Cos'è la chimica? Chimica degli elementi S Cos'è la chimica come materia.

Chimica degli elementi s.

Rappresentanti tipici, applicazione.

Akhmetdinova Yu., Gataullina O., Solodovnikov A.

Caratteristiche generali degli elementi dei gruppi IA e IIA

Il gruppo IA comprende litio, sodio, potassio, rubidio e cesio. Questi elementi sono chiamati elementi alcalini. Lo stesso gruppo comprende l'elemento radioattivo (instabile) ottenuto artificialmente, il francio, poco studiato. A volte anche l'idrogeno è incluso nel gruppo IA. Pertanto, questo gruppo include elementi di ciascuno dei 7 periodi.

Il gruppo IIA comprende berillio, magnesio, calcio, stronzio, bario e radio. Gli ultimi quattro elementi hanno un nome di gruppo: elementi alcalino-terrosi.

Quattro di questi tredici elementi sono più abbondanti nella crosta terrestre: Na ( w=2,63%), K ( w= 2,41%), Mg ( w= 1,95%) e Ca ( w= 3,38%). Gli altri sono molto meno comuni e il francio non si trova affatto.

I raggi orbitali degli atomi di questi elementi (eccetto l'idrogeno) variano da 1,04 A (per il berillio) a 2,52 A (per il cesio), cioè per tutti gli atomi superano 1 angstrom. Ciò porta al fatto che tutti questi elementi sono veri elementi che formano metalli e il berillio è un elemento che forma metalli anfoteri. La formula elettronica di valenza generale degli elementi del gruppo IA è ns 1 e gli elementi del gruppo IIA – ns 2 .

Le grandi dimensioni degli atomi e il piccolo numero di elettroni di valenza portano al fatto che gli atomi di questi elementi (eccetto il berillio) tendono a cedere i loro elettroni di valenza. Gli atomi degli elementi del gruppo IA cedono più facilmente i loro elettroni di valenza, mentre i cationi a carica singola sono formati da atomi di elementi alcalini e i cationi a doppia carica sono formati da atomi di elementi alcalino-terrosi e magnesio. Lo stato di ossidazione nei composti di elementi alcalini è +1 e quello degli elementi del gruppo IIA è +2.

Le sostanze semplici formate dagli atomi di questi elementi sono metalli. Litio, sodio, potassio, rubidio, cesio e francio sono chiamati metalli alcalini perché i loro idrossidi sono alcalini. Il calcio, lo stronzio e il bario sono chiamati metalli alcalino terrosi. L'attività chimica di queste sostanze aumenta all'aumentare del raggio atomico.

Tra le proprietà chimiche di questi metalli, le più importanti sono le loro proprietà riducenti. I metalli alcalini sono gli agenti riducenti più forti. Anche i metalli degli elementi del Gruppo IIA sono agenti riducenti piuttosto forti.

Maggiori dettagli sulle proprietà dei singoli elementi S possono essere trovati nel database

CHIMICA

una scienza che studia la struttura delle sostanze e le loro trasformazioni, accompagnate da cambiamenti nella composizione e (o) struttura. Chimica. cose sante (le loro trasformazioni; cfr Reazioni chimiche) sono determinati dal cap. arr. condizione esterna gusci elettronici di atomi e molecole che formano sostanze; stato dei nuclei e interno elettroni in chimica i processi rimangono pressoché invariati. Oggetto chimico la ricerca sono elementi chimici e le loro combinazioni, cioè atomi, sostanze chimiche semplici (singolo elemento) e complesse (molecole, ioni radicali, carbeni, radicali liberi). composti, loro combinazioni (associati, solvati, ecc.), materiali, ecc. Numero di sostanze chimiche. conn. enorme e in continua crescita; poiché X stesso crea il suo oggetto; all'estremità 20 ° secolo conosciuto ca. 10 milioni di prodotti chimici connessioni.
X. come scienza e industria non esiste da molto tempo (circa 400 anni). Tuttavia, chimica. conoscenza e chimica la pratica (come mestiere) può essere fatta risalire a migliaia di anni fa e in una forma primitiva sono apparsi insieme all'Homo sapiens nel processo della sua interazione. con l'ambiente. Pertanto, una definizione rigorosa di X. può essere basata su un significato ampio, senza tempo e universale - come campo delle scienze naturali e della pratica umana associata alla chimica. elementi e le loro combinazioni.
La parola "chimica" deriva dal nome dell'antico Egitto "Hem" ("scuro", "nero" - apparentemente, dal colore del terreno nella valle del fiume Nilo; il significato del nome è "scienza egiziana") , o dal greco antico. Chemeia: l'arte di fondere i metalli. Moderno nome X. deriva dal tardo lat. chimia ed è internazionale, ad es. Tedesco Chemie, francese chimie, inglese chimica Il termine "X." utilizzato per la prima volta nel V secolo. greco l'alchimista Zosima.

Storia della chimica. Come pratica esperienziale, Xing nacque con gli inizi della società umana (l'uso del fuoco, la cucina, la concia delle pelli) e, sotto forma di artigianato, raggiunse presto la sofisticazione (la produzione di vernici e smalti, veleni e medicine). All'inizio le persone usavano prodotti chimici. cambiamenti nel biol. oggetti (, in decomposizione), e con la completa padronanza del fuoco e della combustione - chimica. processi di sinterizzazione e fusione (produzione di ceramica e vetro), fusione di metalli. La composizione dell'antico vetro egiziano (4mila anni a.C.) non differisce in modo significativo dalla composizione del vetro moderno. vetro di bottiglia. In Egitto già 3mila anni aC. e. fuso in grandi quantità utilizzando il carbone come agente riducente (il rame nativo è utilizzato da tempo immemorabile). Secondo fonti cuneiformi, la produzione sviluppata di ferro, rame, argento e piombo esisteva in Mesopotamia anche 3mila anni aC. e. Padroneggiare la chimica i processi di produzione del rame e, e poi del ferro, furono fasi dell'evoluzione non solo della metallurgia, ma della civiltà nel suo insieme, cambiando le condizioni di vita delle persone, influenzando le loro aspirazioni.
Allo stesso tempo sorsero teorie teoriche. generalizzazioni. Ad esempio, i manoscritti cinesi del XII secolo. AVANTI CRISTO e. relazione "teorica" sistemi costruttivi di “elementi base” (fuoco, legno e terra); In Mesopotamia è nata l'idea delle file di coppie di opposti, dell'interazione. che “compongono il mondo”: maschio e femmina, caldo e freddo, umidità e secchezza, ecc. Molto importante era l'idea (di origine astrologica) dell'unità dei fenomeni del macrocosmo e del microcosmo.
I valori concettuali includono anche valori atomistici. una dottrina che fu sviluppata nel V secolo. AVANTI CRISTO e. Greco antico filosofi Leucippo e Democrito. Hanno proposto la semantica analogica. un modello della struttura di una cosa, che ha un profondo significato combinatorio: le combinazioni, secondo determinate regole, di un piccolo numero di elementi indivisibili (atomi e lettere) in composti (molecole e parole) creano ricchezza di informazioni e diversità (delle cose e lingue).
Nel IV secolo. AVANTI CRISTO e. Aristotele creò la chimica. un sistema basato sui “principi”: secchezza - e freddo - caldo, con l'aiuto di combinazioni a coppie dalle quali nella “materia prima” derivò 4 elementi fondamentali (terra, acqua e fuoco). Questo sistema è esistito quasi invariato per 2mila anni.
Dopo Aristotele, la leadership in chimica. la conoscenza passò gradualmente da Atene ad Alessandria. Da quel momento sono state create ricette per ottenere sostanze chimiche. nascono in-istituzioni (come il tempio di Serapide ad Alessandria d'Egitto), impegnate in attività che gli arabi avrebbero poi chiamato “al-chimica”.
Nel IV-V secolo. chimico. la conoscenza penetra nell'Asia Minore (insieme al Nestorianesimo), in Siria sorgono scuole filosofiche che traducono il greco. Filosofia naturale e chimica trasmessa. conoscenza agli arabi.
Nel III-IV secolo. sorsero alchimia - un movimento filosofico e culturale che combina misticismo e magia con artigianato e arte. L'Alchimia l'ha portato dentro. contributo al laboratorio. abilità e tecnica, ottenendo molti prodotti chimici puri. dentro-dentro. Gli alchimisti integrarono gli elementi di Aristotele con 4 principi (olio, umidità e zolfo); combinazioni di questi mistici elementi e principi determinavano l'individualità di ogni isola. L'alchimia ha avuto un impatto notevole sulla formazione della cultura dell'Europa occidentale (la combinazione di razionalismo e misticismo, conoscenza e creazione, culto specifico dell'oro), ma non si è diffusa in altre regioni culturali.
Jabir ibn Hayyan, o in europeo Geber, Ibn Sina (Avicenna), Abu ar-Razi e altri alchimisti introdussero la chimica. vita quotidiana (dall'urina), polvere da sparo, pl. , NaOH, HNO3. I libri di Geber, tradotti in latino, godettero di un'enorme popolarità. Dal 12 ° secolo L'alchimia araba comincia a perdere praticità. direzione e con essa la leadership. Penetrando attraverso la Spagna e la Sicilia in Europa, stimola il lavoro degli alchimisti europei, i più famosi dei quali furono R. Bacon e R. Lullo. Dal XVI secolo lo sviluppo pratico si sta sviluppando. Alchimia europea, stimolata dalle esigenze della metallurgia (G. Agricola) e della medicina (T. Paracelsus). Quest'ultimo fondò la farmacologica branca della chimica - iatrochimica, e insieme ad Agricola fu di fatto il primo riformatore dell'alchimia.
X. come scienza sorse durante la rivoluzione scientifica dei secoli XVI e XVII, quando una nuova civiltà sorse nell'Europa occidentale a seguito di una serie di rivoluzioni strettamente correlate: religiosa (Riforma), che diede una nuova interpretazione della divinità di affari terreni; scientifico, che ha dato un nuovo, meccanicistico. immagine del mondo (eliocentrismo, infinito, subordinazione alle leggi naturali, descrizione nel linguaggio della matematica); industriale (l'emergere della fabbrica come sistema di macchine che utilizzano energia fossile); sociale (distruzione della società feudale e formazione della società borghese).
X., seguendo la fisica di G. Galileo e I. Newton, poteva diventare una scienza solo lungo il percorso del meccanicismo, che stabiliva le norme e gli ideali fondamentali della scienza. In X. era molto più difficile che in fisica. La meccanica può essere facilmente astratta dalle caratteristiche di un singolo oggetto. In X. ogni oggetto privato (in-in) è un'individualità, qualitativamente diversa dalle altre. X. non ha potuto esprimere il suo soggetto in modo puramente quantitativo e nel corso della sua storia è rimasto un ponte tra il mondo della quantità e il mondo della qualità. Tuttavia, le speranze degli anti-meccanicisti (da D. Diderot a W. Ostwald) che X. getti le basi di una concezione diversa, non meccanicistica. le scienze non si materializzarono e X. si sviluppò nel quadro definito dall'immagine del mondo di Newton.
Per più di due secoli X. sviluppò un'idea della natura materiale del suo oggetto. R. Boyle, che gettò le basi del razionalismo e della sperimentazione. metodo in X., nella sua opera “The Skeptical Chemist” (1661) sviluppò idee sulla chimica. atomi (corpuscoli), le cui differenze nella forma e nella massa spiegano le qualità delle singole sostanze. Atomistico le idee in X. furono rafforzate ideologicamente. il ruolo dell'atomismo nella cultura europea: l'uomo-atomo è un modello dell'uomo, che costituisce la base di una nuova filosofia sociale.
Metallurgico X., che trattava dei processi di combustione, ossidazione e riduzione, calcinazione - calcinazione dei metalli (X. era chiamato pirotecnica, cioè arte del fuoco) - attirava l'attenzione sui gas formati durante questo processo. J. van Helmont, che introdusse il concetto di "gas" e lo scoprì (1620), gettò le basi per la pneumatica. chimica. Boyle nella sua opera "Fire and Flame Weighed on Balances" (1672), ripetendo gli esperimenti di J. Rey (1630) sull'aumento della massa del metallo durante la cottura, giunse alla conclusione che ciò avviene a causa della "cattura di particelle pesanti di fiamma presso il metallo”. Al confine tra il XVI e il XVII secolo. G. Stahl formula la teoria generale di X. - la teoria del flogisto (calorico, cioè la “sostanza infiammabile” rimossa con l'aiuto dell'aria dalle sostanze durante la loro combustione), che liberò X. dai sistemi di Aristotele durati 2mila anni. Sebbene M.V. Lomonosov, dopo aver ripetuto gli esperimenti di cottura, abbia scoperto la legge di conservazione della massa in chimica. p-tions (1748) e fu in grado di dare una spiegazione corretta dei processi di combustione e ossidazione come interazione. in-va con particelle d'aria (1756), la conoscenza della combustione e dell'ossidazione era impossibile senza lo sviluppo della pneumatica. chimica. Nel 1754 J. Black (ri)scoprì l'anidride carbonica ("aria fissa"); J. Priestley (1774) - , G. Cavendish (1766) - ("aria infiammabile"). Queste scoperte fornirono tutte le informazioni necessarie per spiegare i processi di combustione, ossidazione e respirazione, come fece A. Lavoisier negli anni 1770-90, seppellendo così di fatto la teoria del flogisto e guadagnandosi la fama di “padre del moderno X. "
All'inizio 19esimo secolo la pneumatochimica e gli studi sulla composizione delle sostanze hanno avvicinato i chimici alla comprensione di quella chimica. gli elementi sono combinati in determinati rapporti equivalenti; furono formulate le leggi della costanza della composizione (J. Proust, 1799-1806) e dei rapporti volumetrici (J. Gay-Luc-sac, 1808). Infine, J. Dalton, Most. delineò compiutamente il suo concetto nel saggio “Nuovo sistema di filosofia chimica” (1808-27), convinse i contemporanei dell'esistenza degli atomi, introdusse il concetto di peso atomico (massa) e riportò in vita il concetto di elemento, ma in un senso completamente diverso: come un insieme di atomi dello stesso tipo.
L'ipotesi di A. Avogadro (1811, accettata dalla comunità scientifica sotto l'influenza di S. Cannizzaro nel 1860) che le particelle di gas semplici siano molecole di due atomi identici, risolse una serie di contraddizioni. Immagine della natura materiale della chimica. la struttura è stata completata con l'apertura del periodico. legge chimica elementi (D.I. Mendeleev, 1869). Ha collegato le quantità. misura () con qualità (proprietà chimiche), ha rivelato il significato del concetto di sostanza chimica. elemento, diede al chimico una teoria di grande potere predittivo. X. è diventato moderno. scienza. Periodico la legge legittimò il posto di X. nel sistema delle scienze, risolvendo il conflitto latente della chimica. realtà con le norme del meccanismo.
Allo stesso tempo, è stata effettuata una ricerca sulle cause e le forze delle sostanze chimiche. interazioni. È emerso il dualismo. teoria (elettrochimica) (I. Berzelius, 1812-19); furono introdotti i concetti "" e "legame chimico", che furono riempiti con quelli fisici cioè con lo sviluppo della teoria della struttura atomica e del quanto X. Sono stati preceduti da un'intensa ricerca sull'org. nel 1° tempo. XIX secolo, che portò alla divisione di X. in 3 parti: chimica inorganica, chimica organica E chimica analitica(fino alla prima metà dell'Ottocento quest'ultima costituiva la sezione principale di X.). Nuovo empirico. il materiale (soluzioni di sostituzione) non si adattava alla teoria di Berzelius, quindi furono introdotte idee su gruppi di atomi che agiscono in soluzioni nel loro insieme - radicali (F. Wöhler, J. Liebig, 1832). Queste idee furono sviluppate da C. Gerard (1853) nella teoria dei tipi (4 tipi), il cui valore era che poteva essere facilmente associato al concetto di valenza (E. Frankland, 1852).
Nel 1° tempo. 19esimo secolo fu scoperto uno dei fenomeni più importanti di X. catalisi(il termine stesso fu proposto da Berzelius nel 1835), che trovò ben presto un uso pratico diffuso. applicazione. Tutto R. 19esimo secolo Insieme alle importanti scoperte di nuove sostanze (e classi), come i coloranti (V. Perkin, 1856), furono avanzati concetti importanti per l'ulteriore sviluppo di X.. Nel 1857-58, F. Kekule sviluppò la teoria della valenza applicata all'org. v-tu, stabilì la tetravalenza del carbonio e la capacità dei suoi atomi di legarsi tra loro. Ciò ha aperto la strada alla teoria della chimica. strutture dell'org. conn. (teoria strutturale), costruito da A. M. Butlerov (1861). Nel 1865 Kekule spiegò la natura degli aromatici. conn. J. van't Hoff e J. Le Bel, postulando il tetraedrico. strutture (1874), aprì la strada ad una visione tridimensionale della struttura dell'isola, ponendo le basi stereochimica come una sezione importante di X.
Tutto R. 19esimo secolo Allo stesso tempo, la ricerca nel campo della cinetica chimica E termochimica. L. Wilhelmy studiò la cinetica dell'idrolisi dei carboidrati (fornendo per la prima volta un'equazione per la velocità di idrolisi; 1850), e K. Guldberg e P. Waage formularono la legge dell'azione di massa nel 1864-67. G. I. Hess scoprì la legge fondamentale della termochimica nel 1840, M. Berthelot e V. F. Luginin studiarono i calori di molti. quartieri. Allo stesso tempo, lavora su chimica dei colloidi, fotochimica E elettrochimica, La Crimea iniziò nel XVIII secolo.
Le opere di J. Gibbs, Van't Hoff, V. Nernst e altri stanno creando chimico Gli studi sulla conduttività elettrica delle soluzioni e sull'elettrolisi hanno portato alla scoperta dell'elettrolitico. dissociazione (S. Arrhenius, 1887). Nello stesso anno Ostwald e Van't Hoff fondarono la prima rivista dedicata a chimica fisica, e prese forma come disciplina indipendente. K ser. 19esimo secolo è consuetudine attribuirne la provenienza agrochimica E biochimica, soprattutto in connessione con il lavoro pionieristico di Liebig (1840) su enzimi, proteine ​​e carboidrati.
19esimo secolo di diritto m.b. chiamato il secolo delle scoperte chimiche. elementi. Durante questi 100 anni furono scoperti più della metà (50) degli elementi esistenti sulla Terra. Per fare un confronto: nel 20 ° secolo. Sono stati scoperti 6 elementi, nel XVIII secolo - 18, prima del XVIII secolo - 14.
Alla fine, scoperte eccezionali in fisica. 19esimo secolo (raggi X, elettroni) e lo sviluppo della teoria. idee (teoria quantistica) portarono alla scoperta di nuovi elementi (radioattivi) e al fenomeno dell'isotopia, all'emergenza radiochimica E chimica quantistica, nuove idee sulla struttura dell'atomo e sulla natura della chimica. connessioni, dando origine allo sviluppo del moderno X. (chimica del XX secolo).
Successi del X. XX secolo. associati all’avanzamento dell’analita. X. e fisico metodi per studiare le sostanze e influenzarle, penetrazione nei meccanismi dei processi, con la sintesi di nuove classi di sostanze e nuovi materiali, differenziazione delle sostanze chimiche. discipline e integrazione di X. con altre scienze, soddisfacendo le esigenze dei tempi moderni. industria, ingegneria e tecnologia, medicina, edilizia, agricoltura e altri ambiti dell'attività umana nelle nuove sostanze chimiche. conoscenze, processi e prodotti. Applicazione riuscita del nuovo fisico i metodi di influenza hanno portato alla formazione di nuove importanti direzioni di X., per esempio. chimica delle radiazioni, chimica del plasma. Insieme a X. basse temperature ( criochimica) e X. alte pressioni (vedi. Pressione), sonochimica (vedi Ultrasuoni), chimica del laser ecc. hanno iniziato a formare una nuova area: X. impatti estremi, che gioca un ruolo importante nell'ottenimento di nuovi materiali (ad esempio per l'elettronica) o vecchi materiali preziosi con materiali sintetici relativamente economici. da (ad esempio diamanti o nitruri metallici).
Uno dei primi posti in X. è dato ai problemi di prevedere le proprietà funzionali di un oggetto in base alla conoscenza della sua struttura e di determinare la struttura di un oggetto (e la sua sintesi) in base al suo scopo funzionale. La soluzione a questi problemi è associata allo sviluppo di calcoli chimici quantistici. metodi e nuove teoriche approcci, con successo in ambito non-org. e org. sintesi. Sono in corso di sviluppo i lavori sull'ingegneria genetica e sulla sintesi di composti. con struttura e proprietà insolite (ad esempio, alta temperatura superconduttori). Metodi basati su sintesi della matrice, e anche utilizzando le idee tecnologia planare. I metodi che simulano la biochimica sono in fase di ulteriore sviluppo. quartieri. I progressi nella spettroscopia (incluso lo scanning tunneling) hanno aperto prospettive per la “progettazione” delle sostanze al molo. livello, ha portato alla creazione di una nuova direzione in X. - la cosiddetta. nanotecnologia. Per controllare la sostanza chimica processi sia in laboratorio che nell’industria. scala, i principi cominciano ad essere applicati. e preghiera. organizzare insiemi di molecole reagenti (compresi gli approcci basati su termodinamica dei sistemi gerarchici).
La chimica come sistema di conoscenza sulle sostanze e sulle loro trasformazioni. Questa conoscenza è contenuta in un insieme di fatti: informazioni stabilite e verificate in modo affidabile sulla chimica. elementi e composti, loro condizioni e comportamento in ambito naturale e artistico. ambienti I criteri per l'affidabilità dei fatti e i metodi per la loro sistematizzazione sono in continua evoluzione. Grandi generalizzazioni che collegano in modo affidabile ampi insiemi di fatti diventano leggi scientifiche, la cui formulazione apre nuove fasi di X. (ad esempio, le leggi di conservazione della massa e dell'energia, le leggi di Dalton, la legge periodica di Mendeleev). Teorie che utilizzano specifiche concetti, spiegare e prevedere fatti di un argomento più specifico. La conoscenza sperimentale, infatti, diventa un fatto solo quando riceve una conoscenza teorica. interpretazione. Quindi, la prima chimica. teoria - la teoria del flogisto, sebbene errata, ha contribuito alla formazione di X., poiché collegava i fatti in un sistema e consentiva di formulare nuove domande. La teoria strutturale (Butlerov, Kekule) ha organizzato e spiegato un'enorme quantità di materiale organizzativo. X. e determinò il rapido sviluppo della chimica. sintesi e studio della struttura dell'org. connessioni.
X. poiché la conoscenza è un sistema molto dinamico. L'accumulo evolutivo della conoscenza è interrotto dalle rivoluzioni: una profonda ristrutturazione del sistema di fatti, teorie e metodi, con l'emergere di un nuovo insieme di concetti o addirittura di un nuovo stile di pensiero. Pertanto, la rivoluzione fu causata dalle opere di Lavoisier (teoria materialistica dell'ossidazione, introduzione di metodi sperimentali quantitativi, sviluppo della nomenclatura chimica), scoperta del periodico. La legge di Mendeleev, la creazione all'inizio. 20 ° secolo nuovi analiti metodi (microanalisi, ). Anche l'emergere di nuove aree che sviluppano una nuova visione del tema X e influenzano tutte le sue aree (ad esempio, l'emergere dell'X fisico sulla base della termodinamica chimica e della cinetica chimica) può essere considerata una rivoluzione.
Chimica. la conoscenza ha una struttura sviluppata. La struttura di X. è costituita da sostanze chimiche di base. discipline sviluppatesi nel XIX secolo: analitica, non org., org. e fisico X. Successivamente, durante l'evoluzione della struttura di A., si formarono un gran numero di nuove discipline (ad esempio la cristallochimica), nonché un nuovo ramo dell'ingegneria - Tecnologia chimica.
Un ampio insieme di aree di ricerca cresce nel quadro delle discipline, alcune delle quali sono incluse nell'una o nell'altra disciplina (ad esempio, X. composto organico elementare - parte di org. X.), altre sono di natura multidisciplinare, ad es. richiedono l'unificazione in uno studio condotto da scienziati di diverse discipline (ad esempio, studiando la struttura dei biopolimeri utilizzando un complesso di metodi complessi). Altri ancora sono interdisciplinari, cioè richiedono la formazione di uno specialista in un nuovo profilo (ad esempio, X. impulso nervoso).
Dal momento che quasi tutto pratico l'attività umana è associata all'uso della materia come sostanze, prodotti chimici. la conoscenza è necessaria in tutte le aree della scienza e della tecnologia che dominano il mondo materiale. Pertanto, oggi X. è diventato, insieme alla matematica, depositario e generatore di tale conoscenza, che “permea” quasi tutto il resto della scienza. Cioè, evidenziando X. come insieme di aree di conoscenza, possiamo parlare anche di chimica. aspetto della maggior parte degli altri campi della scienza. Ci sono molte discipline e campi ibridi alle “frontiere” di X.
In tutte le fasi dello sviluppo come scienza, X. sperimenta la potente influenza della scienza fisica. scienze: prima la meccanica newtoniana, poi la termodinamica, la fisica atomica e la meccanica quantistica. La fisica atomica fornisce la conoscenza che fa parte del fondamento di X., rivela il significato della periodicità. legge, aiuta a comprendere i modelli di prevalenza e distribuzione delle sostanze chimiche. elementi nell'Universo, che è oggetto di astrofisica nucleare e cosmochimica.
Fondam. X. è stato influenzato dalla termodinamica, che pone restrizioni fondamentali alla possibilità di reazioni chimiche. r-zioni (termodinamica chimica). X., il cui intero mondo era originariamente associato al fuoco, padroneggiò rapidamente la termodinamica. modo di pensare. Van't Hoff e Arrhenius collegarono lo studio della velocità delle reazioni (cinetica) -X con la termodinamica. ricevuto moderno modo di studiare il processo. Studio della chimica la cinetica richiedeva il coinvolgimento di molti scienziati fisici privati. discipline per comprendere i processi di trasferimento di sostanze (vedi, ad esempio, Diffusione, Trasferimento di massa Espansione e approfondimento della matematizzazione (ad esempio, l'uso della matematica. modellazione, teoria dei grafi) ci permette di parlare della formazione del mat. X. (fu predetto da Lomonosov, intitolando uno dei suoi libri “Elementi di chimica matematica”).

Il linguaggio della chimica. Sistema informativo. Oggetto X. - elementi e loro composti, chimici. interazione di questi oggetti - ha una diversità enorme e in rapida crescita. Il linguaggio di L. è corrispondentemente complesso e dinamico. Il suo dizionario include il nome. elementi, composti, sostanze chimiche. particelle e materiali, nonché concetti che riflettono la struttura degli oggetti e la loro interazione. La lingua di X. ha una morfologia sviluppata: un sistema di prefissi, suffissi e desinenze che consentono di esprimere la diversità qualitativa della chimica. mondo con grande flessibilità (vedi nomenclatura chimica). Il dizionario X. è stato tradotto nel linguaggio dei simboli (segni, ph-l, ur-nium), che consentono di sostituire il testo con un'espressione o un'immagine visiva molto compatta (ad esempio, modelli spaziali). La creazione del linguaggio scientifico di X. e di un metodo per registrare le informazioni (principalmente su carta) è una delle grandi imprese intellettuali della scienza europea. La comunità internazionale dei chimici è riuscita a stabilire un lavoro costruttivo a livello mondiale in una questione così controversa come lo sviluppo della terminologia, della classificazione e della nomenclatura. È stato trovato un equilibrio tra il linguaggio quotidiano e i nomi chimici storici (banali). composti e le loro rigorose designazioni di formula. La creazione della lingua X. è uno straordinario esempio di una combinazione di mobilità e progresso molto elevati con stabilità e continuità (conservatorismo). Moderno chimico. Il linguaggio consente di registrare un'enorme quantità di informazioni in modo molto breve e inequivocabile e di scambiarle tra i chimici di tutto il mondo. Sono state create versioni leggibili dalla macchina di questo linguaggio. La diversità dell'oggetto X. e la complessità del linguaggio rendono il sistema informativo X. il massimo. ampio e sofisticato in tutta la scienza. È basato su riviste chimiche, così come monografie, libri di testo, libri di consultazione. Grazie alla tradizione di coordinamento internazionale nata all'inizio del X., più di un secolo fa, si formarono standard per la descrizione della chimica. in-in e chimica. distretti e fu posto l'inizio di un sistema di indici periodicamente aggiornati (ad esempio, l'indice del collegamento org. Beilstein; vedi anche Libri di consultazione chimica ed enciclopedie). Enorme scala di prodotti chimici la letteratura già 100 anni fa ci ha spinto a cercare modi per “comprimerla”. Sono emerse riviste astratte (RJ); Dopo la seconda guerra mondiale furono pubblicati nel mondo due giornali russi estremamente completi: "Chemical Abstracts" e "RJ Chemistry". I sistemi di automazione vengono sviluppati sulla base di RZh. sistemi di recupero delle informazioni.

La chimica come sistema sociale- la maggior parte dell'intera comunità di scienziati. La formazione di un chimico come tipo di scienziato è stata influenzata dalle caratteristiche dell'oggetto della sua scienza e dal metodo di attività (esperimento chimico). Difficoltà mat. la formalizzazione dell'oggetto (rispetto alla fisica) e allo stesso tempo la varietà delle manifestazioni sensoriali (odore, colore, biol., ecc.) limitarono fin dall'inizio il predominio del meccanismo nel pensiero del chimico e lo abbandonarono. un campo per l'intuizione e l'arte. Inoltre, il chimico utilizzava sempre strumenti non meccanici. natura - fuoco. D'altra parte, a differenza degli oggetti stabili e naturali del biologo, il mondo del chimico presenta una diversità inesauribile e in rapida crescita. L’irriducibile mistero del nuovo impianto impartiva responsabilità e cautela alla visione del mondo del chimico (come tipo sociale, il chimico è conservatore). Chimica. Il laboratorio ha sviluppato un rigoroso meccanismo di “selezione naturale”, rifiutando le persone arroganti e inclini all’errore. Ciò conferisce originalità non solo allo stile di pensiero, ma anche all'organizzazione spirituale e morale del chimico.
La comunità dei chimici è composta da persone che sono professionalmente coinvolte in X. e si considerano operanti in questo campo. Circa la metà di loro lavora però in altri settori, fornendo loro prodotti chimici. conoscenza. Inoltre, si uniscono a loro molti scienziati e tecnologi - in larga misura chimici, anche se non si considerano più chimici (padroneggiare le competenze e le abilità di un chimico da parte di scienziati in altri campi è difficile a causa delle caratteristiche sopra menzionate del chimico) soggetto).
Come ogni altra comunità affiatata, i chimici hanno un proprio linguaggio professionale, un sistema di riproduzione del personale, un sistema di comunicazione [riviste, congressi, ecc.], una propria storia, proprie norme culturali e stile di comportamento.

Metodi di ricerca. Area speciale della chimica. conoscenza - metodi chimici. esperimento (analisi della composizione e della struttura, sintesi di sostanze chimiche). R. - la maggior parte pronunciato sperimentale la scienza. La gamma di competenze e tecniche che un chimico deve padroneggiare è molto ampia e la gamma di metodi sta crescendo rapidamente. Poiché i metodi chimici gli esperimenti (in particolare l'analisi) sono utilizzati in quasi tutte le aree della scienza, X. sviluppa tecnologie per tutta la scienza e le combina metodicamente. X. mostra invece una sensibilità molto elevata verso metodi nati in altri ambiti (fisica in primis). I suoi metodi sono altamente interdisciplinari.
Nella ricerca. Per gli scopi X, viene utilizzata una vasta gamma di modi per influenzare le cose. All'inizio era termico, chimico. e biol. impatto. Quindi sono state aggiunte alte e basse pressioni, meccaniche e magnetiche. ed elettrico influenze, flussi di ioni di particelle elementari, radiazioni laser, ecc. Ora sempre più questi metodi stanno penetrando nella tecnologia di produzione, il che apre un nuovo importante canale di comunicazione tra scienza e produzione.

Organizzazioni e istituzioni. Chimica. La ricerca è un tipo speciale di attività che ha sviluppato un sistema appropriato di organizzazioni e istituzioni. L'ingegneria chimica è diventata un tipo speciale di istituzione. laboratorio, il dispositivo è progettato per soddisfare le funzioni di base eseguite da un team di chimici. Uno dei primi laboratori fu creato da Lomonosov nel 1748, 76 anni prima del chimico. i laboratori sono apparsi negli Stati Uniti. Spazio La struttura del laboratorio e le sue attrezzature consentono di immagazzinare e utilizzare un gran numero di dispositivi, strumenti e materiali, anche potenzialmente molto pericolosi e incompatibili (infiammabili, esplosivi e tossici).
L'evoluzione dei metodi di ricerca in X. ha portato alla differenziazione dei laboratori e all'individuazione di numerose metodologie. laboratori e persino centri strumentali, specializzati nella manutenzione di un gran numero di squadre di chimici (analisi, misurazioni, influenza sulle sostanze, calcoli, ecc.). Un'istituzione che unisce laboratori che lavorano in aree simili con con. 19esimo secolo è diventato oggetto di ricerca. int (vedi Istituti Chimici). Molto spesso chimica. L'istituto ha una produzione sperimentale - un sistema semi-industriale. impianti per la produzione di piccoli lotti di sostanze e materiali, loro sperimentazione e sviluppo della tecnologia. modalità.
I chimici sono formati in chimica. facoltà di università o specialità. istituti di istruzione superiore, che si differenziano dagli altri per la grande percentuale di lavoro pratico e l'uso intensivo di esperimenti dimostrativi negli studi teorici. corsi. Sviluppo di prodotti chimici workshop ed esperimenti di lezioni - un genere speciale di chimica. ricerca, pedagogia e, per molti versi, arte. Dalla metà 20 ° secolo La formazione dei chimici cominciò ad andare oltre l'università e a coprire fasce di età più precoci. Sono emersi gli specialisti. chimico. scuole secondarie, club e olimpiadi. Nell'URSS e in Russia è stato creato uno dei migliori sistemi chimici pre-istituzionali al mondo. preparazione, è stato sviluppato il genere della chimica popolare. letteratura.
Per lo stoccaggio e il trasferimento di prodotti chimici. conoscenza esiste una rete di case editrici, biblioteche e centri di informazione. Un tipo speciale di istituzioni X. è costituito da organismi nazionali e internazionali per la gestione e il coordinamento di tutte le attività in questo settore - statali e pubbliche (vedi, ad esempio, Unione Internazionale di chimica pura e applicata).
Il sistema delle istituzioni e delle organizzazioni di X. è un organismo complesso, “cresciuto” da 300 anni ed è considerato in tutti i Paesi un grande tesoro nazionale. Solo due paesi al mondo avevano un sistema integrale di organizzazione di X. nella struttura della conoscenza e nella struttura delle funzioni: gli Stati Uniti e l'URSS.

Chimica e società. X. è una scienza, la gamma dei rapporti tra lo sciame e la società è sempre stata molto ampia: dall'ammirazione e dalla fede cieca ("chimizzazione dell'intera economia nazionale") alla negazione altrettanto cieca (boom dei nitrati) e alla chemofobia. L'immagine di un alchimista è stata trasferita a X., un mago che nasconde i suoi obiettivi e possiede un potere incomprensibile. Veleni e polvere da sparo nel passato, paralisi nervosa. e sostanze psicotrope oggi - la coscienza comune associa questi strumenti di potere a X. Poiché la sostanza chimica. l’industria è una componente importante e necessaria dell’economia, la chemofobia è spesso incitata deliberatamente per scopi opportunistici (psicosi ambientale artificiale).
In effetti, X. è un fattore di formazione del sistema nei tempi moderni. società, cioè una condizione assolutamente necessaria per la sua esistenza e riproduzione. Innanzitutto perché X. partecipa alla formazione del moderno. persona. Dalla sua visione del mondo non può essere rimossa la visione del mondo attraverso il prisma dei concetti X. Inoltre, nella civiltà industriale, una persona mantiene il suo status di membro della società (non viene emarginata) solo se padroneggia rapidamente nuove sostanze chimiche. presentazione (per la quale viene utilizzato un intero sistema di divulgazione di X.). L'intera tecnosfera, il mondo creato artificialmente attorno all'uomo, è sempre più satura di prodotti chimici. produzione, la cui manipolazione richiede un elevato livello di sostanze chimiche. conoscenze, abilità e intuizione.
In cont. 20 ° secolo L’inadeguatezza generale delle società è sempre più avvertita. istituti e coscienza quotidiana della società industriale al livello della chimica moderna. pace. Questa discrepanza ha dato origine a una catena di contraddizioni che sono diventate un problema globale e hanno creato un pericolo qualitativamente nuovo. A tutti i livelli sociali, compresa la comunità scientifica nel suo insieme, il ritardo nei livelli chimici sta crescendo. conoscenze e competenze dalla chimica. realtà della tecnosfera e il suo impatto sulla biosfera. Chimica. l’istruzione e l’educazione nelle scuole generali stanno diventando scarse. Il divario tra prodotti chimici preparazione dei politici e il potenziale pericolo di decisioni sbagliate. Organizzazione di un nuovo sistema di chimica universale adeguato alla realtà. istruzione e padronanza della chimica. la cultura diventa una condizione per la sicurezza e lo sviluppo sostenibile della civiltà. Durante la crisi (che si preannuncia lunga), è inevitabile un riorientamento delle priorità di X: dalla conoscenza finalizzata al miglioramento delle condizioni di vita alla conoscenza finalizzata alle garanzie. preservazione della vita (dal criterio di “massimizzazione dei benefici” al criterio di “minimizzazione dei danni”).

Chimica applicata. Il significato pratico e applicato di X. è esercitare il controllo sulle sostanze chimiche. processi che avvengono nella natura e nella tecnosfera, nella produzione e trasformazione di sostanze e materiali necessari all'uomo. Nella maggior parte delle industrie fino al 20° secolo. dominavano i processi ereditati dal periodo artigianale. X., prima di altre scienze, iniziò a generare prodotti, il cui principio stesso era basato sulla conoscenza scientifica (ad esempio, la sintesi dei coloranti all'anilina).
Stato chimico l’industria ha in gran parte determinato il ritmo e la direzione dell’industrializzazione e della politica. situazione (come, ad esempio, la creazione di una produzione su larga scala di ammoniaca e acido nitrico da parte della Germania secondo il metodo Geber-Bosch, cosa non prevista dai paesi dell'Intesa, che le hanno fornito una quantità di esplosivi sufficiente per condurre una guerra mondiale). Lo sviluppo dell'industria mineraria, dei fertilizzanti e poi dei prodotti fitosanitari ha aumentato notevolmente la produttività agricola, che è diventata una condizione per l'urbanizzazione e il rapido sviluppo industriale. Sostituzione dei tecnici culture artistiche. in-you e materiali (tessuti, coloranti, sostituti del grasso, ecc.) hanno lo stesso significato. aumento dell’offerta alimentare. risorse e materie prime per l’industria leggera. Condizione ed economico L’efficienza dell’ingegneria meccanica e dell’edilizia è sempre più determinata dallo sviluppo e dalla produzione di materiali sintetici. materiali (plastiche, gomme, pellicole e fibre). Lo sviluppo di nuovi sistemi di comunicazione, che nel prossimo futuro cambieranno radicalmente e hanno già cominciato a cambiare il volto della civiltà, è determinato dallo sviluppo dei materiali in fibra ottica; il progresso della televisione, dell'informatica e dell'informatizzazione è associato allo sviluppo degli elementi base della microelettronica e dei moli. elettronica. In generale, lo sviluppo della tecnosfera oggi dipende in gran parte dalla gamma e dalla quantità di sostanze chimiche prodotte. prodotti industriali. La qualità di molti prodotti chimici I prodotti (ad esempio pitture e vernici) influiscono anche sul benessere spirituale della popolazione, cioè partecipa alla formazione dei più alti valori umani.
È impossibile sopravvalutare il ruolo di X. nello sviluppo di uno dei problemi più importanti che l'umanità deve affrontare: la protezione dell'ambiente (vedi. Protezione della Natura). Qui, il compito di X. è sviluppare e migliorare metodi per rilevare e determinare l'inquinamento di origine antropica, studiando e modellando la chimica. processi che si verificano nell’atmosfera, nell’idrosfera e nella litosfera, la creazione di sostanze chimiche prive o a basso contenuto di rifiuti. produzione, sviluppo di metodi per la neutralizzazione e lo smaltimento di prodotti industriali. e rifiuti domestici.

Illuminato.: Fngurovsky N. A., Saggio sulla storia generale della chimica, vol.1-2, M., 1969-79; Kuznetsov V.I., Dialettica dello sviluppo della chimica, M., 1973; Soloviev Yu.I., Trifonov D.N., Shamin A.N., Storia della chimica. Sviluppo delle principali direzioni della chimica moderna, M., 1978; Jua M., Storia della chimica, trad. dall'Italiano, M., 1975; Legasov V. A., Buchachenko A. L., "Advances in Chemistry", 1986, v. 55, v. 12, pag. 1949-78; Fremantle M., La chimica in azione, trad. dall'inglese, parti 1-2, M., 1991; Pimentel J., Coonrod J., Possibilità della chimica oggi e domani, trad. dall'inglese, M., 1992; Parte ton J. R., Una storia della chimica, v. 1-4, L.-N.Y., 1961-70. CON.

G. Kara-Murza, T. A. Aizatulin. Dizionario delle parole straniere della lingua russa

CHIMICA- CHIMICA, la scienza delle sostanze, delle loro trasformazioni, interazioni e dei fenomeni che avvengono durante questo processo. Chiarimento dei concetti base con cui X opera, come atomo, molecola, elemento, corpo semplice, reazione, ecc., la dottrina molecolare, atomica e... ... Grande Enciclopedia Medica

- (forse dal greco Chemia Chemia, uno dei nomi più antichi dell'Egitto), una scienza che studia le trasformazioni delle sostanze, accompagnate da cambiamenti nella loro composizione e (o) struttura. Processi chimici (estrazione di metalli da minerali, tintura di tessuti, lavorazione del cuoio e... ... Grande dizionario enciclopedico

CHIMICA, branca della scienza che studia le proprietà, la composizione e la struttura delle sostanze e la loro interazione tra loro. Attualmente la chimica è un vasto campo della conoscenza e si divide principalmente in chimica organica e inorganica.... ... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico

CHIMICA, chimica, molti altri. no, femmina (Chemeia greca). La scienza della composizione, della struttura, dei cambiamenti e delle trasformazioni, nonché della formazione di nuove sostanze semplici e complesse. La chimica, dice Engels, può essere chiamata la scienza dei cambiamenti qualitativi che avvengono nei corpi... ... Dizionario esplicativo di Ushakov

chimica- – la scienza della composizione, struttura, proprietà e trasformazioni delle sostanze. Dizionario di chimica analitica chimica analitica chimica colloidale chimica inorganica ... Termini chimici

Un insieme di scienze, il cui oggetto è la combinazione di atomi e le trasformazioni di questi composti che avvengono con la rottura di alcuni e la formazione di altri legami interatomici. Varie scienze e chimica differiscono in quanto si occupano di classi diverse... ... Enciclopedia filosofica

chimica- CHIMICA, e, g. 1. Produzione dannosa. Lavora in chimica. Invia per chimica. 2. Farmaci, pillole, ecc. 3. Tutti i prodotti innaturali e dannosi. Non è solo chimica delle salsicce. Mangia i tuoi prodotti chimici. 4. Una varietà di acconciature con prodotti chimici... ... Dizionario dell'argot russo

Scienza * Storia * Matematica * Medicina * Scoperta * Progresso * Tecnologia * Filosofia * Chimica Chimica Chi non capisce altro che la chimica non la capisce abbastanza. Lichtenberg Georg (Lichtenberg) (

Lezione 10
Chimica degli elementi s
Problemi trattati:
1. Elementi dei principali sottogruppi dei gruppi I e II
2. Proprietà degli atomi degli elementi s
3. Reticoli cristallini dei metalli
4. Proprietà delle sostanze semplici: alcaline e alcalino-terrose
metalli
5. Prevalenza degli elementi S in natura
6. Ottenere SHM e SHZM
7. Proprietà dei composti degli elementi s
8. L'idrogeno è un elemento speciale
9. Isotopi dell'idrogeno. Proprietà dell'idrogeno atomico.
10. Produzione e proprietà dell'idrogeno. Educazione chimica
comunicazioni.
11. Legame idrogeno.
12. Perossido di idrogeno: struttura, proprietà.

Lo zolfo si trova nel gruppo VIa della tavola periodica degli elementi chimici D.I. Mendeleev.
Il livello energetico esterno dello zolfo contiene 6 elettroni, che hanno 3s 2 3p 4. Nei composti con metalli e idrogeno, lo zolfo mostra uno stato di ossidazione negativo degli elementi -2, nei composti con ossigeno e altri non metalli attivi - positivo +2, +4, +6. Lo zolfo è un tipico non metallo; a seconda del tipo di trasformazione può essere un agente ossidante e un agente riducente.

Trovare lo zolfo in natura

Lo zolfo si trova allo stato libero (nativo) e in forma legata.

I più importanti composti naturali dello zolfo:

FeS 2 - pirite di ferro o pirite,

ZnS - blenda di zinco o sfalerite (wurtzite),

PbS: lucentezza del piombo o galena,

HgS - cinabro,

Sb 2 S 3 - stibnite.

Inoltre, lo zolfo è presente nel petrolio, nel carbone naturale, nei gas naturali e nelle acque naturali (sotto forma di ioni solfato e determina la durezza “permanente” dell'acqua dolce). Nei capelli è concentrato un elemento vitale per gli organismi superiori, parte integrante di molte proteine.

Modifiche allotropiche dello zolfo

Allotropia- questa è la capacità dello stesso elemento di esistere in diverse forme molecolari (le molecole contengono diversi numeri di atomi dello stesso elemento, ad esempio O 2 e O 3, S 2 e S 8, P 2 e P 4, ecc. ).

Lo zolfo si distingue per la sua capacità di formare catene stabili e cicli di atomi. I più stabili sono gli S8, che formano zolfo ortorombico e monoclino. Questo è zolfo cristallino, una fragile sostanza gialla.

Le catene aperte hanno zolfo plastico, una sostanza marrone, che si ottiene mediante un forte raffreddamento dello zolfo fuso (lo zolfo plastico diventa fragile dopo poche ore, acquisisce un colore giallo e si trasforma gradualmente in rombico).

1) rombico - S 8

t°pl. = 113°C; r = 2,07 g/cm3

La modifica più stabile.

2) monoclino: aghi giallo scuro

t°pl. = 119°C; r = 1,96 g/cm3

Stabile a temperature superiori a 96°C; in condizioni normali diventa rombico.

3) plastica - massa marrone simile alla gomma (amorfa).

Instabile, quando indurisce si trasforma in un rombico

Ottenere lo zolfo

1. Il metodo industriale consiste nella fusione del minerale utilizzando il vapore.
2. Ossidazione incompleta dell'idrogeno solforato (con mancanza di ossigeno):

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

1. La reazione di Wackenroeder:

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

Proprietà chimiche dello zolfo

Proprietà ossidative dello zolfo
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Lo zolfo reagisce con le sostanze alcaline senza riscaldamento:

S + O 2 – t° → S+4O2

2S+3O2 – t°; pt → 2S +6 O 3

4) (eccetto iodio):

S+Cl2 → S +2 CI 2

S+3F2 → SF6

Con sostanze complesse:

5) con acidi - agenti ossidanti:

S + 2H 2 SO 4 (concentrato) → 3S+4O2+2H2O

S+6HNO3(concentrazione) → H2S+6O4+6NO2+2H2O

Reazioni di sproporzione:

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

7) lo zolfo si dissolve in una soluzione concentrata di solfito di sodio:

S 0 + Na 2 S +4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 tiosolfato di sodio