Wprowadzenie – podstawowe pojęcia, prawa chemiczne, jednostki
Chemia jest nauką o strukturze materii, jej właściwościach i niektórych przemianach;
pozwala zrozumieć dlaczego substancje wykazują określone właściwości,
umożliwia rozpoznanie mechanizmu przemian jednych substancji w drugie, ich ilościowy opis oraz praktyczne wykorzystanie.
E = m × c2
Rozszerzone pojęcie materii obejmuje, poza materią korpuskularną, również wszelkie formy energii. Równoważność masy i energii podaje równanie Alberta Einsteina (1905r.)
E – energia, m - masa, c - prędkość światła w próżni = 3 × 108 ms-1;
Energia w przyrodzie jest kwantowana (Planck, 1900), to znaczy że każdy element materii emituje (wysyła) lub absorbuje (pochłania) tylko ściśle określone kwanty - porcje energii, równe:
E = h × n = h × c/l = h × c ×`v
h = 6,62×10-34 J×s – stała Plancka liczba falowa [m-1]
n - częstotliwość promieniowania [Hz = s-1]
l - długość fali promieniowania [m]
Każdy element lub układ elementów materii dąży do tego aby być w minimum energetycznym
Materia korpuskularna ma budowę ziarnistą nieciągłą, zbudowana jest z atomów. Atomy różnych pierwiastków różnią się od siebie. Rozmiary atomów, rzędu 10-8 cm, zależą od rodzaju pierwiastka, im bardziej złożona budowa atomu tym większy jego promień.
Atom zbudowany jest z jądra, w którego niezwykle małej objętości skupiona jest niemal całkowita masa atomu, oraz elektronów (e, e-) znajdujących się w stosunkowo dużej przestrzeni otaczającej jądro.
Jądro atomu zawiera głównie dodatnio naładowane protony ( 11p, p+, 11 H ) oraz elektrycznie obojętne neutrony (10n, n0). Protony i neutrony są nukleonami.
Niektóre cząstki elementarne:
Grupa
Cząstka i symbol
Masa spoczynkowa w jednostkach masy elektronu ( 9,1083× 10-31kg)
Ładunek C w jednostkach elementarnych ładunku (1,602×10-19C)
Fotony
Leptony
Nukleony
foton (g )
neutrino (n) pozyton (e+) elektron (e-)
proton (p) neutron (n)
0
0 1 1
1836 1838
0 +1 -1
+1 0
Elementarne składniki atomu:
Cząstka
Masa [ g ]
Masa [ u ]
Ładunek [ C ]
Symbol
Trwałość poza jądrem
proton
1,6726 × 10-24
1,00728
+1,602×10-19
11p (p+ , 11H)
duża
neutron
1,6749 × 10-24
1,00867
10n (n0)
mała
elektron
0,91096 × 10-27
1/1836
-1,602×10-19
e (e-)
Liczba protonów w jądrze = liczba elektronów w atomie= liczba atomowa (porządkowa) danego atomu ( Z )
Suma protonów i neutronów (liczba nukleonów) = liczba masowa danego atomu ( A )
Pierwiastek to zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej Z, czyli tej samej liczbie protonów i tym samym ładunku jądra
Atomowa jednostka masy (1u ) jest to 1/12 masy atomu izotopu węgla 12C,
ma wartość 1,66×10-27 kg; odpowiada jej energia 931 MeV
Liczba masowa jest bardzo zbliżona do względnej masy atomowej pierwiastka, czyli masy jego atomu wyrażonej w atomowych jednostkach masy (u).
Względna masa atomowa pierwiastka jest to liczba określająca, ile razy masa atomu danego pierwiastka jest większa od atomowej jednostki masy (u)
Względna masa cząsteczek chemicznych - masa cząsteczkowa - jest sumą względnych mas atomowych pierwiastków tworzących cząsteczkę
Zapis charakteryzujący jądro danego pierwiastka:
liczba masowa = liczba protonów (Z) + liczba neutronów (A-Z)
A symbol pierwiastka
E
Z
liczba atomowa = liczba protonów = ładunek jądra
liczba elektronów = liczba porządkowa pierwiastka
Na przykład: jądro tlenu 168O , jądro wodoru 11H, jądro azotu 147N
...
heaven_paradise