Względna masa atomowa [u] - to liczba określająca ile razy masa atomu danego izotopu (nuklidu) jest większa od 1/12 masy atomu węgla ¹²C.

Bezwzględna masa atomowa - rzeczywista masa danego izotopu 1u = 1,66 * 10^-24g

Mol - ilość danej substancji złożonej tego samego rodzaju. Ilość cząsteczek jaka znajduje się w 12 gramach węgla.

Materia podlega przemianom:

1. fizycznym - zachodzą przy niezmienionym składzie zw. chem. np. topnienie, krystalizacja

2. chemicznym - zwane reakcjami chemicznymi, w wyniku których następuje zmiana istoty i własności danej substancji, powstają nowe substancje o nowych właściwościach fizycznych i chemicznych.

Kwasy - tlenowe i beztlenowe ogólny wzór: H⁺xR

Materia

Sole - są tlenowe i beztlenowe

Powstawanie:

Metal + kwas sól + H₂

Metal + wodorotlenek sól + H₂

Wodorotlenek + kwas sól + H₂O

Tlenek zasadowy + kwas sól + H₂O

Wodorotlenek + tlenek kwasowy sól + H₂O

Tlenek zasadowy + tlenek kwasowy sól

Prawo zachowania masy - suma mas produktów jest równa sumie mas substratów (dotyczy przemian chemicznych w których zachowana jest proporcja).

Każdej przemianie chemicznej towarzyszy przemiana energetyczna:

1. egzoenergetyczna - reakcja z pobraniem ciepła

2. endoenergetyczna - reakcja z wydzieleniem ciepła

Prawo stosunków stałych (Proust'a) - stosunek ilości wagowych pierwiastków łączących się w dany związek chemiczny jest stały.

Prawo stosunków wielokrotnych (Daltona) - jeżeli dwa pierwiastki tworzą ze sobą dwa lub więcej związków chemicznych to ilości wagowe jednego z nich łączące się w tych związkach z tą samą ilością wagową drugiego mają się do siebie jak proste liczby naturalne.

Prawo objętościowe (Gay-Lussaca) - objętości substancji gazowych (mierzone w tej samej temperaturze i ciśnieniu) biorące udział w reakcji chemicznej mają się do siebie jak proste liczby naturalne.

Hipoteza Avogadro - zgodnie z tą hipotezą objętość różnych gazów znajdujących się w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniem zawierają jednakową liczbę cząsteczek.

Liczba Avogadro - N_A= 6,023 * 10²³ [mol^-1]

Atom - w normalnym stanie jest elektrycznie obojętny. Jądro zawiera całkowitą liczbę dodatnich ładunków elementarnych równą liczbie elektronów (^AX A- liczba masowa, Z - liczba atomowa)

Elektron - był najwcześniej poznanym elementem składowych atomu. Został odkryty podczas badań nad promieniowaniem katodowym.

Liczba atomowa Z - liczba dodatnich ładunków elementarnych. Jest to wielkość która decyduje o liczbie elektronów zawartych w atomie i o jego właściwościach chemicznych.

Liczba masowa A - suma mas protonów i neutronów zawartych w jądrze

Izotopy - są to atomy tego samego pierwiastka ale, które różnią się swoją masą.

Nuklidy - atomy poszczególnych pierwiastków.

Energia wiązania - jest to efekt masy przeliczony zgodnie z E=mc² ale odniesiony do jednego nukleonu. Wartość energii wiązania jest miarą trwałości jądra atomowego - jest to energia potrzebna do utrzymania elektronów w jądrze.

Reguła Fayansa Saddy'ego - wg reguły w prostych reakcjach następuje utworzenie nowego pierwiastka

Teoria korpuskularna budowy atomu (dualizm elektronowy)

Podstawy teorii falowej światła stworzył Hugghens, przyjmował, że rozchodzenie się światła polega na rozchodzeniu się w przestrzeni fal o bliżej nieokreślonej naturze. Odmienne poglądy miał Newton, twórca teorii korpuskularnej, przedstawiając światło jako strumień cząstek. Teoria ta została jednak odrzucona przy rozpoczęciu badań zjawisk dyfrakcji i interferencji światła.

Ciało doskonale czarne - nazywany ciało całkowicie pochłaniające wszystkie rodzaje promieniowania elektromagnetycznego bez względu na długość fali. Właściwości zbliżone do ciała doskonale czarnego posiada sadza. Stwierdzono, że każde ciało zdolne do pochłaniania energii promienistej, jest także zdolne do jej emitowania, tzn. wysyłania promieni o tej samej długości fali.

Założenie Planca - Planc założył, że światło jest emitowane i pochłaniane przez ciało doskonale czarne nie w sposób ciągły lecz porcjami, które nazwał kwantami energii. Wielkość kwantu energii jest wprost proporcjonalna do częstości drgań promieniowania emitowanego lub pochłanianego. E = h*v (v-częstość drgań, h - stała Planca)

Kwanty energii są tym większe im większa jest częstość drgań czyli im krótsza jest emitowana fala.

Efekt fotoelektryczny - zjawisko polega na emitowaniu elektronów z powierzchni płytki metalu np. potasu, na którą pada promieniowanie nadfioletowe.

Praca wyjścia - jest to pewna energia której dostarczenie potrzebne jest do wyrwania elektronów z powierzchni metalu E = h * v

Zasada nieoznaczoności Heisenberg'a - w przypadku cząstek elementarnych równoczesne dokładne oznaczenie położenia i pędu jest niemożliwe. Im dokładniejszy pomiar pędu, tym mniej dokładny staje się pomiar położenia cząstki elementarnej (i odwrotnie).

Teoria falowa - zgodnie z tą teorią natężenie promieniowania - ilość energii przenoszona przez przekrój o powierzchni jednostkowej jest wprost proporcjonalna do kwadratu amplitudy fali świetlnej.

Funkcje falowe (spełniające warunki):

1. są skośne (nie ma sensu prawdopodobieństwo +,- nieskończoności)

2. są jednoznaczne (danemu punktowi w przestrzeni można przypisać tylko jedną wartość prawdopodobieństwa)

3. są ciągłe

Funkcje, które spełniają te warunki określa się jako porządne.

Reguła Pauliego - w atomie nie mogą występować elektrony, które nie różnią się przynajmniej jedną liczbą kwantową. Wynika z tego, że jeden orbital o liczbach kwantowych n, l, m może opisywać zachowanie się co najwyżej dwóch elektronów różniących się spinową liczbą kwantową.

Elektrony walencyjne - decydują o wartościowości pierwiastka i jego położeniu w ukł. okr.

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s²

Reguła Hunda - orbitle zdegenerowane (o takiej samej wartości energetycznej) przyporządkowane są kolejno elektronom w taki sposób, by liczba nie sparowanych elektronów w stanie podstawowym atomu była możliwie największa.

Liczby kwantowe:

1. Główna liczba kwantowa [n] - możliwe wartości (1,2,...) - decyduje o rozmiarach orbitalu

2. Orbitalna liczba kwantowa [l] - możliwe wartości [0...(n-1)] - decyduje o kształcie orbitalu

3. Magnetyczna liczba kwantowa [m] - rzut wektora orbitalnego momentu pędu, ma wyróżniony kierunek

4. Spinowa liczba kwantowa [m_s] - (+1/2; -1/2) - brak odniesienia do jakichkolwiek wartości

Wiązania chemiczne - wytwarzają się w skutek oddziaływań elektrostatycznych pomiędzy elektronami i jądrami łączących się atomów. Charakter wiązania chemicznego i jego właściwości zależą od: ładunku jądra atomowego, konfiguracji elektronowych, rozmiarów łączących się atomów. Aby mogły powstać wiązania atomy muszą się zbliżyć na pewną odległość.

Budowa związku chemicznego zależna jest od:

1. podstawowej długości wiązania

2. kształtu cząsteczki (płaski lub liniowy)

3. kątu wiązania pomiędzy atomami tworzącymi cząsteczkę

4. momentu cząsteczki

5. magnetycznej właściwości chemicznej

Moc wiązania (energia wiązania) - jest to różnica między energią izolowanych atomów a minimum energii w cząsteczce. Jest to energia niezbędna do rozerwania wiązań między atomami w cząsteczce. Im moc wiązania jest większa tym dane połączenie jest trwalsze.

Wiązanie jonowe - wg Kossela jeżeli powstaje wiązanie jonowe atomy pierwiastka określonego jako elektrododatni tracą swoje elektrony walencyjne na rzecz drugiego pierwiastka elektroujemnego.

Wiązanie metaliczne - odznacza się obecnością luźno związanych elektronów, które mogą się łatwo przesuwać pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego.

Heterojądrowe cząsteczki dwuatomowe - wiązanie w dwuatomowych cząsteczkach hetero tzn. zawierających jądra dwóch różnych pierwiastków rozpatruje się podobnie jak wiązanie w cząsteczkach homojądrowych. Orbitale muszą spełniać warunki jednakowej symetrii w stosunku do osi wiązania.

ELEKTROUJEMNOŚĆ

Dipol - cząsteczka, w której można wyróżnić biegun dodatni i ujemny

Moment dipolowy - jest to iloczyn bezwzględnej wartości ładunku elektrycznego, zawartego w jednym z biegunów oraz odległości biegunów.

Elektroujemność - jest wielkością charakteryzującą tendencję atomu znajdującego się w cząsteczce do przyciągania ku sobie elektronów.

Orbitale cząsteczkowe - w cząsteczce CH₄ powstaje przez nakładanie się orbitali walencyjnych atomu węgla z orbitalami walencyjnymi czterech atomów wodoru.

Ligandy proste: H^- , O^2- , OH^- (hydrokso), S^2-, I^- , CN^-, F^-, NO₃^-

Ligandy obojętne: H₂O, NH₃, CO, NO

W związkach kompleksowych poszczególnym atomom przypisuje się określoną liczbę ligandów. LK - liczba koordynacyjna

Kation - atom o ładunku dodatnim

Anion - atom o ładunku ujemnym

Wiązanie atomowe - pierwiastek elektroujemny + pierwiastek elektroujemny

Reakcja syntezy - powstawanie związków chemicznych z pierwiastków lub substancji bardziej złożonych - z prostych związków chemicznych

A + B AB

Reakcja analizy - rozpad związków złożonych na proste

AB A + B

Reakcje wymiany:

AB + C A + BC np. soli, kwasów

Tlenki kwasowe reagują z zasadami. (tl niemetali)

Tlenki zasadowe reagują z kwasami. (tl metali)

Tlenki amfoteryczne reagują z kwasami i zasadami.

PH roztworu jest to ujemny logarytm ze stężeń jonów wodorowych

Reakcja hydrolizy - jest to reakcja w której jony rozpuszczanej soli reagują z jonami wody.

Liczba koordynacyjna - liczba grup atomów otaczających jon lub atom centralny.

Iloczyn rozpuszczalności - iloczyn dwóch stałych daje nową stałą zwaną il. rozp. zw. AB

Dysocjacja - rozpad elektrolitu na jony w wodzie.

Stopień dysocjacji -
jest określony stosunkiem liczby zdysocjowanych cząsteczek X do początkowej liczby cząsteczek tej substancji

Ogniwo galwaniczne Daniella.

Jednym z najbardziej znanych ogniw galwanicznych jest ogniwo Daniella. Składa się ono z dwóch płytek metalowych - cynkowej i miedzianej, zanurzonych w roztworach wodnych swych soli. Cynk w roztworze ZnSO­₄ , miedź w roztworze CuSO₄ . naczynie w którym znajdują się elektrolity i elektrody rozdzielone jest porowatą przegrodą, która zapobiega mieszaniu się roztworów, natomiast pozwala na wędrówkę jonów. Elektrody cynkową i miedzianą nazywa się biegunami ogniwa. Jeżeli te bieguny połączyć przewodem metalowym z odbiornikiem np. żarówką, przez obwód płynie prąd.

CHARAKTERYSTYKA STANU GAZOWEGO

Gazy - to ciała, które nie mają określonego kształtu i objętości. Dzięki swej zdolności do rozprężania się przyjmują one kształt i objętość naczynia w którym się znajdują.

Prawa gazu doskonałego:

• cząsteczki to kule doskonale sprężyste, bezwymiarowe

• nie oddziałują na siebie

• cząsteczki gazu doskonałego znajdują się w ciągłym ruchu, jest to ruch prostoliniowy, chaotyczny

Objętość gazu zależy od ciśnienia. Dla danej temperatury zależność tę można wyznaczyć za pomocą równania empirycznego:

Równanie to nazywa się równaniem winalnym. Wartość współczynników winalnych (K₁,K₂...) dobiera się na podstawie doświadczeń. W przypadku dostatecznie dużej objętości, a małego ciśnienia wyrazy te możemy pominąć, wówczas równanie przybiera postać: pV = K­₁

Dla jednego mola substancji równanie ma postać: pV = RT R - stała gazowa

Dla n - moli cząsteczek gazu równanie ma postać: pV = nRT (równanie Clapperon'a)

Prawo Boyla - Mariotta (przemiana izotermiczna) - w stałej temperaturze iloczyn ciśnienia i objętości gazu doskonałego zachowuje stałą wartość p * V = constans T= constans

Prawo Gay - Lussaca (przemiana izobaryczna) - pod stałym ciśnieniem objętość gazu doskonałego zmienia się wprost proporcjonalnie do jego temperatury.

Kinetyczna teoria gazów - zakłada, że gazy składają się z ogromnej liczby małych cząstek, doskonale sprężystych poruszających się bezwładnie we wszystkich kierunkach. Tory ruchu są prostoliniowe, a kierunek ruchu ulega zmianie jedynie w czasie zderzeń z innymi cząsteczkami lub ścianami naczynia. Cząsteczki poruszają się z różną prędkością.

GAZY RZECZYWISTE I RÓWNANIE VAN DER WAALSA

Gazy rzeczywiste wykazują odchylenia od praw gazu doskonałego, gdyż cząsteczki gazów rzeczywistych mają skończone wymiary i zajmują swoją objętością ułamek objętości całkowitej gazu oraz w swych ruchach oddziałują na siebie. Te różnice w gazach rzeczywistych powodują występowanie odchyleń od praw gazu doskonałego.

Dostosowanie równania gazów rzeczywistych przedstawił Van Der Waals wprowadzając poprawki na objętość molową gazu i na wzajemne oddziaływanie cząsteczek gazu.

a, b - stałe dla indywidualnych gazów.

Siły przyciągania pomiędzy cząsteczkami to siły Van der Waalsa

Termodynamika - określa prawa przemian w układach makroskopowych np. temp., cisn., C_w

Układ - jest to obiekt „pewna część przyrody, której zachowanie się w rozważanym procesie nas interesuje”

Otoczenie - wszystko co znajduje się poza układem

Parametry stanu - to wielkości fizyczne, których liczbowe wartości są charakterystyczne dla danego rozważanego układu. Każdorazowy stan układu to wynik procesów w nim zachodzących.

Reguła Gibbs'a - określa ogólne warunki równowag fazowych w układach jedno i wieloskładnikowych.

Z reguły faz wynika, że jeżeli układ jest zbudowany z jednego składnika s=1, to licza stopni swobody z = 3 - f

Faza - część chomogoniczna układu dająca się odróżnić pod względem właściwości fizycznych, ograniczonych określonymi powierzchniami.

Przemiany zachodzące w układzie:

• przemiana odwracalna - następuje w obu kierunkach bez zmiany w otoczeniu, ciśnienie po obu stronach jest takie samo

• przemiana nieodwracalna - zachodzi tylko w określonym kierunku

Funkcja stanu - funkcja, której zmiana nie zależy od drogi a jedynie od stanu początkowego i końcowego. ΔU = U₂ - U₁

Energia zewnętrzna - energia kinetyczna ruchu całego układu względem otoczenia, energia potencjalna układu w zewnętrznym polu sił zależy od wzajemnego położenia ciał.

Energia wewnętrzna - całkowity zapas jakiegoś ciała.

Reakcje zachodzące w układzie:

• egzoenergetyczne - przebiegają z przekazywaniem energii z układu do otoczenia, mogą zachodzić samorzutnie, układ znajdujący się w minimum energii jest trwalszy.

• endoenergetyczne - przebiegają z przekazywaniem energii z otoczenie do układu, proces wymuszony, reakcja będzie przebiegać tak długo jak długo do układu dostarcza się energię

reakcja egzotermiczna - przeprowadzona w warunkach izotermicznych, izobarycznych powoduje przekazanie energii na sposób ciągły z układu do otoczenia

• reakcja endotermiczna - wymaga dopływu energii na sposób ciepła z otoczenia do układu

Pierwsza zasada dynamiki - prawo stwierdzające, że w układzie izolowanym, który nie wymienia z otoczeniem ani energii w jakiejkolwiek postaci ani żadnej substancji, całkowita ilość energii pozostaje stała, mogą natomiast ulegać przemianie jedna w drugą różne formy energii.

Entalpia - jest równa sumie energii wewnętrznej i iloczynowi ciśnienia i objętości H =E_w + pV

Prawo Hessa - ciepło reakcji mierzone w warunkach izotermiczno-izochorycznych jak i ciepło mierzone w warunkach izotermiczno-izobarycznych zależą tylko od stanu początkowego oraz od stanu końcowego, nie zależą natomiast od drogi na jakiej dana reakcja została przeprowadzona.

Roztwory gazów w cieczach - rozpuszczalność gazów w cieczach na ogół nie jest duża. Wyjątkowo duże rozpuszczalności wykazują gazy, których cząsteczki wchodzą w oddziaływanie chemiczne z cieczą.

Prawo Henrego - w stałej temperaturze masa m gazu rozpuszczonego w określonej objętości cieczy jest wprost proporcjonalna do jego ciśnienia p nad cieczą m = k ⋅ p

Reguła Browna da Choteliera (reguła przekory) - jeżeli stan równowagi zostanie zakłócony to zawsze w tym układzie rozpoczyna się przemiana, która dąży do przywrócenia tego stanu.

Rozpuszczalność cieczy w cieczach - ciecze mogą się rozpuszczać w cieczach w sposób nieograniczony, częściowo lub nie podlegać procesowi. Proces rozpuszczania cieczy w cieczach prowadzi do tworzenia mieszanin jednorodnych.

Roztwory ciał stałych w cieczach - proces rozpuszczania ciała stałego w cieczy jest procesem odwracalnym, dochodzącym do określonego stanu równowagi.

Roztwór przesycony - to roztwór o większym stężeniu niż stężenie roztworu nasyconego w danej temperaturze. Stan przesycenia roztworu jest stanem pozornie trwałym.

Trzy etapy procesu rozpuszczania:

1. rozpad zasocjowanych cząstek rozpuszczalnika (wiąże się z pobraniem energii)

2. proces solwatacji (przebiega z wydzieleniem energii)

3. niszczenie sieci krystalicznej

Proces ten zależy od:

• procesu mieszania

• zwiększania procesu rozpuszczania

• temperatury

• rozdrobnienia substancji

Prawo Raulta - względne obniżenie prężności pary nasyconej nad roztworem równa się ułamkowi molowemu substancji rozpuszczonej. Prawo to stosuje się tylko do roztworów silnie rozcieńczonych.

Temperatura wrzenia - to temperatura w której prężność pary nasyconej danej cieczy osiąga wartość równą ciśnieniu zewnętrznemu. Zwykle odnosi się ją do ciśnienia atmosferycznego.

Temperatura krzepnięcia - wyznaczana jest przez punkt określający temperaturę współistnienia wody ciekłej i lodu pod ciśnieniem atmosferycznym.

Kinetyka reakcji chemicznych:

Reakcje mogą przebiegać aż do zupełnego wyczerpania wszystkich lub przynajmniej jednego z substratów . Reakcja może zachodzić w kierunku przeciwnym na skutek zderzeń pomiędzy cząsteczkami produktów

Szybkość reakcji - stosunek zmiany substratów w czasie. Im większa jest szybkość reakcji tym czas trwania reakcji chemicznej jest krótszy.

Szybkość reakcji zależy od:

• rodzaju oraz stężenia substancji reagujących

• temperatury

• ciśnienia

• wartości promieniowania elektromagnetycznego

• rodzaju rozpuszczalnika

• stopnia rozdrobnienia i intensywności mieszania

Katalizator - substancja która przyspiesza reakcje chemiczne a po zakończeniu reakcji pozostaje nie zużyta (metale lub tlenki)

Reguła Van't Hoffe - wg niej szybkość reakcji chemicznej wzrasta od 2 do 4 razy za wzrostem temperatury o 10°C.

Teoria kompleksu aktywnego - odnosi się nie tylko do układów o fazie gazowej ale także do układów w fazie ciekłej i stałej.

Teoria ta opiera się na następujących postulatach:

1. w przypadku tworzenia się reakcji chemicznej powstaje produkt przejściowy, który jest nietrwały (aktywny kompleks)

2. kompleks aktywny może powstać z różną szybkością, która zależy od stężenia kompleksu aktywnego i rozpadu na ostateczne produkty

Energia aktywacji - minimalna wartość sumy energii kinetycznej i energii wiązań

E_aktywacji = E_kinetyczna + E_wiązań = constans

W teorii aktywacji wyróżnia się reakcje egzoenergetyczne oraz endoenergetyczne.

Odwracalność - przeprowadzana reakcja chemiczna może zachodzić w obu kierunkach a pozostałe produkty można przeprowadzić do stanu substratów, lecz w większości reakcji należy zmienić warunki w obu kierunkach. Przyjmuje się, że większość reakcji jest procesami odwracalnymi.

Prawo działania mas (Guldberg, Waage) - stwierdza, że w stanie równowagi iloczyn ułamków molowych produktów reakcji podniesiony do odpowiednich potęg, podzielony przez iloczyn ułamków molowych substratów reakcji również podniesiony do odpowiednich potęg ma wartość stałą.

---