01_Лекция

Химия в системе естественных наук. История развития химии. Атомномолекулярное учение. Классификация и номенклатура неорганических
соединений. Основные законы химии. Понятие про эквивалент вещества.
Методы химии
теоретические
экспериментальные
математика
Медицинская
химия
физика
медицина
химия
геология
механика
биология
Химия
Аналитическая
Неорганическая
Токсикологическая Органическая
ФМА
Физическая Каллориметрия
Фармацевтическая
Масспектрометрия
Спектроскопия
Дифракционные
методы
Вещество. Чистота химических веществ.
За степенью чистоты химические реактивы классифицируют на
группы:
чистый (ч): содержание основного вещества  98 %, содержание
примесей 0,01- 0,5%;
чистый для анализа (ч.д.а): содержание основного вещества  99 %,
содержание примесей до 0.1 %;
химически чистый (х.ч): содержание основного вещества  99 %,
содержание примесей 10-3-10-5 %;
Особенно чистый (о.с.ч): содержание основного вещества 100 %,
содержание примесей 10-5-10-10 %.
о.с.ч.
А
В
С
А1≥99,9%
А2 ≥99,99%
В3
В4
В5
В6
С7
С8
С9
С10
ультрачистые
Теоретические основы очистки веществ
Методы очистки
Твердые вещества
Жидкости
Перекристаллизация
перегонка
возгонка
фильтрование
высолевание
Газы
Поглощение
примесей
веществами
Демокрит
• Жил в V в. до н. э.,
впервые высказал
мысль о том. Что все
тела состоят из
мельчайших,
невидимых,
неделимых твёрдых
частиц материи,
которые он назвал
атомами.
Аристотель
• Считал, что в основе
окружающей
природы лежат
четыре стихии.
Алхимия
• Цель алхимии – поиск путей
превращения неблагородных металлов в
благородные с помощью воображаемого
вещества – философского камня.
Алхимические знаки
Алхимические знаки
Агрикола – «отец» металлургии
• АГРИКОЛА Георг (наст.
фам. Бауэр, Bauer) (14941555), немецкий ученый.
Впервые обобщил опыт
горнометаллургического
производства в труде «О
горном деле...» (1550, 12
книг, издан 1556),
который до 18 в. служил
основным пособием по
геологии, горному делу
и металлургии.
Парацельс – «отец» ятрохимии –
науки о лекарствах
• ПАРАЦЕЛЬС
(настоящее имя Филипп
Ауреол Теофраст
Бомбаст фон Гогенгейм,
von Hohenheim) (14931541), врач и
естествоиспытатель,
один из основателей
ятрохимии.
Способствовал
внедрению химических
препаратов в медицину.
Химия в Древней Руси
• В Киевской Руси
выплавляли металлы,
производили стекло,
соли, краски, ткани.
При Иване Грозном в
Москве в 1581г была
открыта аптека.
М.В. Ломоносов
• Сформулировал
закон сохранения
массы веществ в
химических
реакциях
Д.И. Менделеев
• Открыл
периодический закон
и создал
Периодическую
систему химических
элементов.
А.М. Бутлеров
• Создал теорию
строения
органических
веществ.
Н.Н. Бекетов
• Открыл ряд
активности
металлов.
В.В. Марковников
• Работал в области
теоретической химии
С.В. Лебедев
• Получил первый
синтетический
каучук
Д.К. Чернов
• Разработал
наилучшие условия
отливки, ковки и
термической
обработки стали.
П.П. Аносов
• Металлург, изобрёл
способ закалки
стали. Раскрыл
секрет получения
булатной стали
Классы неорганических соединений
Неорганические
вещества
Простые
Металлы
Сложные
Неметаллы
K, Сa,Cu, Zn,
Ag, Au
Бинарные
S, N2, Cl2,
C, P4
Трехэлементные Многоэлементные
Оксиды, галогениды,
сульфиды, гидриды,
карбиды, нитриды,
фосфиды
Основания,
кислоты, соли
неметаллы
металлы
Основные особенности строения атомов
металлов:
1. Небольшое число ē на последнем
энергетическом уровне (1 - 3ē).
2. Относительно большой атомный
радиус.
Металлическая
кристаллическая решетка
1. нейтральные атомы.
2. положительно
заряженные ионы.
-
-
-
ē – свободно перемещаются
по кристаллической решетке.
Физические свойства металлов
Металлический блеск.
Пластичность, ковкость.
Электропроводность.
Теплопроводность.
Металлы – это ковкие,
пластичные, тягучие вещества,
которые имеют металлический
блеск и способны проводить
тепло и электрический ток.
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Группы элементов
Пери –
оды
I
1
Н
2
Li
3
Na
3
6.939
Литий
Калий
29
Сu
Бериллий
Ag
Cs
55 Ва
132,905
Аu
196,967
Золото
Fr
112,40
[223]
Алюминий
Скандий
80
200,59
114,82
Rа
Индий
*
138,81
Hg ТI
[226]
49
Кремний
204,37
Радий
R2О
RO
Азот
VIII
VII
Фосфор
40
91,22
Zr
Цирконий
Sn
81
Олово
Таллий
Гафний
Pb
Мышьяк
41
92,906
Nb
Ниобий
Свинец
Rf
121,75
73
Та
180,948
Тантал
Висмут
105
[262]
Сера
51,996
Хром
Db
Фтор
34 Br
Селен
42
95,94
Мо
183.85
[263]
Технеций
52 I
W
Со
58,9332
Кобальт
75
186,2
Re
Рений
[262]
44
101,07
Ru
Рутений
45
Rh
102,905
Родий
76
190,2
Оs
77
192,2
Ir
Иридий
R2O5
RO3
R2O7
RH4
RH3
RH2
RH
Ni
Никель
36
83,80
46
106,4
Pd
Палладий
54
131,30
78
195,09
Рt
Платина
Rn
85
RO2
58,71
Ксенон
210
Борий
28
Xe
Осмий
Bh
Аргон
39,948
Криптон
Астат
107
18
Кr
53
84 At
Сиборгий
27
126,9044
[210]
Sg
Fe
Железо
Йод
Полоний
106
Тс
[99]
55,847
35
Бром
43
26
79,904
78,96
Теллур
74
Хлор
10
Ar
17
4.0026
20,183
Неон
35,453
Марганец
78,96
Nе
9
18,9984
Cr 25
Мn
44,956
24
83 Ро
208,980
F
17 Cl
32,064
Вольфрам
Актиний Резерфордий Дубний
R2O3
Кислород
Молибден
Сурьма
82 Вi
207,19
8
15,9994
51 Тe
50 Sb
118,69
О
33 Se
74,9216
2
Гелий
15 S
30,9738
32 As
72,59
Германий
** Ас 104
88 89
138,81
[261]
Франций
7
14,0067
Ванадий
La 72
Hf
178.49
Лантан
Ртуть
87
Y
Иттрий
Сd In
Барий
N
14 P
28,086
31 Ge
88,905
56 57
Углерод
Титан
26,9815
38 39
137.34
6
12,01115
Sc 22
Ti 23
V
47,90
50,942
44,956
Галлий
87,62
С
13 Si
26,9815
Zn Ga
Стронций
48
Бор
Кадмий
Цезий
79
65,37
5
10,811
20 21
40,08
Кальций
30
В
12 Al
24,312
Магний
37 Sr
85,47
Рубидий
47
4
9,0122
Цинк
Серебро
ЛВС
Ве
19 Сa
39,102
107,868
Высшие
оксиды
VI
Не
11 Мg
22,9898
Натрий
Rb
7
V
Водород
Медь
6
IV
1
63,546
5
III
1,00797
К
4
II
108
[265]
Hs
Хассий
109
[266]
Мt
Мейтнерий
RO4
Радон
86
[222]
Неметаллы – химические элементы,
которые образуют в свободном виде
простые вещества, не обладающие
физическими свойствами металлов.
К неметаллам относятся инертные газы.
Каждая молекула инертного газа состоит
из одного атома.
Покажите как распределяются электроны
в атомах гелия и неона
Неметаллы
Газообразные
Жидкие
Твёрдые
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
Группы элементов
Пери –
оды
I
1
Н
2
Li
3
Na
3
6.939
Литий
Калий
29
Сu
Бериллий
Ag
Cs
55 Ва
132,905
Аu
196,967
Золото
Fr
112,40
[223]
Алюминий
Скандий
80
200,59
114,82
Rа
Индий
*
138,81
Hg ТI
[226]
49
Кремний
204,37
Радий
R2О
RO
Азот
40
91,22
Zr
Цирконий
Sn
Фосфор
VII
Олово
81
Таллий
Гафний
Pb
Мышьяк
41
92,906
Nb
Ниобий
Свинец
Rf
73
Та
180,948
Тантал
[262]
Сера
VIII
Не
2
51,996
Хром
Db
Фтор
34 Br
Селен
42
95,94
Мо
183.85
[263]
[99]
Технеций
52 I
55,847
W
Со
58,9332
Кобальт
75
186,2
Re
Рений
[262]
44
101,07
Ru
Рутений
45
Rh
102,905
Родий
76
190,2
Оs
77
192,2
Ir
Иридий
R2O5
RO3
R2O7
RH4
RH3
RH2
RH
36
83,80
46
106,4
Pd
Палладий
54
131,30
78
195,09
Рt
Платина
Rn
85
RO2
Никель
Ксенон
210
Борий
Ni
Xe
Осмий
Bh
58,71
39,948
Криптон
Радон
Астат
107
28
Кr
53
84 At
Сиборгий
27
126,9044
[210]
Sg
Fe
Железо
Йод
Полоний
106
Тс
43
26
35
Бром
18
Аргон
79,904
78,96
Теллур
74
Хлор
10
Ar
17
4.0026
20,183
Неон
35,453
Марганец
78,96
Nе
9
18,9984
Cr 25
Мn
44,956
24
83 Ро
Висмут
105
32,064
Вольфрам
208,980
F
17 Cl
51 Тe
121,75
Актиний Резерфордий Дубний
R2O3
Кислород
Молибден
Сурьма
82 Вi
207,19
8
15,9994
33 Se
74,9216
50 Sb
118,69
О
15 S
30,9738
32 As
72,59
Германий
** Ас 104
88 89
138,81
[261]
Франций
7
14,0067
Ванадий
La 72
Hf
178.49
Лантан
Ртуть
87
Y
Иттрий
Сd In
Барий
N
14 P
28,086
31 Ge
88,905
56 57
Углерод
Титан
26,9815
38 39
137.34
6
12,01115
Sc 22
Ti 23
V
47,90
50,942
44,956
Галлий
87,62
С
13 Si
26,9815
Zn Ga
Стронций
48
Бор
Кадмий
Цезий
79
65,37
5
10,811
20 21
40,08
Кальций
30
В
12 Al
24,312
Магний
37 Sr
85,47
Рубидий
47
4
9,0122
Цинк
Серебро
ЛВС
Ве
19 Сa
39,102
107,868
Высшие
оксиды
VI
Гелий
11 Мg
22,9898
Натрий
Rb
7
V
Водород
Медь
6
IV
1
63,546
5
III
1,00797
К
4
II
108
[265]
Hs
Хассий
109
[266]
Мt
Мейтнерий
RO4
86
[222]
Оксиды
основные
солеобразующие
несолеобразующие
кислотные
амфотерные
Характер оксидов
Характер
элемента
Степень
окисления
Характер оксида
Примеры
Неметалл
+1, +2 +3...+7
Всегда кислотный
Br2O; Cl2O7; P2O5; SO3
+1
Основной
Li2O; Rb2O; CaO; BaO;
+2
Основной
MnO;
Амфотерный
ZnO; PbO; BeO; SnO
Основной
Bi2O3
Амфотерный
Al2O3; Cr2O3; Sb2O3;Fe2O3
+4
Чаще амфотерный
PbO2; MnO2; TiO2; ZiO2
+5
Амфотерный
Ta2O5
+6
Кислотный
CrO3
+7
Кислотный
Mn2O7
+8
Кислотный
OsO4
+3
Металл
Образцы оксидов в стекле
Формула оксидов: ЭхОу
• Оксиды – сложные вещества,
состоящие из атомов двух
химических элементов, один из
которых кислород.
• СuО - оксид меди - твердое вещество
черного цвета;
• СаО – оксид кальция – твердое вещество
белого цвета;
• SО3 – оксид серы (VІ) – бесцветная
летучая жидкость;
• СО2 – оксид углерода (ІV) – бесцветный
газ.
Название оксидов
Оксид + название химического элемента
Оксид магния – МgО
Оксид водорода – Н2О
При переменной валентности указать в
скобках римскую цифру
Оксид железа (ІІІ) – Fe2О3
Оксид фосфора (V) – Р2О5
Применение оксидов
• Из руд, состоящих из Fe2О3, получают
чугун и сталь;
• СаО – основная часть негашеной
извести;
• SіО2 – в производстве строительных
материалов;
• ZnО и Сr2О3 – для производства
красок.
Гидроксиды
Основания
NaOH,
Cu(OH)2
Кислоты
H2SO4
Амфотерные
Zn(OH)2,
Al(OH)3
Основания
За кислотностью
За расстворимостью
Однокислотные NaOH
Расстворимые (луги)
Двухкислотные Ca(OH)2
Малорасстворимые
Трехкислотные Cr(OH)3
Нерасстворимые
Четырекислотные Mn(OH)4
Основаниями называются
сложные неорганические
соединения состоящие из
атома металла и одной или
нескольких гидрооксильных
групп ОН .
Ме(ОН)n
Основания
Растворимые
в воде ЩЕЛОЧИ.
NaOH
Ba(OH) 2
Нерастворимые .
Fe(OH) 3
Cu(OH) 2
Щёлочи
1.Щёлочи изменяют окраску
индикаторов:
Лакмус-синий
Метилоранж-жёлтый
Фенолфталеинмалиновый
2.Реакция нейтрализации
Ме(ОН) +HR=H2O+MeR
n
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
!
Осторожно !
Едкие вещества !
Реакция между
основанием и кислотой
в результате которой
образуется соль и воданазывается реакцией
нейтрализации.
3.Ме(ОН)n+неМеО=МеR+H2O
2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
4.Ме(ОН)n+Me1R=MeR+Me1(OH)n
Ba(OH)2+CuSO4=Cu(OH)2+BaSO4
Щёлочи разъедают кожу,ткани,бумагу.
Осторожно!
Смыть водой.
Нерастворимые
основания .
Реакция нейтрализации .
1.
Ме(ОН) +HR=MeR+H O
n
2
Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O
2.Термическое разложение.
Ме(ОН)n MeO+H O
2
Cu(OH)2=CuO+H2O
Кислоты
За основностью
За химическим
составом
За степенем
электролитической
диссоциации
Одноосновные
HCl
Безкислородные
H2S
Сильные H2SO4
Двохосновные
H2SO4
Кислородвместимые
H3PO4
Средней силы HNO2
Трехосновные
H3BO3
Поликислоты
H2S2O7
Слабые H2CO3
Четыреосновные
H4SiO4
Тиокислоты
H2S2O3
Пятиосновные
H5IO6
Пероксокислоты
H2SO5
Шестиосновные
H6TeO6
КИСЛОТЫ – это сложные вещества,
состоящие из атомов водорода и кислотных
остатков.
© Осиевская И.А.
Первая помощь при
химических ожогах:

При попадании концентрированных кислот или хромовой
смеси на кожу рук или лицо: их смывают вначале большим
количеством воды под краном в течение 10-15 минут, а затем
3% раствором питьевой соды.
При попадании растворов щелочей на кожу пораженное
место обмывают 2% раствором борной или уксусной
кислоты, а затем водой.
Запомни:

НЕ ЛЕЙ ВОДУ В КИСЛОТУ!!!

При попадании щелочи или кислоты в глаза необходимо
промыть водой, а затем немедленно обратиться к врачу.
© Осиевская И.А.
Соли
Средние
Кислые
Основные
Двойные
Смешанные
Комплексные
Эмпирические формулы:
Основа н и я
кислоты
соли
Ba(OH)2
H3PO4
Ba3(PO4)2
Zn(OH)2
KOH
HCl
H2SO4
ZnCl2
K2SO4
Графические формулы:
основания
O H
Ba
O H
кислоты
H
O
H O P O H
O
соли
O Ba O
O P O Ba O P O
O Ba O
O H
Zn
O H
H Cl
Zn
Cl
H O
K O H
Cl
O
S
H O
K O
O
O
S
K O
O
Эмпирические формулы:
Основа н и я
кислоты
соли
NaOH
H2SO3
NaHSO3
NH4OH
H3AsO4
NH4H2AsO4
Mg(OH)2
H2CO3
Mg(HCO3)2
Графические формулы:
Основа н и я
Na O H
H
H
H N O
H
H
O H
Mg
O H
кислоты
H O
соли
S
O
H O
H
O
H O As O
O
H
H O
C
H O
O
Na O
S
O
H O
H4N
O
H O As O
O
H
O
O
H O C O Mg O C O H
Графические формулы галогенангидродов
кислота
галогенангідрид
O H
O
→
S
O H
H
O
O P O H
O
H
O O H
S
O O H
H
O
O As O H
O
H
Cl
O
S
Cl
→
→
→
Cl
O P Cl
Cl
F F F
S
F F F
Cl
Cl
As Cl
Cl
Cl
Признаки химической реакции
Изменение цвета
Запах
Изменение вкуса
Выпадение осадка
Светение
Изменение объема
Выделение теплоты
Поглощение теплоты