Для учеников

Предмет и задачи химии. Когда и как возникла химическая наука. Методы науки химии

1. Предалхимический период: до III в

«Квадрат противоположностей» — графическое отображение взаимосвязи между элементами

Перейти на сайт

В предалхимическом периоде теоретический и практический аспекты знаний о веществе развивались относительно независимо друг от друга.

Практические операции с веществом являлись прерогативой ремесленной химии. Начало её зарождения следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии. В античную эпоху были известны в чистом виде семь металлов: медь, свинец, олово, железо, золото, серебро и ртуть, а в виде сплавов — ещё и мышьяк, цинк и висмут. Помимо металлургии, накопление практических знаний происходило и в других областях, таких как производство керамики и стекла, крашение тканей и дубление кож, изготовление лекарственных средств и косметики. Именно на основе успехов и достижений практической химии древности происходило развитие химических знаний в последующие эпохи.

Попытки теоретического осмысления проблемы происхождения свойств вещества привели к формированию в античной греческой натурфилософии учения об элементах-стихиях. Наибольшее влияние на дальнейшее развитие науки оказали учения Эмпедокла, Платона и Аристотеля. Согласно этим концепциям все вещества образованы сочетанием четырёх первоначал: земли, воды, воздуха и огня. Сами элементы при этом способны к взаимопревращениям, поскольку каждый из них, согласно Аристотелю, представляет собой одно из состояний единой первоматерии — определённое сочетание качеств.

2. Алхимический период: III—XVII вв

Открытие фосфора алхимиком Х. Брандом

Алхимический период — это время поисков философского камня, считавшегося необходимым для осуществления трансмутации металлов. Алхимическая теория, основанная на античных представлениях о четырёх элементах, была тесно переплетена с астрологией и мистикой. Наряду с химико-техническим «златоделием» эта эпоха примечательна также и созданием уникальной системы мистической философии. Алхимический период, в свою очередь, разделяется на три подпериода: александрийскую  (греко-египетскую), арабскую и европейскую алхимию.

«Хризопея Клеопатры» — изображение из алхимического трактата александрийского периода

3. Период становления (объединения): XVII—XVIII вв

Вторая половина XVII века ознаменовалась первой научной революцией, результатом которой стало новое естествознание, целиком основанное на экспериментальных данных. Создание гелиоцентрической системы мира (Н. Коперник, И. Кеплер), новой механики (Г. Галилей), открытие вакуума и атмосферного давления (Э. Торричелли, Б. Паскаль и О. фон Герике) привели к глубокому кризису аристотелевской физической картины мира. Ф. Бэкон выдвинул тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент; в философии возродились атомистические представления (Р. Декарт, П. Гассенди).

Одним из следствий этой научной революции явилось создание новой химии, основоположником которой традиционно считается Р. Бойль. Бойль, доказав несостоятельность алхимических представлений об элементах как носителях неких качеств, поставил перед химией задачу поиска реальных химических элементов. Элементы, по Бойлю, — практически неразложимые тела, состоящие из сходных однородных корпускул, из которых составлены все сложные тела и на которые они могут быть разложены. Главной задачей химии Бойль считал изучение состава веществ и зависимости свойств вещества от его состава.

Процесс превращения химии в науку завершился открытиями А. Л. Лавуазье. С создания им кислородной теории горения (1777 год) начался переломный этап в развитии химии, названный «химической революцией». Отказ от теории флогистона потребовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. В 1789 году Лавуазье издал свой знаменитый учебник «Элементарный курс химии», целиком основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре. Он привёл первый в истории новой химии список химических элементов (таблицу простых тел). Критерием определения элемента он избрал опыт, и только опыт, категорически отвергая любые неэмпирические рассуждения об атомах и молекулах, само существование которых невозможно подтвердить опытным путём. Лавуазье сформулировал закон сохранения массы, создал рациональную классификацию химических соединений, основанную, во-первых, на различии в элементном составе соединений и, во-вторых, на характере их свойств.

4. Период количественных законов: конец XVIII — середина XIX в

Главным итогом развития химии в период количественных законов стало её превращение в точную науку, основанную не только на наблюдении, но и на измерении. За открытым Лавуазье законом сохранения массы последовал целый ряд новых количественных закономерностей — стехиометрические законы:

• Закон эквивалентов (И. В. Рихтер, 1791—1798)
• Закон постоянства состава (Ж. Л. Пруст, 1799—1806)
• Закон кратных отношений(Дж. Дальтон, 1803; см. также законы Дальтона)
• Закон объёмных отношений, или закон соединения газов (Ж. Л. Гей-Люссак, 1808)
• Закон Авогадро(А. Авогадро, 1811)

Символы атомов Дальтона

Основываясь на законе кратных отношений и законе постоянства состава, объяснить которые, не прибегая к предположению о дискретности материи, невозможно, Дж. Дальтон разработал свою атомную теорию (1808 год). Важнейшей характеристикой атома элемента Дальтон считал атомный вес (массу). Проблема определения атомных весов на протяжении нескольких десятилетий являлась одной из важнейших теоретических проблем химии.

Огромный вклад в развитие химической атомистики внёс шведский химик Й. Я. Берцелиус, определивший атомные массы многих элементов. Он же в 1811—1818 разработал электрохимическую теорию сродства, объяснявшую соединение атомов на основе представления о полярности атомов и электроотрицательности. В 1814 году Берцелиус ввел систему символов химических элементов, где каждый элемент обозначался одной или двумя буквами латинского алфавита, многие обозначения Берцелиуса совпадают с современными международными.

Свою молекулярную теорию, органично дополняющую атомистику Дальтона, разработал А. Авогадро, однако его взгляды долгое время не находили признания.

5. Химия во второй половине XIX в

Для данного периода характерно стремительное развитие науки: были созданы периодическая система элементов, теория химического строения молекул, стереохимия, химическая термодинамика и химическая кинетика; блестящих успехов достигли прикладная неорганическая химия и органический синтез. В связи с ростом объёма знаний о веществе и его свойствах началась дифференциация химии — выделение её отдельных ветвей, приобретающих черты самостоятельных наук.

6. Современный период: с начала XX в

Открытие электронаЭ. Вихертом и Дж. Дж. Томсоном (1897 год) и радиоактивности А. Беккерелем(1896 год) стали доказательством делимости атома, возможность которой стала обсуждаться после выдвижения У. Праутом гипотезы о протиле (1815 год). Уже в начале XX века появились первые модели строения атома: «кексовая» (У. Томсон, 1902 год и Дж. Дж. Томсон, 1904), планетарная (Ж. Б. Перрен, 1901 год и Х. Нагаока, 1903 год), «динамидическая» (Ф. Ленард, 1904). В 1911 Э. Резерфорд, основываясь на опытах по рассеиванию α-частиц, предложил ядерную модель, ставшую основой для создания классической модели строения атома (Н. Бор, 1913 годи А.Зоммерфельд, 1916). Основываясь на ней, Н. Бор в 1921 заложил основы формальной теории периодической системы, объяснившей периодичность свойств элементов периодическим повторением строения внешнего электронного уровня атома.

После открытия делимости атома и установления природы электрона как его составной части возникли реальные предпосылки для разработки теорий химической связи. Первой стала концепция электровалентности Р. Абегга (1904), основанная на идее о сродстве атомов к электрону.

В конце 20-х — начале 30-х годов XX века сформировались принципиально новые — квантово-механические — представления о строении атома и природе химической связи.

Благодаря квантовой механике к 30-м годам XX века в основном был выяснен способ образования связи между атомами; кроме того, в рамках квантово-механического подхода получило корректную физическую интерпретацию менделеевское учение о периодичности. Создание надёжного теоретического фундамента привело к значительному росту возможностей прогнозирования свойств вещества. Особенностью химии в XX веке стало широкое использования физико-математического аппарата и разнообразных расчётных методов.

Подлинным переворотом в химии стало появление в XX веке большого числа новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических (рентгеноструктурный анализ, электронная и колебательная спектроскопия, магнетохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия ЭПР и ЯМР, хроматография и т. п.). Эти методы предоставили новые возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества.

Отличительной чертой современной химии стало её тесное взаимодействие с другими естественными науками, в результате которого на стыке наук появились биохимия, геохимия и др. разделы. Одновременно с этим процессом интеграции интенсивно протекал и процесс дифференциации самой химии. Хотя границы между разделами химии достаточно условны, коллоидная и координационная химия, кристаллохимия и электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и некоторые другие разделы приобрели черты самостоятельных наук.

IV. Методы науки химии

Прежде чем приступить к любой работе и получить определённый результат, человек выбирает наиболее эффективные и доступные способы и приёмы выполнения её, инструмент и приспособления, которые можно использовать для этого, операции, которые необходимо совершить.

Метод (от греческого слова «методос» — путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности.

Видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с «фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте». 

Рассмотрим научные методы познания химии, т.е. методы познания, которые используются для изучения веществ и химических явлений.

Различают 2 уровня научного познания: эмпирический и теоретический.

1. Эмпирические методы познания в химии

Эмпирический уровень - характеризуется исследованием реально существующих объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об этих объектах с помощью следующих методов: наблюдение, измерение, постановка экспериментов.

В это же время осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде описания, таблиц, схем, графиков и т.д.

Познакомимся с каждым из этих методов отдельно.

• Наблюдение – это первоначальный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объекте изучения.

Наблюдение является целенаправленным, планомерным, активным методом научного познания: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами и сопровождается активными действиями исследователя. Результаты научных наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т.д. Всё это является базисом науки, опираясь на который учёные создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным признакам, проводят классификацию, выявляют закономерности.

Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием технических средств наблюдения: микроскопов, телескопов и др.

В процессе наблюдения могут совершаться открытия новых явлений, позволяющих обосновать какую-либо научную гипотезу или подтвердить какое-либо положение известной теории.

Из всего сказанного следует, что наблюдение является важнейшим методом научного познания, позволяющим собрать обширную информацию об окружающем мире.

• Эксперимент – более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он отличается от метода наблюдения тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т.д.), устранять побочные факторы, затрудняющие процесс исследования. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.

Условия научного эксперимента: целенаправленность, наличие базы в виде исходных теоретических положений, наличие плана проведения эксперимента, наличие технических средств, наличие специалистов необходимого уровня квалификации.

В зависимости от характера поставленных задач, решаемых в ходе эксперимента, последние подразделяются на исследовательские и проверочные.

Исследовательские эксперименты направлены на обнаружение новых, неизвестных науке свойств изучаемого объекта. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, изменяющие представления об этом объекте.

Проверочные эксперименты служат для проверки или подтверждения тех или иных теоретических положений.

• Измерение – это процесс определения количественных значений свойств изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств.

Измерения бывают прямые и косвенные.

Прямые измерения – это такие измерения, при которых значение измеряемой величины выдаётся непосредственно измерительным прибором.

При косвенном измерении искомое значение величины определяют по известной математической зависимости (по формуле), используя для этого данные, полученные при прямых измерениях.

В процессе измерения не всегда требуется участие человека. Измерение может быть включено в работу автоматической информационно-измерительной системы, которая строится на базе электронно-вычислительной техники.

2. Методы теоретического познания в химии

• Идеализация – представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть исключены из рассмотрения какие-то свойства, признаки, стороны объектов. Например, в механике идеализация материальной точки как тела, лишенного размеров и массы. Такой прием удобен при описании движения, в том числе атомов и молекул.

Идеализация используется тогда, когда реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств математического анализа, когда некоторые свойства затемняют существо протекающих в объекте процессов.

Роль идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретические положения, можно использовать для исследования реальных объектов или явлений.

• Формализация - заключается в использовании специальной символики, позволяет отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать вместо этого символами (знаками). Достоинством формализации является возможность проведения исследований без обращения к какому-либо объекту, кроме этого обеспечивается краткость и четкость записи научной информации.

3. Методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания

• Анализ и синтез

Под анализом понимают разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.

Под синтезом понимают соединение составных частей объекта (мысленно или реально) с целью изучения его как единого целого. Для изучения объекта как единого целого необходимо рассматривать его составные части в совокупности, в единстве. В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей изучаемого объекта. Анализ и синтез успешно используются в сфере мыслительной деятельности человека, т.е. в теоретическом познании.

V. Задания для закрепления

Задание №1.

Вспомните физические свойства бензина и воды и ответьте на вопрос.
Бензин и вода отличаются друг от друга по следующим физическим свойствам:
а) запах
б) цвет
в) агрегатное состояние
г) плотность

Задание №2.

Выпишите из предложенного списка только "вещества".
а) карандаш
б) графит
в) снежинка
г) полиэтилен
д) линейка
е) гвоздь
ж) железо

Практическая работа №1

"Правила т/б в хим. лаборатории. Ознакомление с лабораторным оборудованием"

♦ В этой работе вам будет необходимо:

1. Познакомиться с правилами техники безопасности при работе в химической лаборатории.

2. Изучить лабораторное оборудование и лабораторную посуду, их назначение.

3. Изучить устройство спиртовки и строение пламени, а также правила обращения со спиртовкой.

4. Поработать с тренажерами..

5. Оформить (отправить учителю) отчет о проделанной работе.

I. Правила техники безопасности в кабинете химии

1. Соблюдение требований настоящей Инструкции обязательно для учащихся, работающих в кабинете химии.
2. Допуск посторонних лиц в кабинет в момент проведения эксперимента разрешается только с ведома учителя химии.
3. Во время работы в кабинете учащиеся обязаны быть в халатах и пользоваться средствами индивидуальной защиты (по указанию учителя), поддерживать порядок на рабочем месте.
4. Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изучить по учебнику или пособию порядок ее проведения. Следует соблюдать все указания учителя по безопасному обращению с реактивами и растворами, методам нагревания, наполнению сосудов и т.д.                                                                    
5. Подготовленный к работе прибор необходимо показать учителю или лаборанту.
6. Запрещается проводить самостоятельно любые опыты, не предусмотренные данной работой.
7. Запрещается прием пищи и напитков в кабинете химии.
8. Запрещается загромождать проходы портфелями, сумками.
9. При получении травмы (порезы, ожоги), а также при плохом самочувствии учащиеся должны немедленно сообщить об этом учителю или лаборанту.
10. Запрещается выносить из кабинета и вносить в него любые вещества без разрешения учителя.
11. Обо всех разливах жидкостей, а также о рассыпанных твердых реактивах нужно сообщить учителю или лаборанту. Самостоятельно убирать любые вещества запрещается.
12. Запрещается выливать в канализацию растворы и органические жидкости, они должны сливаться в специальные сосуды на рабочих местах.
13. Обо всех неполадках в работе оборудования, водопровода, электросети и т.д. необходимо ставить в известность учителя или лаборанта. Устранять неисправности учащимся самостоятельно запрещается.
14. Запрещается оставлять без присмотра нагревательные приборы.
15. Уборка рабочих мест по окончании работы производится в соответствии с указаниями учителя.
16. По окончании практических и лабораторных работ учащиеся обязаны вымыть руки с мылом.
17. При возникновении в кабинете во время занятий аварийных ситуаций (пожар, появление сильных посторонних запахов)  не допускать паники и подчиняться только указаниям учителя.

II. Лабораторная посуда и оборудование

1. Посмотрите презентацию

2. Изучите таблицу:

III. Правила работы со спиртовкой

1. Зажигать только спичкой, запрещается зажигать от другой спиртовкой.
2. Перед тем, как зажечь, нужно расправить фитиль, а диск должен плотно прилегать к горлышку.
3. Нельзя переносить спиртовку во время работы в зажжённом виде с одного стола на другой.
4. Тушить только колпачком – не дуть!

IV. Устройство спиртовки

1 - стеклянный резервуар, заполнен на 3/4 спиртом;

2 - металлическая трубка с диском, удерживает фитиль, предохраняет от испарения и воспламенения спирта.

3 - фитиль;

4 - колпачок.

V. Строение пламени

Темная зона 1 находится в нижней части пламени. Это самая холодная зона по сравнению с другими. Темную зону окаймляет самая яркая часть пламени 2. Температура здесь выше, чем в темной зоне, но наиболее высокая температура – в верхней части пламени 3.

Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите спичку в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее.

Несмотря на то, что язычки пламени в каждом случае отличаются формой, размерами и даже окраской, все они имеют одинаковое строение – те же три зоны: внутреннюю темную (самую холодную), среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).

Следовательно, выводом из проведенного эксперимента может быть утверждение о том, что строение любого пламени одинаково. Практическое значение этого вывода состоит в следующем: для того чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его надо вносить в самую горячую, т.е. в верхнюю, часть пламени.

VI. Тренажеры

Тренажер №1: “Меры предосторожности при работе а кабинете химии (лаборатории)”

Тренажер №2: “Оборудование и посуда для химической лаборатории”

VII. Оформление отчета

Понятия и теории химии. Атомно-молекулярное учение

Известно, что химия изучает вещества и их свойства. Для того чтобы объяснить почему то или иное вещество вступает или не вступает в химические процессы, нужно заглянуть внутрь его. Но атомы и молекулы, из которых состоят вещества, нельзя увидеть даже с помощью мощного микроскопа. Из материалов урока вы узнаете, как ученые-химики познавали и познают микромир.

1. Роль и место метода моделирования в химии

Основной метод познания в химии - моделирование.

Моделирование – это один из способов познания реального мира, при котором представления об изучаемом объекте строятся не путем непосредственного наблюдения, а по косвенным данным.

Модель может быть выполнена из какого-либо материала (т.е. быть реальной), а может существовать только в нашем воображении. Первоначально созданная модель может перестраиваться или вовсе заменяться другой моделью при встрече с противоречащими данной модели фактами.

Запомните, что природа гораздо разнообразнее, чем любая, даже самая хорошая, теоретическая модель. Поэтому все разрабатываемые теоретические модели постоянно приходится совершенствовать.

• Моделирование – основано на изучении моделированного объекта. Модель строится по подобию оригинала, на ней воспроизводят, свойственные оригиналу процессы и полученные сведения переносятся на моделируемый объект – оригинал.

Различают несколько видов моделирования:

• Мысленное. К нему относятся самые различные мыслительные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.
• Физическое. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом.
• Символическое – связано с построением графиков, схем.

Моделирование как метод познания бывает единственно необходимым для исследования некоторых явлений.

Таким образом, все названные методы научного познания являются важными и необходимыми для познания окружающего мира.

2. Сущность теоретического моделирования

Так как же зарождались первые модели  веществ и химических реакций? Еще во времена Античности ученых интересовал вопрос: «Можно ли из одного вещества получить какое угодно другое вещество?».

Древнегреческий философ Аристотель предположил, что основу всего составляют 4 стихии: огонь, вода, воздух и земля. Эти стихии находятся во взаимосвязи и взаимодействии.

Аристотель считал огонь, воду, воздух и землю неделимыми элементами, которые могут превращаться друг в друга, а также соединяться друг с другом, образуя новые тела. Соединение элементов с противоположными свойствами считалось невозможным: огонь не может соединиться с водой, а воздух с землей.

Предположение Аристотеля было очевидным, поэтому его представления владели умами более тысячи лет. Например, мы знаем, что вода не горит. В соответствие с данной моделью Аристотель считал, что из одного вещества можно получить любое другое вещество. Главное – подобрать условия его превращения.

3. Модельные представления Аристотеля и Демокрита

Другая модель строения вещества была предложена еще одним древнегреческим ученым Демокритом.

Он считал, что вещества состоят из неделимых частиц – атомов. Атомы отличаются формой и размером. Благодаря особенностям своей формы и размера атомы могут соединяться, образуя вещества.

В соответствии с моделью Демокрита, из одного вещества нельзя получить какое угодно другое вещество. Но учение об атомах было неочевидным, поэтому модель Демокрита была забыта вплоть до 17 в.

4. Основные положения атомно-молекулярной теории

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.

1. Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).

2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).

3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.

4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов. 

Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества — из «сложных атомов» (в современном понимании — молекул). Отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в- середине XIX в.Молекула — это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением. Атом — наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям: атом — это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов. Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру. 
 

Основные положения атомно-молекулярного учения можно сформулировать так:

• Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.
• Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами значительно меньше. В твердых веществах промежутки между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.
• Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает.
• Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей — в газах.
• Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении.
• Атомы одного вида отличаются от атомов другого вида массой и свойствами.
• При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.
• У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решето находятся молекулы. Связи между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило, имеют низкие температуры плавления.
• У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например, процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ. 

Понятие "вещество" в физике и химии. Физические и химические явления

Понятие "вещество" в физике и химии. Физические и химические явления

I. Химические вещества и физические тела

Химия – это наука о веществах, их свойствах и превращениях друг в друга.

Все, что нас окружает, – люди, животные, растения, горы, моря, предметы – имеет непосредственное отношение к химии. Окружающие нас предметы и объекты называют физическими телами. Тела состоят из множества различных веществ. К настоящему моменту известно около 15 миллионов веществ, и это далеко не предел!

Гвоздь – это тело, состоящее из вещества – железа. Кусок гранита – это тоже тело, состоящее из нескольких веществ – кварца, слюды и полевого шпата. Рис. 1

Одни и те же тела часто изготавливают из разных веществ. Например, проволока может быть медной, железной, алюминиевой. И наоборот, из одного и того же вещества могут быть изготовлены различные тела: из стекла сделаны разные виды посуды, вазы и т. д.

Запомните! Каждое тело состоит из какого-либо вещества!

II. Физические и химические явления

Изменения веществ, которые не ведут к образованию новых веществ (с иными свойствами), называют физическими явлениями.

1. Вода при нагревании может переходить в пар, а при охлаждении – в лед.

2. Длина медных проводов   изменяется летом и зимой: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении.

3. Объем  воздуха в шаре увеличивается в теплом помещении.

Изменения с веществами произошли, но при этом вода осталась водой, медь – медью, воздух – воздухом.

Новых веществ, несмотря на их изменения, не образовалось.

Химическое явление (реакция) – явление, при котором образуются новые вещества.

А по каким признакам можно определить, что произошла химическая реакция? При некоторых химических реакциях происходит выпадение осадка. Другие признаки – изменение цвета исходного вещества, изменение его вкуса, выделение газа, выделение или поглощение тепла и света.

Признаки химических реакций:

• Изменение цвета исходного вещества

• Изменение вкуса исходного вещества
• Выпадение осадка 

• Выделение газа 

• Появление запаха
• Выделение света

Видео-опыт: “Горение магния в кислороде”

III. Подведём итоги

1. Вещества могут участвовать в физических и химических явлениях.

2. Сравнительная характеристика физических и химических явлений представлены следующей интерактивной анимацией.

3. Отличие физических и химических явлений

• При физических явлениях молекулы вещества не разрушаются, вещество сохраняется.
• При химических явлениях молекулы вещества распадаются на атомы, из атомов образуются молекулы нового вещества.