İnsan, etrafındaki dünyayla binlerce görünmez bağla bağlantılıdır ve kendisi de bunun bir parçasıdır. Doğa, insan yaşamı için gerekli olan her şeyi sağlar, günlük ihtiyaçlarını karşılar ve onunla iletişim kurmaktan tarifsiz bir zevk verir.

Ancak insan ile çevre arasındaki ilişki oldukça zordur. İnsan bir yandan doğaya hayran kalır ve onu şiirle yüceltir, doğayı mükemmel resim ve fotoğraflarla yansıtır (Şekil 1).

Pirinç. 1.
“Bu dünya ne kadar güzel, bak!”

Öte yandan büyüme çevre sorunları- çok sayıda insan hatası ve hatasının üzücü cezası: ormansızlaşma, hayvanların yok edilmesi, kirlilik çevre endüstriyel ve evsel atıklar vb. (Şekil 2).

Pirinç. 2.
Ve insan faaliyetinin bir sonucu olarak güzel bir dünya böyle görünüyor:
a - ormansızlaşma; b - endüstriyel emisyonlardan kaynaklanan atmosferik zehirlenme; c - su kütlelerinin kirliliği; d - orman temizliği çöp sahasına dönüştü

İnsan ve doğa arasındaki ilişkinin nazik ve uyumlu olabilmesi için onu bilmek, anlamak, ona özenle davranmak, doğal kaynakları akılcı ve akılcı kullanmak gerekir. Doğa bilimleri konuları, etrafımızdaki dünyayı anlamayı, onun varlığının yasalarını bilmeyi öğretmek için tasarlanmıştır: biyoloji, coğrafya, kimya, fizik (Şekil 3). Bunlardan bazılarıyla zaten okulun önceki aşamalarında tanışmışsınızdır.

Pirinç. 3.
Biyoloji, coğrafya, fizik, kimya doğa bilimlerine aittir

Bu yıl fizik okumaya başlıyorsunuz. Ve sadece bir yıl sonra, 8. sınıfta başka bir akademik konu olan kimya ile tanışacaksınız.

Kimya, maddelerin bilimi, yapıları, özellikleri ve bazı maddelerin diğerlerine dönüşümleridir.

Etrafımızdaki tüm nesnelere genellikle fiziksel cisimler denir ve bunların oluştukları şeye maddeler denir (Şekil 4).

Pirinç. 4.
Fiziksel cisimler ve bunlara karşılık gelen kimyasal maddeler:
a - çelik ürünler ve demir tozu; b - bilgisayar bileşenleri ve çeşitli plastikler; c - güneş pili ve silikon

Her cismin şekli ve hacmi vardır. Buna karşılık, her madde özellikleri açısından bireysel ve benzersizdir - özellikleri: toplanma durumu, yoğunluk, renk, parlaklık, koku, tat, sertlik, esneklik, suda çözünürlük, ısıyı iletme yeteneği ve elektrik akımı.

Örneğin normal koşullar altında farklı toplanma durumlarındaki üç maddenin özelliklerini tanımlayalım: oksijen, asetik asit ve alüminyum (Tablo 1).

Tablo 1
Oksijen, asetik asit ve alüminyumun özellikleri

Maddelerin özelliklerinin bilinmesi onların varlığı için gereklidir. pratik uygulama. Örneğin, Şekil 5, bu metalin özelliklerinden dolayı alüminyumun uygulamalarını göstermektedir.

Pirinç. 5.
Özelliklerine göre alüminyum uygulamaları

Pek çok madde zehirli, patlayıcı ve yanıcıdır ve bu nedenle onlarla çalışırken dikkatli ve yetkin bir kullanım gerektirir.

Kitabımız sizi bu ciddi ve önemli konunun çalışmasına hazırlamak için tasarlandı ve bu nedenle “Kimya” adını aldı. Giriş dersi."

Kimyanın sizin için tamamen yeni bir disiplin olup olmadığını aşağıdaki paragraflarda öğreneceksiniz.

1. Kimya doğa bilimlerinin bir parçasıdır.
2. İnsan ve çevre arasındaki ilişkiler.
3. Fiziksel bedenler ve maddeler.
4. Maddelerin özellikleri.
5. Maddelerin özelliklerine göre uygulanması.

Sorular ve görevler

1. Hangi eğitim konuları Bunlar doğal mı kabul ediliyor?
2. İnsanın çevre üzerindeki olumlu etkilerine örnekler verin.
3. İnsanın doğa üzerindeki olumsuz etkilerine örnekler veriniz.
4. Kimya neyi inceliyor?
5. Aşağıdaki isim listesinden cisimleri ve maddeleri ayrı ayrı yazın: kar tanesi, çiy damlası, su, buz parçası, toz şeker, küp şeker, tebeşir, okul tebeşiri. Bu listede kaç cisim ve kaç madde adlandırılıyor?
6. Maddelerin özelliklerini karşılaştırın (yani aralarındaki benzerlikleri ve farklılıkları belirleyin):

   a) karbondioksit ve oksijen;
   b) nitrojen ve karbon dioksit;
   c) şeker ve tuz;
   d) asetik ve sitrik asit.

7. Alüminyumun hangi özellikleri kullanımının temelini oluşturur (bkz. Şekil 5)?

Çevremizdeki dünya maddidir. Maddenin iki türü vardır: madde ve alan. Kimyanın amacı bir maddedir (çeşitli alanların madde üzerindeki etkisi dahil - ses, manyetik, elektromanyetik vb.)

Madde, hareketsiz kütlesi olan her şeydir (yani, hareket etmediğinde kütlenin varlığıyla karakterize edilir). Yani, bir elektronun geri kalan kütlesi (hareket etmeyen bir elektronun kütlesi) çok küçük olmasına rağmen - yaklaşık 10-27 g, ancak bir elektron bile maddedir.

Madde gaz, sıvı ve katı olmak üzere üç toplanma halinde bulunur. Maddenin başka bir durumu daha var - plazma (örneğin, gök gürültüsü ve şimşek çakması plazma içerir), ancak okul derslerinde plazmanın kimyası neredeyse hiç dikkate alınmaz.

Maddeler saf, çok saf (örneğin fiber optik oluşturmak için gerekli) olabilir, gözle görülür miktarda yabancı madde içerebilir veya karışımlar olabilir.

Tüm maddeler atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluşur. Aynı cins atomlardan oluşan maddeler(bir elementin atomlarından), basit denir(örneğin kömür, oksijen, nitrojen, gümüş vb.). Farklı elementlerin birbirine bağlı atomlarını içeren maddelere karmaşık denir.

Bir madde (örneğin hava) iki veya daha fazla basit madde içeriyorsa ve atomları birbirine bağlı değilse, o zaman buna karmaşık madde değil, basit maddelerin karışımı denir. Basit maddelerin sayısı nispeten azdır (yaklaşık beş yüz), ancak karmaşık maddelerin sayısı çok fazladır. Bugüne kadar on milyonlarca farklı karmaşık madde bilinmektedir.

Kimyasal dönüşümler

Maddeler birbirleriyle etkileşime girebilir ve yeni maddeler ortaya çıkar. Bu tür dönüşümlere denir kimyasal. Örneğin, basit bir madde olan kömür, başka bir basit madde olan oksijen ile etkileşime girer (kimyagerler tepkimeye girdiğini söyler), bu da oluşumuna neden olur. birleştirmek– karbon ve oksijen atomlarının birbirine bağlandığı karbondioksit. Bir maddenin diğerine bu tür dönüşümlerine kimyasal denir. Kimyasal dönüşümler kimyasal reaksiyonlardır. Böylece, şeker havada ısıtıldığında, karmaşık bir tatlı madde olan sakkaroz (şekerin yapıldığı) basit bir maddeye - kömüre ve karmaşık bir madde - suya dönüşür.

Kimya bir maddenin diğerine dönüşümünü inceler. Kimyanın görevi, belirli bir maddenin belirli koşullar altında hangi maddelerle etkileşime girebileceğini (reaksiyona girebileceğini) ve neyin oluştuğunu bulmaktır. Ayrıca belirli bir dönüşümün hangi koşullar altında meydana gelebileceğini ve istenilen maddenin elde edilebileceğini bulmak da önemlidir.

Maddelerin fiziksel özellikleri

Her madde bir dizi fiziksel ve kimyasal özellikler. Fiziksel özellikler, fiziksel araçlar kullanılarak karakterize edilebilecek özelliklerdir.. Örneğin termometre kullanarak suyun erime ve kaynama noktalarını belirleyebilirsiniz. Bir maddenin elektrik akımı iletme yeteneğini karakterize etmek, maddenin yoğunluğunu, sertliğini vb. belirlemek için fiziksel yöntemler kullanılabilir. Fiziksel işlemler sırasında maddelerin bileşimi değişmeden kalır.

Maddelerin fiziksel özellikleri sayılabilir (belirli fiziksel araçlar kullanılarak sayıyla karakterize edilebilenler, örneğin yoğunluk, erime ve kaynama noktaları, sudaki çözünürlük vb. belirtilerek) ve sayısız (şu şekilde karakterize edilemeyenler) olarak ikiye ayrılır: sayı veya çok zor - renk, koku, tat vb. gibi).

Maddelerin kimyasal özellikleri

Bir maddenin kimyasal özellikleri, başka hangi maddelerle ve hangi koşullar altında temasa geçtiğine dair bir dizi bilgidir. kimyasal etkileşimler bu madde. Kimyanın en önemli görevi maddelerin kimyasal özelliklerini belirlemektir.

Kimyasal dönüşümlere katılır küçük parçacıklar maddeler - atomlar. Kimyasal dönüşümler sırasında bazı maddelerden başka maddeler oluşur ve orijinal maddeler kaybolur, yerlerine yeni maddeler (reaksiyon ürünleri) oluşur. A atomlar herkes kimyasal dönüşümler korunur. Kimyasal dönüşümler sırasında yeniden düzenlenmeleri meydana gelir, atomlar arasındaki eski bağlar yok edilir ve yeni bağlar ortaya çıkar.

Kimyasal element

Farklı maddelerin sayısı çok fazladır (ve her birinin kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri vardır). Çevremizdeki maddi dünyada, en önemli özellikleri bakımından birbirinden farklı olan nispeten az sayıda atom vardır - yaklaşık yüz. Her atom tipinin kendine ait kimyasal elementi vardır. Kimyasal element aynı veya benzer özelliklere sahip atomların topluluğudur. Doğada yaklaşık 90 farklı kimyasal element bulunur. Şimdiye kadar fizikçiler Dünya'da bulunmayan yeni atom türleri yaratmayı öğrendiler. Bu tür atomlara (ve buna göre bu tür kimyasal elementlere) yapay (İngilizce - insan yapımı elementler) denir. Bugüne kadar iki düzineden fazla yapay olarak elde edilen element sentezlendi.

Her elementin Latince bir adı ve bir veya iki harfli sembolü vardır. Rusça kimya literatüründe, kimyasal elementlerin sembollerinin telaffuzuna ilişkin açık kurallar yoktur. Bazıları bunu şu şekilde telaffuz ediyor: elementi Rusça olarak adlandırıyorlar (sodyum, magnezyum vb. sembolleri), diğerleri - Latin harfleriyle (karbon, fosfor, kükürt sembolleri), diğerleri - elementin adının Latince'de neye benzediğini söylüyorlar (demir, gümüş, altın, cıva). Genellikle hidrojen H elementinin sembolünü Fransızcada bu harfin okunduğu şekilde telaffuz ediyoruz.

Karşılaştırmak en önemli özellikler kimyasal elementler ve basit maddeler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Bir element birkaç basit maddeye (alotropi fenomeni: karbon, oksijen vb.) veya belki de sadece bir tanesine (argon ve diğer inert gazlar) karşılık gelebilir.

Durum	Özellikler
Gazlı	1. Bir kabın hacmini ve şeklini alabilme yeteneği. 2. Sıkıştırılabilirlik. 3. Hızlı difüzyon (moleküllerin kaotik hareketi). 4. E kinetik.
	> E potansiyeli 1. Maddenin kapladığı kabın o kısmının şeklini alabilme yeteneği. 3. Düşük sıkıştırılabilirlik. 4. Yavaş difüzyon. 5. Akışkanlık. 6. E kinetik.
	= E potansiyeli 1. Karakteristik şekli ve hacmi koruma yeteneği. 2. Düşük sıkıştırılabilirlik (basınç altında). 3. Parçacıkların salınım hareketleri nedeniyle çok yavaş difüzyon. 4. Ciro yok.< Е потенц.

5. E kinetik.

Bir maddenin toplanma durumu, moleküller arasında etki eden kuvvetler, parçacıklar arasındaki mesafe ve bunların hareketlerinin doğası tarafından belirlenir. İÇİNDE zor parçacıklar birbirlerine göre belirli bir konum işgal ederler. Moleküllerin hareket özgürlüğü olmadığı, yalnızca titreşimleri olduğundan sıkıştırılabilirliği ve mekanik dayanımı düşüktür. Katıyı oluşturan molekül, atom ve iyonlara denir. yapısal birimler. Katılar ikiye ayrılır amorf ve kristal ).

(Tablo 27

Tablo 33

Amorf ve kristalli maddelerin karşılaştırmalı özellikleri	Madde
karakteristik	Amorf 1. Parçacık düzenlemesinin kısa menzilli sırası. 2. İzotropi. fiziksel özellikler 3. Belirli bir erime noktası yoktur. 5. Akışkanlık. 4. Termodinamik kararsızlık (büyük iç enerji rezervi).
Örnekler: kehribar, cam, organik polimerler vb.	Kristalin 1. Parçacık düzenlemesinin uzun menzilli sırası. 2. Fiziksel özelliklerin anizotropisi. 3. Spesifik erime noktası. 4. Termodinamik stabilite (düşük dahili enerji rezervi). 5. Simetri unsurları vardır.

Örnekler: metaller, alaşımlar, katı tuzlar, karbon (elmas, grafit), vb. . Kristalli maddeler kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta (Tm) erir, amorf maddeler açıkça tanımlanmış bir erime noktasına sahip değildir; ısıtıldıklarında yumuşarlar (bir yumuşama aralığı ile karakterize edilir) ve sıvı veya viskoz bir duruma geçerler. Amorf maddelerin iç yapısı, moleküllerin rastgele düzenlenmesi ile karakterize edilir. Bir maddenin kristal hali, kristali oluşturan parçacıkların uzayda doğru düzenlenmesini ve oluşumunu gerektirir. kristalimsi)(mekansal ızgaralar. Kristalin cisimlerin temel özelliği, anizotropi - amorf cisimler iken özelliklerin (termal ve elektriksel iletkenlik, mekanik mukavemet, çözünme hızı vb.) farklı yönlerde farklılığı .

izotropikSağlam kristaller - aynı yapısal elemanın (birim hücre) her yönde kesin tekrarlanabilirliği ile karakterize edilen üç boyutlu oluşumlar.- kristalde sonsuz sayıda tekrarlanan, paralel boru şeklindeki bir kristalin en küçük hacmini temsil eder.

Kristal kafesin temel parametreleri:

Kristal kafesin enerjisi (E cr. , kJ/mol) – Bu, gaz halindeki ve birbirlerinden etkileşimlerini engelleyecek bir mesafede ayrılmış mikropartiküllerden (atomlar, moleküller, iyonlar) 1 mol kristalin oluşumu sırasında açığa çıkan enerjidir.

Kafes sabiti ( D , [ A 0 ]) – kimyasal bir bağla birbirine bağlanan bir kristaldeki iki parçacığın merkezi arasındaki en küçük mesafe.

Koordinasyon numarası (c.n.) – uzaydaki merkezi parçacığı çevreleyen ve ona kimyasal bir bağla bağlanan parçacıkların sayısı.

Kristal parçacıklarının bulunduğu noktalara denir kristal kafes düğümleri

Kristal şekillerinin çeşitliliğine rağmen sınıflandırılabilirler. Kristal formların sistematizasyonu tanıtıldı AV. Gadolin(1867), bunların simetri özelliklerine dayanmaktadır. Kristallerin geometrik şekline göre aşağıdaki sistemler (sistemler) mümkündür: kübik, tetragonal, ortorombik, monoklinik, triklinik, altıgen ve eşkenar dörtgen (Şekil 18).

Aynı madde farklı kristal formlara sahip olabilir. iç yapı ve dolayısıyla fizikokimyasal özellikler açısından. Bu fenomene denir polimorfizm . izomorfizm – farklı doğadaki iki madde aynı yapıdaki kristalleri oluşturur. Bu tür maddeler kristal kafesinde birbirinin yerini alarak karışık kristaller oluşturabilir.

Pirinç. 18. Temel kristal sistemleri.

Kristal kafesin düğüm noktalarında bulunan parçacıkların türüne ve aralarındaki bağların türüne bağlı olarak kristaller dört tiptedir: iyonik, atomik, moleküler ve metalik(pirinç . 19).

Pirinç. 19. Kristal çeşitleri

Kristal kafeslerin özellikleri tabloda sunulmaktadır. 34.

Maddenin özellikleri	Oksijen	Asetik asit	Alüminyum
1. Fiziksel durum normal koşullar altında	Gaz	Sıvı	Sağlam
2. Renk	Renk yok	Renk yok	Gümüş beyaz
3. Tat	Tatsız	Ekşi	Tatsız
4. Koku	yok	Keskin spesifik	yok
5. Suda çözünürlük	Az çözünür	Çözünür	Pratik olarak çözünmez
6. Isı iletkenliği	Düşük	Küçük	Yüksek
7. Elektrik iletkenliği	Mevcut olmayan	Küçük	Yüksek

Maddelerin özelliklerinin bilinmesi onların pratik kullanımı için gereklidir. Örneğin, Şekil 6, bu metalin özelliklerinden dolayı alüminyumun uygulamalarını göstermektedir.

1. Hangi konular doğal kabul edilir?

2. İnsanın çevre üzerindeki olumlu etkisine örnekler verin.

3. İnsanın doğa üzerindeki olumsuz etkilerine örnekler verin.

4. Kimya neyi inceliyor?

5. Aşağıdaki isim listesinden cisimleri ve maddeleri ayrı ayrı yazın: kar tanesi, çiy damlası, su, buz parçası, toz şeker, şeker parçası, tebeşir, okul tebeşiri. Bu listede kaç cisim ve kaç madde adlandırılıyor?

6. Maddelerin özelliklerini karşılaştırın (yani aralarındaki ortak ve farklı olanı belirleyin):

a) karbondioksit ve oksijen;

b) nitrojen ve karbon dioksit;

c) şeker ve tuz;

d) asetik ve sitrik asitler.

7. Kullanımının temelinde alüminyumun hangi özellikleri yatmaktadır?

8. Neden kimyayı biyoloji, coğrafya ve fizikten daha geç öğrenmeye başlıyorlar?