Podstawowe pojęcia chemiczne

TERMIN – DEFINICJA LUB OBJAŚNIENIE

KOMENTARZ

molekuła (indywidua chemiczne, drobina) –

elementy strukturalne substancji, których

przekształcenia powodują reakcje chemiczne

przykłady molekuł: atomy, jony, cząsteczki

jądro atomowe – centralna część atomu, obdarzona

ładunkiem dodatnim

elementarny ładunek dodatni posiada proton, liczba

protonów w jądrze atomowym to liczba z

1 ładunek elementarny = 1,66

*

10

–19

C

elektron – jeden ze składników atomu; cząstka

obdarzona elementarnym ładunkiem ujemnym

liczba elektronów w atomie jest równa ilości protonów

atom – elektroobojętna drobina zawierająca jądro

atomowe

atom - najmniejsza część pierwiastka chemicznego

zachowująca jego właściwości fizyko – chemiczne.

atomy różnych pierwiastków różnią się ilością

protonów w jądrze atomowym

jon – drobina obdarzona ładunkiem elektrycznym

jon prosty – jon zawierający jedno jądro atomowe

jon złożony – jon zwierający wiele jąder atomowych

kation – jon o ładunku dodatnim

anion – jon o ładunku ujemnym

cząsteczka – elektroobojętna drobina, zawierająca dwa

lub więcej jąder atomowych

cząsteczka - układ co najmniej dwóch atomów

połączonych wiązaniami chemicznymi.

istnieją cząsteczki pierwiastków chemicznych np.: P

4

,

S

8

i cząsteczki związków chemicznych: CH

4

, CO

•

homo atomowa (homo jądrowa) – zbudowana

z identycznych atomów np. S

8

, O

2

•

hetero atomowa (hetero jądrowa) – zbudowana

z atomów różnych pierwiastków np. HCl, H

2

O

ziarnistość materii – polegająca na braku ciągłości,

właściwość materii wynikająca z drobinowej struktury

materii

opis makroskopowy – charakterystyka odwołująca się

do zjawisk widocznych gołym okiem lub

postrzeganych innymi zmysłami

opis mikroskopowy – charakterystyka struktury

materii, bądź przemian chemicznych na poziomie

drobinowym, nie dostępnym bezpośredniej obserwacji

za pomocą zmysłów

substancja chemiczna w ujęciu makroskopowym –

rodzaj materii, którego nie można rozdzielić metodami

fizycznymi na prostsze składniki

substancja chemiczna w ujęciu mikroskopowym –

zbiór jednakowych drobin lub jednakowych

elektroobojętnych zespołów jonów (jednostek

formalnych)

substancjami chemicznymi są pierwiastki i związki

chemiczne

związek chemiczny – w ujęciu mikroskopowym to

zbiór cząsteczek hetero atomowych (hetero

jądrowych)

związek chemiczny – w ujęciu makroskopowym to
substancja złożona, która ulega rozkładowi podczas

reakcji chemicznej na substancje prostsze

atomowa jednostka masy (u) – stosowana do
określania mas molekuł, równa 1,66

*

10

-27

kg

masa atomowa – masa atomu wyrażona w atomowych

jednostkach masy

wzór związku chemicznego - umowny

międzynarodowy zapis cząsteczki związku

chemicznego podający skład jakościowo – ilościowy

jednej cząsteczki.

rodzaje wzorów:

-

sumaryczne - podają tylko skład chemiczny

-

strukturalne – podają skład i zaznaczone są w nim

wszystkie wiązania chemiczne

-

grupowe - podają skład i zaznaczone są w nim

niektóre wiązania chemiczne

wzór empiryczny (elementarny) – wzór, w którym

dla glukozy: C

6

H

12

O

6

wzór elementarny ma postać

indeksy stechiometryczne pozostają w stosunku

możliwie najmniejszych liczb całkowitych

CH

2

O

wiązanie chemiczne – siła oddziaływania między

atomami, powodująca przekształcanie się atomów

w inne drobiny pierwiastków lub związków

chemicznych

wartościowość – liczba wiązań chemicznych

tworzonych przez atom w cząsteczce

wartościowością jonu w związku jonowym jest

bezwzględna wartość jego ładunku

indeksy stechiometryczne – liczby naturalne,

zapisywane we wzorze chemicznym drobiny w dolnym

indeksie, po prawej stronie symbolu pierwiastka

indeksy stechiometryczne wyrażają liczbę atomów

określonego pierwiastka wchodzącego w skład

związku chemicznego

mieszanina – rodzaj materii złożonej z dwu lub

większej ilości substancji, zmieszanych w dowolnym

stosunku

mieszanina jednorodna (roztwór) – mieszanina,

której składników nie można rozróżnić metodami

optycznymi

mieszanina niejednorodna – mieszanina, której

składniki można rozróżnić metodami optycznymi

mieszanie odbywa się na poziomie drobinowym

pierwiastek chemiczny – w opisie makroskopowym to

substancja, która podczas reakcji chemicznych nie

ulega rozkładowi na prostsze

pierwiastek chemiczny – w opisie mikroskopowym to

zbiór identycznych połączonych lub niepołączonych

w cząsteczki atomów o jednakowych własnościach

chemicznych

pierwiastek chemiczny – to zbiór atomów

o identycznej liczbie protonów w jądrze atomowym

lub cząsteczek zbudowanych z atomów o tej samej

liczbie Z

symbol chemiczny pierwiastka – umowny,

międzynarodowy znak złożony z jednej, dwu lub trzech

liter w celu wygodnego zapisania wzorów substancji

chemicznych i ich przemian

sedymentacja – opadanie na dno fragmentów fazy

stałej rozproszonej w cieczy pod wpływem sił

grawitacji

dekantacja – zlewanie cieczy z nad osadu

chromatografia – metoda rozdziału mieszanin

wykorzystująca różnice w szybkości poruszania się

drobin w ośrodkach porowatych (względem

nieruchomej fazy stałej)

destylacja – metoda rozdzielania mieszanin

wykorzystująca różnicę temperatur wrzenia

poszczególnych składników

krystalizacja – proces tworzenia się i wzrostu

substancji stałej z jej nasyconego roztworu w ciekłym

rozpuszczalniku

rozpuszczanie – proces czysto fizyczny lub połączony

z dysocjacją elektrolityczną polegający na rozpadzie
sieci krystalicznej substancji chemicznej i otaczaniu

powstających drobin (cząsteczek lub jonów)

cząsteczkami rozpuszczalnika

roztwarzanie – proces rozpuszczania substancji

połączony z reakcją chemiczną

roztwarzanie metali w kwasach:

Zn + 2HCl = ZnCl

2

+ H

2

solwatacja – otaczanie cząsteczek substancji
rozpuszczonej cząsteczkami rozpuszczalnika

hydratacja – otaczanie cząsteczkami wody

dysocjacja elektrolityczna – rozpad cząsteczek na

jony pod wpływem wody lub innego rozpuszczalnika

o podobnej budowie

reakcja chemiczna – w ujęciu mikroskopowym –

proces, w którym powstają nowe substancje chemiczne

reakcja chemiczna – w ujęciu makroskopowym -

proces, w którym powstają nowe drobiny

równanie reakcji chemicznej – symboliczny zapis

reakcji , na przykład:

aA + bB cC + dD

gdzie a, b, c, d to współczynniki stechiometryczne

A, B to wzory substratów

C, D - to wzory produktów

oznacza kierunek reakcji chemicznej

Oznaczenia reakcji: „=” dla uzgodnionych procesów

„ ” dla reakcji biegnących praktycznie w jedną

stronę

„ „ dla reakcji biegnących do stanu równowagi

chemicznej

„ „

dla zaznaczenia stanu równowagi chemicznej

współczynniki stechiometryczne – liczby zapisywane

przed wzorami reagentów w równaniu reakcji

chemicznej

współczynniki określają liczbę drobin reagentów

w równaniu reakcji

reagenty – substancje biorące udział w reakcji

substraty – reagenty ulegające przemianie chemicznej

zapisywane po lewej stronie równania

produkty

–

reagenty

powstające

w

procesie

chemicznym

zapisywane po prawej stronie równania

synteza – reakcja, w wyniku której z jednej substancji
powstaje jednen produkt

analiza (rozkład) – reakcja w wyniku której z jednego
substratu powstaje kilka produktów

reakcja wymiany pojedyńczej – reakcja biegnąca
według schematu:

A + BC = AC + B

reakcja wymiany pojdwójnej– reakcja biegnąca
według schematu:

AB + CD = AC + BD

hydrat – substancja zawierająca w swoim składzie
cząsteczki wody, przy czym ich ilość jest ściśle
określona

hydraty występują w stanie stałym i mają budowę

krystaliczną

np.: CuSO

4

*

5H

2

O – to

siarczan (VI) miedzi (II) – woda – (1/5)

alotropia - zjawisko występowania tego samego
pierwiastka chemicznego w odmianach różniących
się pomiędzy sobą budową cząsteczki (O

2

, O

3

) lub sieci

krystalicznej (siarka rombowa, jednoskośna)

odmiany alotropowe różnią się właściwościami

fizycznymi i reaktywności chemiczną

polimorfizm - zjawisko występowania tego samego
związku

chemicznego

w

różnych

odmianach

krystalograficznych ( CaCO

3

–kreda i marmur).

izomorfizm - zjawisko tworzenia przez różne związki

chemiczne identycznych sieci krystalograficznych

o zbliżonych rozmiarach, przez co nie da się ich

rozdzielić przez krystalizację (zawsze powstaje

kryształ mieszany, drobiny wzajemnie się zamieniają

w swoich sieciach )

właściwości chemiczne – zdolność do reagowania

z innymi substancjami

właściwości fizyczne – najważniejsze to: barwa,

temperatury przemian fazowych, stan skupienia,

przewodnictwo cieplne i elektryczne, gęstość,

kowalność, kruchość, twardość

proces fizyczny – proces, w wyniku którego zmieniają

się własności fizyczne ale nie zmieniają się substancje

budujące układ

układ – część przestrzeni poddawana obserwacji

warunki normalne – warunki fizyczne odpowiadające

temperaturze 0

0

C (273K), i ciśnieniu 1013 hPa (1 atm)

skala Celsjusza - skala temperatur opracowana na

podstawie temperatury topnienia lodu i wrzenia wody

pod ciśnieniem atmosferycznym

skala Kelvina – skala temperatur opracowana na

podstawie teoretycznych obliczeń, rozpoczyna się od

0K czyli najniższej temperatury, która może istnieć na

Ziemi

0K = -273,16

0

C

T(K) = t(

0

C) + 273,16

tablica Mendelejewa – układ okresowy

pierwiastków – tablica w której umieszczono symbole

wszystkich pierwiastków chemicznych,

uporządkowanych tak by w grupie i okresie wzrastał

ładunek jądra atomowego

grupa – pionowa kolumna zawierająca pierwiastki
o zbliżonych właściwościach fizyko - chemicznych

nazwa wywodzi się od nazwy 1 pierwiastka w grupie

(wyjątek grupa 1)

okres – poziomy wiersz zawierający symbole

pierwiastków, których własności zmieniają się

w sposób stopniowy i systematyczny

przemiana fazowa – przemiana stanu skupienia –

proces fizyczny polegający na zmianie stanu skupienia

materii danej substancji chemicznej

topnienie – przejście ciała stałego w ciecz

krzepnięcie – przejście cieczy w ciało stałe

parowanie – przejście cieczy w gaz
skraplanie – przejście gazu w ciecz

sublimacja - przejście ciała stałego w stan gazowy z

pominięciem fazy ciekłej

resublimacja – przejście gazu w stan stały z

pominięciem fazy ciekłej

* - szczególnym przypadkiem parowania jest

wrzenie, czyli parowanie całą objętością cieczy

( zachodzi, gdy ciśnienie pary nasyconej jest równe

ciśnieniu zewnętrznemu)

para nasycona – to para pozostająca w równowadze

termodynamicznej ze swoją cieczą (w tej samej

jednostce czasu taka sama ilość drobin substancji

przechodzi ze stanu ciekłego w gazowy jak i odwrotnie)

stan skupienia materii – określenie form

uporządkowania drobin tej samej substancji względem

siebie

ciało stałe

a) anizotropowe

•

ściśle określona temperatura topnienia zależna
wyłącznie od ciśnienia

•

budowa uporządkowana, krystaliczna

•

zależność właściwości fizyko-chemicznych od
kierunku

w krysztale(łupliwość, przewodnictwo elektryczne)
b) izotropowe

•

topiąc się przechodzą przez stan półpłynny ( szkło,
asfalt)

•

brak uporządkowanej budowy

•

właściwości fizyko-chemiczne nie zależą od
kierunku

ciała stałe – w chemii i fizyce rozumiemy jako

substancję anizotropową

sieć krystaliczna - pojęcie abstrakcyjne, matematyczne

oznaczające periodycznie powtarzające się

w przestrzeni uporządkowanie drobin (ściśle określone

są kąty i odległości ).

Molekułą (drobiną) może być:

-

atom (sieć atomowa – grafit, diament,
fullereny, poliyny, nanorurki)

-

jon (sieć jonowa - NaCl)

-

cząsteczka (sieć cząsteczkowa,
molekularna – piasek, skroplony CO

2

)

komórka

elementarna

–

najmniejsza

figura

elementarna, której przestrzenne rozmieszczenie
umożliwia odtworzenie sieci krystalicznej danej
substancji
liczba koordynacji – liczba drobin (atomów, jonów
przeciwnego znaku, cząsteczek, które otaczają daną
drobinę w sieci krystalicznej)

warunki skroplenia gazu – wysokie ciśnienie (by do
głosu doszły siły miedzy cząsteczkowe, które działają
na bardzo niewielkich odległościach) oraz niska
temperatura (by drobiny nie posiadały energii większej
od energii sił międzycząsteczkowych, czyli by zbliżone
do siebie pozostały obok)

Podział substancji chemicznych

•

substancje proste (pierwiastki chemiczne)

pierwiastki chemiczne
w temperaturze pokojowej są gazami: H

2

, O

2

, O

3,

N

2

,

F , Cl gazy szlachetne jako pojedyncze atomy

•

substancje złożone (mieszaniny i związki
chemiczne)

F

2

, Cl

2,

gazy szlachetne jako pojedyncze atomy

w temperaturze pokojowej są cieczami: Br

2

, Hg

w temperaturze pokojowej są ciałami stałymi:
wszystkie pozostałe

Metody rozdziału mieszanin

•

niejednorodnych
sedymentacja (opadanie na dno pod wpływem sił
grawitacji), sączenie, dekantacja (zlewanie znad
osadu), odparowanie rozpuszczalnika, wymrożenie
składnika,

... inne wykorzystujące różnice

w temperaturach przemian fazowych

•

jednorodnych

destylacja, ekstrakcja (wypłukiwanie), chromatografia

mieszaniny

związki chemiczne

fizyczne

metody otrzymywania

i rozdziału

chemiczne

dowolne

stosunki stechiometryczne

ściśle określone

takie same

własności składników (substratów)

zupełnie inne