Одним із важливих об’єктів вивчення в органічній хімії здавна були такі речовини, як клітковина, крохмаль, каучук, білки та ряд інших природних продуктів, які хоч й відрізняються складом, мають деякі спільні властивості. Зокрема у тому, що вони не переходять в рідкий й тим більше в газоподібний стани без розкладу. Більшість цих речовин нерозчинні, а лише деякі можуть утворювати колоїди. Подібні властивості пояснюють тим, що на відміну від більшості інших органічних сполук їх молекули складаються із тисяч й десятків тисяч атомів.
З наук про природу ви ознайомилися з фізикою, ботанікою, зоологією, анатомією й фізіологією людини та хімією. Серед цих наук хімія посідає центральне місце. Вона тісно пов’язана як з фізикою, так і з біологією, причому питання, спільні для фізики та хімії, розглядаються у спеціальних науках – хімічній фізиці та фізичній хімії; питання, які спільні для хімії й біології – у біохімії. Під час хімічних реакцій виникають різні фізичні явища: виділяється або вбирається тепло, випромінюється світло, змінюється фізичний стан речовин. Багато хімічних перетворень відбувається під дією фізичних факторів: теплоти, світлового випромінювання, електричного струму, тому хіміки у своїх дослідженнях весь час спираються на фізичні методи дослідження та на фізичні теорії. З молекулярної теорії розробленої у фізиці, розвинулась атомістична теорія, яка стала для хіміків провідною у розкритті внутрішньої суті хімічних перетворень речовин, розкрита фізична суть періодичного закону.
Якщо історію людського суспільства розглянути в «хімічному» аспекті, то взаємозв’язок людини з природою можна умовно поділити на три етапи:
1. Добування і перетворення природних речовин.
2. Синтез органічних речовин.
3. Синтез сполук, які не зустрічаються в природі.
Хімічні реакції – процес перетворення одних речовин в інші, постійно відбуваються в природі. Реакції проходять між гірськими породами, повітрям й водою, в організмах рослин, тварин й людини, на різних небесних тілах у космосі. Хімічні реакції мають велике значення як для природи, так й для людства. Їх використовують для добування металів, пластмас, мінеральних добрив, медикаментів та багатьох інших речовин. Реакції є джерелом добування енергії різних видів. Звідки ж береться енергія? Енергія накопичується в рослинах в процесі фотосинтеза. Значення цього процесу для існування життя на Землі важко переоцінити. Саме зелена рослинка є тією єдиною в світі лабораторією, яка засвоює сонячну енергію й зберігає її у вигляді хімічних зв’язків синтезованих нею вуглеводнів. Зелена рослина утворює поживні речовини для тваринного й рослинного світу, які не мають зеленого забарвлення. Вона у буквальному розумінні слова годує, одягає й зігріває нас. Горять дрова, нафта чи газ – все це результат її життєдіяльності. Поглинутий сотні мільйонів років тому зеленою рослинкою сонячний промінь, зберігся до наших днів у вигляді кам’яного вугілля. У хлоропластах зелених рослин відбувається фотосинтез – процес утворення органічних речовин (цукрів) із неорганічних (води й вуглекислого газу). Цей процес відбувається лише під дією світла. (Процес фотосинтезу відбувається й при штучному світлі, що дозволяє вирощувати овочі протягом року). При фотосинтезі відбувається така реакція: 6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2.
Вивчаючи хімію впродовж року ми багато говорили про роль хімії в житті суспільства. Сьогодні ми звернемо увагу на два ще дуже важливі аспекти.
Значення хімії у розв’язанні енергетичної проблеми
Існування сучасної цивілізації залежить від багатьох джерел енергії. Щодня завдяки паливним корисним копалинам ми збираємося на роботу, готуємо їжу, освітлюємо, обігріваємо чи охолоджуємо помешкання. В міру розвитку науки та техніки збільшується обсяг добування та переробки корисних копалин. За даними ООН людство використало впродовж 1970-2000 років стільки палива, скільки за всю попередню історію цивілізації. Традиційні джерела енергії вичерпуються. Крім того, їх використання створює чимало проблем. Цілком очевидно, що нам потрібно шукати інші – чисті, надійні джерела енергії. Вчені пропонують такі нетрадиційні форми енергії, як:
Хімічні елементи можна умовно поділити на дві групи: металічні та неметалічні елементи. Така класифікація ґрунтується на найтиповіших фізичних і хімічних ознаках простих речовин утворених цими елементами. У періодичній системі хімічних елементів неметалічні елементи розміщені в кінці періодів. До них належать: Гідроген, Гелій, Бор, Карбон, Нітроген, Оксиген, Флуор, Неон, Силіцій, Фосфор, Сульфур, Хлор, Аргон, Арсен, Селен, Бром, Телур, Йод, Астат, та інші інертні елементи. Це ρ-елементи, за винятком Н і Не, які належать до s – елементів. Які ж ознаки за своєю сукупністю дають можливість найкраще пізнати хімічний елемент з неметалічним характером? Типовою для них є здатність бути в реакціях окиснювачами. На зовнішньому енергетичному рівні атоми неметалічних елементів мають, як правило, понад 4 електрони. Майже всі вони можуть приєднувати певну кількість електронів і перетворюватися на негативно заряджені йони – аніони. Здатність атомів неметалічних елементів приєднувати електрони або зміщувати їх у свій бік зростає у групі знизу догори, а в періоді – зліва направо. Тому найтиповіший неметалічний елемент перебуває у правому верхньому куті періодичної системи. Це – Флуор. Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні збігається з номером групи. Неметалічні елементи одної групи головної підгрупи мають однакову будову зовнішнього енергетичного рівня. Вищі оксиди неметалічних елементів є кислотними оксидами. Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном при звичайних умовах – газоподібні речовини.
Хімічні елементи Оксиген, Сульфур, Карбон і Фосфор у вільному стані існують у формі кількох простих речовин.
Явище існування хімічного елемента у вигляді двох або кількох простих речовин, різних за властивостями і будовою називають алотропією, а самі прості речовини – алотропними модифікаціями.
Термін увів Я. Берцеліус у 1841 р., що з грецької означає «інші властивості».
Атоми неметалічних елементів становлять переважну більшість сполук у Всесвіті та верхніх шарах Землі. Вони більш поширені в природі, аніж метали. Деякі неметалічні елементи зустрічаються у природі у вигляді простих речовин: родовища самородної сірки в Прикарпатті; Заваллівське родовище графіту; існують поклади порід, що містять алмази. До складу повітря входять: азот, кисень, інертні гази. Найпоширенішим елементом у космосі є Гідроген. Значно більше атомів неметалічних елементів утворюють різноманітні складні речовини. Так, значну частину літосфери становить кремнезем SiО2, гідросфери – вода.
Останні коментарі
Наташа у: §21. Відношення об’ємів газів у хімічних реакціях
Пожалуйста срочно ответ на номер 249 и 525 в 21 параграфе ...
Ximiya у: §6. Масова частка розчиненої речовини
Дякуємо, виправили ...
Ximiya у: §24. Поняття про оксиди. Умови виникнення й припинення горіння
http://www.chemistry.in.ua/about ...
Ximiya у: §30. Метанол і етанол як представники насичених одноатомних спиртів
дякуємо, виправили ...
Ximiya у: §30. Метанол і етанол як представники насичених одноатомних спиртів
Про авора ...