Chémia ako prírodná veda
Chémia :
- je prírodná veda, ktorá skúma zloženie a vlastnosti látok, zákonitosti a príčiny ich premien a javy, ktoré vznikajú pri ich premenách
- študuje hmotu a zmeny v nej prebiehajúce, ktoré menia jej zloženie
- zisťuje charakteristické vlastnosti látok, skúma deje, pri ktorých sa vlastnosti látky trvalo menia a formuluje zákony, ktoré tieto zmeny charakterizujú
- študuje ako súvisí štruktúra a ďalšie vlastnosti atómov a molekúl s ich správaním pri chemických reakciách
Chemické disciplíny – rozlišujeme tri základné chemické disciplíny - anorganická chémia, organická chémia a makromolekulová chémia.
o medzi hraničné disciplíny patrí aj fyzikálna chémia, biochémia, molekulová biológia,
analytická chémia, chemické inžinierstvo, agrochémia.
Všeobecné pojmy
Hmota – všetko objektívne, reálne existujúce, všetko čo sa dá skúmať ľudskými zmyslami alebo pomocou prístrojov. Jej základnou vlastnosťou je pohyb a vývoj.
o formy hmoty:
o látka (vyznačuje sa pokojovou hmotnosťou)
o pole (elementárne častice s nulovou pokojovou hmotnosťou) nemôžu sa nachádzať v stave relatívneho pokoja. V každom bode priestoru je charakterizované fyzikálnymi veličinami (sklárne, vektorové, tenzorové).
- podľa druhy síl: elektrické, magnetické, gravitačné
Látka – je zložená z elementárnych častíc (e, p, n), zoskupenia atómov, molekúl a iónov. Priestorovo ohraničené množstvo látky s určitým geometrickým tvarom = teleso.
o Medzi látky patrí napr. – voda, železo, oxid uhličitý.
o Nachádza sa v troch rôznych skupenstvách – tuhé, kvapalné, plynné.
o Plazma – navonok elektroneutrálna sústava, napr.: plyn pri veľkých teplotách, alebo silných elektrických poliach. Podľa pôvodu môžu byť prírodné (minerály, rudy) syntetické (silon, polyetylén)
Sústava látok - všetky látky v určitom ohraničenom priestore (v kadičke, v autokláve).
o Izolovaná - steny sústavy zabraňujú výmene energie a častíc.
o Uzavretá - steny častice neprepúšťajú, ale ani nezabraňujú výmene energie (kadička sa môže zohrievať).
o Otvorená - vymieňa s okolím aj častice aj energiu (sústava vzduch a sústava voda v kadičke).
o Homogénna (rovnorodá) sústava má vo všetkých miestach rovnaké vlastnosti (alebo plynule meniace), skladá sa z jednej fázy.
o Heterogénna (rôznorodá) sústava nemá vo všetkých miestach rovnaké vlastnosti, skladá sa z viacerých fáz.
Fáza je homogénna časť heterogénnej sústavy, je fyzikálne rovnorodá, ale chemicky nemusí byť (roztok), fázy sa dajú oddeliť fyzikálnymi postupmi.
Chemicky čistá látka (chemické indivíduum) – je najdenoduchšia stavebné zložky zlúčenín, tzv. v sústave je len jedna látka (všetky atómy, molekuly a častice sú rovnaké) napr. H2, O3
o Medzi chemické indivíduá môžeme zaradiť dve skupiny látok – prvky a zlúčeniny
Zmes je sústava zložená zo súboru rozličných častíc a atómov.
o Homogénna zmes – veľkosť častíc je menej ako 10-9m (zmes plynov, roztoky, NaCl v H2O).
o Koloidná zmes – veľkosť rozptýlených častíc je medzi 10-7m až 10-9m (vajcový bielok vo vode).
o Heterogénna zmes – častice väčšie ako 10-7m (H2O znečistená pieskom).
Chemická reakcia – dej, pri ktorom nastávajú látkové premeny, prejavujúce sa v chemickom zložení látok a v ich štruktúre
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
C (diamant) → C (tuha)
Základné charakteristiky látok
Atóm je základná jednotka štruktúra látky.
o Atómové číslo (Z) – udáva počet protónov v jadre a je poradovým číslom v PSP (8 O)
o Nukleónové číslo (A) – hmotnostné, udáva počet nukleónov a neutrónov v jadre, a tým aj relatívnu hmotnosť atómu (16 O).
Molekula je zložitejšia štruktúra látky. Je to častica, ktorá sa skladá z dvoch alebo viacerých atómov.
Zlúčenina je látka tvorená rovnakými molekulami, ktoré vznikli zlúčením atómov viacerých prvkov. (kvapalná voda – súbor molekúl H2O, plynný chlorid sodný – súbor molekúl NaCl). Nuklid – látka zložená z atómov s rovnakým atómovým a rovnakým nukleónovým číslom (168 O).
Izotopy (izotopické nuklidy) sú nukleotidy ktoré majú rovnaké atómové (protónové) číslo a patria k jednému rovnakému prvku (168 O, 178 O, 188 O).
Prvok je látka z atómov, ktoré majú rovnaké atómové číslo.
o v prírode sa ich nachádza 92 prirodzených a ostatné umelo vytvorené – transurány.
Hmotnosť – vyjadrená pomocou atómovej hmotnostnej jednotky (u).
o Je zvolená tak, aby sa hmotnosť 1 u rovnala atómovej hmotnostnej konštante m u (tá je definovaná ako dvanástina hmotnosti atómu nuklidu uhlíka 12C) napr.: m( 1H = 1, 00782 u ) mu= m (12C) a= 1,66057. 10-27 kg = 1 u 12.
o Relatívna atómová hmotnosť Ar – podiel hmotnosti m(X) atómu a atómovej hmotnostnej konštanty. Udáva koľkokrát je hmotnosť danej častice X väčšia ako atómová hmotnostná konštanta. Ar (X) = m (X) mu
o Látkové množstvo n = N (jednotka: 1 mol)
NA = 6,023 . 10-23 mol -1 Avogadrova konštanta NAMm = m (jednotka: kg. mol-1) (g.mol).
o Molová hmotnosť – je hmotnosť homogénneho n súboru častíc ktoré látkové množstvo je jednotkové
Použitá literatúra:
Kmeťová, J. a kol.: Chémia pre 1. ročník gymnázia. vyd. 1. Bratislava: EXPOL PEDAGOGIKA. 2010. ISBN 978-80-8091-174-4Kmeťová, J. a kol.: Chémia pre 1. ročník gymnázia so štvorročným štúdiom a 5. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. vyd. 2. Bratislava: EXPOL PEDAGOGIKA. 2010. ISBN 978-80-8091-265-9
Kotlík, B. a Ružičková, K.: Chémia v kocke I. Pre stredné školy. vyd. 1. Bratislava: ART AREA spol. s.r.o. 2002. ISBN 978-88879-96-5