История химии

Что же такое химия и что она изучает?
Химия – это наука о веществах, их свойствах и превращениях в другие вещества.
В основном химия занимается изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате различных реакций.

История химии
Зачатки химии возникли ещё со времён человека разумного. Человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами. Его первые эксперименты с огнём, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски, эмали, яды и лекарства. На заре цивилизации человек использовал только биологические процессы, такие, как брожение, гниение, но с появлением огня начал использовать процессы горения, спекания, сплавления.
Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в живой природе — например, восстановление металлов из их соединений.

Разделы химии
Современная химия – очень обширная область естествознания. Многие её разделы представляют собой самостоятельные, хотя и тесно связанные отрасли.
По признаку изучаемых предметов(веществ) химия делится на - органическую и неорганическую. Так же выделяют: физическую, аналитическую и коллоидную химию. Кроме выше перечисленных существует также более трёх десятков её отраслей, каждая из которых самостоятельна, но все тесно связаны между собой. Химия – рациональная наука, даже гипотезы в химии имеют чисто рациональный характер. Современная химия счастливо избежала того налета иррациональности, которые присутствует в физике, биологии, астрономии, особенно когда обсуждаются вопросы происхождения Вселенной, вещества и жизни. Традиционно также слаба связь химии и философии (в течение последних 250–300 лет после исключения алхимических представлений из химии).

Содержание
1. Основные понятия химии. Атом. Молекула. Вещество.
2. Классификация неорганических веществ.
Соли. Кислоты. Основания. Оксиды. 3. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.
4. Интересные факты о химии.

Атом
Атом - мельчайшая, химически неделимая частица вещества, которая является носителем его свойств.
Атомы соединяются при определённых условиях и образуют молекулы.
На рисунке представлен макет двух групп атомов, объединённых в молекулу.
Интересный факт:
Если удалить пространство из всех атомов человеческого тела, то то, что останется, сможет пролезть в игольное ушко.

Молекула
Молекула – наименьшая частица вещества, образованная при слиянии двух и более атомов, способная существовать самостоятельно и сохранять его химические свойства.
Вещество может быть в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.
В твёрдом состоянии молекулы очень близко расположены друг к другу и образуют так называемую кристаллическую решётку. Благодаря ей в н.у. твёрдое тело держит форму и объём.
В жидком состоянии молекулы вещества близко расположены друг к другу. Благодаря слабой связи между ними вещество в жидком состоянии способно сохранять объём, но не способно самостоятельно сохранять форму.
А в газообразном состоянии молекулы вещества находятся в хаотичном состоянии, взаимосвязь между ними нарушена. В связи с этим вещество в газообразном состоянии не способно сохранять самостоятельно ни форму, ни объём.
Справа представлена модель молекулы диборана (B2H6 ).
Интересный факт:
Молекулы кислорода при обычной комнатной температуре движутся со сверхзвуковой скоростью, равной около 480 метров в секунду.

Оксиды
Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.
Классификация оксидов:
- солеобразующие:
- кислотные;
- основные;
- амфотерные.
- несолеобразующие.
Оксиды — весьма распространённый тип соединений, содержащихся в земной коре и во всей Вселенной. Примерами таких соединений являются ржавчина, вода, песок, углекислый газ, ряд красителей.
Интересные факты:
Несмотря на токсичность, нитрит натрия используется в пищевой промышленности для улучшения цвета мясных и рыбных продуктов, а также в качестве консерванта (E250). Например, нитрит натрия добавляют в колбасы. Без нитрита натрия колбасы часто имеют зеленовато-серый, неаппетитный цвет, зато с нитритом натрия - ярко-розовый
Выбросы оксидов азота из заводских труб получили название «Лисий хвост», потому что имеют ярко оранжевый цвет.
На рисунке оксид хрома(III)

Вещество
Вещество – это то, из чего состоят физические тела.
Тела могу состоять из одного и нескольких веществ. В настоящее время известно более 60 млн. различных веществ. И с каждым годом их число увеличивается примерно на 1 млн.
Вещества имеют физические и химические свойства.
Физические:
- агрегатное состояние, цвет, плотность, температура кипения и плавления, растворимость в воде и других жидкостях, электропроводность, теплопроводность и др.
Химические:
- химические свойства – это способность одного вещества реагировать с другим веществом.
Примеры веществ: алюминий, медь(на рисунке), стекло и др.

Соли
Соли – класс неорганических веществ, состоящих и атомов металлов и кислотных остатков.
Типы солей:
- средние (нормальные) соли - все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример: Na2CO3;
- кислые соли - атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример: NaHCO3;
- основные соли - гидроксогруппы основания частично замещены кислотными остатками. Пример: (CuOH)2CO3;
- двойные соли;
- смешанные соли;
- гидратные соли;
- комплексные соли;
Названия солей:
Пример соли - Pb(NO3)2 - нитрат свинца(II) (на рисунке).

Кислоты
Кислоты – сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способного замещаться на атомы металлов, и кислотные остатки.
Классификация кислот:
- по содержанию кислорода:
- бескислородные;
- кислородосодержащие;
- по количеству атомов водорода:
- одноосновные;
- двухосновные;
- трёхосновные;
- по силе:
- слабые;
- сильные;
- по устойчивости:
- устойчивые;
- неустойчивые
- принадлежности к классам химических соединений:
- органические;
- неорганические;
- летучести:
- летучие;
- нелетучие;
- по растворимости в воде:
- растворимые
- нерастворимые (кремниевая кислота)
На рисунке представлен макет молекулы азотной кислоты (HNO3).

Основания
Основания – группы сложных веществ, состоящих из атомов металлов и гидроксогрупп.
Основания классифицируются по:
- растворимости в воде:
- растворимые;
- практически нерастворимые;
- количеству гидроксогрупп;
- однокислотные;
- двукислотные;
- трёхкислотные;
- летучести:
- летучие;
- нелетучие;
- стабильности:
- стабильные;
- нестабильные;
- силе:
- сильные (> 30%); - слабые (< 3%);
- наличию кислорода:
- кислородосодержащие;
- бескислородные;
- типу соединения:
- органические основания;
- неорганические основания.
Справа представлен образец основания -гидроксид алюминия ( Al(OH)3).

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
К середине XIX века были открыты 63 химических элемента. Учёными неоднократно предпринимались попытки найти закономерность их взаимного расположения.
В 1869 г. Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы. Ещё ранее было отправлено научное извещение ведущим химикам мира. По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».
Д.И.Менделеев в последствии модернизировал свою систему. В 1870 г. публикуется 2-ой вариант таблицы, более похожий на современный, с прообразами современных групп и периодов. Менделеев оставил несколько ячеек пустыми для дальнейшего заполнения, поскольку тогда были открыты далеко не все элементы.