Новости Оренбуржья: Химия - основные понятия, законы предмета и с чего начать изучение химии

Вы собираетесь начать изучение нового предмета под названием "Химия". Химия, наряду с биологией и физикой, является естественной наукой, изучающей природу и происходящие в ней изменения. Биология, как вы знаете, изучает живые организмы, такие как растения, животные и люди. Химия - это изучение наиболее общих законов и явлений природы. Химия - это все о материи. Вода, стекло, сахар, железо, поваренная соль, с некоторыми из них вы знакомы с детства, другие вам придется изучать.

Химия в мире

Каждую секунду вокруг нас происходит множество химических реакций, и одно вещество постоянно превращается в другое. Когда мы вдыхаем, в нашем организме начинается реакция органического окисления. Когда мы выдыхаем, углекислый газ выделяется в воздух, а в растениях он преобразуется в углеводы. Некоторые химические изменения можно наблюдать непосредственно, например, ржавление железных изделий или свертывание крови. Однако большинство реакций происходит без нашего осознания. Чтобы понять и контролировать эти процессы, нам нужна химия.

Почему бензин горит, а вода нет? Почему мы не можем выращивать синие розы или красные васильки? Как мы можем получить новые вещества, которых не существует в природе? Почему нельзя ставить горячий утюг на капроновое изделие? Почему листья желтеют? Ответы на подобные вопросы можно найти в химии.Конечно, мы можем жить, не задумываясь о том, что происходит вокруг нас, не задавая лишних вопросов, не ища ответов. Когда вы дышите воздухом, вы не знаете, что он содержит кислород, когда вы пьете газированный напиток, вы не знаете, какой газ он содержит, когда вы разводите костер, вы не знаете, почему дерево горит.

Мы считаем, что отсутствие базовых знаний, не только в области химии, сужает наш кругозор и ограничивает наше общение. Как было написано на шумерской скрижали около 4000 лет назад: "Скрижаль можно показать тем, кто знает, но не тем, кто не знает. Стремитесь быть знающим человеком!

С чего начать изучение химии

Вы знаете, что все в мире - живые и неживые существа, растения и камни, компьютеры и дома, воздух и сам человек - состоит из материи. Некоторые из этих имен вам знакомы. Например, гвозди, молотки и топоры делают из железа; прозрачные пакеты для продуктов питания - из полиэтилена; свечи - из воска, парафина и стеарина; бутылки - из стекла. Фольга, в которую заворачивают шоколад, сделана из алюминия, а термометр, измеряющий температуру вашего тела, сделан из ртути. Железо, полиэтилен, воск, алюминий, шоколад, стекло, ртуть и такие лекарства, как аспирин и аскорбиновая кислота, - все это вещества. В физике все окружающие нас объекты называются "телами", а то, из чего они состоят, - "материей". Тело состоит из одного или нескольких веществ: стеклянный стакан (тело) сделан из стекла (вещество), пластиковая бутылка (тело) сделана из полиэтиленфталата (вещество), страницы книги (тело) сделаны из бумаги (вещество) и краски (вещество).

Изучение материи называется "химией". Все вещества характеризуются своими свойствами, такими как их отличие и сходство с другими веществами. Изучить вещество - значит узнать его свойства и объяснить, из чего и как оно сделано. Физические свойства включают связность, цвет, запах, температуру плавления, температуру кипения, плотность, теплопроводность, электропроводность и растворимость. Например, вода - бесцветная жидкость, замерзает при 0°C (32°F), кипит при 100°C (212°F), имеет плотность 1 г/см3 (4°C), не проводит тепло и не проводит электрический ток. Сахар - это твердое, хрупкое, белое вещество, сладкое на вкус, прекрасно растворимое в воде, с температурой плавления 185°C и плотностью 1,59 г/см3.

Химические явления

Без перемен мир был бы скучным, однообразным местом. Кипение воды в кастрюле, горение свечи, движение поезда - все это примеры процессов, или явлений, в материальном мире. Явления, происходящие в материи, традиционно делятся на физические и химические. Процессы, которые изменяют форму объекта или состояние совокупности материи без изменения состава материи, называются физическими и изучаются в курсе физики.

Давайте попробуем провести простой эксперимент. Налейте немного этилового спирта на дно большого химического стакана и нагрейте его в электрическом чайнике (рис. 12). Когда жидкость закипает и весь стакан наполняется парами алкоголя, сверху ставится фарфоровая чашка, наполненная льдом, невидимым глазу, но легко узнаваемым по характерному запаху.

В верхней части чашки сразу же образуется туман, который постепенно конденсируется в капли. Мы наблюдали процессы испарения и конденсации спирта. Это физические явления, и их можно повторять много раз с одним и тем же количеством алкоголя. Замерзание реки с образованием льда, про раскатывание алюминиевой фольги, перемешивание раствора, заливка расплавленной стали, шлифовка камня - все это физические процессы.

Многие явления связаны с превращением одного вещества в другое вещество с новыми свойствами. Теперь давайте вернемся к нашему эксперименту с алкоголем. Налейте немного спирта в сухую фарфоровую чашку и подожгите ее. Он горит сине-фиолетовым пламенем и выделяет много тепла. Спирт вступил в реакцию с кислородом воздуха, образовав воду и углекислый газ.