Atom, czÄ?steczka, wi????zanie chemiczne
Atom jest wsp????cze??nie podstawowym poj????ciem w chemii. Sk??ada si???? on z j????dra atomowego i chmury elektron??w. O ile j????dro jest domen???? fizyki j????drowej, o tyle zachowanie i natura chmury elektronowej jest domen???? chemii, gdy?? decyduje o zdolno??ci atom??w do ??????czenia si???? w wi????ksze obiekty, zwane cz????steczkami. Cz????steczka bowiem to grupa atom??w, kt??re s???? trwale powi????zane przez wymian???? elektron??w z pow??oki walencyjnej, czyli najbardziej odleg??ej od j????dra. Na skutek tej wymiany powstaj???? trwa??e wi????zania chemiczne.
Pierwiastek, indywiduum chemiczne, mieszaniny
Wg klasycznej definicji pierwiastek chemiczny to taka substancja, kt??rej metodami chemicznymi nie da si???? dalej roz??o??y????. Koncepcja pierwiastka wywodzi si???? wprost z alchemii. Podstawowym dokonaniem Roberta Boyle'a by??o jednak zerwanie z alchemiczn???? tradycj????, w ramach kt??rej wierzono, ??e tych pierwiastk??w jest od 3 do 7, przy czym ich lista powstawa??a z rozwa??a?? teoretycznych, a nie na podstawie danych eksperymentalnych. Wsp????cze??nie wiadomo, ??e pierwiastk??w jest ponad 100, i ??e poszczeg??lne pierwiastki s???? tworzone przez atomy, kt??re maj???? w j????drze jednakow???? liczb???? proton??w.
Indywiduum chemiczne to z kolei substancja, w kt??rej wyst????puje jeden rodzaj moleku??. Je??li moleku??y te s???? niena??adowanymi cz????steczkami, nie posiadaj????cymi niesparowanych elektron??w to w??wczas indywidua te nazywa si???? zwi????zkami chemicznymi. Zwi????zek chemiczny to zatem substancja, kt??ra sk??ada si???? z jednego rodzaju cz????steczek.
Inne indywidua chemiczne to:
* jony - czyli moleku??y posiadaj????ce ??adunek elektryczny
* rodniki - czyli nietrwa??e zwykle moleku??y posiadaj????ce przynajmniej jeden niesparowany (nieparzysty) elektron.
Opr??cz czystych pierwiastk??w i zwi????zk??w chemicznych w naturze wyst????puj???? ich r????norakie mieszaniny. W zale??no??ci od tego czy mieszaniny te mo??na rozdzieli???? mechanicznie, czy te?? wymaga to bardziej z??o??onych operacji fizyko-chemicznych rozr????nia si????:
* roztwory i
* mieszaniny niejednorodne, takie jak koloidy, zole, ??ele, pasty, piany, zawiesiny i inne.
Reakcje chemiczne
Reakcja chemiczna to proces powstawania lub zrywania wi????za?? chemicznych, na skutek kt??rych powstaj???? lub rozpadaj???? si???? cz????steczki. Zwykle reakcje chemiczne maj???? do?????? z??o??ony przebieg, tzn. s???? sum???? wielu nast????puj????cych po sobie lub odbywaj????cych si???? jednocze??nie akt??w zrywania i powstawania wi????za??. Opisy sumarycznego przebiegu reakcji nazywaj???? si???? r??wnaniami, natomiast pe??en opis wszystkich akt??w zrywania i powstawania wi????za?? chemicznych jest nazywany jej mechanizmem.
Wzory chemiczne
Struktur???? cz????steczek i innych indywidu??w chemicznych zapisuje si???? w postaci specjalnych wzor??w, kt??re tworzy si???? stosuj????c specjaln???? symbolik????. W znacznym uproszczeniu, na symbolik???? t???? sk??adaj???? si????:
* symbole pierwiastk??w - przyjmuj????ce posta???? jedno-trzyliterowych skr??t??w ich nazw - reprezentuj????ce atomy wyst????puj????ce w cz????steczkach
* symbole wi????za?? chemicznych - przyjmuj????ce posta???? kresek, ??????cz????cych symbole pierwiastk??w - ka??da pojedyncza kreska oznacza uwsp??lnion???? par???? elektronow????.
Wzory poszczeg??lnych cz????steczek chemicznych mo??na zestawia???? w r??wnania, kt??re w pogl????dowy spos??b przedstawiaj???? przebieg reakcji chemicznych. Konwencja pisania r??wna?? polega na umieszczaniu substrat??w po lewej, produkt??w po prawej stronie r??wnania i ??????czenie ich r????nego rodzaju strza??kami symbolizuj????cymi rodzaj danej reakcji.
Mole, st??????enia i stechiometria
Podstawow???? jednostk???? stosowan???? w chemii jest mol. Jest to jednostka liczno??ci materii, czyli stosunku liczby cz????stek znajduj????cych w okre??lonej masie lub obj????to??ci danej substancji chemicznej do liczby atom??w obecnych w 12 g czystego izotopu w????gla 12C.
Mol, razem z r??wnaniami reakcji chemicznych, stanowi podstaw???? oblicze?? stechiometrycznych, kt??rych zasady umo??liwiaj???? dok??adne ustalenie jaka masa lub obj????to?????? jednego zwi????zku mo??e przereagowa???? z drugim zwi????zkiem. Teoretyczn???? podstaw???? tych oblicze?? jest prawo dzia??ania mas oraz koncepcja wsp????czynnika stechiometrycznego.
Koncepcja st??????enia, rozumianego jako molowy lub procentowy udzia?? zwi????zk??w chemicznych w mieszaninie, umo??liwia z kolei dokonywanie analogicznych oblicze?? ilo??ci reaguj????cych substancji, nawet gdy nie s???? one jednorodne.
Energia
Energia odgrywa istotn???? rol????, zar??wno w trwa??o??ci zwi????zk??w chemicznych jak i w przebiegu reakcji. Zagadnieniami energetycznymi zwi????zanymi ze zjawiskami badanymi przez chemi???? zajmuje si???? chemia fizyczna. W ramach tej nauki, wywodz????cej si???? z termodynamiki i kinetyki stworzono szereg poj???????? i wielko??ci s??u??????cych opisowi zagadnie?? energetycznych, odnosz????cych si???? do zwi????zk??w i reakcji chemicznych.
S???? to m.in.:
* Energia wi????zania chemicznego - czyli najmniejsza energia potrzebna do jego rozerwania.
* Entalpia reakcji chemicznej - b????d????ca miar???? efektu cieplnego reakcji chemicznej, zachodz????cej pod sta??ym ci??nieniem,
* Energia swobodna reakcji chemicznej - b????d????ca miar???? "sk??onno??ci" do zaj??cia reakcji w danych warunkach,
* Energia aktywacji - czyli minimalna energia potrzebna do zaj??cia danej reakcji.
Komentarze (0) 17.07.2009. 11:58
Wiek XVII to zmierzch alchemii. Ukaza??o siÄ? w tym okresie (1604 rok) specjalistyczne dzie??o wydane przez edytora Johanna Th??lde pod tytu??em Triumfalny w??z Antymonu autorstwa prawdopodobnie nieistniejÄ?cego mnicha Bazylego Walentyna. KsiÄ???ka traktuje o antymonie, jego zwiÄ?zkach i ich medycznym zastosowaniu. PonoÄ? ostatnim eliksirem ??ycia by?? otrzymany przez Johanna R. Glauberta (1604-1668) siarczan(VI) sodu. Uczony ten opisa?? spos??b wytwarzania kwasu solnego przez dzia??anie kwasem siarkowym(VI) na chlorek sodu. W wyniku tego procesu uzyska?? Na2SO4*2H2O i odkry?? jego dzia??anie przeczyszczajÄ?ce. Glaubert nazwa?? tÄ? s??l sal mirabile (cudowna) i twierdzi??, ??e jest to lek na wszelkie dolegliwo??ci czyli tak poszukiwany przez alchemik??w panaceum. Jednym z ostatnich alchemik??w by?? niemiecki uczony Hennig Brand, kt??ry poszukujÄ?c metody uzyskania kamienia filozoficznego z moczu w roku 1669 wyodrÄ?bni?? czysty fosfor. By??o to na 5-10 lat wcze??niej przed odkryciem pierwiastka przez Roberta Boyle.
CzÄ?sto przyjmuje siÄ?, ??e historia chemii jako nauki i koniec alchemii rozpoczÄ??? siÄ? od wydania przez Roberta Boyle'a dzie??a The Skeptical Chymist (1661), w kt??rym wyra??nie rozgraniczy?? on chemiÄ? jako naukÄ? od przednaukowych bada?? alchemicznych. Kluczowe znaczenie tej pracy polega??o na postulacie wyra??nego oddzielenia opisu wyniku prowadzonych bada?? i wynikajÄ?cych z tych bada?? bezpo??rednich wniosk??w od ich filozoficzno-ezoterycznych interpretacji. Trzeba jednak zaznaczyÄ?, ??e od tego czasu bardzo d??ugo jeszcze w chemii wystÄ?powa??a wiara w sztuczne byty "filozoficzne", wywodzÄ?ce siÄ? wprost z alchemii takie jak flogiston czy si??a witalna.
Dzi?? wiele zawdziÄ?czamy alchemikom, kt??rzy zdecydowani popchnÄ?li do przodu naukÄ? odkrywajÄ?c wiele pierwiastk??w oraz substancji.
Komentarze (0) 17.07.2009. 11:44
PoczÄ?tki chemii siÄ?gajÄ? staro??ytno??ci, kiedy to z og??lnych rozwa??a?? filozoficznych wy??oni??a siÄ? alchemia, kt??rej przedstawiciele dzia??ali jeszcze na poczÄ?tku XIX wieku.
Za "ojc??w" wsp????czesnej chemii, uwa??a siÄ? zwykle Roberta Boyle'a (1661), Antoine Lavoisiera (1787) i Johna Daltona (1808), kt??rzy radykalnie rozgraniczyli badania z u??yciem metody naukowej od dawnych poszukiwa?? kamienia filozoficznego.
Kamieniami milowymi odkryÄ? chemicznych do poczÄ?tk??w XX wieku by??y:
* Stworzenie jasnej koncepcji pierwiastka chemicznego, jako substancji, kt??rej nie mo??na roz??o??yÄ? metodami chemicznymi, wprowadzonej przez Roberta Boyle'a (1689)
* Rozpowszechnienie prawa zachowania masy przez Antoine Lavoisiera
* Stworzenie wsp????czesnej koncepcji atomowej przez Johna Daltona (1808)
* Odkrycie prawa okresowo??ci i skonstruowanie uk??adu okresowego pierwiastk??w przez Dmitrija Mendelejewa (ok. 1869)
* Porzucenie koncepcji si??y ??yciowej po otrzymaniu mocznika przez Friedricha W??hlera (1828)
* Odkrycie subtelnej budowy atomu przez Ernesta Rutherforda w latach 1911-1920
* Stworzenie podstaw chemii kwantowej przez Heisenberga, Schr??dingera i Pauliego w latach 20. XX w.
Komentarze (0) 17.07.2009. 11:38
Chemia (grec. ??Î?Î?Î?Î?Î? â?? chemeia) -?? nauka badaj??ca natur?? i w??asno??ci substancji, a zw??aszcza przemiany tych substancji, gdy siÄ? je ze sobÄ? zmiesza. Wsp????cze??nie wiadomo, ??e przemiany substancji wynikajÄ? z praw, wed??ug kt??rych atomy ??Ä?czÄ? siÄ? poprzez wiÄ?zania chemiczne w mniej lub bardziej trwa??e zwiÄ?zki chemiczne, a tak??e praw wed??ug kt??rych wiÄ?zania pÄ?kajÄ? i tworzÄ? siÄ? ponownie prowadzÄ?c do przemian jednych zwiÄ?zk??w w drugie co jest nazywane reakcjami chemicznymi. Chemia zajmuje siÄ? tak??e rozmaitymi w??asno??ciami substancji wynikajÄ?cymi bezpo??rednio z ich budowy atomowej.
NaturÄ? i w??asno??ci substancji bada te?? fizyka. Chemia i fizyka nawzajem siÄ? przenikajÄ? i czÄ?sto trudno jest precyzyjnie ustaliÄ?, gdzie ko??czy siÄ? jedna dziedzina, a zaczyna druga. Chemia, podobnie jak fizyka jest centralnÄ? naukÄ? przyrodniczÄ?. Obie te nauki stanowÄ? podstawÄ? wszystkich pozosta??ych nauk przyrodniczych â?? biologii, geografii, metalurgii i wielu innych.
Komentarze (0) 17.07.2009. 10:35