Сообщение о любом химическом веществе история открытия физические свойства особенности применение

Обновлено: 17.06.2024

За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других. Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами. Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует.

Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ. Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории.

Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита. Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе.

Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.

В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.

Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.

Агрегатное состояние вещества

Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.

Физические явления. Физические свойства веществ.

Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими. Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств. Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.

Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими

Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.

К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность. Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках. Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна.

цвет – бесцветная (в небольшом объеме)
запах – без запаха
агрегатное состояние – при обычных условиях жидкость
плотность – 1 г/мл,
температура кипения – +100°С
температура плавления – 0°С
теплопроводность – низкая
электропроводность – чистая вода электричество не проводит

Кристаллические и аморфные вещества

При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы. Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная соль – хрупкие, их легко разрушить. Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз. Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск. Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения

Химические явления. Химическая реакция.

Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.

Химическая реакция – процесс взаимодействия веществ, в результате которого образуются новые вещества с новыми свойствами
Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
Продукты – вещества, образовавшиеся в результате химической реакции

Химическая реакция изображается в общем виде схемой реакции РЕАГЕНТЫ -> ПРОДУКТЫ

реагенты – исходные вещества, взятые для проведения реакции;
продукты – новые вещества, образовавшиеся в результате протекания реакции.

Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.

Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.

История открытия химических элементов и изучение их соединений занимает важнейшее место в истории химии. Действительно, открытие новых элементов на каждом историческом этапе тесно связано с успехами и достижениями теоретической и экспериментальной химии и особенно с появлением новых методов исследования. С другой стороны, состояние и развитие химических знаний в те или иные исторические эпохи определялись, помимо потребностей производства и самой науки, кругом используемых веществ и составляющих их элементов.

Содержание

Введение.
Основные этапы открытий химических элементов.
Принципы наименования химических элементов.
Краткая история открытия некоторых основных химических элементов.
Азот
Водород
Кислород
Углерод
Заключение.
Список используемой литературы.

Работа состоит из 1 файл

Открытие химических элементов.doc

Лишь с конца XVIII в. в названиях вновь открываемых элементов начинают проявляться иные тенденции, связанные прежде всего с возникновением химико-аналитического направления и с химической революцией конца XVIII в.

Начиная со второй половины XIX в. возникли новые принципы наименования элементов. Так, предсказанные в 1871 г. Менделеевым элементы получили названия по имени стран, где они были открыты – галлий, скандий, германий. Инертные газы, за исключением аргона (недеятельный) и гелия (солнечный), получили отвлеченные названия. Некоторые радиоактивные элементы поименованы по физическим свойствам (заметим, что они открыты во Франции); полоний назван по имени страны; специфические свойства отразились в названиях астата и технеция.

Наконец, несколько слов о названиях трансурановых элементов. Здесь впервые нашел широкое применение принцип наименования по именам выдающихся исследователей. Так названы кюрий, эйнштейний, фермий, менделевий, лоуренсий, нобелий и не очень давно открытый эка-гафний – курчатовий. Известны и другие названия, данные по именам исследователей, – гадолиний и самарий: однако формально эти слова образованы из названий минералов – гадолинит и самарскит. Другие два трансурановых элемента названы по старому принципу Клапрота – Берцелиуса (планетный признак) – нептуний и плутоний: остальные трансурановые элементы поименованы по географическому признаку.

Краткая история открытия некоторых основных химических элементов.

Азот был открыт почти одновременно несколькими исследователями. Кавендиш получил азот из воздуха (1772), пропуская последний через раскалённый уголь, а затем через раствор щёлочи для поглощения углекислоты. Кавендиш не дал специального названия новому газу, упоминая о нем как о мефитическом воздухе (Air mephitic от лат. mephitis – удушливое или вредное испарение земли). Вскоре Пристлей установил, что если в воздухе долгое время горит свеча или находится животное (мышь), то такой воздух становится непригодным для дыхания.

Составители этой книги – члены номенклатурной комиссии Парижской академии наук – Гитон де Морво, Лавуазье, Бертолле и Фуркруа. Они предлагали давать простым веществам такие названия, которые отражали бы их основные химические свойства. Слово азот, по их мнению, отражает основное свойство элемента – его непригодность для дыхания и жизни (от греч. а – отрицание и зоэ – жизнь).

Водород.

Кислород.

Открытие кислорода ознаменовало начало современного периода развития химии. С глубокой древности было известно, что для горения необходим воздух, однако многие века процесс горения оставался непонятным. Лишь в XVII в. Майов и Бойль независимо друг от друга высказали мысль, что в воздухе содержится некоторая субстанция, которая поддерживает горение, но эта вполне рациональная гипотеза развития тогда не получила.

Почти одновременное открытие кислорода несколькими учеными в разных странах вызвало споры о приоритете. Особенно настойчиво признания себя первооткрывателем добивался Пристлей. По существу споры эти не окончились до сих пор.

Углерод.

Углерод в виде угля, копоти и сажи известен человечеству с незапамятных времен; около 100 тыс. лет назад, когда наши предки овладели огнем, они каждодневно имели дело с углем и сажей. Вероятно, очень рано люди познакомились и с аллотропными видоизменениями углерода – алмазом и графитом, а также с ископаемым каменным углем.

В 1791 г. английский химик Теннант первым получил свободный углерод, он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в результате чего образовывался фосфат кальция и углерод.

Двадцать лет спустя Гитон де Морво путем осторожного нагревания превратил алмаз в графит, а затем в угольную кислоту.

Итак, открытие химических элементов является сложным и интересным процессом. Этот процесс заинтересовал людей ещё в древние времена. И по сей день в этой области ещё много неизведанного. Открытие химических элементов тесно связано с достижениями экспериментальной химии, а также с появлением новых методов исследования.

Большое значение в открытии химических элементов сыграла периодическая система Д. И. Менделеева. Д.И. Менделеев первым систематизировал открытые ранее элементы и предсказал новые. Все ученые, пытавшиеся до Д. И. Менделеева классифицировать элементы, ограничивались тем, что объединяли в группы сходные по химическим свойствам элементы, но не находили внутренней связи между этими “естественными”, как тогда говорили, их группами. Менделеев с новой стороны взглянул на эту проблему. И теперь мы с большим удовольствием используем эту таблицу практически во всех разделах современной химии.

Таким образом, история открытия химических элементов неразрывно связана с прогрессом химии и представляет собой один из важнейших показателей этого прогресса.

В периодической системе химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева он занимает тридцатое место. Он относится ко второй группе побочной подгруппы. Цинк является типичным металлом, а значит он как и все имеет восстановительные функции. Для восстановления он способен отдать два электрона со своего внешнего уровня энергии. Больше или меньше двух электронов он отдавать не в силах, так как валентность данного химического элемента равняются двум.

При комнатной температуру цинк довольно хрупкий, но с повышением температуры становится более пластичным. При 80 градусах цинк очень хорошо поддается пластической деформации. При 100 градусах из цинка изготовляет листы, так 100 градусов это рабочая температура этого металла. С повышением температуры выше 100 градусов, все полезные свойства цинк теряются. При 200 градусах цинк становится очень хрупким, а при остывании эти свойства не исчезают. Поэтому перегретый цинк считается испорченным. Этот металл подходит только для проведения химических реакций. Цинк плохо проводит электрический ток, из-за этого его относят к слабо проводимым материалам. Коэффициент его проводимости ровно в четыре раза меньше, чем у меди.

В свободном состоянии на воздухе, он довольно стабилен. На воздухе он не разрушается, а лишь покрывается тонким слоем оксида цинк. Именно эта пленка служит так называемым щитом, которая сохраняет его от окисления и дальнейшего разрушения. При соприкосновении цинка с воды комнатной температуры, химической реакции не происходит. При всем этом на его поверхности образовывается гидрогсид. Если воду начинать нагревать, то с повышением температуры будет усиливаться химическая реакция. При данной реакции выделяется небольшое количество кислорода и серы. А также при повышении температуры цинк становится активным.

Вариант №2

Про йод знает каждый человек. Знакомство с ним начинается в самом детстве. При малейшем порезе родители сразу спешили обработать рану йодом, но, если быть точным, то спиртовым раствором йода. Но на самом деле йод многогранен и удивителен, как и его история.

В начале 19 века химиком-технологом из Франции было сделано открытие йода. Мужчину звали Бернаром Куртуа, а его отец был известен своим умением варить селитру, чьи умения были особенно нужны в годы Великой французской революции.

Куртуа же занимался ремеслом, но понял, что это занятие не годится для него. Следующие три года были проведены за работой в аптеке, а там и было получено разрешение для прослушивания лекций по химии. Таким образом, ранее обычному ремесленнику открылась дорога в лабораторию школы в Париже под покровительством небезызвестного Фуркруа.

В те времена сода добывалась из золы водорослей, покоившихся на морском дне – они и стали объектом изучения Куртуа. Начинающий ученый первый заметил, что медный котел подвержен скоропостижному разрушению из-за выпаривания зольных растворов. При этом процессе в котле оставались какие-то вещества помимо сульфидов. Стоило добавить серной кислоты, и были обнаружены неизвестные фиолетовые пары. Нельзя сказать, что именно Куртуа наблюдал подобное первым. Но мужчина первым перешел к экспериментам и выводам после них.

Йод относится к VII группе периодической системы химических элементов. Является самым тяжелым галогеном из тех, которые существуют в природе.

Йоду легче перейти в газообразное состояние, чем жидкое. При нормальных условиях химический элемент находится в твердом состоянии, что удивительно для галогенов. Но, как и другие, он имеет строение из двух атомов.

Обычная валентность йода – 1-, а сам галоген является активным и способен вступать в реакцию со множеством металлов. Другие же химические элементы, к примеру, как кислород, сера и т.д. не способны вступить в реакцию с йодом.

Для многих удивительным становится тот факт, что на самом деле йода на Земле намного меньше, чем тулия, который является одним из самых редких и труднодоступных элементов. Также наблюдается рассеянность в природе. То есть сам йод находится практически во всем, что окружает людей. Его можно найти и в почве, и в воде, и даже в организме человека. Список можно продолжать бесконечно долго, но остается сама суть проблемы – йод очень трудно получить. Для этого приходится использовать концентраты тех растворов, где содержится йод, которые создала природа.

Йод встречается не только в спиртовом растворе, с которым каждый хорошо знаком или хотя бы наслышан. Во многом все живое зависит от йода. К примеру, это самый важный микроэлемент у растений. Для человека йод значим – вспомнить хотя бы, сколько болезней может быть вызвано недостатком йода в щитовидной железе. А ведь еще в древности йод использовали в лечебных целях. Так в Китае проводилось лечение по средствам употребления водорослей.

Йод – один из химических элементов, без которого была бы невозможна любая жизнь.

Химический элемент

На протяжении многих лет человек чувствовал себя хозяином природы, строил заводы на местах вырубленных лесов, сливали грязь в водоемы, тем самым уничтожая экологию окружающей среды. Уничтожив огромное количество лесов теперь люди, не могут

Территория России протянулась на 17,1 миллиона квадратных километров с севера на юг. Как не в одной из стран мира наша страна-это многообразие растительного и животного мира.

Воздух, который окружает нас, имеет хорошо известные всем качества, с которыми сталкиваемся в повседневной жизни. А именно, воздух может быть теплым, холодным, чистым, свежим, загрязненным и т. п. Но, есть еще одно качество,

Неметаллы – вещества, обладающие неметаллическими свойствами и находящиеся в правом верхнем углу таблицы Менделеева. Открытие неметаллов произошло сравнительно недавно, в отличии от металлов, которые издавна известны человеку. В настоящее время открыто 22 неметаллических элемента.

Положение неметаллов в периодической системе

Как же определить, относится вещество к металлам или к неметаллам?

Если внимательно посмотреть на Периодическую систему Д.И. Менделеева (подробно с классификацией элементов знакомимся в параграфе 42 учебника по химии для 8 класса под редакцией Еремина В.В.) и провести условную диагональ от водорода через бор до астата и неоткрытого пока элемента № 118, таблица неметаллов займет правый верхний угол.

При рассмотрении электронного строения неметаллов можно заметить, что энергетические уровни атома заполнены электронами больше чем на 50% (исключение – бор), и у элементов, расположенных в таблице справа налево количество электронов на внешнем уровне увеличивается. Поэтому в химических реакциях эта группа веществ может быть как акцептором электронов с окислительными свойствами, так и донором электронов с восстановительными свойствами.

Вещества, образующие диагональ бор-кремний-германий-мышьяк-теллур, являются уникальными, и в зависимости от реакции и реагента могут проявлять как металлические, так и неметаллические свойства. Их называют металлоиды. В химических реакциях они проявляют преимущественно восстановительные свойства.

Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Простота и доступность изложения курса органической химии , большое количество иллюстраций , а также разнообразные вопросы упражнения и задачи способствуют успешному усвоению учебного материала. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

Физические свойства неметаллов. Аллотропия

Если смотреть на металлы, то невооруженным глазом можно заметить общие свойства — металлический блеск, твердое агрегатное состояние (исключение — жидкая ртуть), тепло- и электропроводность.

С неметаллами все намного сложнее. Они могут иметь молекулярное и немолекулярное строение. Благодаря различиям в строении, простые вещества неметаллы существуют в трех агрегатных состояниях:

Молекулярные:
- Летучие, газообразные, бесцветные кислород, водород.
- Газообразные, окрашенные хлор, азот, фтор.
- Единственный жидкий представитель — темно-красный бром.
- Твердые, но хрупкие вещества с невысокой температурой плавления — кристаллы йода, серы, белого фосфора.
Немолекулярные:
- Твердые вещества с высокой температурой плавления — кремний, графит, алмаз и красный фосфор.

Большинство из неметаллических веществ плохо проводят электричество и тепло.

Исключением является графит — разновидность углерода.

Химические свойства неметаллов

Как мы разобрали выше, группа неметаллов довольно полиморфна и в зависимости от типа реакций, в которых они участвуют, могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства. Фтор — исключение в этом ряду. Он всегда окислитель.

В ряду F,O,N,CL,Br,I,S,C,Se,P,As,Si,H окислительные свойства уменьшаются. Восстановительные свойства кислород может проявлять только в отношении фтора.

В этом типе реакций проявляются окислительные свойства и неметаллы принимают электроны с образованием отрицательно заряженных частиц.

Практически все неметаллы реагируют с водородом. Лишь благородные газы составляют исключение для реакций данного типа. Продуктом реакции являются летучие водородные соединения:

P + 5O₂ = 2P₂O₅ 4. Взаимодействие с водой и кислотами для неметаллов не характерно.

Что ещё почитать?

История открытия неметаллов

Медная посуда, железные орудия труда, золотые украшения — издавна человек замечал, что у всех этих веществ есть определенные общие свойства:

они проводят тепло и электрический ток;
для них характерен металлический блеск;
благодаря пластичности и ковкости им можно придать любую форму;
для всех веществ характерна металлическая кристаллическая решетка.

В противовес металлам были и другие вещества, не обладающие металлическими свойствами, и названные соответственно неметаллами. Практически до конца XVII века ученым-алхимикам было известно всего лишь два вещества-неметалла — углерод и сера.

Попытки открытия фтора стоили исследователям не только здоровья, но и жизни. Деви, братья Кнокс, Гей-Люссак — это неполный список жертв науки, что потеряли здоровье в попытках выделить фтор из плавикового шпата. Лишь в 1886 году Муассан решил сложную задачу способом электролиза. И получил первый галоген, а ещё – ядовитый хлор. Во времена Первой мировой войны его использовали как оружие массового поражения.

Читайте также: