Kimya və maddələr

Kimya maddələri, onların tərkibini, quruluşunu, xassələrini və bir-birinə çevrilməsini öyrənən elmdir. O, fizika, biologiya və geologiya ilə sıx bağlıdır; bu elmlərin qovşağında fiziki kimya, biokimya, geokimya yaranıb.

Maddənin fiziki xassələri: aqreqat halı, rəngi, iyi, sıxlığı, ərimə və qaynama temperaturu, suda həll olması, istilik və elektrik keçiriciliyi. Kimyəvi xassələr maddənin başqa maddələrə çevrilmə qabiliyyətidir.

Saf maddənin tərkibi və xassələri sabitdir, məsələn, ərimə və qaynama temperaturları dəqiqdir. Qarışıq bir neçə maddədən ibarətdir: bircinsli (hava, duzlu su; tərkib hissələri hətta mikroskopla görünmür) və qeyri-bircinsli (qum ilə su, dəmir və kükürd tozları). Qarışıqda X maddəsinin kütlə payı:

\omega(\text{X}) = \frac{m(\text{X})}{m(\text{qarışıq})} \cdot 100\%.

Qarışıqların ayrılması

Qarışıqlar tərkib hissələrinin fiziki xassələrindəki fərqə görə ayrılır:

çökdürmə və süzmə — həll olmayan bərk maddəni mayedən ayırmaq (qum ilə su);
buxarlandırma və kristallaşdırma — həll olmuş bərk maddəni ayırmaq (duzlu sudan duz);
qovma (distillə) — qaynama temperaturları fərqli olan mayeləri ayırmaq, distillə suyu almaq;
ayırıcı qıf — bir-birində həll olmayan mayeləri ayırmaq (su ilə bitki yağı);
maqnitlə təsir — dəmir ovuntusunu kükürd tozundan ayırmaq;
xromatoqrafiya — maddələrin sorbent səthində müxtəlif dərəcədə udulmasına əsaslanır.

Fiziki və kimyəvi hadisələr

Fiziki hadisələrdə maddənin forması və ya aqreqat halı dəyişir, yeni maddə yaranmır: buzun əriməsi, suyun buxarlanması, şüşənin sınması. Kimyəvi hadisələrdə (reaksiyalarda) yeni maddələr əmələ gəlir: dəmirin paslanması, yanma, südün turşuması.

Reaksiyanın əlamətləri: rəngin dəyişməsi, qaz ayrılması, çöküntü əmələ gəlməsi, istilik və işıq ayrılması, iyin yaranması.

Başlanma və getmə şərtləri: maddələr təmasda olmalıdır (xırdalamaq, qarışdırmaq, həll etmək təması artırır); bəzi reaksiyaların başlanması üçün qızdırmaq lazımdır (yanma), bəziləri isə yalnız fasiləsiz qızdırıldıqda gedir; bəzən katalizator və ya işıq lazım olur.

Atom-molekul təlimi, element, allotropiya

Atom-molekul təliminin əsas müddəaları: molekulyar quruluşlu maddələr molekullardan, molekullar isə atomlardan ibarətdir; hissəciklər fasiləsiz hərəkətdədir; kimyəvi reaksiyada molekullar dağılır, atomlar isə saxlanılır və yeni molekullar əmələ gətirir.

Kimyəvi element nüvə yükü eyni olan atomların növüdür. Bəsit maddə bir elementin atomlarından ( $\mathrm{O_2}$ , $\mathrm{Fe}$ , $\mathrm{S}$ ), mürəkkəb maddə isə müxtəlif elementlərin atomlarından ( $\mathrm{H_2O}$ , $\mathrm{CO_2}$ ) təşkil olunub. Element və bəsit maddə eyni şey deyil: suyun tərkibindəki oksigen elementdir, havadakı $\mathrm{O_2}$ isə bəsit maddədir.

Allotropiya bir elementin bir neçə bəsit maddə əmələ gətirməsidir: oksigen $\mathrm{O_2}$ və ozon $\mathrm{O_3}$ ; almaz və qrafit (karbon); ağ və qırmızı fosfor; rombik, monoklinik və plastik kükürd. Allotropiyanı izotopiya ilə qarışdırmayın: izotoplar eyni elementin kütləsi müxtəlif olan atomlarıdır.

Formullar, kütlələr və qanunlar

Atom kütlə vahidi (a.k.v.) $^{12}\mathrm{C}$ atomunun kütləsinin $\frac{1}{12}$ hissəsidir: $1$ a.k.v. $\approx 1{,}66 \cdot 10^{-27}$ kq. Nisbi atom kütləsi $A_r$ atomun kütləsinin $1$ a.k.v.-dən neçə dəfə böyük olduğunu göstərir. Nisbi molekul kütləsi $M_r$ formuldakı bütün atomların $A_r$ -lərinin cəmidir: $M_r(\mathrm{H_2SO_4}) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$ . Hər ikisi ölçüsüz kəmiyyətdir.

Mürəkkəb maddədə elementin kütlə payı:

\omega(\text{E}) = \frac{n \cdot A_r(\text{E})}{M_r} \cdot 100\%,

burada $n$ formulda həmin elementin atomlarının sayıdır. Elementlərin kütlə nisbəti $n \cdot A_r$ hasillərinin nisbətidir: suda $m(\mathrm{H}) : m(\mathrm{O}) = 2 : 16 = 1 : 8$ .

Formul çıxarmaq üçün hər elementin kütlə payını onun $A_r$ -inə bölür, alınan ədədləri ən kiçiyinə bölüb tam ədədlər nisbətinə gətiririk.

Tərkibin sabitliyi qanunu (J. Prust): molekulyar quruluşlu hər bir saf maddənin tərkibi alınma üsulundan asılı olmayaraq sabitdir. Kütlənin saxlanması qanunu (M. V. Lomonosov, A. Lavuazye): reaksiyaya daxil olan maddələrin kütləsi alınan maddələrin kütləsinə bərabərdir. Buna görə kimyəvi tənlikdə hər elementin atomlarının sayı hər iki tərəfdə eyni olmalıdır; bunu əmsallarla bərabərləşdiririk: $\mathrm{4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3}$ .

Yadda saxla

Element atomların növüdür, bəsit maddə isə bir elementin atomlarından ibarət real maddədir.
Allotropiya: $\mathrm{O_2}$ və $\mathrm{O_3}$ , almaz və qrafit, ağ və qırmızı fosfor.
$\omega(\text{E}) = \frac{n \cdot A_r(\text{E})}{M_r} \cdot 100\%$ ; qarışıqda $\omega(\text{X}) = \frac{m(\text{X})}{m(\text{qarışıq})} \cdot 100\%$ .
Formul çıxarmaq: $\frac{\omega}{A_r}$ nisbətlərini ən kiçik tam ədədlərə gətirmək.
Kimyəvi hadisədə yeni maddə yaranır; əlamətləri: rəngin dəyişməsi, qaz, çöküntü, istilik, işıq, iy.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
Mis(II) sulfatda ( $\mathrm{CuSO_4}$ ) elementlərin kütlə nisbətini və kütlə paylarını hesablayın. ( $A_r$ : Cu $64$ , S $32$ , O $16$ )
Həlli
1. $M_r(\mathrm{CuSO_4}) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 160$ .
2. Kütlə nisbəti: $m(\mathrm{Cu}) : m(\mathrm{S}) : m(\mathrm{O}) = 64 : 32 : 64 = 2 : 1 : 2$ .
3. $\omega(\mathrm{Cu}) = \frac{64}{160} \cdot 100\% = 40\%$ , $\omega(\mathrm{S}) = \frac{32}{160} \cdot 100\% = 20\%$ , $\omega(\mathrm{O}) = \frac{64}{160} \cdot 100\% = 40\%$ .
4. Yoxlama: $40\% + 20\% + 40\% = 100\%$ .
Cavab: $2 : 1 : 2$ ; $40\%$ , $20\%$ , $40\%$ .
Misal 2
Maddənin tərkibində $32{,}39\%$ natrium, $22{,}54\%$ kükürd və $45{,}07\%$ oksigen var. Maddənin ən sadə formulunu çıxarın. ( $A_r$ : Na $23$ , S $32$ , O $16$ )
Həlli
1. Hər kütlə payını nisbi atom kütləsinə bölürük: $\mathrm{Na}$ : $\frac{32{,}39}{23} \approx 1{,}408$ ; $\mathrm{S}$ : $\frac{22{,}54}{32} \approx 0{,}704$ ; $\mathrm{O}$ : $\frac{45{,}07}{16} \approx 2{,}817$ .
2. Ən kiçik ədədə ( $0{,}704$ ) bölürük: $\mathrm{Na} : \mathrm{S} : \mathrm{O} = 2 : 1 : 4$ .
3. Formul $\mathrm{Na_2SO_4}$ -dür (natrium sulfat).
4. Yoxlama: $M_r = 2 \cdot 23 + 32 + 4 \cdot 16 = 142$ , $\omega(\mathrm{Na}) = \frac{46}{142} \cdot 100\% \approx 32{,}39\%$ .
Cavab: $\mathrm{Na_2SO_4}$ .

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

1
Hansı cütlər eyni elementin allotropik şəkildəyişmələridir?
1. almaz və qrafit
2. oksigen və ozon
3. su və buz
4. ağ və qırmızı fosfor
5. protium və deyterium
1. 1, 2, 4
2. 1, 3, 5
3. 2, 3, 4
4. 1, 2, 5
5. 3, 4, 5
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: A 1, 2, 4
Almaz və qrafit (karbon), oksigen və ozon, ağ və qırmızı fosfor eyni elementin müxtəlif bəsit maddələridir. Su və buz eyni maddənin müxtəlif aqreqat halları, protium və deyterium isə hidrogenin izotoplarıdır (bəsit maddələr deyil, atom növləridir).
Kütləsi $50$ q olan dəmir və kükürd tozları qarışığından maqnitlə $14$ q dəmir ayrıldı. Qarışıqda kükürdün kütlə payı neçə faizdir?
1. $28\%$
2. $14\%$
3. $72\%$
4. $36\%$
5. $64\%$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C $72\%$
$m(\mathrm{S}) = 50 - 14 = 36$ q, $\omega(\mathrm{S}) = \frac{36}{50} \cdot 100\% = 72\%$ . $28\%$ dəmirin kütlə payıdır, $36\%$ isə kükürdün kütləsini faiz kimi götürdükdə alınır.
Hansı birləşmədə oksigenin kütlə payı ən böyükdür? ( $A_r$ : H $1$ , C $12$ , N $14$ , O $16$ , S $32$ , Ca $40$ )
1. $\mathrm{CO_2}$
2. $\mathrm{SO_3}$
3. $\mathrm{NO_2}$
4. $\mathrm{H_2O}$
5. $\mathrm{CaO}$
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: D $\mathrm{H_2O}$
$\omega(\mathrm{O})$ : $\mathrm{CO_2}$ üçün $\frac{32}{44} \approx 72{,}7\%$ ; $\mathrm{SO_3}$ üçün $\frac{48}{80} = 60\%$ ; $\mathrm{NO_2}$ üçün $\frac{32}{46} \approx 69{,}6\%$ ; $\mathrm{H_2O}$ üçün $\frac{16}{18} \approx 88{,}9\%$ ; $\mathrm{CaO}$ üçün $\frac{16}{56} \approx 28{,}6\%$ . Ən böyüyü sudadır. Oksigen atomları ən çox olan $\mathrm{SO_3}$ ən böyük payı vermir, çünki kükürd atomu ağırdır.

Tipik səhvlər

Element ilə bəsit maddəni qarışdırmaq: «suyun tərkibində oksigen var» ifadəsində oksigen elementdir, $\mathrm{O_2}$ qazı deyil.
Kütlə payını hesablayarkən indeksi unutmaq: $\mathrm{H_2SO_4}$ -də $\omega(\mathrm{O}) = \frac{4 \cdot 16}{98}$ , $\frac{16}{98}$ deyil.
Buzun əriməsini və ya suyun buxarlanmasını kimyəvi hadisə saymaq, allotropları izotoplarla qarışdırmaq.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et