Химические системы

 

 

 

 

ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

 

 

 

 

Концептуальные системы  химии

Иерархия уровней химического  знания

 

- свойства веществ в зависимости от их химического состава

 

- внутренние механизмы и условия протекания химических процессов (скорости, температура, давление, влияние катализаторов, ингибиторов)

 

1660

 

1860-1900

 

1900-1950

 

1950-1970

 

1 моль=22,4 л

 

…открытые высокоорганизованные химические системы, развитие которых приводит к возникновению биологической формы движения.      … учение об эволюционном катализе (теории саморазвития химических систем)

 

- структура, способы взаимодействия элементов, …опора на атомно-молекулярную концепцию строения вещества

 

 

 

 

структурная единица вещества  молекулярного строения 

 

ЭЛЕКТРОНЕЙТРАЛЬНАЯ КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКАЯ  ЧАСТИЦА

 

МАТЕРИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОД АТОМОМ ПОНИМАЮТ ЭЛЕКТРОНЕЙТРАЛЬНУЮ КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКУЮ ЧАСТИЦУ,

СОСТОЯЩУЮ ИЗ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННОГО ЯДРА

И ОТРИЦАТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ПО ОБОЛОЧКАМ

 

ИЗОТОПЫ – РАЗНОВИДНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА,

ОТЛИЧАЮЩИЕСЯ МАССОЙ.

Ядра атомов изотопов содержат  равное число протонов р +,

но различаются числом нейтронов  n 0.

Изотопы бывают стабильными  и радиоактивными

 

 

 

 

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ -

совокупность определённых атомов  с одинаковым зарядом ядра

 

ВАЛЕНТНЫЕ

ЭЛЕКТРОНЫ

 

РЕАКЦИОННЯ СПОСОБНОСТЬ  ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ……?

 

Д. Дальтон

 

Реакционная способность вещества не связана с составом ядра и характером связи в нем

 

 

 

 

   Химическая связь – связь непосредственно между атомами, которая приводит к образованию молекул. Устанавливается за счёт  электромагнитного взаимодействия электронов и ядер, входящих в молекулу атомов.

            Различают ионную, ковалентную и металлическую.

 

• Ионная связь - химическая связь, образованная за счет электростатического притяжения разноименно заряженных ионов. NaCl

 

• Ковалентная связь - химическая связь, возникающая за счет образования общей пары электронов: H2,O2, CO

 

• Металлическая связь - химическая связь, образованная за счет обобществления валентных электронов всех связываемых атомов металлического кристалла («электронный газ»).

    Изучается в физике твёрдого тела

 

+  -

 

- -

 

 

 

 

КАТАЛИЗАТОРЫ – ВЕЩЕСТВА, АКТИВИЗИРУЮЩИЕ, УВЕЛИЧИВАЮЩИЕ

СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ. Не входят  в состав конечных продуктов.

 

БИОКАТАЛИЗАТОРЫ (ФЕРМЕНТЫ).

Природный биокатализатор -хлорофилл

 

ИНГИБИТОРЫ - ВЕЩЕСТВА, ЗАМЕДЛЯЮЩИЕ ХИМИЧЕСКУЮ РЕАКЦИЮ.

 

 

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ - …

 

ЭНДОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ - …

 

  

 

?

 

 

 

 

ПОЛИМЕРЫ – (термин Й. Берцелиуса 1833 Г.) – вещества, макромолекулы

которых состоят  из большого  числа звеньев.

 

МОНОМЕРЫ – вещества, молекулы которого способны реагировать

между собой или с  молекулами  других веществ, образуя ПОЛИМЕР.

 

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ         ДЕСТРУКЦИЯ

 

АМИНОКИСЛОТЫ –органические соединения, основной элемент 

построения растительных и животных  белков.

Имеют свойства и кислот, и  оснований.

 

 

 

 

Органическая молекула пентацена, состоящая из 22 атомов углерода и 14 атомов водорода.

Микроскоп работал в сверхвысоком  вакууме и при очень низких  температурах: до -268 °C. Молекула оставались  в неизменном положении на  протяжении более чем 20 часов.

 

1,4 нанометра

 

Фото бесконтактной атомно-силовой  микроскопии (AFM).

 

…можно увидеть пять углеродных  колец гексагональной формы и разглядеть  позиции атомов углерода и водорода. На схеме внизу: серые шарики  – атомы углерода, белые –  водорода 

 

1 нм (нанометр) = 10¯ м

 

9

 

 

 

 

Развитие учения о строении  вещества

 

• химическая атомистика Дж. Дальтона – любой химический индивид состоит из молекул, обладающих строго определенным составом

 

• теория Берцелиуса - все атомы химических элементов обладают различной электроотрицательностью в зависимости от места, которое они занимают в ряду элементов с  убывающей электроотрицательностью.
• французский химик Ш. Жерар - молекула является единой неделимой и унитарной системой, в которой все атомы всех элементов взаимодействуют.

 

 

 

 

 

Основу теории, разработанной А. М. Бутлеровым, составляют следующие  положения:

 

• Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.
• Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.
• Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от их «химического строения», т. е. от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.

 

 

 

 

Агрегатное состояние вещества

 

• Агрегатное состояние вещества зависит от физических условий, в которых оно находится, главным образом от температуры и от давления.
• У твёрдых тел в кристаллообразном состоянии атомы совершают лишь колебания вблизи узлов кристаллической решётки.
• Тепловое движение молекул (атомов) жидкости представляет собой сочетание малых колебаний около положений равновесия и частых перескоков из одного положения равновесия в другое.
• В газах межмолекулярные расстояния велики, молекулы почти не взаимодействуют друг с другом и движутся практически свободно, заполняя весь объём.