Введение. 2

Бумага и карандаши. 11

Стекло. 13

Мыла и моющие средства. 17

Химические средства гигиены и косметики. 20

Химия в земледелии. 24

Свеча и электрическая лампочка. 26

Химические элементы в организме человека. 29

Использованная литература. 33

Введение

Повсюду, куда бы ни обратил свой взор, нас окружают предметы и изделия, изготовленные из веществ и материалов, которые получены на химических заводах и фабриках. Кроме того, в повседневной жизни, сам того не подозревая, каждый человек осуществляет химические реакции. Например, умывание с мылом, стирка с использованием моющих средств и др. При опускании кусочка лимона в стакан горячего чая происходит ослабление окраски - чай здесь выступает в роли кислотного индикатора, подобного лакмусу. Аналогичное кислотно-основное взаимодействие проявляется при смачивании уксусом нарезанной синей капусты. Хозяйки знают, что капуста при этом розовеет. Зажигая спичку, замешивая песок и цемент с водой или гася водой известь, обжигая кирпич, мы осуществляем настоящие, а иногда и довольно сложные химические реакции. Объяснение этих и других широко распространенных в жизни человека химических процессов - удел специалистов.

Приготовление пищи - это тоже химические процессы. Не зря говорят, что женщины-химики часто очень хорошие кулинары. Действительно, приготовление пищи на кухне иногда напоминает выполнение органического синтеза в лаборатории. Только вместо колб и реторт на кухне используют кастрюли и сковородки, но иногда и автоклавы в виде скороварок. Не стоит далее перечислять химические процессы, которые проводит человек в повседневной жизни. Необходимо лишь отметить, что в любом живом организме в огромных количествах осуществляются различные химические реакции. Процессы усвоения пищи, дыхания животного и человека основаны на химических реакциях. В основе роста маленькой травинки и могучего дерева также лежат химические реакции.

Химия - это наука, важная часть естествознания. Строго говоря, наука не может окружать человека. Его могут окружать результаты практического приложения науки. Это уточнение весьма существенное. В настоящее время часто можно слышать слова: «химия испортила природу», «химия загрязнила водоем и сделала его непригодным для использования» и т. д. На самом же деле наука химия здесь вовсе непричем. Люди, используя результаты науки, плохо оформили их в технологический процесс, безответственно отнеслись к требованиям правил безопасности и к экологически допустимым нормам промышленных сбросов, неумело и не в меру использовали удобрения на сельскохозяйственных угодьях и средства защиты растений от сорняков и вредителей растений. Любая наука, особенно естествознание, не может быть хорошей или плохой. Наука - накопление и систематизация знаний. Другое дело, как и в каких целях используются эти знания. Однако это уже зависит от культуры, квалификации, моральной ответственности и нравственности людей, не добывающих, а использующих знания.

Без продуктов химической промышленности современному человеку не обойтись, так же как нельзя обойтись без электричества. Такая же ситуация и с продуктами химической промышленности. Нужно протестовать не против некоторых химических производств, а против их низкой культуры.

Культура человека - сложное и разноплановое понятие, при котором возникают такие категории, как умение человека вести себя в обществе, правильно владеть родным языком, следить за опрятностью своей одежды и внешним видом и т. д. Однако мы часто говорим и слышим о культуре строительства, культуре произ­водства культуре ведения сельского хозяйства и т. д. Действительно, когда речь заходит о культуре Древней Греции или еще более ранних цивилизациях, то прежде всего вспоминают о ремеслах, которыми владели люди той эпохи, какие орудия труда они использовали, что умели строить, как умели украшать строения и отдельные предметы.

Многие важные для человека химические процессы были открыты задолго до того, как химия оформилась в науку. Значительное количество химических открытий было сделано наблюдательными и любознательными ремесленниками. Эти открытия переходили в семейные или клановые секреты и далеко не все дошли до нас. Часть из них была утеряна для человечества. Приходилось и приходится затрачивать огромный труд, создавать лаборатории, а иногда и институты для раскрытия секретов древних мастеров и их научного толкования.

Многие не знают, как устроен телевизор, но успешно пользуются им. Однако знание устройства телевизора никогда и никому не помешает в правильной его эксплуа­тации. Так и с химией. Понимание сущности химических процессов, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни, может принести человеку только пользу.

Вода

Вода в масштабе планеты. Человечество издавна уделяло боль­шое внимание воде, поскольку было хорошо известно, что там, где нет воды, нет и жизни. В сухой земле зерно может лежать многие годы и прорастает лишь в присут­ствии влаги. Несмотря на то, что вода - самое распро­страненное вещество, на Земле она распределена весьма неравномерно. На африканском континенте и в Азии имеются огромные пространства, лишенные воды, - пустыни. Целая страна - Алжир - живет на привозной воде. Воду доставляют на судах в некоторые прибрежные районы и на острова Греции. Иногда там вода стоит дороже вина. По данным Организации Объединенных Наций, в 1985 г. 2,5 млрд. населения земного шара испытывали недостаток в чистой питьевой воде.

Поверхность земного шара на 3 / 4 покрыта водой - это океаны, моря; озера, ледники. В довольно больших количествах вода находится в атмосфере, а также в зем­ной коре. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд. км 3 . Основное количество воды со­держится в океанах (около 97,6%), в виде льда на нашей планете воды имеется 2,14 %. Вода рек и озер составляет всего лишь 0,29 % и атмосферная вода - 0,0005 %.

Таким образом, вода находится на Земле в постоян­ном движении. Среднее время ее пребывания в атмосфе­ре оценивается 10 сутками, хотя и меняется с широтой местности. Для полярных широт оно может достигать 15, а в средних - 7 суток. Смена воды в реках происходит в среднем 30 раз в год, т. е. каждые 12 дней. Влага, содержащаяся в почве, обновляется за 1 год. Воды проточных озер обмениваются за десятки лет, а непроточ­ных за 200-300 лет. Воды Мирового океана обновляют­ся в среднем за 3000 лет. Из этих цифр можно получить представление о том, сколько времени необходимо для самоочистки водоемов. Нужно лишь иметь в виду, что если река вытекает из загрязненного озера, то время ее самоочистки определяется временем самоочистки озера.

Вода в организме человека. Не очень легко предста­вить, что человек примерно на 65 % состоит из воды. С возрастом содержание воды в организме человека уменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97 %, в теле новорожденного содержится 75 %, а у взрослого чело­века - около 60 %.

В здоровом организме взрослого человека наблюдает­ся состояние водного равновесия или водного баланса. Оно заключается в том, что количество воды, потреб­ляемое человеком, равно количеству воды, выводимой из организма. Водный обмен является важной составной частью общего обмена веществ живых организмов, в том числе и человека. Водный обмен включает процессы всасывания воды, которая поступает в желудок при питье и с пищевыми продуктами, распределение ее в организме, выделения через почки, мочевыводящие пу­ти, легкие, кожу и кишечник. Следует отметить, что вода также образуется в организме вследствие окисле­ния жиров, углеводов и белков, принятых с пищей. Такую воду называют метаболической. Слово метабо­лизм происходит от греческого, что означает перемена, превращение. В медицине и биологической науке мета­болизмом называют процессы превращения веществ и энергии, лежащие в основе жизнедеятельности организ­мов. Белки, жиры и углеводы окисляются в организме с образованием воды Н 2 О и углекислого газа (диоксида углерода) СО 2 . При окислении 100 г жиров образуется 107 г воды, а при окислении 100 г углеводов - 55,5 г воды. Некоторые организмы обходятся лишь метаболи­ческой водой и не потребляют ее извне. Примером является ковровая моль. Не нуждаются в воде в природ­ных условиях тушканчики, которые водятся в Европе и Азии, и американская кенгуровая крыса. Многие знают, что в условиях исключительно жаркого и сухого климата верблюд обладает феноменальной способностью долгое время обходиться без пищи и воды. Например, при массе 450 кг за восьмидневный переход по пустыне верблюд может потерять 100 кг в массе, а потом восста­новить их без последствий для организма. Установлено, что его организм использует воду, содержащуюся в жидкостях тканей и связок, а не крови, как это происходит с человеком. Кроме того, в горбах верблюда содер­жится жир, который служит одновременно запасом пищи и источником метаболической воды.

Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2-2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50-60 % воды. При потере организмом человека 6-8 % влаги сверх обычной нормы повышается темпе­ратура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокруже­ние, начинается головная боль. Потеря 10 % воды может привести к необратимым изменениям в организме, а поте­ря 15-20 % приводит к смерти, поскольку кровь на­столько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. В сутки сердцу приходится перекачивать около 10 000 л крови. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды - всего лишь несколько суток. Реакцией организма на нехватку воды является жажда. В этом случае ощущение жажды объясняют раздраже­нием слизистой оболочки рта и глотки из-за большого понижения влажности. Существует и другая точка зре­ния на механизм формирования этого ощущения. В соот­ветствии с ней сигнал о понижении концентрации воды в крови на клетки коры головного мозга подают нервные центры, заложенные в кровеносных сосудах.

Реферат: Элективный курс по химии для учащихся 9 классов. Вещества вокруг нас

Элективный курс по химии для учащихся 9 классов.

Вещества вокруг нас.

Одним из направлений модернизации современного образования является переход к профильному обучению в старшей школе. Введение предпрофильной подготовки через организацию элективных курсов является необходимым условием создания образовательного пространства основной школы.

В данном пособии представлена программа элективного курса по химии «Вещества вокруг нас», предназначенная для учащихся 9 классов.

В курсе представлены сведения, которые позволяют осознать процессы в окружающем нас мире, информация о необычных свойствах известных веществ, затрагивается проблема экологии, химический практикум.

Курс направлен на расширение и углубление знаний по химии, на развитие общеучебных умений и навыков, расширения кругозора.

Данная программа построена по общей схеме. В пояснительной записке охарактеризованы особенности курса, конкретизированы его цели и задачи. Приведено поурочное планирование. Сформулированы требования к уровню достижений ученика по окончании изучения курса, предложен список рекомендуемой учителю литературы и мультимедийных средств обучения. Приложение содержит пример конспекта проведения урока, практической работы.

Пояснительная записка.

Курс является несистематическим и может изучаться параллельно с традиционным школьным курсом химии (любая программа). Базируется на знаниях, получаемых при изучении основного курса химии, и не требует знаний теоретических вопросов, выходящих за рамки стандарта.

Цели курса:

Ориентирование учащихся на продолжение образования в классах естественнонаучного профиля, расширение и углубление знаний по химии, расширение кругозора, формирование экологического мышления.

Задачи курса:

• Развитие и укрепление интереса к предмету
• Раскрытие химизма окружающего мира
• Ознакомление учащихся с действием химических веществ на организм человека
• Углубление, расширение и систематизация знаний о строении, свойствах, применении веществ
• Совершенствование умений обращения с химическими приборами, посудой, веществами; решения экспериментальных задач
• Сформировать представление о профессиях, связанных с химией

Введение (1 час). Ознакомление учащихся с целями и задачами данного курса. Краткий экскурс по программе.

Простые вещества.(3 часа)

Кислород, озон, азот. Получение, применение, круговорот в природе, биологическая роль. Углерод, его аллотропные видоизменения: алмаз, графит, фуллерены. Воздух. Экология воздушного бассейна. Инертные газы.

Вода. (8 часов)

Состав. Строение молекулы воды. Свойства воды. Изотопы водорода. Тяжелая вода. Роль тяжелой воды. Биологическая роль тяжелой воды.

Аномалии воды: высокая температура кипения, расширение при замерзании, лед, изменение плотности в зависимости от температуры. Живая вода.

Вода в живых организмах. Биологическая роль воды и ее функции в организме человека, животных и растений.

Вода – универсальный растворитель. Кривая растворимости. Способы выражения концентрации растворенного вещества: процентная, молярная, нормальная. Приготовление растворов с заданной концентрацией. Жесткость воды и способы ее устранения.

Оксиды и их роль (7 часов)

Оксид углерода (IV).Получение углекислого газа, его свойства и применение. Физиологическое значение. Явление кашля и зевоты. Вред курения, состав сигареты. Химический состав растений. Фотосинтез. Сущность, продукты фотосинтеза: глюкоза, крахмал, кислород.

Оксид углерода (II), способы получения, свойства. Физиологическая активность угарного газа. Оксид углерода (II) как химическое сырье в органическом синтезе. Оксид кремния (IV). Распространенность в природе, биологическое значение кремния: эпителиальные клетки, эластин. Применение оксида кремния (IV). Оксиды азота.

Основания и их роль (3 часа)

Основания в быту. Гашеная известь, применение. Щелочи: гидроксид натрия, гидроксид калия. Мыла. Водородный показатель среды раствора. Кислотно-щелочной баланс.

Кислоты и их роль (4 часа)

Соляная кислота. Открытие соляной кислоты. Соляная кислота как составляющая желудочного сока человека и млекопитающих. Синтез соляной кислоты. Соединения серы: сероводород, серная кислота. Образование в природе, действие на организмы, применение. Качественные реакции на соляную, серную, сероводородную кислоты.

Уксусная кислота. Уксусная кислота как одно из снадобий в древние времена. Получение в настоящее время. Применение. Приготовление столового уксуса из уксусной эссенции.

Соли и их биологическая роль (5 часов)

Хлорид натрия. Поваренная соль в истории развития цивилизаций. Нахождение в природе, добыча. Биологическое значение поваренной соли. Пищевая сода, получение, применение. Глауберова соль, открытие, значение в медицине. Карбонат кальция. Нахождение в природе, добыча, применение.

Гидролиз солей. Качественные реакции на соли.

Вещества в домашней аптечке (2 часа)

Активированный уголь. Адсорбция угля.

Йод. История открытия, строение, физические и химические свойства, применение.

Пероксид водорода. Строение, свойства, получение. Противомикробное и обесцвечивающее действие пероксида водорода.

Перманганат калия. Состав, свойства, применение в медицине.

Витамины. Виды, необходимость применения витаминов.

Ртуть. Токсичность паров ртути.

Опасность самолечения.

Требования к результатам обучения.

После изучения элективного курса «Вещества вокруг нас» учащиеся должны:

Знать строение и свойства простых и сложных веществ, которые окружают нас в природе и быту, знать их биологическое значение, основные способы их получения, обработки, использование человеком; знать правила работы и обращения с лабораторным оборудованием;

Уметь производить простейшие измерения (массы, плотности, объема); готовить растворы с заданной массовой долей растворенного вещества; определять процентную концентрацию растворов кислот, щелочей, солей по табличным значениям плотностей; сравнивать, выделять главное, делать выводы и обобщения; организовывать свой учебный труд, пользоваться дополнительной литературой, использовать в процессе обучения ИКТ; работать с лабораторным оборудованием; составлять уравнения химических реакций и производить расчеты по ним (количества вещества, массы, объема); использовать полученные знания в повседневной жизни и в практической деятельности.

Планирование уроков элективного курса «Вещества вокруг нас».

Тема урока	Изучаемые вопросы
1. Введение
2. Простые вещества. Кислород, озон, азот.	Получение, применение, круговорот в природе, биологическая роль.
3. Углерод.	Аллотропные видоизменения углерода: алмаз, графит, карбин, фуллерены.
4. Воздух.	Состав воздуха. Инертные газы, история открытия, применение. Источники загрязнения воздушного бассейна, способы очистки.
5-6. Вода. Состав воды.	Состав молекулы воды, строение, свойства. Изотопы водорода. Тяжелая вода. Биологическая роль тяжелой воды.
7. Аномалии воды.	Высокая температура кипения, расширение при замерзании, лед, изменение плотности в зависимости от температуры. Живая вода.
8. Вода в живых организмах.	Биологическая роль воды и ее функции в организме животных, человека и растений.
9-10. Вода как растворитель.	Водные растворы. Кривая растворимости. Способы выражения концентрации растворенного вещества. Процентная концентрация растворов. Молярная концентрация растворов. Нормальная концентрация.
11. Практическая работа. Приготовление растворов заданной концентрации.
12. Жесткость воды и способы ее устранения.	Практическая работа. Способы устранения жесткости воды.
13. Оксиды и их роль. Оксид углерода (IV).	Получение, свойства и применение углекислого газа.
14. Вред курения.	Состав сигареты. Явление кашля и зевоты. Физиологическое значение углекислого газа.
15. Фотосинтез.	Химический состав растений. Сущность процесса фотосинтеза. Продукты фотосинтеза: глюкоза, крахмал, кислород.
16. Практическая работа. Получение и свойства углекислого газа.
17. Оксид углерода (II).	Способы получения, свойства, физиологическая активность угарного газа. Оксид углерода (II) как химическое сырье в органическом синтезе.
18. Оксид кремния (IV).	Распространенность в природе, свойства, применение. Биологическое значение кремния, эпителиальные клетки, эластин.
19. Оксиды азота.	Закись азота, окись азота, азотистый ангидрид, двуокись азота, азотный ангидрид. История открытия, состав, применение.
20. Основания и их роль. Основания в быту.	Гашеная известь, получение, применение. Щелочи: гидроксид калия, гидроксид натрия. Мыла.
21. Водородный показатель среды раствора.	рН среды раствора. Кислотно-щелочной баланс.
22. Практическая работа. Определение рН некоторых бытовых растворов.
23. Кислоты и их роль. Соляная кислота.	Многообразие кислот. Соляная кислота, открытие. Соляная кислота как составляющая желудочного сока человека и млекопитающих. Синтез соляной кислоты.
24. Соединения серы.	Сероводород, серная кислота. Образование в природе, действие на организмы, применение.
25. Лабораторная работа.	Качественные реакции на соляную, серную, сероводородную кислоты.
26. Уксусная кислота.	Уксусная кислота как одно из снадобий в древние времена. Получение уксусной кислоты в настоящее время. Применение. Приготовление столового уксуса из уксусной эссенции.
27. Соли и их биологическая роль. Хлорид натрия. Карбонат натрия.	Поваренная соль в истории развития цивилизаций. Нахождение в природе, добыча. Биологическое значение поваренной соли. Пищевая сода, получение и применение.
28. Глауберова соль. Карбонат кальция.	Нахождение в природе, добыча, применение.
29. Практическая работа. Качественные реакции на соли.
30-31. Гидролиз солей.	Соли, подвергающиеся гидролизу. Гидролиз по катиону, по аниону. Уравнения гидролиза.
32-33. Вещества в домашней аптечке.	Активированный уголь. Адсорбция угля. Йод, история открытия, свойства, применение. Пероксид водорода, строение, свойства, применение. Противомикробное и обесцвечивающее действие перекиси водорода. Перманганат калия, состав, применение в медицине. Витамины, их виды, необходимость применения витаминов. Ртуть, токсичность паров ртути. Опасность самолечения.
34. Конкурс творческих работ. (Презентации учеников)

Литература

1. Ахметов Н.С. Химия 10-11-М.: Просвещение 1998.
2. Гольдфельд М.Г. Химия и общество-М.: Мир 1995.
3. Гроссе Э. Химия для любознательных-Л.: Химия 1987.
4. Кнуньянц И.Л. Химический энциклопедический словарь-М.: Советская энциклопедия 1983.
5. Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии (в двух частях)-М.: Просвещение 1993.
6. Трифонов Д.Н. Как были открыты химические элементы-М.: Просвещение 1980.
7. Учебное электронное издание. Химия для школьников. Базовый курс 8-9 класс-МарГТУ 2002
8. Харлампович Г.Д., Семенов А.С., Попов В.А. Многоликая химия-М.: Просвещение 1992.
9. Химия: Методика преподавания №2,4-М.: Школьная пресса 2005.
10. Ходаков Ю.В. Неорганическая химия. Методическая библиотека школы.-М.: Просвещение 1982.
11. Электронное издание: 1С: Репетитор. Химия-М.: Фирма «1С» 1997.

Приложение. Урок 22. Пример практической работы.

Определение рН некоторых бытовых растворов.

Цель работы : Закрепить понятие о водородном показателе растворов. Установить рН предложенных растворов.

Даны реактивы: дистиллированная вода, лимонный сок, раствор питьевой соды, раствор мыла Dove, раствор хозяйственного мыла, раствор СМС, раствор шампуня Pantene, известковая вода, универсальная индикаторная бумага. Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Ход работы :

Опыт 1. Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от рН растворов.

Несколько капель каждого из растворов поместите в чашку для микрореакций. Добавьте в каждый раствор по одной капле лакмуса, метилового оранжевого и фенолфталеина.

Результаты наблюдений о характере среды оформите в виде таблицы:

Для определения рН воспользуйтесь следующими данными:

Опыт 2 . Определение рН раствора с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Для приближенного определения рН раствора используйте универсальную индикаторную бумагу, пропитанную смесью нескольких индикаторов с различными областями перехода. На прилагаемой к ней цветной шкале указано, при каких значениях рН индикаторная бумага окрашивается в тот или иной цвет.

Стеклянной палочкой перенесите 2-3 капли исследуемого раствора на универсальную индикаторную бумагу. Сравните окраску еще сырого пятна с цветной шкалой. Сделайте вывод о приближенном значении рН раствора.

Окружающий мир материален. Материя бывает двух видов: вещество и поле. Объект химии – вещество (в том числе и влияние на вещество различных полей – звуковых, магнитных, электромагнитных и др.)

Вещество - все, что имеет массу покоя (т.е. характеризуется наличием массы тогда, когда не движется) . Так, хотя масса покоя одного электрона (масса не движущегося электрона) очень мала – около 10 -27 г, но даже один электрон – это вещество.

Вещество бывает в трех агрегатных состояниях – газообразном, жидком и твердом. Есть еще одно состояние вещества – плазма (например, плазма есть в грозовой и шаровой молнии), но в школьном курсе химию плазмы почти не рассматривают.

Вещества могут быть чистыми, очень чистыми (нужными, например, для создания волоконной оптики), могут содержать заметные количества примесей, могут быть смесями.

Все вещества состоят из мельчайших частиц – атомов. Вещества, состоящие из атомов одного вида (из атомов одного элемента), называют простыми (например, древесный уголь, кислород, азот, серебро и др.). Вещества, которые содержат связанные между собой атомы разных элементов, называют сложными.

Если в веществе (например, в воздухе) присутствуют два или большее число простых веществ, и их атомы не связаны между собой, то его называют не сложным, а смесью простых веществ. Число простых веществ сравнительно невелико (около пятисот), а число сложных веществ огромно. К настоящему времени известны десятки миллионов разных сложных веществ.

Химические превращения

Вещества способны вступать между собой во взаимодействие, причем возникают новые вещества. Такие превращения называют химическими . Например, простое вещество уголь взаимодействует (химики говорят – реагирует) с другим простым веществом – кислородом, в результате образуется сложное вещество – углекислый газ, в котором атомы углерода и кислорода связаны между собой. Такие превращения одних веществ в другие называют химическими. Химические превращения – это химические реакции. Так, при нагревании сахара на воздухе сложное сладкое вещество – сахароза (из которого состоит сахар) – превращается в простое вещество – уголь и сложное вещество – воду.

Химия изучает превращения одних веществ в другие. Задача химии – выяснить, с какими именно веществами может при данных условиях взаимодействовать (реагировать) то или иное вещество, что при этом образуется. Кроме того, важно выяснить, при каких именно условиях может протекать то или иное превращение и можно получить нужное вещество.

Физические свойства веществ

Каждое вещество характеризуется совокупностью физических и химических свойств. Физические свойства – это свойства, которые можно охарактеризовать с помощью физических приборов . Например, с помощью термометра можно определить температуру плавления и кипения воды. Физическими методами можно охарактеризовать способность вещества проводить электрический ток, определить плотность вещества, его твердость и т.д. При физических процессах вещества остаются неизменными по составу.

Физические свойства веществ подразделяют на счислимые (те, которые можно охарактеризовать с помощью тех или иных физических приборов числом, например, указанием плотности, температур плавления и кипения, растворимости в воде и др.) и несчислимые (те, которые охарактеризовать числом нельзя или очень трудно – такие, как цвет, запах, вкус и др.).

Химические свойства веществ

Химические свойства вещества – это совокупность сведений о том, с какими другими веществами и при каких условиях вступает в химические взаимодействия данное вещество . Важнейшая задача химии – выявление химических свойств веществ.

В химических превращениях участвуют мельчайшие частицы веществ – атомы. При химических превращениях из одних веществ образуются другие вещества, и исходные вещества исчезают, а вместо них образуются новые вещества (продукты реакции). А атомы при всех химических превращениях сохраняются . Происходит их перегруппировка, при химических превращениях старые связи между атомами разрушаются и возникают новые связи.

Химический элемент

Число различных веществ огромно (и у каждого из них своя совокупность физических и химических свойств). Атомов, отличающихся друг от друга по важнейшим характеристикам, в окружающем нас материальном мире сравнительно невелико – около ста. Каждому виду атомов отвечает свой химический элемент. Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковыми или близкими характеристиками . В природе встречается около 90 различных химических элементов. К настоящему времени физики научились создавать новые, отсутствующие на Земле виды атомов. Такие атомы (и, соответственно, такие химические элементы) называют искусственными (по-английски – man-made elements). Искусственно полученных элементов к настоящему времени синтезировано более двух десятков.

Каждый элемент имеет латинское название и одно- или двух-буквенный символ. В русскоязычной химической литературе нет четких правил произношения символов химических элементов. Одни произносят так: называют элемент по-русски (символы натрия, магния и др.), другие – по латинским буквам (символы углерода, фосфора, серы), третьи – как звучит название элемента по-латыни (железо, серебро, золото, ртуть). Символ элемента водорода Н у нас принято произносить так, как эту букву произносят по-французски.

Сравнение важнейших характеристик химических элементов и простых веществ приведено в таблице ниже. Одному элементу может отвечать несколько простых веществ (явление аллотропии: углерод, кислород и др.), а может – и одно (аргон и др. инертные газы).

Органические и неорганические вещества;
> распознавать металлы и неметаллы;
> определять металлические и неметаллические элементы по их расположению в периодической системе Д. И. Менделеева; понять, почему все металлы похожи по свойствам.

Атомы в обычных условиях не могут долго существовать поодиночке. Они способны соединяться с такими же или другими атомами, что обуславливает большое разнообразие в мире веществ.

Вещество, образованное одним химическим элементом, называется простым, а вещество, образованное несколькими элементами, - сложным, или химическим соединением.

Простые вещества

Простые вещества делят на металлы и неметаллы. Такую классификацию простых веществ предложил выдающийся французский ученый A.Л. Лавуазье в конце XVIII в. Химические элементы, от которых происходят металлы, называют металлическими, а те, которые образуют неметаллы, -
неметаллическими. В длинном варианте системы Д. И. Менделеева (форзац II) они разграничены ломаной линией. Металлические элементы находятся слева от нее; их значительно больше, чем неметаллических.

Это интересно

Простые вещества 13 элементов - Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, С, Zn, Sb и As были известны еще в древности.

Каждый из вас может, не задумываясь, назвать несколько металлов (рис. 36). Они отличаются от остальных веществ особым «металлическим» блеском. Эти вещества имеют много общих свойств.

Рис. 36. Металлы

Металлы в обычных условиях являются твердыми веществами (только ртуть - жидкость), хорошо проводят электрическии ток и теплоту, имеют в основном высокие температуры плавления (свыше 500 °С).

Рис. 37. Упрощенная модель внутреннего строения металла

Они пластичны; их можно ковать, вытягивать из них проволоку.

Благодаря своим свойствам металлы уверенно вошли в жизнь людей. Об их огромном значении свидетельствуют названия исторических эпох: медный век, бронзовый1 век, железный век.

Сходство металлов обусловлено их внутренним строением.

Строение металлов. Металлы - кристаллические вещества. Кристаллы в металлах намного мельче, чем кристаллы сахара или поваренной соли, и увидеть их невооруженным глазом невозможно.

Молекула - электронейтральная частица, состоящая из двух или большего числа соединенных атомов.

В каждой молекуле атомы соединены между собой достаточно прочно, а молекулы друг с другом в веществе - очень слабо. Поэтому вещества молекулярного строения имеют невысокие температуры плавления и кипения.

Кислород и озон являются молекулярными веществами. Это простые вещества Оксигена. Молекула кислорода содержит два атома Оксигена, а молекула озона - три (рис. 39).

Рис. 39. Модели молекул

He только Оксиген, но и многие другие элементы образуют по два и более простых веществ. Поэтому простых веществ в несколько раз больше, чем химических элементов .

Названия простых веществ.

Большинство простых веществ называют так, как и соответствующие элементы. Если названия разные, то они приведены в периодической системе, причем название простого вещества расположено ниже названия
элемента (рис. 40).

Назовите простые вещества элементов Гидргена, Лития, Магния, Нитрогена.

1 Термин «молекула» происходит от латинского слова moles (масса), уменьшительного суффикса cula и в переводе означает «маленькая масса».

Названия простых веществ записывают внутри предложения с маленькой буквы.

Рис. 40. Клетка периодической системы

Сложные вещества (химические соединения)

Соединение атомов разных химических элементов порождает множество сложных веществ (их в десятки тысяч раз больше, чем простых).

Существуют сложные вещества с молекулярным, атомным и ионным строением. Поэтому их свойства очень разные.

Молекулярные соединения в основном летучи, нередко имеют запах. Температуры их плавления и кипения значительно ниже, чем соединений с атомным или ионным строением.

Молекулярным веществом является вода. Молекула воды состоит из двух атомов Гидрогена и одного атома Оксигена (рис. 41).

Рис. 41. Модель молекулы воды

Молекулярное строение имеют угарный и углекислый газы , сахар, крахмал, спирт, уксусная кислота и др. Количество атомов в молекулах сложных веществ может быть разным - от двух атомов до сотен и даже тысяч.

Некоторые соединения имеют атомное строение.

Одним из них является минерал кварц, главная составляющая песка. В нем содержатся атомы Силиция и Оксигена (рис. 42).

Рис. 42. Модель соединения атомного строения (кварца)

Существуют также ионные соединения. Это - поваренная соль, мел, сода, известь, гипс и многие другие. Кристаллы поваренной соли состоят из положительно заряженных ионов Натрия и отрицательно заряженных ионов Хлора (рис. 43). Каждый такой ион образуется из соответствующего атома (§ 6).

Рис. 43. Модель ионного соединения (поваренной соли)

Это интересно

В молекулах органических соединений, кроме атомов Карбона, содержатся, как правило, атомы Гидрогена, нередко - атомы Оксигена, иногда - некоторых других элементов.

Взаимное притяжение многих противоположно заряженных ионов обуславливает существование ионных соединений.

Ион, образовавшийся из одного атома, называют простым, а ион, который образовался из нескольких атомов, - сложным.

Положительно заряженные простые ионы существуют для металлических элементов, а отрицательно заряженные - для неметаллических элементов.

Названия сложных веществ.

В учебнике до сих пор приводились технические или бытовые названия сложных веществ. Кроме того, вещества имеют и химические названия. Например, химическое название поваренной соли - натрий хлорид, а мела - кальций карбонат. Каждое такое название состоит из двух слов. Первым словом является название одного из элементов, которыми образовано вещество (оно пишется с маленькой буквы), а второе происходит от названия другого элемента.

Органические и неорганические вещества.

Раньше органическими веществами называли те вещества, которые содержатся в живых организмах. Это белки, жиры, сахар, крахмал, витамины , соединения, придающие цвет, запах, вкус овощам и фруктам, и др. Co временем ученые начали получать в лабораториях подобные по составу и свойствам вещества, которых нет в природе. Сейчас органическими веществами называют соединения Карбона (за исключением угарного и углекислого газов, мела, соды, некоторых других).

Большинство органических соединений способны гореть, а при нагревании в отсутствие воздуха обугливаются (уголь почти полностью состоит из атомов Карбона).

К неорганическим веществам принадлежат остальные сложные вещества, а также все простые. Они составляют основу минерального мира, т. е. содержатся в почве, минералах, горных породах, воздухе, природной воде. Кроме того, неорганические вещества есть и в живых организмах.

Материал параграфа обобщен в схеме 6.

Лабораторный опыт № 2

Ознакомление с веществами различных типов

Вам выданы такие вещества (вариант укажет учитель):

вариант I - сахар, кальций карбонат (мел), графит, медь;
вариант II - парафин, алюминий, сера, натрий хлорид (поваренная соль).

Вещества находятся в банках с этикетками.

Внимательно рассмотрите вещества, обратите внимание на их названия. Определите среди них простые (металлы, неметаллы) и сложные вещества, а также органические и неорганические.

Внесите в таблицу название каждого вещества и укажите его тип, записав в соответствующих столбцах знак «+».

Выводы

Вещества бывают простыми и сложными, органическими и неорганическими.

Простые вещества делят на металлы и неметаллы, а химические элементы - на металлические и неметаллические.

Металлы имеют немало общих свойств благодаря сходству их внутреннего строения.

Неметаллы состоят из атомов или молекул и по своим свойствам отличаются от металлов.

Сложные вещества (химические соединения) имеют атомное, молекулярное или ионное строение.

Почти все соединения Карбона принадлежат к органическим веществам, а остальные соединения и простые вещества - к неорганическим веществам.

?
56. Какое вещество называют простым, а какое - сложным? Какие ти­пы простых веществ существуют и как называют соответствующие элементы?

57. По каким физическим свойствам металл можно отличить от неметалла?

58. Дайте определение молекулы. Чем отличается молекула простого вещества от молекулы сложного вещества?
59. Заполните пропуски, вставив в соответствующих падежах слова «Нитроген» или «азот», и объясните свой выбор:
а) ... - газ, которого в воздухе содержится наибольшее количество;
б) молекула... состоит из двух атомов...;
в) соединения... попадают в растения из почвы;
г)... плохо растворяется в воде.

60. Заполните пропуски, вставив слова «элемент», «атом» или «молекула» в соответствующем падеже и числе:
а)... белого фосфора содержит четыре... Фосфора;
б) в воздухе есть... углекислого газа;
в) золото - простое вещество... Аурума.

Органические вещества в живой природе

Органические вещества лежат в основе всей живой природы. Растения и животные, микроорганизмы и вирусы - все живые существа состоят из огромного количества различных органических веществ и сравнительно небольшого числа неорганических. Именно соединения углерода, благодаря их великому разнообразию и способности к многочисленным химическим превращениям, явились той основой, на которой возникла жизнь во всех ее проявлениях. Носителями тех свойств, которые включаются в понятие «жизнь», являются сложные органические вещества, молекулы которых содержат цепи из многих тысяч атомов - биополимеры.

Прежде всего это белки - носители жизни, основа живой клетки. Сложные органические полимеры - белки состоят главным образом из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Их молекулы образованы соединением очень большого числа простых молекул - так называемых аминокислот (см. ст. «Химия жизни»).

Существует очень много разных белков. Есть белки опорные, или структурные. Такие белки входят в состав костей, образуют хрящи, кожу, волосы, рога, копыта, перья, чешую рыб. В состав мышц структурные белки входят вместе с белками, выполняющими сократительные функции. Сокращение мышц (важнейшая роль белков этого типа) - это превращение части химической энергии таких белков в механическую работу. Очень большая группа белков регулирует химические реакции в организмах. Это ферменты (биологические катализаторы). В настоящее время их известно более тысячи. Высокоразвитые организмы умеют вырабатывать еще и защитные белки - так называемые антитела, которые способны осаждать или связывать и тем обезвреживать проникшие извне в организм посторонние вещества и тела.

Наряду с белками важнейшие функции жизни несут нуклеиновые кислоты. В живом организме всегда происходит обмен веществ. Постоянно обновляется состав почти всех его клеток. Обновляются и белки клеток. Но ведь для каждого органа, для каждой ткани нужно изготовить свой особенный белок, со своим неповторимым порядком аминокислот в цепи. Хранители этого порядка - нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты являются своего рода шаблонами, по которым организмы строят свои белки. Часто образно говорят, что в них записан код синтеза белка. Для каждого белка - свой код, свой шаблон. У нуклеиновых кислот есть еще одна функция. Они шаблоны и для самих нуклеиновых кислот. Это своего рода «запоминающее устройство», при помощи которого каждый вид живых существ передает из поколения в поколение коды построения своих белков (см. ст. «Химия жизни»).

Опорные функции в живой природе выполняют не только белки. В растениях, например, опорные, скелетные вещества - целлюлоза и лигнин. Это тоже полимерные вещества, но совсем другого типа. Длинные цепи атомов целлюлозы построены из молекул глюкозы, относящейся к группе Сахаров. Поэтому целлюлозу относят к полисахаридам. Строение лигнина до сих пор окончательно не установлено. Это тоже полимер, по-видимому, с сетчатыми молекулами. А у насекомых опорные функции выполняет хитин - тоже полисахарид.

Есть большая группа веществ (жиры, сахара, или углеводы), которые переносят и запасают химическую энергию. Они (вместе с белками пищи) являются запасным строительным материалом, необходимым для образования новых клеток (см. ст. «Химия пищи»). Множество органических веществ (витамины, гормоны) в живых организмах играют роль регуляторов жизнедеятельности. Одни регулируют дыхание или пищеварение, другие - рост и деление клеток, третьи - деятельность нервной системы и т. п. В живых организмах содержатся многочисленные вещества самых разнообразных назначений: красящие, которым мир цветов обязан своей красотой, пахучие - привлекающие или отпугивающие, защищающие от внешних врагов, и много других. Растения и животные, даже каждая отдельная клетка - это маленькие, но очень сложные лаборатории, в которых возникают, превращаются и разлагаются тысячи органических веществ. Многочисленные и разнообразные химические реакции протекают в этих лабораториях в строго определенной последовательности. Создаются, растут и затем распадаются сложнейшие структуры...

Мир органических веществ окружает нас, мы сами состоим из них, и вся живая природа, среди которой мы живем и которую мы постоянно используем, состоит из органических веществ.

Строение природного полимера - белка фиброина шелка. Отдельные полимерные цепи соединены между собой водородными связями (пунктир).