Химия, полный курс для 7 класса

Ну что, мои юные химики, подошёл к концу наш первый год знакомства с этой удивительной наукой. Давайте сегодня соберём всё, что мы узнали, в одну большую и понятную картину. Представьте, что мы строим дом под названием «Химия». И сегодня мы закладываем последние, самые важные кирпичики в его фундамент.

И начнём мы с самых основ. Весь мир вокруг нас – это вещества. Воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьём, стол, за которым вы сидите, и даже вы сами – всё состоит из веществ. Но из чего состоят сами вещества?

Вот мы берём кусочек мела. Делим его... делим... и доходим до мельчайшей, химически уже неделимой частички – это атом. Атом – это как самый первый, базовый кирпичик Лего. Вид этих «кирпичиков» называется химический элемент. У каждого элемента есть своё имя и свой символ, как у вас – имя и фамилия. Например, элемент Кислород (O), элемент Углерод (C), элемент Водород (H). Все они живут в своей «таблице Менделеева», как жильцы в большом доме.

Но атомы, как и люди, редко живут поодиночке. Им комфорнее объединяться в «семьи» – молекулы. Молекула – это устойчивая группа атомов. Например, молекула воды H₂O – это дружная семья из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Именно молекула является наименьшей частичкой вещества, которая ещё сохраняет его свойства. Разломите мелок – вы раскололите множество кристаллов, но каждая маленькая частичка ещё остаётся мелом. А вот если бы вы смогли разделить его на отдельные молекулы, это уже была бы не известь, а что-то совсем другое.

А что же их скрепляет, эти атомы в молекулах? Невидимая сила – химическая связь. Это как «руки», с помощью которых атомы держат друг друга. Если соединяются атомы одного вида, например, в молекуле кислорода O₂, они держатся крепко и по-братски, поровну деля свою «собственность» – это ковалентная неполярная связь. А если атомы разные, как в воде H₂O, где кислород «сильнее» водорода, то общая электронная пара смещается к кислороду. Получается ковалентная полярная связь, как в семье, где есть старший и младший. Ну а когда встречается атом-металл, который легко отдаёт свои электроны, и атом-неметалл, который их с радостью забирает, между ними проскакивает настоящая «искра», и они превращаются в ионы с противоположными зарядами. А opposites attract, как говорят англичане! Так возникает прочная ионная связь, как в поваренной соли NaCl.

Теперь давайте посмотрим на всё многообразие веществ, как на огромный зоопарк. Чтобы в нём не заблудиться, нам нужна система, классификация. Давайте разделим всех «обитателей» на большие группы.

Сначала спросим: из атомов скольких элементов состоит вещество? Если из одного – перед нами простое вещество. Если из двух или более – сложное.

Простые вещества – это либо металлы (железо Fe, медь Cu, алюминий Al), которые блестят, проводят ток и их можно ковать, либо неметаллы (кислород O₂, сера S, углерод C), которые обычно не блестят и ток не проводят.

Со сложными веществами интереснее. Их несколько главных классов:

1. Оксиды – это как бы «соединения элементов с Кислородом». Углекислый газ, который мы выдыхаем – CO₂. Ржавчина – это Fe₂O₃. Обычный песок – это оксид кремния SiO₂.

2. Кислоты – их легко узнать на вкус (шучу, пробовать не надо!), они обычно кислые. Лимонная кислота в лимоне, уксусная – в уксусе. А в нашем желудке живёт соляная кислота HCl.

3. Основания – они мыльные на ощупь. Раствор, которым моют посуду, содержит NaOH – гидроксид натрия. А гашёная известь, которую используют в строительстве, – это Ca(OH)₂.

4. Соли – это продукты «взаимодействия кислот и оснований». Самая известная соль – поваренная, NaCl. Мел, мрамор – это карбонат кальция CaCO₃.

И, наконец, третий кирпичик нашего фундамента – это язык расчётов. Химия – наука точная. Мы должны не только знать, из чего состоит вещество, но и уметь это посчитать.

Сначала научимся находить относительную молекулярную массу (Mr). Это вес молекулы в условных единицах. Просто складываем массы всех атомов в её составе.

Давайте посчитаем Mr серной кислоты, которая живёт в автомобильных аккумуляторах. Её формула H₂SO₄.

• Берем два атома Водорода (Ar(H) = 1): 2 * 1 = 2

• Один атом Серы (Ar(S) = 32): 32

• Четыре атома Кислорода (Ar(O) = 16): 4 * 16 = 64

• Складываем: Mr(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98.

Вот и всё!

Теперь более сложная, но очень важная штука – количество вещества. Представьте, что у вас есть 100 одинаковых яблок. Удобно же считать их не поштучно, а, скажем, килограммами? В химии свою «посудку» для подсчёта атомов и молекул назвали моль.

И есть у нас формула: n = m / M.

• n – это количество вещества в молях.

• m – та масса, что у нас есть в граммах.

• M – молярная масса, то есть масса одного моля. Она численно равна Mr, которую мы только что научились считать, только выражается в граммах на моль (г/моль).

Решим задачу. У нас есть 56 граммов оксида кальция CaO (обычная негашёная известь). Сколько это моль?

1. Находим Mr(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56. Значит, M(CaO) = 56 г/моль.

2. Подставляем в формулу: n = m / M = 56 г / 56 г/моль = 1 моль.

Получилось ровно 1 моль. Красиво!

Вот и подошло к концу наше первое большое путешествие в мир химии. Мы с вами прошли путь от простого наблюдения за кипящим чайником до понимания, какие невидимые частицы и как именно в нём танцуют. Вы заложили прекрасный, прочный фундамент. И я уверена, что в следующем году мы с вами построим на нём целый дворец знаний!

До новых открытий в новом учебном году! Ваш учитель химии.