Chemia

Podstawowe pojÄ?cia

Atom, czÄ?steczka, wi????zanie chemiczne

Atom jest wsp????cze??nie podstawowym poj????ciem w chemii. Sk??ada si???? on z j????dra atomowego i chmury elektron??w. O ile j????dro jest domen???? fizyki j????drowej, o tyle zachowanie i natura chmury elektronowej jest domen???? chemii, gdy?? decyduje o zdolno??ci atom??w do ??????czenia si???? w wi????ksze obiekty, zwane cz????steczkami. Cz????steczka bowiem to grupa atom??w, kt??re s???? trwale powi????zane przez wymian???? elektron??w z pow??oki walencyjnej, czyli najbardziej odleg??ej od j????dra. Na skutek tej wymiany powstaj???? trwa??e wi????zania chemiczne.

Pierwiastek, indywiduum chemiczne, mieszaniny

Wg klasycznej definicji pierwiastek chemiczny to taka substancja, kt??rej metodami chemicznymi nie da si???? dalej roz??o??y????. Koncepcja pierwiastka wywodzi si???? wprost z alchemii. Podstawowym dokonaniem Roberta Boyle'a by??o jednak zerwanie z alchemiczn???? tradycj????, w ramach kt??rej wierzono, ??e tych pierwiastk??w jest od 3 do 7, przy czym ich lista powstawa??a z rozwa??a?? teoretycznych, a nie na podstawie danych eksperymentalnych. Wsp????cze??nie wiadomo, ??e pierwiastk??w jest ponad 100, i ??e poszczeg??lne pierwiastki s???? tworzone przez atomy, kt??re maj???? w j????drze jednakow???? liczb???? proton??w.

Indywiduum chemiczne to z kolei substancja, w kt??rej wyst????puje jeden rodzaj moleku??. Je??li moleku??y te s???? niena??adowanymi cz????steczkami, nie posiadaj????cymi niesparowanych elektron??w to w??wczas indywidua te nazywa si???? zwi????zkami chemicznymi. Zwi????zek chemiczny to zatem substancja, kt??ra sk??ada si???? z jednego rodzaju cz????steczek.

Inne indywidua chemiczne to:
* jony - czyli moleku??y posiadaj????ce ??adunek elektryczny
* rodniki - czyli nietrwa??e zwykle moleku??y posiadaj????ce przynajmniej jeden niesparowany (nieparzysty) elektron.

Opr??cz czystych pierwiastk??w i zwi????zk??w chemicznych w naturze wyst????puj???? ich r????norakie mieszaniny. W zale??no??ci od tego czy mieszaniny te mo??na rozdzieli???? mechanicznie, czy te?? wymaga to bardziej z??o??onych operacji fizyko-chemicznych rozr????nia si????:

* roztwory i
* mieszaniny niejednorodne, takie jak koloidy, zole, ??ele, pasty, piany, zawiesiny i inne.

Reakcje chemiczne

Reakcja chemiczna to proces powstawania lub zrywania wi????za?? chemicznych, na skutek kt??rych powstaj???? lub rozpadaj???? si???? cz????steczki. Zwykle reakcje chemiczne maj???? do?????? z??o??ony przebieg, tzn. s???? sum???? wielu nast????puj????cych po sobie lub odbywaj????cych si???? jednocze??nie akt??w zrywania i powstawania wi????za??. Opisy sumarycznego przebiegu reakcji nazywaj???? si???? r??wnaniami, natomiast pe??en opis wszystkich akt??w zrywania i powstawania wi????za?? chemicznych jest nazywany jej mechanizmem.

Wzory chemiczne

Struktur???? cz????steczek i innych indywidu??w chemicznych zapisuje si???? w postaci specjalnych wzor??w, kt??re tworzy si???? stosuj????c specjaln???? symbolik????. W znacznym uproszczeniu, na symbolik???? t???? sk??adaj???? si????:

* symbole pierwiastk??w - przyjmuj????ce posta???? jedno-trzyliterowych skr??t??w ich nazw - reprezentuj????ce atomy wyst????puj????ce w cz????steczkach
* symbole wi????za?? chemicznych - przyjmuj????ce posta???? kresek, ??????cz????cych symbole pierwiastk??w - ka??da pojedyncza kreska oznacza uwsp??lnion???? par???? elektronow????.

Wzory poszczeg??lnych cz????steczek chemicznych mo??na zestawia???? w r??wnania, kt??re w pogl????dowy spos??b przedstawiaj???? przebieg reakcji chemicznych. Konwencja pisania r??wna?? polega na umieszczaniu substrat??w po lewej, produkt??w po prawej stronie r??wnania i ??????czenie ich r????nego rodzaju strza??kami symbolizuj????cymi rodzaj danej reakcji.

Mole, st??????enia i stechiometria

Podstawow???? jednostk???? stosowan???? w chemii jest mol. Jest to jednostka liczno??ci materii, czyli stosunku liczby cz????stek znajduj????cych w okre??lonej masie lub obj????to??ci danej substancji chemicznej do liczby atom??w obecnych w 12 g czystego izotopu w????gla 12C.

Mol, razem z r??wnaniami reakcji chemicznych, stanowi podstaw???? oblicze?? stechiometrycznych, kt??rych zasady umo??liwiaj???? dok??adne ustalenie jaka masa lub obj????to?????? jednego zwi????zku mo??e przereagowa???? z drugim zwi????zkiem. Teoretyczn???? podstaw???? tych oblicze?? jest prawo dzia??ania mas oraz koncepcja wsp????czynnika stechiometrycznego.

Koncepcja st??????enia, rozumianego jako molowy lub procentowy udzia?? zwi????zk??w chemicznych w mieszaninie, umo??liwia z kolei dokonywanie analogicznych oblicze?? ilo??ci reaguj????cych substancji, nawet gdy nie s???? one jednorodne.

Energia

Energia odgrywa istotn???? rol????, zar??wno w trwa??o??ci zwi????zk??w chemicznych jak i w przebiegu reakcji. Zagadnieniami energetycznymi zwi????zanymi ze zjawiskami badanymi przez chemi???? zajmuje si???? chemia fizyczna. W ramach tej nauki, wywodz????cej si???? z termodynamiki i kinetyki stworzono szereg poj???????? i wielko??ci s??u??????cych opisowi zagadnie?? energetycznych, odnosz????cych si???? do zwi????zk??w i reakcji chemicznych.

S???? to m.in.:
* Energia wi????zania chemicznego - czyli najmniejsza energia potrzebna do jego rozerwania.
* Entalpia reakcji chemicznej - b????d????ca miar???? efektu cieplnego reakcji chemicznej, zachodz????cej pod sta??ym ci??nieniem,
* Energia swobodna reakcji chemicznej - b????d????ca miar???? "sk??onno??ci" do zaj??cia reakcji w danych warunkach,
* Energia aktywacji - czyli minimalna energia potrzebna do zaj??cia danej reakcji.

17.07.2009. 11:58

Comments

Artykuł nie był jeszcze komentowany