Химия, 8 класс. Вещество

Изменение свойств элементов в периодах и главных подгруппах

Свойства химических элементов зависят от числа электронов на внешнем энергетическом уровне атома (валентных электронов). Количество электронов на внешнем уровне химического элемента равно номеру группы в коротком варианте Периодической системы. Таким образом, в каждой подгруппе химические элементы имеют сходное электронное строение внешнего уровня, а значит и сходные свойства.

Растворимость твердых веществ в воде

Растворимость — это способность веществ растворяться в воде. Одни вещества очень хорошо растворяются в воде, некоторые даже в неограниченных количествах. Другие — лишь в небольших количествах, а третьи — вообще почти не растворяются. Поэтому вещества делят на растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые.

Какие вещества являются простыми, а какие - сложными?

Молекулы или кристаллические решетки простых веществ образованы атомами одного химического элемента. В состав сложных веществ входят атомы разных химических элементов. Не следует путать сложные вещества со смесями. Смеси состоят из нескольких разных веществ.

Примерами простых веществ являются куски чистых металлов (железо, медь, свинец и т. д.), газы, образованные одинаковыми атомами (кислород - O2, водород - H2, азот - N2 и т. д.), жидкий бром, твердые уголь, йод, сера и т.д.

Каковы основные положения атомно-молекулярной теории?

Атомно-молекулярная теория включает представления о том, что вещества состоя из химически неделимых атомов, составляющих молекулы, которые изменяются в химических реакциях. Атомно-молекулярная теория лежит в основе современной науки, она была сформулирована англичанином Д. Дальтоном в начале XIX века.

Положения атомно-молекулярной теории:

Твердые вещества

Твердые вещества образуют тела, которые имеют объем (в отличие от газов) и форму (в отличие от газов и жидкостей). Объем и форма тела возникают в следствие того, что частицы не могут свободно перемещаться относительно друг друга.

Твердые тела отличаются между собой по плотности, цвету, пластичности, электропроводности и другим свойствам. Подавляющее большинство твердых веществ при нагревании плавятся, переходя в жидкость, однако некоторые сразу переходят в газ, т. е. возгоняются (иод), или разлагаются на другие вещества (малахит).

Валентность и степень окисления

Валентность химического элемента определяет сколько одинарных химических связей способны образовывать атомы этого элемента с другими атомами. Атомы многих химических элементов могут проявлять разную валентность.

Химическую связь образует общая электронная пара двух атомов, которая образуется в ковалентной связи. Таким образом, валентность атомов определяется только в ковалентных соединениях. В ионной и металлической связи нет общих электронных пар, поэтому для веществ с такой связью понятие валентности не уместно.

Полярная и неполярная связь. Свойства ковалентной связи

Если молекула образована одинаковыми атомами (O2, H2, Cl2), то между ними образуется неполярная ковалентная связь. В таком случае валентные электроны притягиваются атомами с равной силой, поэтому общее электронное облако расположено симметрично относительно обоих атомов. Электронная пара, образующая связь, в равной степени принадлежит обоим атомам.

Электроотрицательность

Электроотрицательность — это способность атома химического элемента, находясь в молекуле, притягивать к себе общие электронные пары, или, другими словами, оттягивать к себе электроны других атомов. Так как общие электронные пары образуют валентные электроны, то можно сказать, что электроотрицательность — это способность атома притягивать валентные электроны других атомов.

Сильнее всего электроны к себе притягивают фтор, кислород и хлор. Этим элементам до завершения внешнего уровня не хватает всего 1-2 электрона. Их электроотрицательность наибольшая.

Строение электронных оболочек атомов

В атоме число электронов равно заряду ядра. Заряд ядра есть порядковый номер элемента в Периодической системе. Следовательно, атомы каждого следующего химического элемента в Периодической системе имеют на один электрон больше, чем предыдущего.

Порядковый номер элемента. Изотопы

В начале XX века было доказано (Г. Мозли), что заряд ядра атомов химического элемента равен его порядковому номеру в Периодической таблице. Таким образом, 1) заряд ядра атома, 2) число протонов в ядре (Z), 3) число электронов в атоме и 4) порядковый номер элемента в периодической таблице — все эти четыре характеристики численно равны между собой.

Ядро атома

Как известно, при химических реакциях атомы химических элементов не изменяются. Они лишь переходят из одного вещества в другое. Долгое время считалось, что атомы неделимы вообще. Однако позже было выяснено, что атомы также состоят из отдельных более мелких частиц.

Характеристика химического элемента по его положению в Периодической системе

Факт того, что свойства химических элементов периодически изменяются было известно до открытия Периодического закона Д. И. Менделеевым. Заслуга Менделеева в том, что он открыл закон природы, лежащий в основе этой периодичности. Именно используя этот закон, была составлена периодическая таблица химических элементов. Во времена Менделеева были открыты еще далеко не все химические элементы, поэтому составление таблицы было достаточно сложным делом. Менделеев предположил существование некоторых элементов, что вскоре было подтверждено их открытием.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Группы

Группами называют вертикальные колонки периодической системы химических элементов. В коротком варианте таблицы выделяют восемь групп. Номер группы совпадает с высшей валентностью химического элемента, которую он может проявлять в оксидах. Так, углерод, находясь в IV группе, проявляет в соединении с кислородом высшую валентность IV (CO2). Кальций же валентен II (CaO), так как находится во второй группе.

Растворимость газов и жидкостей в воде

Любые жидкости и газы, хотя бы в небольших количествах, растворимы в воде. Однако ряд жидкостей растворяется в воде в неограниченных количествах. Это значит, что их можно смешивать с водой в любых пропорциях. К таким жидкостям относятся серная, азотная, уксусная кислоты, ацетон, спирт, глицерин и др.

Те жидкости, которые незначительно растворяются в воде, относят к нерастворимым. Это, например, бензин, растительное масло и др. Если эти вещества налить в воду, то образуется два слоя жидкости, которые не смешиваются.

Что такое растворы?

По отношению к воде вещества делятся на растворимые в ней и нерастворимые. Вещества, которые вода растворяет, образуют с ней однородную смесь, т. е. в воде нельзя увидеть отдельные частицы или слои вещества. Нерастворимые в воде вещества плавают в ней в виде частиц, или слоев жидкости, либо оседают на дно.

Таким образом, растворы — это однородные смеси веществ.

Каковы состав и свойства воздуха?

В основном воздух представляет собой смесь газов. Точный состав воздуха был определен в XX веке.

Физические свойства воздуха — газ без цвета и запаха, малорастворимый в воде. Воздух представляет собой однородную смесь различных газов. Как и все смеси, он не имеет определенных температур плавления и кипения.

Что такое валентность и как составлять формулы?

Атомы одних и тех же химических элементов в разных соединениях присоединяют разное количество других атомов. Например, в воде атом кислорода присоединяет два атома водорода (H2O), а в оксиде меди — только один атом меди (CuO). При этом молекула углекислого газа содержи два атома кислорода и один углерода (CO2).

Относительная атомная и молекулярная массы

Атомы имеют очень маленький размер и очень маленькую массу. Если выражать массу атома какого-нибудь химического элемента в граммах, то это будет число перед которым находится более двадцати нулей после запятой. Поэтому измерять массу атомов в граммах неудобно.

Однако, если принять какую-либо очень малую массу за единицу, то все остальные малые массы можно выражать как отношение к этой единицы. В качестве единицы измерения массы атома была выбрана 1/12 часть массы атома углерода.

1/12 часть массы атома углерода называют атомной единицей массы (а. е. м.).

Закон постоянства веществ молекулярного строения

Закон постоянства веществ утверждает, что независимо от способа получения конкретного вещества, его состав всегда будет одинаков. Это значит, что например кислород (O2), полученный в процессе фотосинтеза, состоит из таких же молекул, что и кислород, полученный в результате разложения какого-нибудь оксида металла. Молекулы углекислого газа (CO2) всегда будут иметь один и тот же состав и строение, независимо от того, были ли они получены в результате горения древесины или брожения глюкозы.

Что такое молекула?

Количество веществ в природе во много раз больше, чем количество существующих химических элементов. Кроме того, человек постоянно синтезирует новые вещества, но может создать лишь незначительное число химических элементов, не существующих в природе. Многообразие веществ при ограниченном количестве атомов есть результат возможности атомов объединяться между собой различными способами и в разных количествах. То есть атомы объединяются, образуя более сложные частицы — молекулы.

Что такое атом и химический элемент?

Вся материя вокруг нас, которую мы видим, состоит из различных атомов. Атомы отличаются друг от друга строением, размером и массой. Существует более 100 видов различных атомов, более 20 видов атомов были получены человеком и не встречаются в природе, так как неустойчивы и распадаются по более простые атомы.

Однако даже атомы принадлежащие к одному виду немного могут между собой различаться. Поэтому существует такое понятие как химический элемент — это атомы одного вида. У всех у них одинаковый заряд ядра, то есть одинаковое число протонов.

Какие существуют способы разделения смесей?

Различные вещества в смесях не вступают между собой в химические реакции, то есть вещества не расходуются и не образуются новые вещества. А так как у разных веществ разные физические свойства, то, используя их, смесь можно разделить на чистые вещества. Существуют различные способы разделения.

Как отличить чистое вещество от смеси веществ?

Тела могут состоять из одного вещества или из смеси веществ. Причем второй вариант встречается чаще. Даже кажущиеся однородными вещества могут оказаться смесями нескольких веществ. Например, растворы представляют собой однородные смеси, состоящие из как минимум двух разных веществ. В однородных смесях очень маленькие частицы разных веществ, поэтому их нельзя увидеть отдельно друг от друга.

Какие свойства вещества относят к физическим?

Чтобы описать вещество, необходимо указать его отличительные физические и химические свойства.

К физическим относятся следующие свойства вещества: