Краткое содержание

Атомы большинства элементов не встречаются поодиночке, а соединяются в вещества. Частица воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Частица вещества – мельчайшая частица, состав которой идентичен составу вещества. Частицей воды является молекула. Ее состав показывает молекулярная формула H2O, таким же является и состав воды. Молекулярная формула показывает вид и количество атомов в молекуле. С помощью молекулярной формулы легко рассчитать молекулярную массу. Вещества могут быть молекулярными (вода, кислород и пр.) или немолекулярными (железо, серебро, горные породы, алмаз и пр.). В немолекулярных веществах частицы расположены закономерно и образуют кристалл. В отличие от молекул, частицы кристаллических веществ плотно связаны друг с другом.

Вода – это вещество, которое состоит из молекул воды. Молекула воды является ее частицей, поскольку имеет такой же состав, как и вода.
Металлы, в том числе золото, – немолекулярные вещества. Их частицами являются атомы. Атомы золота расположены плотно и закономерно. Символом элемента и формулой простого вещества золота является Au.

Превращение одних веществ в другие называется химической реакцией. Горение – одна из типичных химических реакций, необходимым условием для которой является наличие кислорода и которая сопровождается, как правило, выделением тепловой энергии и излучением света.

Горение – одна из типичных химических реакций, в результате которой образуются продукты углекислый газ (СО2) и вода (Н2О).

В живых организмах происходит огромное количество химических реакций, например, фотосинтез и клеточное дыхание. В процессе фотосинтеза под воздействием световой энергии растения вырабатывают глюкозу из воды и углекислого газа. В процессе клеточного дыхания растения и животные с помощью кислорода преобразуют глюкозу обратно в воду и углекислый газ и используют высвободившуюйся энергию для жизнедеятельности.

Исходными веществами клеточного дыхания являются глюкоза и кислород. С помощью кислорода глюкоза расщепляется на углекислый газ и воду. Высвобождаемая энергия используется для жизнедеятельности клетки.

Углеродный цикл – циркуляция углерода между живой и неживой природой (между горными породами, почвой, водой, живыми организмами и атмосферой). При сжигании ископаемого топлива, содержащего углерод, происходит быстрый выброс огромного количества углерода обратно в атмосферу. Углекислый газ, содержащийся в воздухе, удерживает тепло на поверхности Земли и вызывает так называемый парниковый эффект.

Химическую реакцию можно представить в виде уравнения химической реакции, в котором число атомов каждого вида в исходных веществах и в продуктах должно быть равно. Периодическая система помогает понять, как ведут себя элементы (а точнее, их простые вещества) в химической реакции. Слева от разделяющей таблицу диагонали находятся металлы, которые в ходе реакций отдают свои электроны. Справа от диагонали расположены неметаллы, которые преимущественно присоединяют электроны. Реакции происходят потому, что атомы стремятся достигнуть октета электронов, то есть завершенного внешнего электронного слоя.

Реакция горения метана.

Основные понятия

  • Вещество – совокупность определенных частиц.
  • Частица вещества – мельчайшая частица, состав которой идентичен составу вещества.
  • Молекула – (нейтральная) частица, которая состоит из двух и более атомов.
  • Молекулярная формула показывает вид и количество атомов в молекуле, что позволяет найти молекулярную массу.
  • Молекулярное вещество – вещество, частицей которого является молекула.
  • Химическая реакция – процесс, в ходе которого одни вещества превращаются в другие.
  • Уравнение химической реакции показывает участвующие в химической реакции вещества и их состав.
  • Исходные вещества – вступающие в реакцию вещества, из которых в ходе химической реакции образуются новые.
  • Продукты – новые вещества, образовавшиеся из исходных веществ в ходе химической реакции.
  • Горение – химическая реакция, в ходе которой вещества реагируют с кислородом и происходит выделение огромного количества тепловой энергии и излучение света.
  • Фотосинтез – совокупность биохимических реакций, в результате которых энергия света преобразуется в энергию химических связей.
  • Клеточное, или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых клетки с помощью кислорода преобразуют питательные вещества (например, глюкозу) для получения энергии.
  • Разложение – совокупность биохимических реакций, в ходе которых бактерии и грибы разрушают сложные молекулы отмерших организмов на более простые и высвобождается или преобразуется энергия.
  • Углеродный цикл – циркуляция углерода между живой и неживой природой (между горными породами, почвой, водой, живыми организмами и атмосферой).
  • Парниковый эффект – явление, при котором тепловое излучение, отраженное от поверхности Земли, удерживается в атмосфере благодаря парниковым газам в верхних слоях атмосферы.
  • Внешний электронный слой – электронный слой, расположенный наиболее далеко от атомного ядра и вмещающий до 8 электронов.
  • В случае октета электронов во внешнем электронном слое восемь электронов.
  • Металл – элемент, который отдает электроны в ходе реакции и простое вещество которого обладает металлическими свойствами.
  • Неметалл – элемент, который преимущественно присоединяет электроны в ходе реакции и простое вещество которого, как правило, не обладает металлическими свойствами.

Уравнение химической реакции

В уравнении химической реакции указываются формулы исходных веществ и продуктов. Формула вещества состоит из символов элементов, образующих его. Число атомов элемента в частице вещества отмечается индексом в случае, если оно превышает 1. Рассмотрим горение пропана, который используется в зажигалках в качестве топлива.

C 3 H 8   +  O 2     CO 2   +   H 2 O

В реакции горения исходным веществом является преимущественно кислород. Если второе исходное вещество (горящее вещество) содержит углерод (C) и водород (H), то образуются углекислый газ и вода. Уравнение нужно уравнять так, чтобы число атомов каждого вида в исходных веществах и в продуктах быть равно. Зачастую используются коэффициенты. В молекуле пропана (C3H8) 3 атома углерода и 8 атомов водорода. В молекуле CO2 один атом углерода, а вода не содержит углерод, поэтому перед CO2 следует поставить коэффициент 3.

C 3 H 8   +  O 2     3CO 2   +   H 2 O

Число атомов углерода уравнено. Чтобы уравнять атомы водорода, нужно поставить коэффициент 4 перед H2O. Водород имеет нижний индекс 2, поэтому коэффициент нужно умножить на 2, т. е.​   4 2 = 8.

C 3 H 8   +  O 2     3CO 2   +   4H 2 O

Число атомов водорода также уравнено. Коэффициенты продуктов и одного исходного вещества (пропана) известны, поэтому чтобы уравнять атомы кислорода, нужно поставить коэффициент перед вторым исходным веществом (молекулярным кислородом). В продуктах число атомов кислорода  3 2 + 4 1 = 10  (3 молекулы углекислого газа и 4 молекулы воды, в которых по 2 и по 1 атому кислорода соответственно). Чтобы окончательно уравнять уравнение, нужно поставить перед молекулярным кислородом коэффициент 5 (число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения будет равно).

C 3 H 8   +  5O 2     3CO 2   +   4H 2 O

Следует помнить, что у каждого вещества свой атомарный состав и формула. Если мы напишем вместо CO2 или H2O соответственно CO или H2O2, то речь пойдет о других веществах. Поэтому при написании формул нужно внимательно следить за индексами.

Вопросы для повторения

  1. Что такое вещество? Приведи примеры.
  2. Что показывает вид и количество атомов в молекуле?
  3. Сравни строение молекулярного и немолекулярного веществ, а также прочность связи между их частицами.
  4. Что меняется в ходе химической реакции? Назови признаки химической реакции.
  5. Объясни понятия, связанные с уравнением химической реакции: исходное вещество, продукт, индекс, коэффициент.
  6. Почему число атомов каждого вида в исходных веществах и в продуктах должно быть равно?
  7. Назови способы ускорения реакции.
  8. Приведи примеры химических реакций из повседневной жизни.
  9. Опиши химические реакции, которые происходят в твоем организме прямо сейчас.
  10. Опиши фотосинтез. Какие вещества участвуют в реакции фотосинтеза?
  11. В каких организмах может происходить фотосинтез?
  12. Как кислород связан с клеточным дыханием?
  13. Что произойдет, если растение не будет получать свет?
  14. Опиши процесс гниения.
  15. Опиши углеродный цикл.
  16. Как образуется ископаемое топливо?
  17. Каким образом человек мог бы уменьшить использование ископаемого топлива? Для чего это необходимо?
  18. Опиши, каким образом связаны между собой углекислый газ и парниковый эффект.
  19. Опиши, где расположены металлы и неметаллы в периодической системе.
  20. Объясни понятие октета электронов. Чем отличаются атомы благородных газов?
  21. Кратко сравни внешний электронный слой атома металла и неметалла.
  22. Почему в ходе реакции атомы металлов отдают электроны?
  23. Опиши металлические свойства. Приведи примеры элементов, простые вещества которых обладают этими свойствами.
Өтінемін күте тұрыңыз