Človek je s svetom okoli sebe povezan s tisočerimi nevidnimi nitmi in tudi sam je del njega. Narava zagotavlja vse, kar je potrebno za človekovo življenje, skrbi za njegove vsakodnevne potrebe in daje neizrekljiv užitek v komunikaciji z njo.

Je pa odnos med človekom in okoljem zelo težaven. Po eni strani človek občuduje naravo in jo poveličuje v poeziji, odseva naravo v odličnih slikah in fotografijah (slika 1).

riž. 1.
"Kako lep je ta svet, poglej!"

Po drugi strani pa rast okoljske težave- žalostno maščevanje za številne človeške napake in napake: krčenje gozdov, iztrebljanje živali, onesnaževanje okolju industrijski in gospodinjski odpadki itd. (slika 2).

riž. 2.
In tako je videti čudovit svet, ki je rezultat človeške dejavnosti:
a - krčenje gozdov; b - zastrupitev ozračja z industrijskimi emisijami; c - onesnaževanje vodnih teles; d - gozdna poseka spremenjena v odlagališče

Da bi bil odnos med človekom in naravo prijazen in harmoničen, jo je treba poznati in razumeti, z njo skrbno ravnati ter naravne vire uporabljati modro in racionalno. Naravoslovni predmeti so zasnovani tako, da poučujejo razumevanje sveta okoli nas, poznavanje zakonov njegovega obstoja: biologija, geografija, kemija, fizika (slika 3). Z nekaterimi ste se že srečali v prejšnjih stopnjah šolanja.

riž. 3.
Biologija, geografija, fizika, kemija spadajo med naravoslovne vede

Letos začenjate s študijem fizike. In le leto kasneje, v 8. razredu, se boste seznanili z drugim učnim predmetom - kemijo.

Kemija je veda o snoveh, njihovi zgradbi, lastnostih in pretvorbah enih snovi v druge.

Vse predmete okoli nas običajno imenujemo fizična telesa, tisto, iz česar so sestavljeni, pa snovi (slika 4).

riž. 4.
Fizična telesa in njihove ustrezne kemične snovi:
a - jekleni izdelki in železov prah; b - računalniške komponente in različne plastike; c - sončna baterija in silicij

Vsako telo ima obliko in prostornino. Vsaka snov pa je individualna in edinstvena po svojih značilnostih – lastnostih: agregatnem stanju, gostoti, barvi, sijaju, vonju, okusu, trdoti, plastičnosti, topnosti v vodi, sposobnosti prevajanja toplote in električni tok.

Opišimo na primer lastnosti treh snovi v različnih agregatnih stanjih pri normalnih pogojih: kisika, ocetne kisline in aluminija (tabela 1).

Tabela 1
Lastnosti kisika, ocetne kisline in aluminija

Poznavanje lastnosti snovi je potrebno za njihovo praktična uporaba. Na primer, slika 5 prikazuje uporabo aluminija zaradi lastnosti te kovine.

riž. 5.
Uporaba aluminija glede na njegove lastnosti

Številne snovi so strupene, eksplozivne, vnetljive, zato je pri delu z njimi potrebno skrbno in kompetentno ravnanje.

Naša knjiga je zasnovana tako, da vas pripravi na študij tega resnega in pomembnega predmeta, zato se imenuje "Kemija. Začetni tečaj."

Ali je kemija za vas povsem nova disciplina, boste izvedeli v naslednjih odstavkih.

1. Kemija je del naravoslovja.
2. Odnosi med človekom in okoljem.
3. Fizična telesa in snovi.
4. Lastnosti snovi.
5. Uporaba snovi glede na njihove lastnosti.

Vprašanja in naloge

1. Katera izobraževalnih predmetov Ali se štejejo za naravne?
2. Navedite primere pozitivnega človekovega vpliva na okolje.
3. Navedite primere negativnega vpliva človeka na naravo.
4. Kaj proučuje kemija?
5. Iz naslednjega seznama imen posebej izpiši telesa in snovi: snežinka, rosna kapljica, voda, košček ledu, kristalni sladkor, sladkorna kocka, kreda, šolska kreda. Koliko teles in koliko snovi je navedenih na tem seznamu?
6. Primerjaj lastnosti snovi (tj. ugotavljaj podobnosti in razlike med njimi):

   a) ogljikov dioksid in kisik;
   b) dušik in ogljikov dioksid;
   c) sladkor in sol;
   d) ocetna in citronska kislina.

7. Katere lastnosti aluminija so osnova njegove uporabe (glej sliko 5)?

Svet okoli nas je materialen. Obstajata dve vrsti snovi: snov in polje. Predmet kemije je snov (vključno z vplivom različnih polj na snov - zvočno, magnetno, elektromagnetno itd.)

Snov je vse, kar ima maso v mirovanju (tj. za katero je značilna prisotnost mase, ko se ne premika). Torej, čeprav je masa mirovanja enega elektrona (masa negibljivega elektrona) zelo majhna - približno 10 -27 g, vendar je že en elektron snov.

Snov obstaja v treh agregatnih stanjih - plinastem, tekočem in trdnem. Obstaja še eno agregatno stanje - plazma (na primer grom in kroglasta strela vsebujeta plazmo), vendar se v šolskih tečajih kemija plazme skoraj ne upošteva.

Snovi so lahko čiste, zelo čiste (potrebne, na primer, za ustvarjanje optičnih vlaken), lahko vsebujejo opazne količine nečistoč ali pa so mešanice.

Vse snovi so sestavljene iz drobnih delcev, imenovanih atomi. Snovi, sestavljene iz atomov iste vrste(iz atomov enega elementa), imenovano preprosto(na primer oglje, kisik, dušik, srebro itd.). Snovi, ki vsebujejo med seboj povezane atome različnih elementov, imenujemo kompleksne.

Če snov (na primer zrak) vsebuje dve ali več enostavnih snovi, njihovi atomi pa med seboj niso povezani, potem se ne imenuje kompleksna snov, ampak zmes enostavnih snovi. Število preprostih snovi je razmeroma majhno (približno petsto), vendar je število kompleksnih snovi ogromno. Do danes je znanih več deset milijonov različnih kompleksnih snovi.

Kemijske transformacije

Snovi lahko medsebojno delujejo in nastajajo nove snovi. Takšne transformacije imenujemo kemična. Na primer, preprosta snov premog medsebojno deluje (kemiki pravijo, da reagira) z drugo preprosto snovjo - kisikom, kar povzroči nastanek spojina– ogljikov dioksid, v katerem so atomi ogljika in kisika med seboj povezani. Takšne pretvorbe ene snovi v drugo imenujemo kemične. Kemijske transformacije so kemične reakcije. Torej, ko se sladkor segreje na zraku, se kompleksna sladka snov - saharoza (iz katere je sestavljen sladkor) - spremeni v preprosto snov - premog in kompleksno snov - vodo.

Kemija preučuje pretvorbo ene snovi v drugo. Naloga kemije je ugotoviti, s katerimi snovmi lahko določena snov v danih pogojih medsebojno deluje (reagira) in kaj pri tem nastane. Poleg tega je pomembno ugotoviti, pod kakšnimi pogoji lahko pride do določene transformacije in pridobimo želeno snov.

Fizikalne lastnosti snovi

Za vsako snov je značilen nabor fizikalnih in kemijske lastnosti. Fizikalne lastnosti so lastnosti, ki jih je mogoče označiti s fizikalnimi instrumenti. Na primer, s termometrom lahko določite tališče in vrelišče vode. S fizikalnimi metodami lahko označimo sposobnost snovi, da prevaja električni tok, določimo gostoto snovi, njeno trdoto itd. Med fizikalnimi procesi ostanejo snovi nespremenjene sestave.

Fizikalne lastnosti snovi delimo na štetne (tiste, ki jih lahko s pomočjo določenih fizikalnih instrumentov označimo s številko, na primer z navedbo gostote, tališča in vrelišča, topnosti v vodi ipd.) in neštetne (tiste, ki jih ni mogoče označiti z število ali je zelo težko – kot so barva, vonj, okus itd.).

Kemijske lastnosti snovi

Kemijske lastnosti snovi so niz informacij o tem, katere druge snovi in ​​pod kakšnimi pogoji pridejo v stik. kemične interakcije to snov. Najpomembnejša naloga kemije je ugotavljanje kemijskih lastnosti snovi.

Sodeluje pri kemičnih transformacijah drobni delci snovi – atomi. Pri kemijskih pretvorbah iz nekaterih snovi nastanejo druge snovi, prvotne snovi pa izginejo, namesto njih pa nastanejo nove snovi (reakcijski produkti). A atomi pri vsi kemijske transformacije so ohranjene. Pride do njihove preureditve, med kemijskimi transformacijami se stare vezi med atomi uničijo in nastanejo nove vezi.

Kemični element

Število različnih snovi je ogromno (in vsaka od njih ima svoj niz fizikalnih in kemijskih lastnosti). V materialnem svetu okoli nas je sorazmerno malo atomov, ki se med seboj razlikujejo po svojih najpomembnejših značilnostih – približno sto. Vsaka vrsta atoma ima svoj kemični element. Kemični element je skupek atomov z enakimi ali podobnimi lastnostmi. V naravi najdemo približno 90 različnih kemičnih elementov. Do danes so se fiziki naučili ustvarjati nove vrste atomov, ki jih na Zemlji ni. Takšni atomi (in s tem takšni kemični elementi) se imenujejo umetni (v angleščini - elementi, ki jih je ustvaril človek). Do danes je bilo sintetiziranih več kot dva ducata umetno pridobljenih elementov.

Vsak element ima latinsko ime in eno- ali dvočrkovni simbol. V ruski jezikovni kemijski literaturi ni jasnih pravil za izgovorjavo simbolov kemičnih elementov. Nekateri ga izgovarjajo takole: imenujejo element v ruščini (simboli natrija, magnezija itd.), Drugi - z latinskimi črkami (simboli ogljika, fosforja, žvepla), tretji - kako zveni ime elementa v latinščini (železo, srebro, zlato, živo srebro). Simbol elementa vodik H običajno izgovarjamo tako, kot se ta črka izgovarja v francoščini.

Primerjava najpomembnejše lastnosti kemijski elementi in enostavne snovi so podani v spodnji tabeli. En element lahko ustreza več enostavnim snovem (pojav alotropije: ogljik, kisik itd.) ali pa samo eni (argon in drugi inertni plini).

Država	Lastnosti
plinasto	1. Sposobnost prevzeti prostornino in obliko posode. 2. Stisljivost. 3. Hitra difuzija (kaotično gibanje molekul). 4. E kinetični.
	> E potencial 1. Sposobnost prevzeti obliko tistega dela posode, ki ga zaseda snov. 3. Nizka stisljivost. 4. Počasna difuzija. 5. Pretočnost. 6. E kinetični.
	= E potencial 1. Sposobnost ohranjanja značilne oblike in volumna. 2. Nizka stisljivost (pod pritiskom). 3. Zelo počasna difuzija zaradi nihajnega gibanja delcev. 4. Brez prometa.< Е потенц.

5. E kinetični.

Agregatno stanje snovi določajo sile, ki delujejo med molekulami, razdalja med delci in narava njihovega gibanja. IN težko stanju, delci zavzamejo določen položaj drug glede na drugega. Ima nizko stisljivost in mehansko trdnost, saj molekule nimajo svobode gibanja, ampak le vibracije. Imenujemo molekule, atome ali ione, ki tvorijo trdno snov strukturne enote. Trdne snovi delimo na amorfne in kristalne ).

(Tabela 27

Tabela 33

Primerjalne lastnosti amorfnih in kristaliničnih snovi	Snov
Značilno	Amorfna 1. Kratkoročni vrstni red razporeditve delcev. 2. Izotropija. fizikalne lastnosti 3. Ni specifičnega tališča. 5. Pretočnost. 4. Termodinamična nestabilnost (velika zaloga notranje energije).
Primeri: jantar, steklo, organski polimeri itd.	Kristalni 1. Daljnji red razporeditve delcev. 2. Anizotropija fizikalnih lastnosti. 3. Specifično tališče. 4. Termodinamična stabilnost (majhna zaloga notranje energije). 5. Obstajajo elementi simetrije.

Primeri: kovine, zlitine, trdne soli, ogljik (diamant, grafit) itd. . Kristalne snovi se talijo pri strogo določeni temperaturi (Tm), amorfne snovi nimajo jasno določenega tališča; pri segrevanju se zmehčajo (za kar je značilen interval mehčanja) in preidejo v tekoče ali viskozno stanje. Za notranjo strukturo amorfnih snovi je značilna naključna razporeditev molekul Kristalno stanje snovi predpostavlja pravilno razporeditev delcev v prostoru, ki sestavljajo kristal, in nastanek kristalni)(prostorsko rešetke. Glavna značilnost kristalnih teles je njihova anizotropija - različnost lastnosti (toplotna in električna prevodnost, mehanska trdnost, stopnja raztapljanja itd.) v različnih smereh, medtem ko amorfna telesa .

izotropnoTrdna kristali - tridimenzionalne tvorbe, za katere je značilna stroga ponovljivost istega strukturnega elementa (enotne celice) v vseh smereh.- predstavlja najmanjšo prostornino kristala v obliki paralelepipeda, ki se v kristalu ponavlja neskončno velikokrat.

Osnovni parametri kristalne mreže:

Energija kristalne mreže (E kr. , kJ/mol) – To je energija, ki se sprosti pri nastajanju 1 mola kristala iz mikrodelcev (atomov, molekul, ionov), ki so v plinastem stanju in so med seboj ločeni na razdalji, ki onemogoča njihovo interakcijo.

Konstanta mreže ( d , [ A 0 ]) – najmanjša razdalja med središčema dveh delcev v kristalu, povezanih s kemično vezjo.

Koordinacijska številka (c.n.) – število delcev, ki obdajajo osrednji delec v prostoru in so z njim povezani s kemično vezjo.

Točke, v katerih se nahajajo kristalni delci, imenujemo vozlišča kristalne mreže

Kljub raznolikosti kristalnih oblik jih je mogoče razvrstiti. Uvedena je bila sistematizacija kristalnih oblik A.V. Gadolin(1867), temelji na značilnostih njihove simetrije. V skladu z geometrijsko obliko kristalov so možni naslednji sistemi (sistemi): kubični, tetragonalni, ortorombični, monoklinski, triklinski, heksagonalni in romboedrični (slika 18).

Ista snov ima lahko različne kristalne oblike, ki se med seboj razlikujejo notranja struktura, in torej v smislu fizikalno-kemijskih lastnosti. Ta pojav se imenuje polimorfizem . Izomorfizem – dve snovi različne narave tvorita kristale enake strukture. Takšne snovi se lahko zamenjajo v kristalni mreži in tvorijo mešane kristale.

riž. 18. Osnovni kristalni sistemi.

Glede na vrsto delcev, ki se nahajajo na vozliščih kristalne mreže in vrsto vezi med njimi, so kristali štiri vrste: ionske, atomske, molekularne in kovinske(riž . 19).

riž. 19. Vrste kristalov

Značilnosti kristalnih mrež so predstavljene v tabeli. 34.

Lastnosti snovi	kisik	Ocetna kislina	Aluminij
1. Fizično stanje v normalnih pogojih	Plin	Tekočina	trdna
2. Barva	Brez barve	Brez barve	Srebrno bela
3. Okusite	Brez okusa	Kislo	Brez okusa
4. Vonj	Nima	Ostro specifično	Nima
5. Topnost v vodi	Slabo topno	Topen	Praktično netopen
6. Toplotna prevodnost	Nizka	majhna	visoko
7. Električna prevodnost	odsoten	majhna	visoko

Poznavanje lastnosti snovi je potrebno za njihovo praktično uporabo. Na primer, slika 6 prikazuje uporabo aluminija zaradi lastnosti te kovine.

1. Kateri predmeti se štejejo za naravne?

2. Navedite primere pozitivnih vplivov človeka na okolje.

3. Navedite primere negativnega vpliva človeka na naravo.

4. Kaj preučuje kemija?

5. Iz naslednjega seznama imen posebej izpiši telesa in snovi: snežinka, rosna kapljica, voda, košček ledu, kristalni sladkor, kepa sladkorja, kreda, šolska kreda. Koliko teles in koliko snovi je navedenih na tem seznamu?

6. Primerjajte lastnosti snovi (to je, ugotovite skupno in različno med njimi):

a) ogljikov dioksid in kisik;

b) dušik in ogljikov dioksid;

c) sladkor in sol;

d) ocetna in citronska kislina.

7. Katere lastnosti aluminija so osnova njegove uporabe?

8. Zakaj začnejo študirati kemijo pozneje kot biologijo, geografijo in fiziko?