Вопрос 9 Система современного химического знания: основные разделы и понятия.
Предмет химии как науки. Эволюция химических знаний и современная химическая картина мира.
Основные понятия и законы химии. Структурные уровни организации материи, изучаемые в химии: атом, химический элемент, ион, молекула, химическое вещество. Нано-, микро- и макрообъекты. Периодический закон и его значение для современной науки. Корреляции в химии.
Химические вещества: простые и сложные, органические и неорганические. Смеси. Химические вещества в природе. Нефть и природный газ как источники органических веществ.
Причины многообразия химических веществ. Классификация и основные химические свойства неорганических и органических соединений. Материальное единство и взаимосвязь между классами неорганических и органических соединений.
Теория химического строения вещества. Взаимосвязь между строением, свойствами и реакционной способностью вещества.
Растворы: водные и неводные. Структура и уникальные свойства воды. Особенности растворения различных веществ в воде. Способы выражения состава раствора. Водородный показатель (рН) как мера кислотности (основности) среды.
Химическая идентификация. Качественный и количественный анализ. Понятие о ПДК. Представление о физико-химических методах анализа. Экспресс-методы анализа, их роль в современной медицине и технологии. Химико-аналитический контроль и диагностика состояния окружающей среды. Химические процессы. Классификация химических реакций. Признаки и условия протекания химических реакций. Тепловой эффект химических реакций и проблемы производства и рационального потребления тепловой энергии.
|
|
|
Скорость реакции. Понятие о химическом равновесии. Методы управления химическими процессами. Катализ и катализаторы. Равновесие и катализ в биологических системах.
Окислительно-восстановительные реакции и электрохимические процессы. Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую энергию.
Понятие о цепных реакциях и свободных радикалах.
Неравновесные процессы. Самоорганизация в химических системах (химические периодические процессы в пространстве и времени, темплатный синтез). Радиоактивность и самопроизвольный синтез химических элементов в природе. Химические процессы и информация.
Химия экстремальных состояний (плазмохимия, химия высоких энергий, криохимия, химия высоких давлений и др.).
Современная химия: экономический и социальный аспекты. Масштабы химического производства. Способы оценки и прогнозирования возможных негативных воздействий производства на окружающую среду. Проблема сырья в обстановке истощения природных ресурсов. Источники энергии и новые виды топлива. Понятие о «зеленой химии» как экологически безопасных технологиях.
|
|
|
Перспективные химические процессы и материалы. Свойства и области практического применения полимеров, металлов и сплавов, силикатных материалов, биологически активных веществ. Традиционные материалы с новыми свойствами (древесина, стекло, керамика). Композиты, оптические материалы, материалы, используемые для создания современных носителей информации. Химия наноструктурированных материалов и нанотехнологии как новое направление на стыке естественных наук.
Роль химии в современном обществе. Экологические и социальные аспекты химии. Переработка вторичных ресурсов. Химия и охрана окружающей среды. «Кислотные» дожди. Проблема атмосферного озона и озоновых дыр. Загрязнение атмосферы. Загрязнение почв тяжелыми металлами и пестицидами. Роль химии в решении продовольственной проблемы (повышение урожайности, химическая защита урожая, поиск новых пищевых ресурсов и др.). Роль химии в решении проблем устойчивого развития цивилизации. Значение химических знаний в повседневной жизни (пищевые добавки, лекарства, средства контрацепции, бытовая химия и др.). Медиаобразование и химия.
|
|
|
Вопрос 10 Теория химического строения, законы протекания химических реакций.
Теория химического строения — учение о строении молекулы, описывающее все те её характеристики, которые в своей совокупности определяют химическое поведение (реакционную способность) данной молекулы. Сюда относятся: природа атомов, образующих молекулу, их валентное состояние, порядок и характер химической связи между ними, пространственное их расположение, характерное распределение электронной плотности, характер электронной поляризуемости электронного облака молекулы и т. д
Химические реакции протекают с различными скоростями. Это зависит от многих факторов. Некоторые реакции могут закончиться в течении нескольких секунд, другие длятся несколько дней и даже несколько лет. Повышение t˚ ускоряет скорость целого ряда реакций, другие же идут на холоду. Знание скорости реакции имеет большое научное и практическое значение.
Реакции могут протекать в гомогенной и гетерогенной системе. Системой в химии называется рассматриваемое вещество или совокупность веществ, ограниченное от среды. Гомогенной называется система состоящая из одной фазы, гетерогенная – это система, состоящая из нескольких фаз. Гомогенная (газы или их смесь или растворы веществ в воде), гетерогенная – вода со льдом, уголь в воздухе и т.д., т.е. твердое вещество в растворе или твердое вещество в газе.
|
|
|
Скоростью гомогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единице объема системы.
clip_image002; V – скорость; Δn – число молей вещества;
Δt – время протекания реакции; V – объем
Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующееся при реакции за единицу времени на границе поверхности фазы.
clip_image004; S – площадь поверхности фазы, на которой протекает реакция.
Δn – знак приращения, означающий n2 – n1; Δt = t2 – t1;
clip_image006 (концентрация вещества);
clip_image008 или clip_image010 , т.е. скоростью реакции в гомогенной системе называется изменение концентрации какого-либо из веществ, вступающих в реакцию или образующихся при реакции, за единицу времени.
Термодинамические характеристики химических реакций. Изучением закономерностей протекания химических реакций занимаются две отрасли химической науки:1) химическая термодинамика изучает энергетику процессов и состояние химическогоравновесия;2) химическая кинетика – учение о скоростях и механизмах химических реакций. Каждый химический процесс сопровождается определенным тепловым эффектом. Химические реакции экзотермические эндотермические Реакции, протекающие Реакции, протекающие с выделением теплоты с поглощением теплоты
Энтальпия (Н) - количество энергии, которая доступна для преобразования в теплоту при определенной температуре и давлении. Тепловой эффект при постоянном давлении обозначается ΔН и называют изменением энтальпии. Экзотермический эффект считается отрицательным (энтальпия системы уменьшается).Эндотермический эффект считается положительным (энтальпия системы возрастает).Уравнения, в которых указан тепловой эффект, называются термохимическими Величина ΔН относится к числам молей веществ, равным коэффициентам при их формулах. В термохимических уравнениях обязательно указывают агрегатное состояние вещества: Рассчитать теплоты образования нестабильных соединений и тепловые эффекты реакций, которые нельзя осуществить экспериментально позволяет закон Гесса
Закон Гесса Тепловой эффект химических реакций зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакций и не зависит от пути перехода, т.е. от того, какие промежуточные реакции при этом протекают. Если рассмотреть получение СО2 из углерода и кислорода двумя путями, то суммарный тепловой эффект в обоих случаях будет одинаков, т.е. с учетом знаков величин ΔН.Возможность такого подхода позволяет рассматривать любую химическую реакцию как протекающую в две стадии:1. исходные вещества разлагаются на простые (состоят из атомов одного типа).2. из этих простых веществ образуются продукты реакции. Согласно закону Гесса, тепловой эффект такого вымышленного процесса остается таким же, как при непосредственном превращении исходных веществ в продукты реакции, что значительно облегчает определение тепловых эффектов реакций.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 385; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!