2017.04.04. KÉMIAI ALAPFOGALMAK.

Az előadások a következő témára: "2017.04.04. KÉMIAI ALAPFOGALMAK."— Előadás másolata:

1 KÉMIAI ALAPFOGALMAK

2 Anyagok tulajdonságai
Fizikai tulajdonság: meghatározása a kémiai összetétel megváltoztatása nélkül elvégezhető. Ezek a tulajdonságok érzékszerveinkkel észlelhetők. Fizikai tulajdonságok: szín, szag, halmazállapot, olvadáspont, forráspont, vezetőképesség, mágneses tulajdonság, megmunkálhatóság. Kémiai tulajdonság: csak kémiai reakciók során figyelhetők meg, miközben az anyagok kémiai összetétele megváltozik. Kémiai tulajdonságok: reakciókészség, oxidáló tulajdonság

3 Anyagok csoportosítása
1. Tiszta anyagok: összetételük és tulajdonságaik állandóak. Elemek az azonos rendszámú anyagok halmaza. Vegyületekben az atomokat, ionokat kémiai kötés kapcsolja össze, s tulajdonságaik emiatt az alkotó atomok, ionok tulajdonságaiktól jelentősen eltérnek. A vegyületekben az őket alkotó atomok, ionok aránya mindig állandó. 2. Keverékek: Összetételük változó, a komponensek fizikai eljárásokkal (pl. szűrés, oldás, bepárlás, desztillálás) elválaszthatók. Homogén keverékek: komponensei nem megkülönböztethetők. Heterogén keverékek: alkotórészei jól megkülönböztethetők.

4 Anyagok csoportosítása
Tiszta anyagok Keverékek Elemek Vegyületek Homogén Heterogén Oxigén (O2) víz (H2O) oldatok vaspor - kénpor Hélium (He) vas(III)-oxid (Fe2O3) levegő bauxit Vas (Fe) cukor (C6H12O6) tengervíz Kén (S8) ecetsav (CH3COOH)

5 Vegyjel Vegyjel: az elem tudományos nevének rövidítése
egy, két vagy három betűből áll 103-nál kisebb rendszámú elemek magyar nevét használjuk. 103-nál nagyobb rendszámú elemek nevét az IUPAC szabályozza.

6 A vegyjelhez illesztett indexekkel jelöljük az atom tömegszámát, rendszámát, és az iontöltését.
Rendszám: bal alsó index Tömegszám: bal felső index Iontöltés jobb felső index

7 Tapasztalati képlet: a vegyületet alkotó atomok aránya.
Molekulaképlet: a molekulát alkotó atomok vegyjelét tüntetjük fel, s alsó indexben jelöljük a molekulában lévő atomok számát. (pl. NH3 egy nitrogén és 3 hidrogén atomból álló molekula). A képletben a vegyjelek sorrendje a relatív elektronegativitáson alapul, az elektropozití-vabb előre kerül, az elektronegatívabb hátra. Szerkezeti képlet: Az atomok térbeli elrende-ződését és a molekulabeli kapcsolódását tünteti fel.

8 CO2 szén-dioxid H2O dihidrogén-oxid SiCl4 szilicium-tetraklorid
A vegyületek elnevezésekor a leggyakrabban használt formája a következő: Az elektropozitív vegyjel az elektronegatív előtt helyezkedik el Az elektronegatív elnevezésekor az elem neve –id végződést kap. Ha egy-egy elemből több van, a vegyületben a megfelelő számnevet illesztünk az elem neve elé (mono-, di-, tri-, tetra-) Az elsőtagban a mono számnevet elhagyjuk Az elektropozitív illetve negatív nevet kötőjellel kapcsoljuk össze. CO2 szén-dioxid H2O dihidrogén-oxid SiCl4 szilicium-tetraklorid

9 Reakcióegyenletek Reakcióegyenletek: A kémiai reakciókat a képletek segítségével tudjuk leírni. A reakcióegyenletek mindig tartalmazzák: a kiindulási anyagok (reaktánsok) képletét és mennyiségét az egyenlet bal oldalán, a keletkezett anyagok (reakciótermékek) képleteit és mennyiségét pedig az egyenlet jobb oldalán kiindulási anyagokban (reaktánsok) és a reakciótermékekben az atomok számának meg kell egyeznie.

10 Reakciótípusok 4Al + 3O2 = 2Al2O3
Egyesülés: ha két vagy több reagáló anyagból egyetlen termék keletkezik. (A + B = AB) 4Al + 3O2 = 2Al2O3

11 Bomlás: a reagáló anyag két vagy több molekulára, atomra, ionra bomlik
Bomlás: a reagáló anyag két vagy több molekulára, atomra, ionra bomlik. AB = A + B Hg2O2  2Hg + O2 CaCO3  CaO + CO2

12 NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2
4. Cserebomlás: a reagáló vegyületek hasonló jellemű alkotórészei kicserélődnek. csapadékképződés (oldat+oldat = csapadék+ oldat) AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 közömbösítés (sav + bázis = só + víz) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O gázképződésseljáró („szóda” + sav = só + víz + szén-dioxid) NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2

13 Anyagot felépítő építőelemek (részecskék)
Atom Az atom az anyag legkisebb, kémiai módszerrel tovább nem bontható része. Elektromosan semleges töltésű részecske. (A protonok és elektronok száma megegyezik.) Molekula A molekulák olyan semleges töltésű részecskék, amelyekben a meghatározott számú atomokat kovalens kötés kapcsolja össze. Ion Az ionok elektromos töltéssel rendelkező részecskék. Kationok: a pozitív töltésű ionok Anionok: a negatív töltésű ionok.

14 Atommodellek 1. Demokritosz (ie. 400.)
Minden anyag atomokból épül fel. Az atomok között üres helyek találhatók. Az atomok olyan kis méretűek, hogy szabad szemmel nem láthatók. Az atomok oszthatatlanok. (a-tomosz = oszthatatlan) Az atomok összenyomhatatlanok. Az atom határozza meg az anyag tulajdonságát.

15 2. Dalton (1808) Minden anyag kis építőkövekből áll, s ezeket atomoknak nevezzük. Az elemek olyan anyagok, amelyek csak egyfajta atomot tartalmaznak. (Jelenleg 118-at ismerünk.) A különböző elemek különböző atomokat tartalmaznak. A vegyületek olyan összetett anyagok, amelyekben az alkotó atomok kémiai kötéssel kapcsolódnak össze. Az atomok aránya mindig állandó. A kémiai reakció egy olyan változás, amelynek során új összetételű elemek vagy vegyületek keletkeznek.

16 3. Thomson (1900) „mazsola a kalácsban” modell. 4. Rutherford (1911)

17 5. Bohr (1913) Az elektron az atommag körül csak meghatározott sugarú körpályán keringhet.

18 7. Heisenberg, Schrödinger (1926)
6. Sommerfeld (1920) 7. Heisenberg, Schrödinger (1926) Kvantummechanikai atommodell

19 Az atom felépítése Elemi részecskék az atomot felépítő elemek.
Az atom egy atommagból (nukleus) és őt körülvevő elektron felhőből áll. Nukleonok: protonok (p+) és neutronok (no)

20 Elemi részecske Tömeg(ate) Töltés(e)
elektron elhanyagolható proton 1, neutron 1, e- felhőben Atommag-ban

21 Rendszám Az atomokban található protonok száma. (jele: Z), ami kijelöli az atom helyét a periódusos rendszerben. Tömegszám Protonok és neutronok számának összege (jele: A). tömegszám(A) = rendszám(Z) + neutronszám(N)

22 Izotópok Izotópok Az azonos rendszámú, de eltérő neutronszámú (tömegszámú) atomok. Azonos kémiai tulajdonság A hidrogén izotópjai: 1H a prócium (ezt hívjuk hidrogénnek) 2H (2D) deutérium 3H (3T) tricium

23 Sztöchiometriai alapfogalmak
Relatív atomtömege (jele:Ar): az anyag 1 moljának tömege hányszorosa 1 mol 12C-izotóp tömegének 1/12-ed részének. Moláris tömeg (jele: M): 1 mol részecske tömege. mértékegysége: g/mol Avogadro állandó: 6.0*1023 db/mol Az anyagmennyiség (jele:n) [mol]