Substancja chemiczna
Substancja chemiczna – to część materii charakteryzująca się określonym zespołem własności fizycznych i chemicznych.
Podział substancji:
a). Pierwiastki (substancje proste), czyli zbiory atomów o takich samych własnościach chemicznych.
b). Związki chemiczne (substancje złożone) Które ulegają rozkładowi na substancje proste. Są zbiorami cząsteczek lub innych drobin o tym samym składzie atomowymi identycznych właściwościach chemicznych.
c). Mieszaniny –to układy różnych substancji nie reagujących ze sobą. Mieszanina jednorodna - homogeniczna to taka mieszanina, w której nie można rozróżnić składników nawet przy dużym powiększeniu (woda wodociągowa, mleko, stopy metali, powietrze). Mieszanina niejednorodna - heterogeniczna to mieszanina, której składniki można dostrzec gołym okiem lub za pomocą prostych urządzeń (mąka + piasek, woda + piasek, piasek + mak, dym + sadza
Właściwości fizyczne – to cechy zewnętrzne substancji np. stan skupienia ,temperatura wrzenia ,gęstość ,przewodnictwo cieplne i elektryczne , sprężystość ,plastyczność ,zdolność do oddziaływania magnesu.
Właściwości chemiczne – to zdolność do reagowania z określonymi substancjami oraz uleganie rozkładowi na prostsze substancje.
Substancje ulegają:
a)przemianą fizycznym , gdy nie powstają nowe substancje lecz zmieniają się wybrane właściwości np. parowanie i skraplanie wody .
b) przemianą chemicznym (reakcją chemicznym) gdyż z jednych substancji powstają nowe różniące się od pierwotnych składem chemicznym i właściwościami.
Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka chemicznego zachowującą jeszcze jego charakterystyczne właściwości. Cząsteczka składa się, co najmniej z dwóch atomów. Atomy te mogą być takie same - mówimy wówczas o cząsteczce pierwiastka (np. O2, Cl2) lub różne - cząsteczka związku chemicznego (np. NaCl, H2O, H2SO4.) Liczbę wiązań chemicznych utworzonych przez atom danego pierwiastka w cząsteczce związku chemicznego nazywamy wartościowością tego pierwiastka.
Nazwa pierwiastka i wartościowość Azot I, II, III, IV, V chlor I, III, V, VII cynk II fosfor III, V glin III krzem IV magnez II miedź I, II nikiel II ołów II, IV potas I rtęć I, II siarka II, IV, VI sód I srebro I tlen II wapń II węgiel II, IV wodór I żelazo II, III . Wzór sumaryczny, który określa rodzaj i liczbę atomów poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład cząsteczki związku.
Wzór strukturalny – ilustruje sposób powiązania i rozmieszczania atomów w cząsteczce i wskazuje na różnicę między związkami o takim samym wzorze sumarycznym. Tlenki – związki dwu składnikowe składające się z danego pierwiastka i tlenu. SO2 – tlenek siarki (IV), SO3 – tlenek siarki (VI),FeO –tlenek żelaza (II), Fe2O3 –tlenek żelaza (III). Kwasy HnR– związki zbudowane z wodoru i reszty kwasowej. Kwasy tlenowe zawierają w swej reszcie kwasowej atom lub atomy tlenu, na przykład: H2CO3-kwas węglowy/H2SO3- kwas siarkowy (IV) / H2SO4-kwas siarkowy (VI) / HClO4-kwas chlorowy (VII) / HNO3-kwas azotowy (V) / H3PO4 – kwas fosforowy (V) Kwasy beztlenowe są wodnymi roztworami wodorków tlenowców i fluorowców, na przykład: H2S-kwas siarkowodorowy / HBr - kwas bromowodorowy / HCl –kwas chlorowodorowy / HI – kwas jodowodorowy / HF – kwas fluorowodorowy. Wodorotlenki – związki zbudowane z metalu i grup wodorotlenkowych. NaOH - wodorotlenek sodu / KOH – wodorotlenek potasu / Ca(OH) 2 - wodorotlenek wapnia / Mg(OH) 2 - wodorotlenek magnezu / Fe(OH) 3 – wodorotlenek żelaza (III). Sole MnRm –to związki chemiczne, których cząsteczki są zbudowane z atomów metali i reszty kwasowej. Sole tlenowe to pochodne kwasów tlenowych, na przykład: Na2SO4 -siarczan (VI) sodu / CaSO3 –siarczan (IV) wapnia / Mg(NO3) 2 -azotan(V) magnezu / K3PO4 –fosforan(V) potasu / MgCO3 – węglan magnezu. Sole beztlenowe pochodzą od kwasów beztlenowych, na przykład: FeCl2 – chlorek żelaza(II) / NaS –siarczek sodu / CaBr2 –bromek wapnia / KI – jodek potasu / MgF2–fluorek magnezu. Prawo zachowania masy – twórcy Michał Łomonosow i Antoine Laurent Lavoisier : Masa substratów wziętych do reakcji chemicznej jest równa masie produktów otrzymanych w wyniku tej reakcji. np. C+O2 ® C O2 substraty ® produkty = reagenty.
Prawo stałości składu – stosunek mas pierwiastków w związku chemicznym jest stały i charakterystyczny dla danego związku . Reakcje chemiczne - to przemiany jednych substancji w inne różniące się od pierwotnych np. (składem chem. właściwościami) .Reakcja syntezy – (łączenia) dwie lub więcej substancji prostych łączy się w jeden produkt. A+B=AB. Np. S+O2 ® SO2 .Reakcja analizy – (rozkładu) substancja złożona rozkłada się na co najmniej dwie substancje prostsze . AB®A+B. Np. 2HgO®2Hg+ O2 .Reakcja wymiany pojedynczej – dwie lub więcej substancji prostych i złożonych przekształca się w dwie lub więcej substancji przy czym jedna z nich jest postarza A+BC®AC+B. Np Zn+2HCl®ZnCl2 +H2 . Reakcja wymiany podwójnej AB+CD®AD+CB np. CaO+2HCl®CaCl2 ® H2O.Reakcja egzoenergetyczna – przemiana w której energia przepływa od reagentów do otoczenia .
Energia może być wymieniona między układem a otoczeniem na sposób ciepła i na sposób pracy np. (spalanie węgla, spalanie wodoru).Reakcje endoenergetyczne – to takie podczas których następuje przepływ energii na sposób ciepła i na sposób pracy z otoczenia do reagentów np. (rozkład tlenku rtęci , rozkład węglanu wapnia) Czynniki wpływające na szybkość reakcji a) rodzaj reagujących substancji. b) stężenie substratów lub ciśnienie w przypadku reagentów gazowych. c) temperatura (podwyższenie zwiększa szybkość reakcji) d) rozdrobnienie reagentów (szybkość rośnie w miarę rozdrobnienia reagentów). e) katalizatory.
Katalizatory-to substancje które obniżają energię aktywacji danej reakcji chemicznej. Masa atomowa –to masa atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy „u" unit. 1u= 1/12 masyC12 1u=1,66*10do-23g. Masa cząsteczkowa –to masa cząsteczki wyrażona w atomowych jednostkach masy. Jest sumą mas atomów z których ta cząsteczka się składa. Np.K=39u/Ca=40u/Mg=24u/O=16u/S=32u/H=1u. Np. H2SO4=2*1u+32u+4*16u=34u+64u=98u