§1. Предмет химии. Вещества и их свойства
Химия – это наука о веществах и их превращениях. Она изучает состав
и строение веществ, зависимость их свойств от строения, условия и способы
превращения одних веществ в другие.
Вещество – это то, из чего состоят физические тела. Сейчас известно
более 20 млн. веществ. Каждое из них можно охарактеризовать по
определенным свойствам. Свойства веществ – это признаки, по которым
вещества сходны или отличаются друг от друга.
Основные физические свойства веществ:
• агрегатное состояние
• растворимость в воде
• цвет
• запах
• вкус
• плотность
• температура кипения
• температура плавления
• электропроводность
• теплопроводность
Химия имеет большое практическое применение. Много тысячелетий тому
назад человек использовал химические явления при выплавке металлов из руд,
получении сплавов, варке стекла и т. д. Еще в 1751 г. М.В. Ломоносов в своем
знаменитом «Слове о пользе химии» писал: «Широко распространяет химия
руки свои в дела человеческие. Куда ни посмотрим, куда ни оглянемся – везде
обращаются перед очами нашими успехи ее применения». В настоящее время
роль химии в жизни общества бесспорна и неизмерима. Химические знания
сейчас достигли такого уровня развития, что на их основе коренным образом
меняются представления человека о природе и механизме ряда важнейших
технологических процессов. Химия помогла открыть и использовать не только
ранее неизвестные свойства веществ и материалов, но и создать новые,
не существующие в природе вещества и материалы.
§2. Чистые вещества и смеси
Чистыми называются такие вещества, которые состоят из данного его вида
и содержат другие только в небольших (определенных) количествах.
Когда в химии применяют названия азот, кислород, медь, вода, серная
кислота, метан, глюкоза и другие, следует понимать, что имеются в виду чистые
вещества. Если же говорят, например, природная вода, аккумуляторная серная
кислота, техническая сода, природный газ, то речь идет о смесях веществ
(«неоднородных» веществах).
В промышленности, технике и быту часто применяются природные смеси,
например воздух, гранит, древесина, молоко и др. Широко используются также
искусственно полученные смеси или материалы: стекло, цемент, металлические
сплавы, пластмассы, синтетические волокна, резина.
Понятие «чистое» вещество является условным. Абсолютно чистых
веществ нет. Чистоту веществ определяют содержанием примесей в процентах.
Поэтому и различают ультрачистые вещества (содержащие примесей 10-7%
и ниже), вещества химически чистые, технически чистые. Для очистки веществ
используются следующие способы:
• отстаивание
• фильтрование
• действие магнитом
• выпаривание
• дистилляция
• хроматография
• кристаллизация
§3. Атомно-молекулярное учение
Первый определил химию как науку М.В. Ломоносов. Он считал, что химия
должна строиться на точных количественных данных – «на мере и весе».
М.В. Ломоносов создал учение о строении вещества, заложил основу атомномолекулярной теории. Это учение сводится к следующим положениям,
изложенным в работе «Элементы математической химии»
1. Каждое вещество состоит из мельчайших, далее физически
неделимых частиц (М.В. Ломоносов называл их корпускулами,
впоследствии они были названы молекулами).
2. Молекулы находятся в постоянном самопроизвольном движении.
3. Молекулы состоят из атомов (М.В. Ломоносов называл их
элементами).
4. Атомы характеризуются определенным размером и массой.
5. Молекулы могут состоять как из одинаковых, так и из различных
атомов.
Молекула – это наименьшая частица вещества, сохраняющая его состав
и химические свойства.
Молекула не может дробиться дальше без изменения химических свойств
данного вещества.
Между молекулами вещества существует взаимное притяжение, различное
у разных веществ. Молекулы газообразных веществ притягиваются друг к другу
очень слабо, в то время как между молекулами жидких и твердых веществ силы
притяжения велики. Молекулы любого вещества находятся в непрерывном
движении. Этим объясняются, например, изменения объема веществ при
нагревании, а так же явление диффузии.