CHEMIA Z MATERIAŁOZNASTWEM

zdzisł[e-mail] pok.289 tel. [phone]

Substancje dzieli się na:

- proste czyli pierwiastków

- złożone czyli związki chemiczne oraz mieszaniny

Pierwiastki – dzieła się na metale i niemetale. 90 pierwiastków występuje w przyrodzie, a pozostałe otrzymano sztucznie, drogą reakcji jądrowych.

Mieszaniny – dzielą się na jednorodne i niejednorodne. Możemy je rozdzielić na składniki za pomocą metod fizycznych.

Związek chemiczny – nie jest mieszaniną, nie można go rozbić za pomocą metod fizycznych

Zjawiska fizyczne – są to przemiany, które nie prowadzą do powstania nowych substancji i nie zmieniają właściwości chemicznych substancji.

Reakcje chemiczne – przemiany, które prowadzą do powstania nowych substancji o zupełnie innych właściwościach chemicznych.

Pierwiastki chemiczne – substancje proste, których nie można rozłożyć na prostsze za pomocą reakcji chemicznych.

Związki chemiczne – substancje złożone z co najmniej dwóch pierwiastków połączonych ze sobą trwale.

Symbole pierwiastków chemicznych i wzory związków chemicznych pozwalają zapisać przebieg reakcji chemicznej w sposób prosty.

Reakcje chemiczne – dzielimy na reakcje:

- analizy

-syntezy

- wymiany (np. reakcja utleniania – redukcji)

Oddawanie elektronów – utlenianie (dezelektronacja) połączenia tlenu do reduktora, utleniacz to substancja która oddaje tlen (redukuje się)

Przyjmowanie elektronów – redukcja (elektronacja) – redukcja to odłączanie tlenu od utleniacza reduktor to pierwiastek który przyłącza tlen utlenia się reakcja utlenienie – reakcji to reakcja „REDOX”

Ze względów energetycznych reakcje dzieli się na:

Egzotermiczne – reakcje chemiczne lub jądrowe w wyniku której wyzwala się do otoczenia energia w dowolnej postaci (reakcji egzoenergetycznej nie należy mylić z reakcją egzotermiczna która można, lecz nie musi być procesem egzoenergetycznym – nie będzie nim, jeśli praca sił zewnętrznych przewyższy ciepło oddane przez układ do otoczenia

Endoenergetyczna – reakcja chemiczna która pochłania energie z otoczenia w dowolnym procesie (reakcji endoenergetycznej nie należy mylić z reakcją endotermiczna ,która może ….)

Równanie reakcji chemicznych to skrócony symboliczny zapis przemian zachodzących podczas reakcji chemicznej, zgodnie z prawem zachowania masy

Substraty – substancje użyte do reakcji

Produkty – substancje otrzymane w wyniku reakcji

Reagenty – substancje biorące udział w reakcji (substraty i produkty)

Współczynnik stechiometryczny – liczby poprzedzające symbol lub wzór w równaniu reakcji, które określają liczbę atomów lub cząsteczek reagentów np.

4Na + O₂→ 2Na₂O

4 atomy sodu reagują z jedną dwuatomową cząsteczką tlenu 2 cząsteczki tlenku sodu.

Typy reakcji chemicznych

Syntezy - z dwóch lub wiecej substratów powstaje jeden produkt

A+B → AB

C + O₂→ CO₂

Analizy – jeden substrat rozkłada się na dwa lub więcej produktów

AB → A+B

2HgO→ 2Hg +O₂

Wymiany – z dwóch lub więcej substancji powstaje dwa lub więcej produkty, wymiana prosta (pojedyncza)

A+BC →AB+C

CO₂ +2Mg → C +2MgO

Wymiana złożona (podwójna)

AB+CD→AC+BD

BaS + Ag₂SO₄ →Ag₂S + BaSO₄

Typy reakcji chemicznych w związkach organicznych:

Reakcja substytucji (podstawienie) zachodzi wtedy gdy w cząsteczce reagenta jeden atom lub grupa funkcyjna zostanie zastąpiona przez inny atom lub grupę funkcyjną. Reakcja chemiczna alkanów –podstawienie atomu wodoru atomem chloru

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl +HCl

Reakcja addycji (przyłączania) – przyłączanie do atomów węgla połączonych wiązaniem wielokrotnym związku chemicznego. Następuje rozerwanie wiązań wielokrotnego połączenia chloru do cząsteczki eteru

Reakcja eliminacji – następuje, gdy odczynnik spowoduje oderwanie się prostej cząsteczki od reagenta. W reakcjach tych powstaje wiązanie wielokrotne między atomami węgla

Mieszaniny

Mieszanina jednokrotna – mieszania, której nie można zobaczyć gołym okiem ani za pomocą prostych przyrządów optycznych

Mieszanina niejednorodna – mieszanina, której składniki można zobaczyć gołym okiem lub za pomocą prostych przyrządów optycznych

Rodzaje mieszanin

Sączenie (filtracja) dekantacja i sedymentacja to sposób rozdzielania niektórych mieszanin niejednorodnych

Odparowanie np. wody, krystalizacja i destylacja to sposoby rozdzielania niektórych mieszanin jednorodnych

Pierwiastki chemiczne

Pierwiastek chemiczny – podstawowe pojęcia posiadają dwa znaczenia

- zbiór wszystkich atomów posiadających jednakowa protonów w jądrze

- substancja chemiczna która składa się wyłącznie z atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze

W odpowiednich warunkach atomy pierwiastków mogą łączyć się z sobą tworząc związki chemicze. Niemal cała znana materia składa się z pierwiastków chemicznych w pierwszym znaczeniu, które występują albo w stanie wolnym albo w formie związków chemicznych i innych mieszanin.

Pierwiastki w drugim znaczeniu tego słowa występują na Ziemi w formie czystej stosunkowo rzadko i poza nielicznymi przypadkami (takimi jak np. miedź rodzima) trzeba je celowo wyodrębniac z mieszanin.