Τα υλικά και η δόμησή τους. Εισαγωγική Χημεία

Transcript

1 Τα υλικά και η δόμησή τους Εισαγωγική Χημεία

2 Σκοπός του μαθήματος Αναπλήρωση- φρεσκάρισμα κενών της Λυκειακής εκπαίδευσης στη Χημεία Διευκόλυνση στην παρακολούθηση του υποχρεωτικού μαθήματος Γενική και Ανόργανη Χημεία Εισαγωγικές έννοιες και απλές εφαρμογές σε θέματα γενικής χημείας (από το mole στις χημικές αντιδράσεις και την χημική ισορροπία) Εισαγωγική Χημεία

3 Συγγράμματα- Βοηθήματα ΓENIKH XHMEIA Darell Ebbing - Steven Gammon Mετάφραση: Nικόλαος Kλούρας [Kαθηγητής τμήματος Xημείας Πανεπιστήμιο Πατρών Εισαγωγική Χημεία Εφαρμοσμένη Ανόργανη Χημεία Σ. Λιοδάκης, Επιστημονικές εκδόσεις Παρισιάνου, 2003

4 Διάρθρωση του μαθήματος Διαλέξεις (Δευτέρα 12-2, Τρίτη 9-10) Τέστ (10 λεπτα) [4-6] Κατ οίκον ασκήσεις [1-2] Βαθμολογία: 20 % Τέστ Κατ οίκον ασκήσεις 10% Τελική εξέταση: 70% Εισαγωγική Χημεία

5 Χημεία Ασχολείται με την ύλη και τα υλικά Ύλη είναι ό,τι έχει μάζα και διαστάσεις Όλα τα είδη των υλικών υπόκεινται σε φυσικές και χημικές μεταβολές Οι μεταβολές αυτές είναι τόσο μακροσκοπικές, όσο και μικροσκοπικές Εισαγωγική Χημεία

6 Στερεά Υγρά Αέρια Πλάσμα Άλλες μορφές

7 Στερεά Υγρά Αέρια Πλάσμα

8 Ιδιότητα Περιγραφή Παράδειγμα Ηλεκτρική αγωγιμότητα Θερμική αγωγιμότητα Πυκνότητα Σημείο τήξεως Σημείο ζέσεως Δείκτης διάθλασης Ολκιμότητα Ελατότητα Ικανότητα αγωγής ηλεκτρικού ρεύματος Ικανότητα μεταφοράς ενέργειας όπως η θερμότητα Λόγος μάζα/όγκος δείχνει την πυκνότητα «στίβαξης» της ύλης Θερμοκρασία στην οποία ένα στερεό μετατρέπεται σε υγρό Θερμοκρασία μετατροπής υγρού σε αέριο Ο βαθμός στον οποίο ένα υλικό επιτρέπει την δίοδο του φωτός Ικανότητα δημιουργίας σύρματος Ικανότητα σφυρηλάτησης για τον σχηματισμό λεπτών φύλλων Ο χαλκός έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και χρησιμοποιείται στα καλώδια Το αλουμίνιο είναι καλός αγωγός θερμότητας. Μαγειρικά σκεύη, εναλλάκτης θερμότητας Ο μόλυβδος έχει μεγάλη πυκνότητα. Βαρίδια ψαρέματος Λιώσιμο του πάγου στο ΣΤ του νερού Το νερό μετατρέπεται σε ατμό στο ΣΖ του νερού Ο δδ του νερού μας δείχνει τον βαθμό μείωσης της ταχύτητας του φωτός όταν διέρχεται από αυτό Το ταντάλιο είναι όλκιμο και χρησιμοποιείται για την κατασκευή οδοντιατρικών εργαλείων Ο άργυρος είναι πολύ ελατός και χρησιμοποιείται για την κατασκευή κοσμημάτων

9 Οι ουσίες μπορεί να ορίζονται ως στοιχεία, ενώσεις ή ως μίγματα. Οι ουσίες δεν διασπώνται περαιτέρω ούτε και καθαρίζονται με φυσικές μεθόδους. Μία ουσία αποτελεί ύλη ορισμένου είδους Κάθε ουσία έχει τις δικές της χαρακτηριστικές ιδιότητες οι οποίες διαφέρουν από τις αντίστοιχες μιας άλλης ουσίας.

10 Καθαρή ουσία Μέρος της ύλης με ορισμένες φυσικές και χημικές ιδιότητες

11 Στοιχεία Καθαρές ουσίες οι οποίες δεν είναι δυνατόν να υποδιαιρεθούν σε απλούστερες ουσίες με φυσικούς ή με χημικούς τρόπους.

12 Η ύλη-τα άτομα Τα 90 είναι φυσικά και τα υπόλοιπα τεχνητά Εισαγωγική Χημεία

13 Ενώσεις Καθαρές ουσίες οι οποίες αποτελούνται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά στοιχεία τα οποία συνδέονται με χημικούς δεσμούς. Απαρτίζονται από στοιχεία με ορισμένη στοιχειομετρική αναλογία είναι πάντα οι αυτές Έχει ένα χημικό τύπο Μπορεί να διαχωρισθεί στα συστατικά της στοιχεία με χημικές αλλά όχι με φυσικές διεργασίες

14 Μίγματα Συνδυασμός δύο ή περισσοτέρων ουσιών οι οποίες δεν συνδέονται χημικά Ουσίες που συγκρατούνται με φυσικές δυνάμεις, όχι με χημικές. Δεν λαμβάνει χώρα χημική μεταβολή Κάθε ουσία στο μίγμα διατηρεί τα φυσικοχημικά της χαρακτηριστικά Μπορούν να διαχωρισθούν με φυσικές μεθόδους Τα μίγματα ΔΕΝ: έχουν σταθερό ΣΖ έχουν σταθερό ΣΤ

15 Ο χορός των μορίων: Εισαγωγή στην μοριακή κίνηση

16 Τρία είδη κίνησης τα οποία μπορεί να εκτελέσει ένα μόριο. Θα το δούμε σε 2 διαστάσεις. Υπόψη όμως, ότι η κίνηση γίνεται σε 3 διαστάσεις.

17 Μεταφορική ή μεταβατική κίνηση

18 Περιστροφική και μεταβατική κίνηση Μεταφορά Μόνο περιστροφική κίνηση

19 Κίνηση δόνησης-ταλάντωση περι μια θέση ισορροπίας Ο δεσμός μεταξύ των ατόμων εκτείνεται

20 Κίνηση δόνησης Κάμψη δεσμού μεταξύ των ατόμων

21 Έχουν ορισμένο σχήμα Έχουν ορισμένο όγκο Κινητική Θεωρία των Μορίων Τα μόρια, συγκρατούνται ισχυρότερα μεταξύ τους και η κίνησή τους είναι περιορισμένη. Ταλαντώσεις περί μια θέση ισορροπίας

22 Δεν έχουν ορισμένο σχήμα Έχουν ορισμένο όγκο Κινητική θεωρία μορίων: Τα άτομα ή τα μόριά τους διαθέτουν περισσότερη ελευθερία κίνησης σε σύγκριση με τα στερεά αλλά λιγότερη σε σύγκριση με τα αέρια (δηλ. είναι περισσότερο ρευστά)

23 Δεν έχουν ορισμένο σχήμα Δεν έχουν ορισμένο όγκο Κινητική θεωρία μορίων:τα μόρια κινούνται σε τυχαίες διαδρομές και σε διαφορετικές αποστάσεις μεταξύ τους.

24 Μεταξύ 0 C -100 C, το νερό είναι υγρό. Στην υγρή φάση τα μόρια βρίσκονται πλησιέστερα μεταξύ τους και κινούνται. Με μεγαλύτερη σχετική ελευθερία Στους100 C, το νερό μετατρέπεται σε υδρατμούς, αέριο. Τα μόρια εκτελούν τυχαίες κινήσεις σε μεγάλες αποστάσεις. Κάτω των 0 C, το νερό στερεοποιείται και μετατρέπεται σε πάγο. Στη στερεά κατάσταση τα μόρια του νερού συγκρατούνται σε συμπαγή δομή.

25 Διαλύματα είναι τα ομογενή εκείνα μίγματα τα οποία δεν προκαλούν σκέδαση του φωτός. Δημιουργούνται κατά την διάλυση μιας ουσίας στο νερό ή σε άλλο διαλύτη. Διαχωρίζονται εύκολα με απόσταξη ή με εξάτμιση. Παραδείγματα: Ζαχαρόνερο, αλατόνερο

26 Συνίστανται από μεγάλα τεμαχίδια τα οποία μπορούν να διαχωρισθούν με φυσικές μεθόδους (δηλ. πυκνότητα, πολικότητα, μεταλλικές ιδιότητες).

27 Δεν έχουν σε όλη τους την έκταση την αυτή σύσταση Τα συστατικά τους είναι διακριτά Παραδείγματα: φρουτοσαλάτα, σούπα λαχανικών, σκυρόδεμα, κτλ.

28 Τα κολλοειδή είναι «διαλύματα». Αιωρήματα και γαλακτώματα. Περιγράφονται ως ουσίες εγκλωβισμένες σε άλλες ουσίες. Χαρακτηρίζονται από το ότι προκαλούν την σκέδαση του φωτός. Παραδείγματα: Καπνός, αέρας παγιδευμένος σε λίπος στην σαντιγύ.