Павлова. 

В 1992 году, я выиграла грант и поехала в США. В Америке смогла блестяще пересдать экзамены, пройти резидентуру и получить место на кафедре университета. Я до сих пор с теплотой вспоминаю  Валентину Георгиевну и ее наставления”

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы “Решение задач по химии” – и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова