Mi az a kémia? S-elemek kémiája Mi a kémia, mint tantárgy.

Az s-elemek kémiája.

Tipikus képviselők, alkalmazás.

Akhmetdinova Yu., Gataullina O., Solodovnikov A.

Az IA és az IIA csoportok elemeinek általános jellemzői

Az IA csoportba tartozik a lítium, nátrium, kálium, rubídium és cézium. Ezeket az elemeket lúgos elemeknek nevezzük. Ugyanebbe a csoportba tartozik a mesterségesen előállított, kevéssé vizsgált radioaktív (instabil) elem, a francium. Néha a hidrogén is szerepel az IA csoportban. Így ebbe a csoportba mind a 7 időszak elemei tartoznak.

A IIA csoportba tartozik a berillium, magnézium, kalcium, stroncium, bárium és rádium. Az utolsó négy elemnek van egy csoportneve - alkáliföldfémek.

A tizenhárom elem közül négy található a legnagyobb mennyiségben a földkéregben: Na ( w=2,63%), K ( w= 2,41%), Mg ( w= 1,95%) és Ca ( w= 3,38%). A többi sokkal kevésbé gyakori, és a francium egyáltalán nem található.

Ezen elemek atomjainak pályasugara (a hidrogén kivételével) 1,04 A (berillium) és 2,52 A (cézium) között változik, azaz minden atomra meghaladja az 1 angströmet. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy ezek az elemek valódi fémképző elemek, a berillium pedig amfoter fémképző elem. Az IA csoport elemeinek általános vegyértékelektronikai képlete a ns 1, és IIA csoport elemei – ns 2 .

Az atomok nagy mérete és a vegyértékelektronok kis száma oda vezet, hogy ezen elemek atomjai (a berillium kivételével) hajlamosak feladni vegyértékelektronjaikat. Az IA csoportba tartozó elemek atomjai adják fel legkönnyebben vegyértékelektronjaikat, míg az alkáli elemek atomjaiból egyszeres töltésű kationok, az alkáliföldelemek és a magnézium atomjaiból pedig kettős töltésű kationok képződnek. Az alkáli elemek vegyületeinek oxidációs foka +1, az IIA csoportba tartozó elemeké +2.

Az ezen elemek atomjai által alkotott egyszerű anyagok fémek. A lítiumot, nátriumot, káliumot, rubídiumot, céziumot és franciumot alkálifémeknek nevezzük, mert hidroxidjaik lúgosak. A kalciumot, a stronciumot és a báriumot alkáliföldfémeknek nevezzük. Ezen anyagok kémiai aktivitása az atomsugár növekedésével nő.

E fémek kémiai tulajdonságai közül a legfontosabbak redukáló tulajdonságaik. Az alkálifémek a legerősebb redukálószerek. A IIA csoportba tartozó elemek fémei szintén erős redukálószerek.

Az egyes s-elemek tulajdonságairól bővebben az adatbázisban olvashat

KÉMIA

olyan tudomány, amely az anyagok szerkezetét és átalakulásait vizsgálja, az összetétel és (vagy) szerkezet változásaival együtt. Chem. szent dolgok (átváltozásaik; lásd Kémiai reakciók) határozza meg Ch. arr. külső állapot atomokból és molekulákból álló anyagokat alkotó elektronikus héjak; magok állapota és belső elektronok a kémiában a folyamatok szinte változatlanok maradnak. Vegyi tárgy kutatások kémiai elemekés ezek kombinációi, azaz atomok, egyszerű (egyelemű) és összetett (molekulák, gyökös ionok, karbének, szabad gyökök) kémiai. vegyületek, kombinációik (asszociált vegyületek, szolvátok stb.), anyagok stb. Vegyszerek száma. konn. hatalmas és folyamatosan növekvő; mivel X maga hozza létre az objektumát; a végéig 20. század ismert kb. 10 millió vegyszer kapcsolatokat.
X. mint tudomány és ipar nem sokáig (kb. 400 éve) létezik. Azonban a chem. tudás és kémia a gyakorlat (mint mesterség) több ezer éves múltra tekinthet vissza, és primitív formában a Homo sapienssel együtt jelentek meg interakciója során. a környezettel. Ezért a X. szigorú meghatározása egy tág, időtlen, univerzális jelentésre épülhet - mint a természettudomány és az emberi gyakorlat kémiához kapcsolódó területe. elemek és kombinációik.
A "kémia" szó vagy az ókori Egyiptom "Hem" nevéből származik ("sötét", "fekete" - nyilvánvalóan a Nílus völgyében lévő talaj színéből; a név jelentése "egyiptomi tudomány"). , vagy az ógörögből. Chemeia - a fémek olvasztásának művészete. Modern név X. a késő lat. chimia és nemzetközi, pl. német Chemie, francia chimie, angol kémia Az "X" kifejezés. V. században használták először. görög alkimista Zosima.

A kémia története. Tapasztalati gyakorlatként a Xing az emberi társadalom kezdetével (tűzhasználat, főzés, bőrcserzés) és a kézművesség korán elért kifinomultságával (festékek és zománcok, mérgek és gyógyszerek előállítása) jelent meg. Kezdetben az emberek vegyszereket használtak. változások a biol. tárgyak (, rothadó), és a tűz és az égés teljes elsajátításával - vegyszer. szinterezési és olvasztási eljárások (kerámia- és üveggyártás), fémolvasztás. Az ókori egyiptomi üveg (Kr. e. 4 ezer év) összetétele nem tér el jelentősen a modern üveg összetételétől. üveg üveg. Egyiptomban már Kr. e. 3 ezer évvel. e. nagy mennyiségben olvasztották szenet redukálószerként (őshonos rezet ősidők óta használnak). Az ékírásos források szerint a fejlett vas-, réz-, ezüst- és ólomgyártás Mezopotámiában is létezett Kr.e. 3 ezer évvel. e. A kémia elsajátítása a réz, majd a vas előállításának folyamatai nemcsak a kohászat, hanem az egész civilizáció fejlődésének állomásai voltak, megváltoztatva az emberek életkörülményeit, befolyásolva törekvéseiket.
Ezzel párhuzamosan elméleti elméletek is születtek. általánosítások. Például kínai kéziratok a 12. századból. időszámításunk előtt e. "elméleti" jelentés „alapelemekből” (tűz, fa és föld) épülő rendszerek; Mezopotámiában megszületett az ellentétpárok sorainak, az interakciónak az ötlete. amelyek „a világot alkotják”: férfi és nő, meleg és hideg, nedvesség és szárazság stb. Nagyon fontos volt a makrokozmosz és a mikrokozmosz jelenségeinek egységének (asztrológiai eredetű) gondolata.
A fogalmi értékek közé tartoznak az atomisztikus értékek is. V. században kidolgozott doktrína. időszámításunk előtt e. Ősi görög filozófusok Leukipposz és Démokritosz. Analóg szemantikát javasoltak. egy dolog szerkezetének modellje, amelynek mély kombinatorikus jelentése van: kisszámú oszthatatlan elem (atomok és betűk) bizonyos szabályok szerinti kombinációi vegyületekké (molekulákká és szavakká) információs gazdagságot és sokféleséget teremtenek (a dolgokban). és nyelvek).
A 4. században. időszámításunk előtt e. Arisztotelész megalkotta a kémiát. „elvekre” épülő rendszer: szárazság - és hideg - hő, melyek páros kombinációi segítségével az „elsődleges anyagban” 4 alapelemet (föld, víz és tűz) származtatott. Ez a rendszer szinte változatlan formában létezett 2 ezer évig.
Arisztotelész után a kémia vezetése. a tudás fokozatosan Athénból Alexandriába került. Azóta recepteket hoztak létre a vegyszerek előállítására. olyan intézmények jönnek létre (mint Szerapis temploma Alexandriában, Egyiptomban), amelyek olyan tevékenységeket folytatnak, amelyeket az arabok később „al-kémiának” neveztek.
A 4-5. chem. a tudás behatol Kis-Ázsiába (a nesztorianizmussal együtt), Szíriában filozófiai iskolák keletkeznek, fordítva a görögöt. természetfilozófia és átadott kémia. tudást az araboknak.
A 3-4. felmerült alkímia - filozófiai és kulturális mozgalom, amely a misztikát és a mágiát a mesterséggel és a művészettel ötvözi. Az Alchemy behozta. hozzájárulás a laborhoz. szakértelemmel és technikával, sok tiszta vegyszer beszerzésével. be-be. Az alkimisták 4 alapelvvel (olaj, nedvesség és kén) egészítették ki Arisztotelész elemeit; kombinációi ezeknek a misztikus elemek és elvek határozták meg az egyes szigetek egyéniségét. Az alkímia érezhetően befolyásolta a nyugat-európai kultúra kialakulását (a racionalizmus ötvözése a miszticizmussal, a tudás a teremtéssel, az arany sajátos kultusza), de más kulturális régiókban nem terjedt el.
Jabir ibn Hayyan, vagy az európaiban Geber, Ibn Sina (Avicenna), Abu ar-Razi és más alkimisták vezették be a kémiát. mindennapi élet (vizeletből), puskapor, pl. , NaOH, HNO3. Geber latinra fordított könyvei óriási népszerűségnek örvendtek. A 12. századból Az arab alkímia kezdi elveszíteni gyakorlatiasságát. irány, és ezzel a vezetés. Spanyolországon és Szicílián keresztül behatol Európába, serkenti az európai alkimisták munkáját, akik közül a leghíresebbek R. Bacon és R. Lull voltak. A 16. századból gyakorlati fejlődés alakul ki. Az európai alkímia, amelyet a kohászat (G. Agricola) és az orvostudomány (T. Paracelsus) igényei ösztönöznek. Utóbbi alapította meg a farmakológiai a kémia ága - iatrokémia, és Agricolával együtt tulajdonképpen az alkímia első megújítójaként tevékenykedett.
X. mint tudomány a 16. és 17. századi tudományos forradalom idején keletkezett, amikor az egymással szorosan összefüggő forradalmak sorozata következtében Nyugat-Európában egy új civilizáció jött létre: a vallási (reformáció), amely új értelmezést adott az istenfélelemnek. földi ügyek; tudományos, ami új, mechanikus. világkép (héliocentrizmus, végtelenség, alárendelés a természeti törvényeknek, leírás a matematika nyelvén); ipari (a gyár, mint fosszilis energiát használó géprendszer megjelenése); társadalmi (a feudális pusztulás és a polgári társadalom kialakulása).
X. G. Galileo és I. Newton fizikáját követve csak a tudomány alapvető normáit és eszményeit meghatározó mechanizmus útján válhatott tudománnyá. A X.-ben sokkal nehezebb volt, mint a fizikában. A mechanika könnyen elvonatkoztatható az egyedi objektum jellemzőitől. X.-ben minden privát objektum (in-in) egyéniség, minőségileg különbözik a többitől. X. nem tudta tárgyát pusztán mennyiségileg kifejezni, és története során híd maradt a mennyiség és a minőség világa között. Az antimechanisták (D. Diderot-tól W. Ostwaldig) reményei azonban, hogy X. egy másfajta, nem mechanisztikus alapjait rakja le. tudományok nem valósultak meg, és X. a newtoni világkép által meghatározott keretek között fejlődött.
X. több mint két évszázadon át kialakította tárgya anyagi természetének elképzelését. R. Boyle, aki lefektette a racionalizmus és a kísérletezés alapjait. módszer X.-ben, „A szkeptikus kémikus” (1661) című munkájában kémiával kapcsolatos elképzeléseket dolgozott ki. atomok (testek), amelyek alakjának és tömegének különbségei magyarázzák az egyes anyagok tulajdonságait. Atomikus gondolatok X.-ben ideológiailag megerősödtek. az atomizmus szerepe az európai kultúrában: az ember-atom az ember modellje, amely egy új társadalomfilozófia alapját képezi.
Kohászati Az égés, az oxidáció és a redukció, a kalcinálás - fémek kalcinálása (X. pirotechnikának, azaz tüzes művészetnek nevezték) folyamataival foglalkozó X. az e folyamat során keletkező gázokra hívta fel a figyelmet. J. van Helmont, aki bevezette és felfedezte a "gáz" fogalmát (1620), lefektette a pneumatika alapjait. kémia. Boyle a „Fire and Flame Weighted on Balances” (1672) című művében, megismételve J. Rey (1630) kísérleteit a fém tömegének égetés közbeni növelésével kapcsolatban, arra a következtetésre jutott, hogy ez a „súlyos részecskék befogásának köszönhető. a fém lángja." század határán a 16-17. G. Stahl megfogalmazza az X. általános elméletét - a flogiszton elméletét (kalória, azaz az égésük során az anyagokból levegő segítségével eltávolított „gyúlékony anyag”), amely megszabadította X.-t a 2000 évig tartó Arisztotelész rendszereitől. Bár M.V. Lomonoszov, miután megismételte a tüzelési kísérleteket, felfedezte a tömegmegmaradás törvényét a kémiában. p-tions (1748), és képes volt helyes magyarázatot adni az égés és az oxidáció, mint kölcsönhatás folyamataira. in-va levegőrészecskékkel (1756), az égés és az oxidáció ismerete lehetetlen volt a pneumatika fejlesztése nélkül. kémia. 1754-ben J. Black (újra) fedezte fel a szén-dioxidot ("fix levegő"); J. Priestley (1774) - , G. Cavendish (1766) - ("gyúlékony levegő"). Ezek a felfedezések minden szükséges információt megadtak az égési, oxidációs és légzési folyamatok magyarázatához, amit A. Lavoisier tett az 1770-90-es években, ezzel gyakorlatilag eltemette a flogiszton elméletét, és elnyerte „a modern X atyjának” hírnevét. ”
Az elejére 19. század A pneumatokémia és az anyagok összetételének tanulmányozása közelebb vitte a vegyészeket ennek a kémiának a megértéséhez. az elemeket bizonyos, egyenértékű arányban kombinálják; megfogalmazták az összetétel állandóságának törvényeit (J. Proust, 1799-1806) és a térfogati összefüggéseket (J. Gay-Luc-sac, 1808). Végül J. Dalton, Most. koncepcióját teljesen felvázolta a „A kémiai filozófia új rendszere” (1808-27) című esszében, meggyőzte kortársait az atomok létezéséről, bevezette az atomtömeg (tömeg) fogalmát, és újra életre keltette az elem fogalmát, de egészen más értelemben – azonos típusú atomok gyűjteményeként .
A. Avogadro hipotézise (1811, a tudományos közösség S. Cannizzaro hatására 1860-ban fogadta el), miszerint az egyszerű gázok részecskéi két azonos atomból álló molekulák, számos ellentmondást feloldott. Kép a kémia anyagi természetéről. időszaki megnyitásával elkészült a létesítmény. kémiai törvény elemek (D.I. Mengyelejev, 1869). Összekötötte a mennyiségeket. mérték () minőséggel (kémiai tulajdonságokkal), feltárta a kémiai fogalom jelentését. elem, a kémikusnak egy nagy előrejelző erő elméletét adta. X. modernné vált. tudomány. Időszakos törvény legitimálta X. saját helyét a tudományok rendszerében, feloldva a kémia lappangó konfliktusát. valóságot a mechanizmus normáival.
Ugyanakkor keresték a vegyszerek okait és erőit. interakciók. Megjelent a dualizmus. (elektrokémiai) elmélet (I. Berzelius, 1812-19); bevezették a "" és a "kémiai kötés" fogalmakat, amelyeket fizikaival töltöttek meg jelentését az atomszerkezet és a kvantum X elméletének fejlődésével. Intenzív kutatás előzte meg őket az org. az 1. félidőben. században, amely X. 3 részre osztásához vezetett: szervetlen kémia, szerves kémiaÉs analitikai kémia(a 19. század 1. feléig ez utóbbi volt a X. főszelvénye). Új empirikus. az anyag (szubsztitúciós megoldások) nem illett bele Berzelius elméletébe, így az oldatokban mint egészben ható atomcsoportokról – gyökökről – ötletek születtek (F. Wöhler, J. Liebig, 1832). Ezeket az elképzeléseket C. Gerard (1853) fejlesztette ki a típuselméletté (4 típus), melynek értéke az volt, hogy könnyen társítható a vegyérték fogalmával (E. Frankland, 1852).
1. félidőben. 19. század X egyik legfontosabb jelenségét fedezték fel. katalízis(magát a kifejezést Berzelius javasolta 1835-ben), amely nagyon hamar széles körben elterjedt a gyakorlatban. Alkalmazás. Mind R. 19. század Az olyan új anyagok (és osztályok) fontos felfedezései mellett, mint a színezékek (V. Perkin, 1856), a X. továbbfejlesztése szempontjából fontos koncepciók is előkerültek. 1857-58-ban F. Kekule kidolgozta a vegyértékelméletet az org-ra alkalmazva. v-you, megállapította a szén tetravalenciáját és atomjainak egymáshoz való kötődését. Ez megnyitotta az utat a kémia elmélete előtt. org. szerkezetei. konn. (struktúraelmélet), építette A. M. Butlerov (1861). 1865-ben Kekule elmagyarázta az aromás anyagok természetét. konn. J. van't Hoff és J. Le Bel, tetraédert feltételezve. építmények (1874), megnyitotta az utat a sziget szerkezetének háromdimenziós nézetéhez, lerakva az alapokat sztereokémia mint X fontos része.
Mind R. 19. század Ugyanakkor a kutatások területén kémiai kinetikaÉs termokémia. L. Wilhelmy a szénhidrátok hidrolízisének kinetikáját tanulmányozta (első alkalommal adott egyenletet a hidrolízis sebességére; 1850), K. Guldberg és P. Waage pedig 1864-67-ben fogalmazta meg a tömeghatás törvényét. G. I. Hess 1840-ben fedezte fel a termokémia alaptörvényét, M. Berthelot és V. F. Luginin sokak hőjét tanulmányozta. kerületek. Ugyanakkor dolgozzon tovább kolloidkémia, fotokémiaÉs elektrokémia, A Krím a 18. században kezdődött.
J. Gibbs, Van't Hoff, V. Nernst és mások művei alkotnak kémiai Az oldatok elektromos vezetőképességének és az elektrolízisnek a tanulmányozása az elektrolit felfedezéséhez vezetett. disszociáció (S. Arrhenius, 1887). Ugyanebben az évben Ostwald és Van't Hoff megalapította az első ennek szentelt magazint fizikai kémia,és önálló tudományágként öltött formát. K ser. 19. század az eredetet szokás tulajdonítani agrokémiaÉs biokémia, különösen Liebig (1840-es évek) enzimekkel, fehérjékkel és szénhidrátokkal kapcsolatos úttörő munkája kapcsán.
19. század jobbra m.b. a kémiai felfedezések évszázadának nevezik. elemeket. Ez alatt a 100 év alatt a Földön létező elemek több mint felét (50) fedezték fel. Összehasonlításképpen: a XX. 6 elemet fedeztek fel, a 18. században - 18, a 18. század előtt - 14.
Kiemelkedő felfedezések a fizikában a végén. 19. század (röntgen, elektron) és az elméleti fejlődés. ötletek (kvantumelmélet) vezettek új (radioaktív) elemek felfedezéséhez és az izotópia jelenségéhez, a megjelenéséhez. radiokémiaÉs kvantumkémia,új elképzelések az atom szerkezetéről és a kémia természetéről. kapcsolatokat, okot adva a modern fejlődéséhez X. (XX. századi kémia).
A X. 20. század sikerei. összefüggésbe hozható az analit előrehaladásával. X. és fizikai anyagok vizsgálatának és befolyásolásának módszerei, behatolás a folyamatok mechanizmusaiba, új anyagosztályok és új anyagok szintézisével, vegyszerek differenciálásával. tudományágak és X. integrációja más tudományokkal, a modern kor igényeinek kielégítése. az ipar, a mérnöki és technológiai, az orvostudomány, az építőipar, a mezőgazdaság és az emberi tevékenység egyéb területei az új vegyi anyagokban. tudás, folyamatok és termékek. Sikeres alkalmazása új fizikai a befolyásolási módszerek például X. új fontos irányainak kialakulásához vezettek. sugárzási kémia, plazmakémia. X. alacsony hőmérséklettel együtt ( kriokémia) és X. magas nyomások (lásd. Nyomás), szonokémia (lásd Ultrahang), lézerkémia stb. új területet kezdtek kialakítani - X. extrém behatások, amelyek nagy szerepet játszanak új anyagok (például elektronika számára) vagy régi értékes anyagok viszonylag olcsó szintetikus anyagokkal való beszerzésében. által (pl. gyémántok vagy fém-nitridek).
Az egyik első helyet az X.-ben azok a problémák kapják, amelyek egy elem funkcionális tulajdonságainak előrejelzését a szerkezetének ismerete alapján, valamint a tárgy szerkezetének (és szintézisének) a funkcionális rendeltetése alapján határozzák meg. E problémák megoldása a kvantumkémiai számítások fejlesztésével függ össze. módszerek és új elméleti megközelítések, sikerrel nem org. és org. szintézis. A géntechnológiával és a vegyületek szintézisével kapcsolatos munka fejlesztés alatt áll. szokatlan szerkezettel és tulajdonságokkal (például magas hőmérsékletű szupravezetők). Azon alapuló módszerek mátrix szintézis,és ötleteket is felhasználva sík technológia. A biokémiát szimuláló módszerek továbbfejlesztése folyamatban van. kerületek. A spektroszkópia (beleértve a pásztázó alagút) fejlődése távlatokat nyitott az anyagok „tervezésére” a mólón. szinten, egy új irány megteremtéséhez vezetett X.-ben - az ún. nanotechnológia. A vegyszer szabályozására folyamatok mind a laboratóriumban, mind az iparban. léptékben, az elveket kezdik alkalmazni. és az ima. reagáló molekulák együtteseinek szervezése (beleértve az ezen alapuló megközelítéseket is hierarchikus rendszerek termodinamikája).
A kémia mint tudásrendszer anyagokról és átalakulásaikról. Ezt a tudást tények gyűjteménye – megbízhatóan megállapított és ellenőrzött kémiával kapcsolatos információk – tartalmazza. elemek és vegyületek, körülményeik és viselkedésük a természetben és a művészetben. környezetek A tények megbízhatóságának kritériumai és rendszerezési módszerei folyamatosan alakulnak. A nagy tényhalmazokat megbízhatóan összekapcsoló nagy általánosítások tudományos törvényekké válnak, amelyek megfogalmazása X. új szakaszait nyitja meg (például a tömeg- és energiamegmaradás törvényei, Dalton törvényei, Mengyelejev periodikus törvénye). Specifikus felhasználású elméletek fogalmakat, megmagyarázni és előrejelezni egy konkrétabb témakör tényeit. Valójában a kísérleti tudás csak akkor válik ténnyé, ha elméleti tudást kap. értelmezés. Szóval, az első chem. elmélet - a flogiszton elmélete, bár téves, de hozzájárult X. kialakulásához, mert a tényeket rendszerré kötötte és új kérdések megfogalmazását tette lehetővé. A strukturális elmélet (Butlerov, Kekule) hatalmas mennyiségű szervezeti anyagot rendszerezett és magyarázott. X. és meghatározta a kémia rohamos fejlődését. org szerkezetének szintézise és tanulmányozása. kapcsolatokat.
X. mivel a tudás nagyon dinamikus rendszer. A tudás evolúciós felhalmozódását forradalmak szakítják meg - a tények, elméletek és módszerek rendszerének mélyreható átstrukturálása, új fogalomrendszer vagy akár új gondolkodásmód megjelenésével. A forradalmat tehát Lavoisier munkái (materialista oxidációelmélet, kvantitatív kísérleti módszerek bevezetése, kémiai nómenklatúra fejlesztése), a periodikus felfedezése okozták. Mengyelejev törvénye, a teremtés a kezdetekben. 20. század új elemzők módszerek (mikroanalízis, ). Forradalomnak tekinthető olyan új területek megjelenése is, amelyek az X szubjektumáról új látásmódot alakítanak ki, és minden területére hatással vannak (például a fizikai X megjelenése a kémiai termodinamika és a kémiai kinetika alapján).
Chem. a tudásnak fejlett szerkezete van. Az X. kerete alapvető vegyi anyagokból áll. században kialakult tudományágak: elemző, nem org., org. és fizikai X. Ezt követően az A. szerkezetének alakulása során számos új tudományág alakult ki (például a kristálykémia), valamint egy új mérnöki ág - kémiai technológia.
A kutatási területek nagy halmaza nő ki a tudományterületek keretein, amelyek egy része egy vagy másik tudományágba tartozik (pl. X. elemi szerves vegyület - a X. org. része), mások multidiszciplináris jellegűek, azaz egységesítést igényelnek. különböző tudományágak tudósai egy tanulmányba (például a biopolimerek szerkezetének tanulmányozása komplex módszerek segítségével). Megint mások interdiszciplinárisak, vagyis új profilú szakember képzését igénylik (például X. idegimpulzus).
Mivel szinte minden praktikus az emberi tevékenység az anyagok anyagként, vegyi anyagként való felhasználásával függ össze. tudás szükséges a tudomány és a technológia minden olyan területén, amely elsajátítja az anyagi világot. Ezért ma X. a matematikával együtt az ilyen tudás tárháza és generátora lett, amely szinte a tudomány többi részét „áthatja”. Vagyis az X.-t mint ismeretterületek összességét kiemelve beszélhetünk kémiáról is. a legtöbb más tudományterület szempontja. X „határain” számos hibrid tudományág és terület található.
A tudomány fejlődésének minden szakaszában X. megtapasztalja a fizikai tudomány erőteljes hatását. tudományok – először a newtoni mechanika, majd a termodinamika, az atomfizika és a kvantummechanika. Az atomfizika olyan tudást ad, amely része X. alapjainak, feltárja a periodicitás jelentését. törvény, segít megérteni a vegyi anyagok előfordulási és eloszlási mintáit. elemek az Univerzumban, amely a magasztrofizika tárgya és kozmokémia.
Fundam. X.-re a termodinamika hatott, amely alapvető korlátokat szab a kémiai reakciók lehetőségének. r-ciók (kémiai termodinamika). X., akinek az egész világa eredetileg a tűzhöz kapcsolódott, gyorsan elsajátította a termodinamikát. gondolkodásmód. Van't Hoff és Arrhenius összekapcsolta a reakciósebesség (kinetika) -X tanulmányozását a termodinamikával. kapott modern a folyamat tanulmányozásának módja. A kémia tanulmányozása a kinetika sok magánfizikai tudós részvételét igényelte. diszciplínák az anyagátvitel folyamatainak megértéséhez (lásd pl. Diffúzió, tömegtranszfer A matematika bővítése és elmélyítése (például a matematika használata. modellezés, gráfelmélet) lehetővé teszi, hogy beszéljünk a mat kialakulásáról. X. (ezt Lomonoszov jósolta meg, egyik könyvét „A matematikai kémia elemeinek” nevezve).

A kémia nyelve. Tájékoztatási rendszer. X. tantárgy - elemek és vegyületeik, kémiai. kölcsönhatás ezen objektumok közül - hatalmas és gyorsan növekvő sokszínűséggel rendelkezik. Az L. nyelve ennek megfelelően összetett és dinamikus. Szótárában a név szerepel. elemek, vegyületek, vegyszerek. részecskék és anyagok, valamint a tárgyak szerkezetét és kölcsönhatásukat tükröző fogalmak. A X. nyelve fejlett morfológiával rendelkezik - előtagok, utótagok és végződések rendszere, amely lehetővé teszi a kémia minőségi sokféleségének kifejezését. világot nagy rugalmassággal (lásd Kémiai nómenklatúra). A X. szótárat lefordították a szimbólumok (jelek, ph-l, ur-nium) nyelvére, amelyek lehetővé teszik a szöveg nagyon kompakt kifejezéssel vagy vizuális képpel való helyettesítését (például térmodellek). X. tudományos nyelvének és információrögzítési módszerének megalkotása (elsősorban papíron) az európai tudomány egyik nagy szellemi bravúrja. A kémikusok nemzetközi közösségének sikerült konstruktív világméretű munkát létrehoznia egy olyan vitatott kérdésben, mint a terminológia, az osztályozás és a nómenklatúra fejlesztése. Megtalálták az egyensúlyt a hétköznapi nyelv, a történelmi (triviális) kémiai nevek között. vegyületek és szigorú képletjelöléseik. A X. nyelv megalkotása elképesztő példája a nagyon nagy mobilitásnak és a haladásnak a stabilitással és folytonossággal (konzervativizmus) való kombinációjának. Modern chem. A nyelv lehetővé teszi hatalmas mennyiségű információ nagyon rövid és egyértelmű rögzítését, és a vegyészek közötti cserét világszerte. Ennek a nyelvnek géppel olvasható változatai készültek. Az X. objektum sokszínűsége és a nyelv összetettsége teszi leginkább az X. információs rendszert. nagy és kifinomult minden tudományban. Azon alapul kémiai folyóiratok, valamint monográfiák, tankönyvek, segédkönyvek. A X. elején, több mint egy évszázaddal ezelőtt kialakult nemzetközi koordináció hagyományának köszönhetően kialakultak a kémia leírásának szabványai. in-in és chem. kerületek, és lefektették az időszakosan frissített indexek rendszerének kezdetét (például a Beilstein org. kapcsolat indexe; lásd még Kémiai kézikönyvek és enciklopédiák). Hatalmas mennyiségű vegyszer az irodalom már 100 évvel ezelőtt arra késztetett bennünket, hogy keressük a „tömörítés” módját. Absztrakt folyóiratok (RJ) jelentek meg; A 2. világháború után két maximálisan teljes orosz folyóirat jelent meg a világon: „Chemical Abstracts” és „RJ Chemistry”. Az automatizálási rendszereket az RZh alapján fejlesztik. információkereső rendszerek.

A kémia mint társadalmi rendszer- a tudósok teljes közösségének legnagyobb része. A kémikus mint tudóstípus kialakulását tudománya tárgyának jellemzői és a tevékenységi módszer (kémiai kísérlet) befolyásolták. Nehézségek mat. a tárgy formalizálása (a fizikához képest) és egyben az érzékszervi megnyilvánulások sokfélesége (szag, szín, biol. stb.) kezdettől fogva korlátozta a mechanizmus dominanciáját a kémikus gondolkodásában, és elhagyta. az intuíció és a művészi terepe. Ezenkívül a vegyész mindig nem mechanikus eszközöket használt. természet - tűz. Ezzel szemben a biológus stabil, természet adta tárgyaival szemben a kémikus világa kimeríthetetlen és rohamosan növekvő sokszínűséggel rendelkezik. Az új üzem visszafordíthatatlan rejtélye felelősséget és óvatosságot rótt a vegyész világképébe (társadalmi típusként a vegyész konzervatív). Chem. A laboratórium kidolgozta a „természetes szelekció” szigorú mechanizmusát, amely elutasítja az arrogáns és tévedésre hajlamos embereket. Ez nemcsak a gondolkodás stílusának, hanem a kémikus lelki és erkölcsi szervezetének is eredetiséget ad.
A kémikus közösség olyan emberekből áll, akik szakmailag érintettek a X.-ben, és magukat ezen a területen tevékenykedőnek tartják. Körülbelül felük azonban más területeken dolgozik, vegyszerekkel látva el őket. tudás. Emellett sok tudós és technológus is csatlakozik hozzájuk - nagyrészt vegyész, bár ők már nem tartják magukat vegyésznek (a vegyész készségeinek és képességeinek elsajátítása más területeken dolgozó tudósok számára nehéz a fent említett jellemzők miatt. tantárgy).
Mint minden más összetartó közösségnek, a kémikusoknak is megvan a saját szakmai nyelve, a személyi újratermelési rendszerük, a kommunikációs rendszerük [magazinok, kongresszusok stb.], saját történelmük, saját kulturális normáik és viselkedési stílusuk.

Kutatási módszerek. A kémia speciális területe. ismeretek - kémiai módszerek. kísérlet (összetétel és szerkezet elemzése, kémiai anyagok szintézise). A legtöbb kifejezett kísérleti a tudomány. Nagyon széles azon készségek és technikák skálája, amelyeket egy vegyésznek el kell sajátítania, és a módszerek köre rohamosan bővül. Mivel a kémiai módszerek a kísérleteket (különösen az elemzést) a tudomány szinte minden területén alkalmazzák, X. minden tudomány számára fejleszt technológiákat és módszeresen kombinálja. Másrészt X. igen nagy érzékenységet mutat a más területeken (elsősorban a fizikában) született módszerek iránt. Módszerei rendkívül interdiszciplinárisak.
A kutatásban. X célokra a dolgok befolyásolásának hatalmas skáláját használják. Eleinte termikus, vegyszeres volt. és biol. hatás. Ezután magas és alacsony nyomást, mech., mágnest adtak hozzá. és elektromos hatások, elemi részecskék ionáramlása, lézersugárzás, stb. Mostanra egyre több ilyen módszer kerül be a gyártástechnológiába, ami új fontos csatornát nyit meg a tudomány és a termelés között.

Szervezetek és intézmények. Chem. A kutatás egy speciális tevékenységtípus, amely megfelelő szervezet- és intézményrendszert alakított ki. A vegyészmérnökség speciális intézménytípussá vált. laboratóriumban a készüléket úgy tervezték, hogy megfeleljen a vegyészcsapat által végzett alapvető funkcióknak. Az egyik első laboratóriumot Lomonoszov hozta létre 1748-ban, 76 évvel korábban, mint a vegyész. laboratóriumok jelentek meg az USA-ban. Hely A laboratórium felépítése és berendezései nagyszámú eszköz, műszer és anyag tárolását és felhasználását teszik lehetővé, köztük a potenciálisan nagyon veszélyesek és összeférhetetlenek (gyúlékony, robbanásveszélyes és mérgező).
A kutatási módszerek fejlődése X.-ben a laboratóriumok differenciálódásához és számos módszertan azonosításához vezetett. laboratóriumok, sőt műszerközpontok, amelyek nagyszámú vegyészcsapat kiszolgálására szakosodtak (elemzések, mérések, anyagok befolyásolása, számítások stb.). A hasonló területen dolgozó laboratóriumokat a kon. 19. század kutatott lett. int (lásd Kémiai Intézetek). Nagyon gyakran chem. Az intézetben van egy kísérleti termelés - egy félig ipari rendszer. anyagok és anyagok kis tételeinek előállítására szolgáló létesítmények, ezek tesztelése és technológiafejlesztés. módok.
A vegyészek kémia képzésben részesülnek. egyetemi karok vagy szakterületek. felsőoktatási intézmények, amelyek a gyakorlati munka nagy arányában és a demonstrációs kísérletek intenzív alkalmazásában különböznek a többiektől az elméleti tanulmányokban. tanfolyamok. Kémia fejlesztése műhelyek és előadáskísérletek – a kémia különleges műfaja. kutatás, pedagógia és sok tekintetben a művészet. közepe óta. 20. század A vegyészképzés kezdett túllépni az egyetemen, és a korábbi korosztályokat lefedni. Megjelentek a szakemberek. chem. középiskolák, klubok és olimpiák. A Szovjetunióban és Oroszországban hozták létre a világ egyik legjobb intézmény előtti kémiai rendszerét. készítmény, a populáris kémia műfaját fejlesztették ki. irodalom.
Vegyszerek tárolására és szállítására. tudás kiadók, könyvtárak és információs központok hálózata. Az X. intézmények egy speciális típusa nemzeti és nemzetközi testületekből áll, amelyek ezen a területen minden tevékenységet irányítanak és koordinálnak - állami és állami (lásd pl. Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója).
X. intézmény- és szervezetrendszere összetett organizmus, amelyet 300 éve „növesztettek”, és minden országban nagy nemzeti kincsként tartanak számon. Csupán két ország a világon – az USA és a Szovjetunió – rendelkezett integrált X. rendszerrel a tudásstruktúrában és a funkciók struktúrájában.

Kémia és társadalom. A X. egy tudomány, a raj és a társadalom közötti kapcsolatok köre mindig is nagyon széles volt - a csodálattól és a vakhittől ("az egész nemzetgazdaság vegyszeresítése") az ugyanolyan vak tagadásig ("nitrát" boom) és a kemofóbiáig. Az alkimista képe átkerült X.-re - egy bűvészre, aki elrejti céljait és felfoghatatlan ereje van. Mérgek és puskapor a múltban, idegbénító. és a pszichotróp anyagok ma – a köztudat ezeket a hatalmi eszközöket X. Mivel a kémiai. az ipar a gazdaság fontos és szükséges összetevője, a kemofóbiát gyakran szándékosan szítják opportunista célból (mesterséges környezeti pszichózis).
Valójában az X. a modern időkben rendszeralkotó tényező. társadalom, vagyis létezésének és szaporodásának feltétlenül szükséges feltétele. Mindenekelőtt azért, mert X. részt vesz a modern kialakításában. személy. A világlátás az X fogalmak prizmáján keresztül nem távolítható el világképéből, ráadásul az ipari civilizációban az ember csak akkor tartja meg a társadalom tagjának státuszát (nem marginalizálódik), ha gyorsan elsajátítja az új vegyszereket. előadás (amelyhez a X. népszerűsítésének egész rendszerét alkalmazzák). Az egész technoszféra – az ember körül mesterségesen létrehozott világ – egyre inkább telítődik vegyi termékekkel. gyártása, amelynek kezelése magas szintű vegyszereket igényel. tudás, készségek és intuíció.
In con. 20. század Egyre jobban érezhető a társadalmak általános alkalmatlansága. intézetek és az ipari társadalom mindennapi tudata a modern vegyszerezés szintjére. béke. Ez az eltérés olyan ellentmondások láncolatát idézte elő, amelyek globális problémává váltak, és minőségileg új veszélyt teremtettek. Minden társadalmi szinten, beleértve a tudományos közösség egészét is, a kémiai szintek elmaradása nő. kémiai ismeretek és készségek. a technoszféra valósága és hatása a bioszférára. Chem. az általános iskolai oktatás és nevelés egyre ritkább. A szakadék a vegyszerek között a politikusok felkészültsége és a rossz döntések lehetséges veszélye. Az egyetemes kémia új, a valóságnak megfelelő rendszerének megszervezése. a kémia oktatása és elsajátítása. a kultúra a civilizáció biztonságának és fenntartható fejlődésének feltételévé válik. A (hosszúnak ígérkező) válság idején elkerülhetetlen X prioritásainak átirányítása: az életkörülmények javítását célzó tudásról a garanciák miatti tudásra. az élet megőrzése (a „haszon maximalizálása” kritériumától a „kár minimalizálása” kritériumáig).

Alkalmazott kémia. Az X. gyakorlati, alkalmazott jelentősége a vegyszerek ellenőrzése. a természetben és a technoszférában előforduló folyamatok, az ember számára szükséges anyagok és anyagok előállítása és átalakítása. A legtöbb iparágban egészen a XX. a kézműves korszakból örökölt folyamatok domináltak. A X. más tudományoknál korábban kezdett olyan termékeket előállítani, amelyek elve tudományos ismereteken alapult (például anilinfestékek szintézise).
Kémiai állapot az ipar nagymértékben meghatározta az iparosodás és a politika ütemét és irányát. helyzet (mint például az ammónia és salétromsav nagyüzemi termelésének Németország által a Geber-Bosch módszerrel történő létrehozása, amelyet az antant országai nem láttak előre, mivel elegendő mennyiségű robbanóanyagot biztosítottak számára a bérezéshez. világháború). Az ásványipar, a műtrágyák, majd a növényvédő szerek fejlődése ugrásszerűen megnövelte a mezőgazdasági termelékenységet, ami az urbanizáció és a gyors ipari fejlődés feltételévé vált. Műszaki csere művészeti kultúrák. in-you és anyagok (szövetek, színezékek, zsírpótló anyagok stb.) egyaránt jelentenek. az élelmiszerellátás növekedése. erőforrások és nyersanyagok a könnyűipar számára. Állapot és gazdaságos A gépgyártás és az építőipar hatékonyságát egyre inkább a szintetikus anyagok fejlesztése és gyártása határozza meg. anyagok (műanyagok, gumik, fóliák és szálak). Az új kommunikációs rendszerek kifejlesztését, amelyek a közeljövőben gyökeresen megváltoznak, és már elkezdték megváltoztatni a civilizáció arculatát, a száloptikai anyagok fejlődése határozza meg; a televízió, a számítástechnika és a számítógépesítés előrehaladása a mikroelektronika és a mólók elembázisának fejlődésével függ össze. elektronika. Általánosságban elmondható, hogy a technoszféra fejlődése ma nagymértékben függ az előállított vegyi anyagok körétől és mennyiségétől. ipari termékek. Számos vegyszer minősége termékek (például festékek, lakkok) a lakosság lelki közérzetére is hatással vannak, vagyis részt vesz a legmagasabb emberi értékek kialakításában.
Lehetetlen túlbecsülni X. szerepét az emberiség egyik legfontosabb problémájának, a környezetvédelemnek a kialakulásában (lásd. Természetvédelem). Itt X. feladata az antropogén szennyezés kimutatására és meghatározására szolgáló módszerek kidolgozása és tökéletesítése, a kémia tanulmányozása és modellezése. a légkörben, hidroszférában és litoszférában végbemenő folyamatok, hulladékmentes vagy hulladékszegény vegyszerek létrehozása. ipari termékek előállítása, semlegesítési és ártalmatlanítási módszereinek kidolgozása. és háztartási hulladék.

Megvilágított.: Fngurovsky N. A., Esszé a kémia általános történetéről, 1-2. kötet, M., 1969-79; Kuznetsov V.I., A kémia fejlődésének dialektikája, M., 1973; Szolovjov Yu. I., Trifonov D. N., Shamin A. N., A kémia története. A modern kémia fő irányainak fejlődése, M., 1978; Jua M., A kémia története, ford. olaszból, M., 1975; Legasov V. A., Buchachenko A. L., "Advances in Chemistry", 1986, 55. v., v. 12. o. 1949-78; Fremantle M., Chemistry in Action, ford. angolból, 1-2. rész, M., 1991; Pimentel J., Coonrod J., Possibilities of Chemistry Today and Tomorrow, ford. angolból, M., 1992; Par ting ton J. R., A kémia története, v. 1-4, L.-N.Y., 1961-70. VAL VEL.

G. Kara-Murza, T. A. Aizatulin. Orosz nyelv idegen szavak szótára

KÉMIA- KÉMIA, az anyagok tudománya, átalakulásaik, kölcsönhatásaik és a folyamat során fellépő jelenségek. Azon alapfogalmak tisztázása, amelyekkel X működik, mint például atom, molekula, elem, egyszerű test, reakció stb., a molekuláris, atomi és... ... Nagy Orvosi Enciklopédia

- (talán a görög Chemia Chemia, Egyiptom egyik legősibb elnevezéséből származik), olyan tudomány, amely az anyagok átalakulását vizsgálja, összetételük és (vagy) szerkezetük változásával együtt. Vegyi eljárások (fémek kinyerése ércekből, szövetek festése, bőr megmunkálása és... ... Nagy enciklopédikus szótár

KÉMIA, az anyagok tulajdonságait, összetételét és szerkezetét, valamint egymás közötti kölcsönhatásukat vizsgáló tudományág. Jelenleg a kémia egy széles tudományterület, és elsősorban szerves és szervetlen kémiára oszlik. Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

kémia, kémia, sok más. nem, nő (görög chemeia). Az összetétel, szerkezet, változások és átalakulások, valamint új egyszerű és összetett anyagok képződésének tudománya. Engels szerint a kémiát a testekben bekövetkező minőségi változások tudományának nevezhetjük... ... Ushakov magyarázó szótára

kémia- – az anyagok összetételének, szerkezetének, tulajdonságainak és átalakulásának tudománya. analitikai kémia szótár analitikai kémia kolloid kémia szervetlen kémia ... Kémiai kifejezések

Tudományok halmaza, melynek tárgya az atomok kombinációja és ezen vegyületek átalakulása, amely egyesek felszakadásával és más atomközi kötések kialakulásával jön létre. A különböző kémia és tudományok különböznek egymástól abban, hogy vagy különböző osztályokkal foglalkoznak... ... Filozófiai Enciklopédia

kémia- KÉMIA, és, g. 1. Káros termelés. Munka a kémiában. Küldje el kémiára. 2. Gyógyszerek, pirulák stb. 3. Minden természetellenes, káros termék. Ez nem csak kolbászkémia. Egyél saját vegyszereidet. 4. Különféle frizurák vegyszerekkel... ... Orosz argot szótár

Tudomány * Történelem * Matematika * Orvostudomány * Felfedezés * Haladás * Technológia * Filozófia * Kémia Kémia Aki nem ért máshoz, mint a kémiához, az nem érti eléggé. Lichtenberg Georg (Lichtenberg) (

10. előadás
Az s-elemek kémiája
Lefedett kérdések:
1. Az I. és II. csoport fő alcsoportjainak elemei
2. S-elemek atomjainak tulajdonságai
3. Fémek kristályrácsai
4. Egyszerű anyagok tulajdonságai - alkáli- és alkáliföldfém
fémek
5. Az s-elemek elterjedtsége a természetben
6. SHM és SHZM beszerzése
7. S-elem vegyületek tulajdonságai
8. A hidrogén különleges elem
9. A hidrogén izotópjai. Az atomos hidrogén tulajdonságai.
10. A hidrogén előállítása és tulajdonságai. Kémiai oktatás
kommunikáció.
11. Hidrogénkötés.
12. Hidrogén-peroxid - szerkezet, tulajdonságai.

A kén a D.I. kémiai elemek periódusos rendszerének VIa csoportjában található. Mengyelejev.
A kén külső energiaszintje 6 elektront tartalmaz, amelyek 3s 2 3p 4. Fémekkel és hidrogénnel rendelkező vegyületekben a kén az elemek negatív oxidációs állapotát -2, az oxigénnel és más aktív nemfémekkel rendelkező vegyületekben - pozitív +2, +4, +6. A kén egy tipikus nemfém, az átalakulás típusától függően lehet oxidálószer és redukálószer is.

A kén megtalálása a természetben

A kén szabad (natív) állapotban és kötött formában található.

A legfontosabb természetes kénvegyületek:

FeS 2 - vas-pirit vagy pirit,

ZnS - cinkkeverék vagy szfalerit (wurtzit),

PbS – ólomfény vagy galéna,

HgS - cinóber,

Sb 2 S 3 - stibnit.

Ezenkívül a kén megtalálható az olajban, a természetes szénben, a földgázokban és a természetes vizekben (szulfátionok formájában, és meghatározza az édesvíz „tartós” keménységét). A magasabb rendű szervezetek számára létfontosságú elem, számos fehérje szerves része, a hajban koncentrálódik.

A kén allotróp módosulatai

Allotrópia- ez ugyanazon elem azon képessége, hogy különböző molekulaformákban létezzen (a molekulák ugyanannak az elemnek különböző számú atomját tartalmazzák, például O 2 és O 3, S 2 és S 8, P 2 és P 4 stb.). ).

A ként az a képessége jellemzi, hogy stabil láncokat és atomciklusokat képez. A legstabilabbak az S8, amelyek ortorombikus és monoklin ként képeznek. Ez kristályos kén - rideg sárga anyag.

A nyitott láncok műanyag kénnel, egy barna anyaggal rendelkeznek, amelyet az olvadt kén éles hűtésével nyernek (a műanyag kén néhány óra múlva törékennyé válik, sárga színt kap, és fokozatosan rombuszossá válik).

1) rombusz - S 8

t°pl. = 113 °C; r = 2,07 g/cm3

A legstabilabb módosítás.

2) monoklinikus - sötétsárga tűk

t°pl. = 119 °C; r = 1,96 g/cm3

96°C feletti hőmérsékleten stabil; normál körülmények között rombusz alakúvá alakul.

3) műanyag - barna gumiszerű (amorf) massza

Instabil, keményedéskor rombusz alakúvá válik

Kén beszerzése

1. Az ipari módszer az érc gőzzel történő olvasztása.
2. A hidrogén-szulfid nem teljes oxidációja (oxigénhiány esetén):

2H 2S + O 2 → 2S + 2H 2 O

1. Wackenroeder reakciója:

2H 2S + SO 2 → 3S + 2H 2 O

A kén kémiai tulajdonságai

A kén oxidatív tulajdonságai
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) A kén melegítés nélkül reagál lúgos anyagokkal:

S + O 2 – t° → S +4 O 2

2S + 3O 2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (kivéve a jódot):

S+Cl2 → S +2 Cl 2

S + 3F 2 → SF 6

Összetett anyagokkal:

5) savakkal - oxidálószerekkel:

S + 2H 2SO 4 (konc) → 3S +402 + 2H2O

S+6HNO3 (konc) → H 2 S +6 O 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

Aránytalanítási reakciók:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) a kén tömény nátrium-szulfit oldatban oldódik:

S 0 + Na 2 S +4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 nátrium-tioszulfát