Kemi

Vetenskapen
Kemi
engelsk  Kemi
Ämne naturvetenskap
Studieämne grundämnen , föreningar , ämnen
Ursprungsperiod 1700-talet
Huvudriktningar oorganisk kemi , organisk kemi , biokemi
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Kemi (från arabiska کيمياء ‎, förmodligen härlett från det egyptiska ordet Kemet ( translit. egyptiska Kmt ) (svart), från vilket namnet Egypten , svart jord och bly också härstammar  - Ta-Kemet  - "svart jord" ( egyptiska tA- kmt ) [1] [2] [3] , andra möjliga varianter: OE grekisk χυμος  - "juice", "essens", "fuktighet", "smak", OE grekisk χυμα  - "legering (av metaller )", "gjutning ", "flöde", annan grekisk χυμευσις- "blandning") - ett av naturvetenskapens  viktigaste och mest omfattande områden , en vetenskap som studerar ämnen , såväl som deras sammansättning och struktur , deras egenskaper som beror på sammansättningen och strukturen, deras omvandlingar som leder till en förändring i sammansättningen - kemiska reaktioner , såväl som lagar och mönster som dessa omvandlingar är föremål för. Eftersom alla ämnen består av atomer , som på grund av kemiska bindningar kan bilda molekyler , handlar kemin i första hand om övervägandet av ovanstående uppgifter på atom-molekylär nivå , det vill säga på nivån av kemiska element och deras föreningar . Kemi har många kopplingar med fysik och biologi , i själva verket är gränsen mellan dem villkorad [4] och gränsområdena studeras av kvantkemi , kemisk fysik , fysikalisk kemi , geokemi , biokemi och andra vetenskaper. Det är en experimentell vetenskap .

kemins historia

Början av kemin har funnits sedan människans gryning. Eftersom människan alltid, på ett eller annat sätt, har sysslat med kemikalier, kan hennes första experiment med eld , garvning av skinn och matlagning kallas början på praktisk kemi. Gradvis ackumulerades praktisk kunskap, och i början av civilisationens utveckling visste folk hur man förbereder några färger , emaljer , gifter och mediciner . I början använde människan biologiska processer, såsom jäsning , förruttnelse ; senare, med utvecklingen av eld, började han använda processerna för förbränning , sintring , fusion . Redoxreaktioner användes som inte förekommer i vilda djur - till exempel reduktion av metaller från deras föreningar.

Hantverk som metallurgi , keramik , glastillverkning , färgning , parfymeri och kosmetika nådde betydande utveckling redan innan vår tideräkning började. Till exempel är sammansättningen av modernt flaskglas praktiskt taget densamma som sammansättningen av glas som användes år 4000 f.Kr. e. i Egypten. Även om den kemiska kunskapen noga gömdes av prästerna för de oinvigda, trängde den långsamt in i andra länder. Kemivetenskapen kom till européerna främst från araberna efter deras erövring av Spanien 711 . De kallade denna vetenskap " alkemi ", från dem spred sig detta namn till Europa.

Det är känt att i Egypten redan 3000 f.Kr. e. de visste hur man får koppar från dess föreningar, med hjälp av träkol som reduktionsmedel , och de fick även silver och bly . Gradvis, i Egypten och Mesopotamien , utvecklades produktionen av brons , och i de nordliga länderna - järn . Det fanns också teoretiska fynd. Till exempel i Kina från XXII-talet f.Kr. e. det fanns en teori om de grundläggande elementen ( vatten , eld , trä , guld , jord ). I Mesopotamien uppstod idén om motsatserna som världen är uppbyggd av: eld-vatten, värme - kyla, torrhet - fuktighet , etc.

På 500-talet f.Kr e. i Grekland utvecklade Leucippus och Demokritos teorin om materiens struktur från atomer  - atomism . I analogi med skriftens struktur drog de slutsatsen att precis som tal är uppdelat i ord och ord består av bokstäver, så är alla ämnen uppbyggda av vissa föreningar ( molekyler ), som i sin tur är uppbyggda av odelbara element ( atomer ).

På 500-talet f.Kr e. Empedokles föreslog att huvudelementen ( elementen ) var vatten , eld , luft och jord . På IV-talet f.Kr. e. Platon utvecklade Empedokles läror: vart och ett av dessa element hade sin egen färg och sin egen korrekta rumsliga figur av atomen, som bestämmer dess egenskaper: eld - röd och tetraeder , vatten - blå och ikosaeder , jord - grön och hexaeder , luft - gul och oktaeder . Enligt Platon är det från kombinationerna av dessa "tegelstenar" som hela den materiella världen är uppbyggd . Läran om att fyra förvandlas till varandra ärvdes av Aristoteles .

Alkemi

Ordet "alkemi" kom från arabiska till europeiska språk. الخيمياء ‎ ( 'al-kīmiyā' ), som i sin tur var lånad från mellangrekiska χυμεία 'vätska'.

Egyptens kultur hade välutvecklad teknik, vilket demonstreras av föremål och strukturer, vars skapande endast är möjligt om det finns en teoretisk och praktisk grund. Vetenskapen har nyligen fått bekräftelse på utvecklingen av primär teoretisk kunskap i Egypten. Icke desto mindre indikeras ett sådant ursprung av en mer esoterisk , begreppsmässig tillhörighet som har likheter med teoretiska - traditionella källor till alkemi  - denna bisarra och blommiga "symbios" av konst och, i viss mån - företräde för en av huvudsektionerna av naturvetenskap - kemi, tar bara formellt start i detta komplex av kunskap och erfarenhet. Bland sådana källor bör vi först och främst nämna " Smaragdtavlan " ( lat.  "Tabula smaragdina" ) av Hermes Trismegistus , såväl som ett antal andra avhandlingar av "den stora alkemiska koden " [5] [6] .

Det ägde rum på 300 - talet f.Kr. e. i öst (i Indien , Kina , i arabvärlden) en tidig "prototyp" av alkemi. Under denna och efterföljande perioder fann man nya metoder för att erhålla sådana element som kvicksilver , svavel , fosfor , många salter karakteriserades, sur HNO 3 och alkalisk NaOH var redan kända och användes . Från tidig medeltid har det som nu allmänt förstås som alkemi utvecklats, där, tillsammans med de ovannämnda vetenskapliga komponenterna (i betydelsen av den moderna förståelsen av vetenskapens metodologi), de filosofiska idéerna från eran och nya hantverksfärdigheter för den tiden, såväl som magiska och mystiska idéer, kombinerades traditionellt. den senare var dock i sina individuella yttringar och drag utrustade med dåtidens filosofiska tanke. Anmärkningsvärda alkemister på den tiden var Jabir ibn Hayyan (Geber), Ibn Sina ( Avicenna ) och Abu Bakr ar-Razi . Även under antiken , tack vare den intensiva utvecklingen av handeln, blev guld och silver den universella motsvarigheten till tillverkade varor. Svårigheterna förknippade med att erhålla dessa relativt sällsynta metaller föranledde försök att göra praktisk användning av Aristoteles naturfilosofiska åsikter om omvandlingen av vissa ämnen till andra; uppkomsten av doktrinen om " transmutation ", tillsammans med den redan namngivna Hermes Trismegistus , traditionen av den alkemiska skolan som förknippas med hans namn. Dessa idéer har genomgått liten förändring fram till XIV-talet [5] [6] .

På 700-talet e.Kr. e. alkemin kom in i Europa. På den tiden, liksom genom historien, bland representanterna för de styrande samhällsskikten, var lyxvaror, särskilt guld , särskilt "populära", eftersom det var just detta, som redan noterats, som motsvarade en handelsbedömning. Alkemister, bland andra frågor, fortsatte att vara intresserade av metoder för att få guld från andra metaller , såväl som problemen med att bearbeta dem. Samtidigt, vid den tiden, började den arabiska alkemin att gå bort från praktiken och förlorade sitt inflytande. På grund av teknikens egenheter, bland annat på grund av systemet med hermetiska åskådningar, skillnaden i teckensystem, terminologi och rent företagsspridning av kunskap, utvecklades den "alkemiska handlingen" mycket långsamt. De mest kända europeiska alkemisterna är Nicolas Flamel , Albertus Magnus , John Dee , Roger Bacon och Raymond Lully . Alkemisternas era markerade mottagandet av många primära ämnen, utvecklingen av metoder för deras produktion, isolering och rening. Först på 1500-talet , med utvecklingen av olika industrier, inklusive metallurgi , såväl som läkemedel , på grund av ökningen av dess roll inom medicinen , började forskare dyka upp, vars verksamhet tog sig uttryck i betydande omvandlingar i denna vetenskap, vilket ledde till bildning av väl genomtänkta och relevanta praktiska metoder för denna disciplin närmare. . Bland dem bör man först och främst nämna George Agricola och Theophrastus Bombast Paracelsus [5] [6] .

Kemi som vetenskap

Kemi som en självständig disciplin definierades under 1500- och 1600 - talen , efter en rad vetenskapliga upptäckter som underbyggde den mekanistiska bilden av världen, industrins utveckling och det borgerliga samhällets framväxt . Men på grund av det faktum att kemi, till skillnad från fysik , inte kunde uttryckas kvantitativt , fanns det tvister om huruvida kemi är en kvantitativt reproducerbar vetenskap eller om det är någon annan typ av kunskap. År 1661 skapade Robert Boyle verket "Skeptic Chemist ", där han förklarade skillnaden i egenskaperna hos olika ämnen med det faktum att de är byggda av olika partiklar ( corpuscles ), som är ansvariga för ämnets egenskaper. Van Helmont , studera förbränning , introducerade begreppet gas för ämnet som bildas under det, upptäckte koldioxid . År 1672 upptäckte Boyle att när metaller avfyras ökar deras massa , och förklarade detta med fångsten av "viktiga partiklar av lågan."

M. V. Lomonosov , redan i sitt första välkända verk, "Elements of Mathematical Chemistry" ( 1741 ), i motsats till de flesta kemister på sin tid, som ansåg detta verksamhetsområde en konst, klassificerar det som en vetenskap, och började sitt arbete med ord [7] :

Kemi är vetenskapen om de förändringar som sker i en blandad kropp eftersom den är blandad. ... Jag tvivlar inte på att det kommer att finnas många för vilka denna definition kommer att verka ofullständig, kommer att klaga över bristen på början av separation, koppling, rening och andra uttryck som nästan alla kemiska böcker är fyllda med; men de, som är mera insiktsfulla, inse lätt, att de nämnda uttrycken, med vilka en hel del kemiskribenter har för vana att onödigt belasta sina undersökningar, kunna rymmas i ett ord: blandad kropp. Faktum är att den som har kunskap om en blandad kropp kan förklara alla möjliga förändringar i den, inklusive division, förening, etc.

Värme och flogiston. Gaser

I början av 1700-talet formulerade Stahl teorin om flogiston  , ett ämne som avlägsnas från material under deras förbränning.

År 1749 skrev M. V. Lomonosov "Reflektioner om orsaken till värme och kyla" (konceptet för verket går tillbaka till 1742-1743 - se  hans anteckningar om fysik och korpuskulär filosofi). L. Euler gav den högsta bedömningen av detta arbete (brev 21 november 1747). År 1848 betonar professor D. M. Perevoshchikov , som i detalj beskriver M. V. Lomonosovs viktigaste idéer, att hans teori om värme var ett halvt sekel före vetenskapen (“Sovremennik”, januari 1848, vol. VII, bok 1, avsnitt II, pp. 41-58) - med denna åsikt, före och i framtiden, är åsikten från många andra forskare konsekvent [7] .

Black upptäckte koldioxid 1754 , Priestley upptäckte syre 1774  och Cavendish upptäckte väte 1766  . _ _ _

Under perioden 1740-1790 förklarade Lavoisier och Lomonosov [ 7 ] kemiskt processerna för förbränning , oxidation och andning , och bevisade att eld  inte är ett ämne , utan en konsekvens av en process . Proust formulerade 1799-1806 lagen om kompositionens beständighet . Gay-Lussac upptäckte 1808 lagen om volymförhållanden ( Avogadros lag ). Dalton i sitt arbete " The New System of Chemical Philosophy " ( 1808-1827 ) bevisade förekomsten av atomer , introducerade begreppet atomvikt , element -  som en uppsättning identiska atomer .

Reinkarnation av atomteorin om materien

År 1811 antog Avogadro att molekylerna av elementargaser var sammansatta av två identiska atomer ; senare, på grundval av denna hypotes , genomförde Cannizzaro en reform av den atom-molekylära teorin . Denna teori godkändes vid den första internationella kemistkongressen i Karlsruhe den 3-5 september 1860.

År 1869 upptäckte D. I. Mendeleev den periodiska lagen för kemiska element och skapade ett periodiskt system av kemiska element . Han förklarade begreppet ett kemiskt element och visade beroendet av egenskaperna hos ett element på atommassa . Med upptäckten av denna lag grundade han kemi som en kvantitativ vetenskap, och inte bara som en beskrivande och kvalitativ.

Radioaktivitet och spektra

1800-talets upptäckter spelade en viktig roll för att förstå materiens struktur. Studiet av den fina strukturen hos emissionsspektra och absorptionsspektra fick forskare att tänka på deras samband med strukturen hos atomer av ämnen. Upptäckten av radioaktivitet visade att vissa atomer är instabila ( isotoper ) och kan spontant omvandlas till nya atomer ( radon  - "emanation").

Kvantkemi

Huvudartikel: Kvantkemi

Kvantkemi  är en gren av kemin som tar hänsyn till strukturen och egenskaperna hos kemiska föreningar, reaktivitet, kinetik och mekanism för kemiska reaktioner baserade på kvantmekanik. Avsnitt inom kvantkemin är: kvantteori om molekylär struktur, kvantteori om kemiska bindningar och intermolekylära interaktioner, kvantteori om kemiska reaktioner och reaktivitet, etc. [8] Kvantkemi är i skärningspunkten mellan kemi och kvantfysik (kvantmekanik). Den behandlar övervägandet av ämnens kemiska och fysikaliska egenskaper på atomnivå (modeller av elektron-kärnstrukturen och interaktioner presenterade ur kvantmekanikens synvinkel). På grund av det faktum att komplexiteten hos de föremål som studeras i många fall inte tillåter att hitta explicita lösningar på ekvationer som beskriver processer i kemiska system, används ungefärliga beräkningsmetoder. Beräkningskemi är oupplösligt kopplad till kvantkemi - en disciplin som använder kvantkemins matematiska metoder, anpassade för att sammanställa speciella datorprogram som används för att beräkna molekylära egenskaper, amplituden för sannolikheten att hitta elektroner i atomer och simulera molekylärt beteende.

Grundläggande begrepp

Elementarpartikel

Huvudartikel: Elementarpartikel

Dessa är alla partiklar som inte är atomkärnor eller atomer ( protonen  är ett undantag). I snäv mening partiklar som inte kan anses bestå av andra partiklar (för en given anslags-/observationsenergi). Elementarpartiklar är också elektroner (-) och protoner (+).

Atom

Huvudartikel: Atom

Den minsta partikeln av ett kemiskt element som har alla dess egenskaper. En atom består av en kärna och ett "moln" av elektroner runt den. Kärnan består av positivt laddade protoner och neutrala neutroner . Genom att interagera kan atomer bilda molekyler .

En atom är gränsen för den kemiska nedbrytningen av något ämne. Ett enkelt ämne (om det inte är monoatomiskt, såsom helium He) sönderdelas till atomer av en typ, ett komplext ämne till atomer av olika typer.

Atomer (mer exakt, atomkärnor) är kemiskt odelbara.

Molekyl

En partikel som består av två eller flera atomer som kan existera på egen hand. Den har en konstant kvalitativ och kvantitativ sammansättning. En molekyls egenskaper beror på atomerna som utgör dess sammansättning, och på typen av bindningar mellan dem, på molekylstrukturen och på det rumsliga arrangemanget ( isomerer ). Den kan ha flera olika tillstånd och flytta från ett tillstånd till ett annat under påverkan av yttre faktorer. Egenskaperna hos ett ämne som består av vissa molekyler beror på molekylernas tillstånd och på molekylens egenskaper.

Ämne

Huvudartikel: Substans

I enlighet med klassiska vetenskapliga åsikter särskiljs två fysiska former av materias existens - materia och fält . Materia är en form av materia som har massa (massan är inte noll). Kemi är studiet av mestadels ämnen organiserade i atomer , molekyler , joner och radikaler . Dessa består i sin tur av elementarpartiklar: elektroner , protoner , neutroner , etc.

Enkla och komplexa ämnen. Kemiska grundämnen

Bland rena ämnen är det vanligt att skilja mellan enkla (bestående av atomer av ett kemiskt element) och komplexa (bildade av atomer av flera kemiska element) ämnen.

Enkla ämnen bör särskiljas från begreppen "atom" och "kemiskt element".

Ett kemiskt element  är en typ av atom med en viss positiv kärnladdning. Alla kemiska grundämnen är listade i det periodiska systemet av grundämnen av D. I. Mendeleev ; varje grundämne har sitt eget serienummer (atomnummer) i det periodiska systemet. Värdet på ett elements serienummer och värdet på laddningen av kärnan i en atom av samma element är detsamma, det vill säga ett kemiskt element är en samling atomer med samma serienummer.

Huvudartikel: Kemiskt element

Enkla ämnen är former av förekomsten av kemiska element i fri form; varje grundämne motsvarar i regel flera enkla ämnen (allotropa former), som kan skilja sig i sammansättning, till exempel atomärt syre O, syre O 2 och ozon O 3 , eller i kristallgittret, t.ex. diamant och grafit för grundämnet kol C. Det är uppenbart att enkla ämnen kan vara en- och polyatomiska.

Komplexa ämnen kallas annars kemiska föreningar. Denna term betyder att ämnen kan erhållas genom kemiska reaktioner som kombineras från enkla ämnen (kemisk syntes) eller separeras till element i fri form (enkla ämnen) med hjälp av kemiska nedbrytningsreaktioner (kemisk analys).

Enkla ämnen är de slutliga formerna av kemisk nedbrytning av komplexa ämnen. Komplexa ämnen som bildas av enkla ämnen behåller inte de ingående ämnenas kemiska egenskaper.

Genom att sammanfatta allt ovan kan vi skriva:

, där
E - enkla ämnen (grundämnen i fri form),
C - komplexa ämnen (kemiska föreningar),
S - syntes,
A - analys.

För närvarande används begreppen "syntes" och "analys" av kemikalier i en vidare mening. Syntes avser varje kemisk process som leder till produktionen av det erforderliga ämnet och samtidigt är det möjligt att isolera det från reaktionsblandningen. Analys är vilken kemisk process som helst som gör att du kan bestämma den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av ett ämne eller en blandning av ämnen, det vill säga att fastställa vilka element ett givet ämne består av och vad är innehållet i varje element i detta ämne. Följaktligen särskiljs kvalitativ och kvantitativ analys - två komponenter i en av de kemiska vetenskaperna - analytisk kemi.

Metaller och icke-metaller

Alla kemiska element enligt deras egenskaper, det vill säga egenskaperna hos fria atomer och egenskaperna hos enkla och komplexa ämnen som bildas av element, är uppdelade i metalliska och icke-metalliska element. Konventionellt inkluderar icke-metaller elementen He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , F , Cl , Br , I , At , O , S , Se , N , P , C och H. Halvmetaller inkluderar B , Si , Ge , As , Sb , Te , ibland Po . Resten av grundämnena anses vara metaller.

Rena ämnen och blandningar av ämnen

En enskild ren substans har en viss uppsättning karakteristiska egenskaper. Från rena ämnen bör man särskilja blandningar av ämnen, som kan bestå av två eller flera rena ämnen som behåller sina inneboende egenskaper.

Blandningar av ämnen delas in i homogena (homogena) och heterogena (heterogena).

Olika exempel på möjliga blandningar av ämnen i olika aggregationstillstånd
Aggregat tillstånd för de ingående delarna

(innan blandningen bildas)

Homogen blandning

(homogent system)

heterogen blandning

(heterogent system)

fast - fast Fasta lösningar, legeringar (t.ex. mässing, brons) Bergarter (till exempel granit, mineralmalmer, etc.)
fast - flytande Flytande lösningar (till exempel vattenhaltiga saltlösningar) Fast i flytande suspensioner eller suspensioner (till exempel lerpartiklar i vatten, kolloidala lösningar )
Vätska i fast form - vätska i porösa kroppar (till exempel jordar, jordar)
Fast - gasformig Kemisorberat väte i platina, palladium, stål Fast i gasformiga - pulver, aerosoler, inklusive rök, damm, smog
Gasformigt i fasta - porösa material (t.ex. tegel, pimpsten)
flytande - fast Fasta vätskor (t.ex. glas är fast men fortfarande flytande) Kan anta en annan form och fixa den (till exempel diskar har olika former och färger)
vätska - vätska Flytande lösningar (till exempel vinäger - en lösning av ättiksyra i vatten) Tvålagers och flerlagers flytande system, emulsioner (till exempel mjölk - droppar flytande fett i vatten)
Vätska - gasformig Flytande lösningar (till exempel en lösning av koldioxid i vatten) Vätska i gasformig - aerosoler av vätska i gas, inklusive dimma
Gasformig i vätska - skum (till exempel tvålskum)
gasformig - gasformig Gaslösningar (blandningar av valfri mängd och valfritt antal gaser), t.ex. luft . Heterogena system är omöjligt

I homogena blandningar kan beståndsdelarna inte detekteras vare sig visuellt eller med hjälp av optiska instrument, eftersom ämnena är i ett fragmenterat tillstånd på mikronivå. Homogena blandningar är blandningar av alla gaser och verkliga lösningar, såväl som blandningar av vissa vätskor och fasta ämnen, såsom legeringar.

I heterogena blandningar, antingen visuellt eller med hjälp av optiska instrument, är det möjligt att särskilja regioner (aggregat) av olika ämnen som avgränsas av gränsytan; var och en av dessa regioner är homogen inom sig själv. Sådana områden kallas en fas .

En homogen blandning består av en fas, en heterogen blandning består av två eller flera faser.

Heterogena blandningar, där en fas i form av separata partiklar är fördelad i en annan, kallas dispergerade system . I sådana system särskiljs ett dispersionsmedium (distributionsmedium) och en dispergerad fas (substans krossad i ett dispersionsmedium).

Med hjälp av fysiska separationsmetoder är det möjligt att separera blandningar i deras beståndsdelar, det vill säga till rena ämnen.

Översikt över kända fysikaliska metoder för att separera blandningar av ämnen som används inom kemi och kemisk teknik
Aggregat tillstånd för de ingående delarna av blandningen Fysisk egendom som används för separation Separationsmetod
fast - fast Densitet sättning , sedimentering
vätbarhet Flotation , skumflotation
Partikelstorlek Undersökning
Löslighet Utvinning , urlakning
Magnetism Magnetisk separation
fast - flytande Densitet Sedimentering, dekantering (dränering av vätska från sediment), centrifugering
flytande kokpunkt Indunstning, destillation , torkning
Partikelstorlek Filtrering
Löslighet av ett fast ämne Kristallisation
Fast - gasformig Densitet Sedimentering, centrifugalseparation
Partikelstorlek Filtrering
Elektrisk laddning elektrofiltrering
vätska - vätska Densitet Sedimentering (i en separertratt, i en oljeseparator), centrifugering
Koktemperatur Destillering
Löslighet Extraktion
Vätska - gasformig Densitet Sedimentering, centrifugalseparation
Gaslöslighet Ta bort gasen (genom att höja temperaturen), tvätta med en annan vätska
gasformig - gasformig Kondenseringstemperatur Kondensation
Absorberbarhet Absorption (absorption genom sorbentvolym)
Adsorberbarhet Adsorption (absorption av den absorberande ytan)
Partikelstorlek Diffusion
Vikt centrifugering

Rena ämnen är ämnen som, när de utförs med fysikaliska metoder, inte separeras i två eller flera andra ämnen och inte ändrar sina fysikaliska egenskaper.

Det finns inga absolut rena ämnen i naturen. Till exempel innehåller det så kallade extra rena aluminiumet fortfarande 0,001 % föroreningar av andra ämnen. Således är en absolut ren substans en abstraktion. Det är sant att när det gäller något ämne använder kemin denna abstraktion, det vill säga den anser att ämnet är verkligen rent, även om det i praktiken tas ett ämne med ett visst innehåll av föroreningar. Naturligtvis bör kemisten sträva efter att i sin praktik använda så rena ämnen som möjligt, innehållande den minsta mängden föroreningar. Man bör komma ihåg att även en liten mängd föroreningar avsevärt kan förändra de kemiska egenskaperna hos ett ämne.

Skillnader mellan blandningar av ämnen och komplexa ämnen
Blandning komplex substans
Bildas genom en fysisk process (blandning av rena ämnen) Bildas av en kemisk reaktion (syntes från enkla ämnen)
Egenskaperna hos de rena ämnen som blandningen består av förblir oförändrade. Egenskaperna hos enkla ämnen från vilka ett komplext ämne erhålls bevaras inte i de senare.
Rena ämnen (enkla och komplexa) kan vara i en blandning i vilket massförhållande som helst De grundämnen som utgör ett komplext ämne är alltid i ett visst massförhållande.
Kan delas upp i beståndsdelar (rena ämnen) med hjälp av fysikaliska metoder Kan sönderdelas i sina beståndsdelar (grundämnen i form av enkla ämnen) endast genom en kemisk reaktion (analys)

Ion

Detta är en laddad partikel, atom eller molekyl som har ett ojämnt antal protoner och elektroner. Om en partikel har fler elektroner än protoner är den negativt laddad och kallas anjon . Till exempel - Cl - . Om det finns färre elektroner i en partikel än protoner, är den positivt laddad och kallas en katjon . Till exempel - Na + .

Radikal

Det är en partikel ( atom eller molekyl ) som innehåller en eller flera oparade elektroner . I de flesta fall bildas en kemisk bindning med deltagande av två elektroner. En partikel som har en oparad elektron är mycket aktiv och bildar lätt bindningar med andra partiklar. Därför är livslängden för en radikal i ett medium som regel mycket kort.

Kemisk bindning

Håller samman atomer eller grupper av atomer. Det finns flera typer av kemiska bindningar: joniska , kovalenta (polära och opolära), metalliska , väte .

Periodisk lag

Upptäckt av D. I. Mendeleev den 1 mars 1869 . Modern formulering: Grundämnenas egenskaper, såväl som föreningarna de bildar, är i ett periodiskt beroende av laddningarna av kärnorna i deras atomer .

Kemiska reaktioner

Processer som sker i ett kemiskt ämne, eller i blandningar av olika ämnen, är kemiska reaktioner. Kemiska reaktioner ger alltid nya ämnen.

I huvudsak är detta processen att ändra strukturen hos en molekyl . Som ett resultat av en reaktion kan antalet atomer i en molekyl öka ( syntes ), minska ( nedbrytning ) eller förbli konstant ( isomerisering , omarrangemang ). Under reaktionen förändras bindningarna mellan atomer och arrangemanget av atomer i molekyler.

Kemiska reaktioner avslöjar och karakteriserar de kemiska egenskaperna hos ett givet ämne.

De initiala ämnen som tas för att utföra en kemisk reaktion kallas reaktanter, och de nya ämnen som bildas till följd av en kemisk reaktion kallas reaktionsprodukter. I allmänhet är en kemisk reaktion avbildad enligt följande:

Reagens → Produkter

Kemi studerar och beskriver dessa processer både på makroskala, på nivån av makrokvantiteter av ämnen, och på mikroskala, på atomär-molekylär nivå. De yttre manifestationerna av kemiska processer som sker i makroskala kan inte direkt överföras till mikronivån av interaktionen mellan ämnen och otvetydigt tolkas, men sådana övergångar är möjliga med korrekt användning av speciella kemiska lagar som är inneboende endast i mikrodomänen (atomer, molekyler, joner, tagna i enstaka mängder).

Nomenklatur

Detta är en uppsättning regler för namngivning av kemiska föreningar. Eftersom det totala antalet kända föreningar är mer än 20 miljoner, och deras antal är i grunden obegränsat, är det nödvändigt att använda tydliga regler när man namnger dem så att deras struktur kan reproduceras med namn. Det finns flera alternativ för att namnge organiska och oorganiska föreningar, men IUPAC- nomenklaturen anses vara standarden .

Sektioner av kemi

Modern kemi är ett så stort område inom naturvetenskapen att många av dess sektioner är i huvudsak oberoende, om än närbesläktade vetenskapliga discipliner.

På basis av de föremål (ämnen) som studeras delas kemi vanligtvis in i oorganisk och organisk . Fysikalisk kemi , inklusive kvantkemi, elektrokemi, kemisk termodynamik och kemisk kinetik, är engagerad i att förklara essensen av kemiska fenomen och fastställa deras allmänna lagar på grundval av fysikaliska principer och experimentella data . Analytisk och kolloidal kemi är också oberoende avsnitt (se listan över avsnitt nedan).

De tekniska grunderna för modern produktion läggs fram av kemisk teknik  - vetenskapen om ekonomiska metoder och medel för industriell kemisk bearbetning av färdiga naturmaterial och artificiell produktion av kemiska produkter som inte finns i den naturliga miljön.

Kombinationen av kemi med andra närliggande naturvetenskaper är biokemi , bioorganisk kemi , geokemi , strålningskemi , fotokemi , etc.

De allmänna vetenskapliga grunderna för kemiska metoder utvecklas i kunskapsteori och vetenskapsmetodik .

Kemisk teknik

Metoder för fysikalisk-kemisk analys

Se jämförelsen och fullständig klassificering av analysmetoder i huvudartikeln Analytisk kemi , och i synnerhet:

Se även

Anteckningar

  1. ↑ O. Libkin. vetenskapens ordbok. Kemi. Tidskrift ”Kemi och liv. 1967. Nr 1. P.28.
  2. ↑ S. I. Fingaret . Konsten i det antika Egypten i Eremitagesamlingen / Statens Hermitagemuseum. - L . : Avrora, 1970. - S. 19. - 72 sid.
  3. ↑ I. P. Magidovich , V. I. Magidovich , V. S. Preobrazhensky . Uppsatser om de geografiska upptäckternas historia: upplaga i fem volymer. - M . : Utbildning, 1982. - S. 13. - 292 sid.
  4. ↑ Science Philosophy, ed. A. I. Lipkina M.: Eksmo, 2007
  5. ↑ 1 2 3 Kemins uppkomst och utveckling från antiken till XVIII-talet. Allmän historia av kemi. M.: Vetenskap. 1989
  6. ↑ 1 2 3 Rabinovich VL Alkemi som ett fenomen inom medeltida kultur. M.: Vetenskap. 1979
  7. ↑ 1 2 3 Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Utvalda verk. I två volymer. T. 1. Naturvetenskap och filosofi. — M.: Nauka. 1986
  8. ↑ Davtyan O.K. kvantkemi. - M .: Högre skola, 1962. - 784 sid. — sidan 5

Litteratur

  • Mendeleev D. I. Periodisk lag: I 3 volymer på Runivers webbplats
  • Nekrasov B.V. Fundamentals of General Chemistry, vol. 1. - M .: "Chemistry", 1973
  • Chemical encyclopedia, s. ed. Knunyants I. L., vol. 5. - M .: "Soviet Encyclopedia", 1988
  • Kemi: Ref. red. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak m. fl.: Per. med honom. — M.: Kemi, 1989
  • John Moore. Kemi för Dummies = Kemi för Dummies. - M . : "Dialektik" , 2011. - 320 s. — ISBN 978-5-8459-1773-7 .
  • N. L. Glinka. Allmän kemi. - M. : Integral-Press, 2008. - S. 728. - ISBN 5-89602-017-1 .
  • Dzhua M. Kemins historia. - M . : Mir, 1966. - 452 sid.
  • Dubinskaya A. M., Prizment E. L. Chemical Encyclopedias, i boken: Chemical Encyclopedic Dictionary. - M., 1983
  • Potapov V. M., Kochetova E. K. Kemisk information. Var och hur man letar efter nödvändig information för en kemist. - M., 1988
  • Ablesimov N.E. Är kemi dålig? http://shkolazhizni.ru/world/articles/52420/
  • Kuznetsov V. I. Allmän kemi: utvecklingstrender. M.: Högre skola,
  • Ablesimov N.E. Hur många kemier finns det i världen? // Kemi och liv - XXI-talet. 2009. nr 5. S. 49-52; Nr 6. S. 34-37.
  • Akhmetov, N. S. Allmän och oorganisk kemi. Allmän oorganisk kemi. Proc. för universitet, -4:e uppl., Rev., -M,: Higher School, Ed. Center "Academy", 2001.-743 s., ill., 2001.
  • Melentieva, Galina A. Farmaceutisk kemi. Ripol Classic, 1985.
  • Nikolaev L.A. Livets kemi. - M., Utbildning, 1977. - 239 sid.
  • E. Grosse, H. Weissmantel Kemi för nyfikna. - L., Kemi, 1987. - 392 sid.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Vetenskapliga riktningar
Humaniora naturlig offentlig Applicerad Teknisk Exakt
Vetenskap om vetenskap
 Naturvetenskap
 Avsnitt av kemi
  • Lista över oorganiska föreningar
  • Lista över organiska föreningar
  • Lista över biomolekyler
Fysisk
organisk
oorganisk
Analytisk
Övrig
Se även
  • Kategorier
  • Commons
  • Portal
  • Projekt
 Lagar och teorier om kemi
Atommolekylär lära
ÖvrigPeriodisk lag
 Avsnitt av materialvetenskap
Grundläggande definitioner
Huvudriktningar
Allmänna aspekter
Andra viktiga anvisningar
Relaterade vetenskaper