Βασικές Έννοιες
Εισαγωγή
Η Χημεία είναι η επιστήμη που μελετά τη σύσταση, τη δομή και τις ιδιότητες της ύλης, καθώς και τις μεταβολές που υφίσταται η ύλη κατά τις χημικές αντιδράσεις.
Για να κατανοήσουμε τη Χημεία, πρέπει πρώτα να γνωρίσουμε τις βασικές έννοιες: τι είναι η ύλη, πώς δομείται και πώς την περιγράφουμε.
Η Ύλη
Ύλη ονομάζεται καθετί που έχει μάζα και καταλαμβάνει χώρο (έχει όγκο).
Σταθερό σχήμα και όγκος. Τα σωματίδια είναι πολύ κοντά μεταξύ τους.
Σταθερός όγκος, μεταβλητό σχήμα. Τα σωματίδια κινούνται ελεύθερα.
Μεταβλητός όγκος και σχήμα. Τα σωματίδια κινούνται με μεγάλη ταχύτητα.
Το Άτομο
Το άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο ενός χημικού στοιχείου που διατηρεί τις χημικές του ιδιότητες.
Τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα: ο αριθμός των πρωτονίων ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων.
Χημικά Στοιχεία
Χημικό στοιχείο είναι η καθαρή ουσία που αποτελείται από ένα μόνο είδος ατόμων.
Κάθε στοιχείο συμβολίζεται με ένα ή δύο γράμματα (το πρώτο πάντα κεφαλαίο):
| Σύμβολο | Όνομα | Λατινικό | Ατομικός Αριθμός (Ζ) |
|---|---|---|---|
| H | Υδρογόνο | Hydrogenium | 1 |
| C | Άνθρακας | Carboneum | 6 |
| N | Άζωτο | Nitrogenium | 7 |
| O | Οξυγόνο | Oxygenium | 8 |
| Na | Νάτριο | Natrium | 11 |
| Cl | Χλώριο | Chlorum | 17 |
| Fe | Σίδηρος | Ferrum | 26 |
| Cu | Χαλκός | Cuprum | 29 |
| Au | Χρυσός | Aurum | 79 |
Μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί 118 χημικά στοιχεία, από τα οποία τα 92 υπάρχουν στη φύση.
Το Μόριο
Μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο μιας χημικής ουσίας που μπορεί να υπάρξει ελεύθερο και διατηρεί τις χημικές της ιδιότητες.
Το μόριο αποτελείται από δύο ή περισσότερα άτομα που συνδέονται με χημικούς δεσμούς.
Αποτελείται από άτομα του ίδιου στοιχείου.
Παραδείγματα: O₂, N₂, H₂, Cl₂
Αποτελείται από άτομα διαφορετικών στοιχείων.
Παραδείγματα: H₂O, CO₂, NaCl
Χημικές Ενώσεις
Χημική ένωση είναι η καθαρή ουσία που αποτελείται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά χημικά στοιχεία, τα οποία ενώνονται με σταθερές αναλογίες μάζας.
Το νερό αποτελείται πάντα από υδρογόνο και οξυγόνο σε αναλογία μάζας 1:8
Λύση
• 9 g νερού = 1 g υδρογόνου + 8 g οξυγόνου
• 18 g νερού = 2 g υδρογόνου + 16 g οξυγόνου
Η αναλογία 1:8 παραμένει πάντα σταθερή!
Χημικοί Τύποι
Ο χημικός τύπος (ή μοριακός τύπος) μιας ουσίας δείχνει:
- Ποια στοιχεία περιέχει (με τα σύμβολά τους)
- Πόσα άτομα κάθε στοιχείου υπάρχουν στο μόριο (με δείκτες)
| Ένωση | Χημικός Τύπος | Ανάλυση |
|---|---|---|
| Νερό | H₂O | 2 άτομα H + 1 άτομο O |
| Διοξείδιο άνθρακα | CO₂ | 1 άτομο C + 2 άτομα O |
| Αμμωνία | NH₃ | 1 άτομο N + 3 άτομα H |
| Μεθάνιο | CH₄ | 1 άτομο C + 4 άτομα H |
| Θειικό οξύ | H₂SO₄ | 2 άτομα H + 1 S + 4 O |
| Γλυκόζη | C₆H₁₂O₆ | 6 C + 12 H + 6 O |
Σημείωση: Όταν ο δείκτης είναι 1, δεν γράφεται (π.χ. H₂O, όχι H₂O₁).
Στοιχεία vs Ενώσεις vs Μείγματα
| Κατηγορία | Σύσταση | Διαχωρισμός | Παραδείγματα |
|---|---|---|---|
| Στοιχείο | Ένα είδος ατόμων | Αδύνατος | Fe, Cu, O₂, Au |
| Ένωση | 2+ είδη ατόμων (σταθερή αναλογία) | Μόνο με χημικές μεθόδους | H₂O, NaCl, CO₂ |
| Μείγμα | 2+ ουσίες (μεταβλητή αναλογία) | Με φυσικές μεθόδους | Αέρας, θαλασσινό νερό |
Σύνοψη
- Ύλη: Ό,τι έχει μάζα και όγκο
- Άτομο: Το μικρότερο σωματίδιο ενός στοιχείου
- Μόριο: Το μικρότερο σωματίδιο μιας ουσίας που υπάρχει ελεύθερο
- Στοιχείο: Καθαρή ουσία με ένα είδος ατόμων
- Ένωση: Καθαρή ουσία με 2+ είδη ατόμων σε σταθερή αναλογία
- Χημικός τύπος: Συμβολική αναπαράσταση της σύστασης μιας ουσίας
Ασκήσεις Εξάσκησης
Χαρακτηρίστε τις παρακάτω ουσίες ως στοιχεία, ενώσεις ή μείγματα:
α) Χρυσός β) Νερό γ) Αέρας δ) Διοξείδιο άνθρακα ε) Σίδηρος
Λύση
α) Χρυσός (Au) → Στοιχείο
β) Νερό (H₂O) → Ένωση
γ) Αέρας (N₂, O₂, CO₂...) → Μείγμα
δ) Διοξείδιο άνθρακα (CO₂) → Ένωση
ε) Σίδηρος (Fe) → Στοιχείο
Πόσα άτομα κάθε στοιχείου υπάρχουν στα παρακάτω μόρια;
α) H₂SO₄ β) Ca(OH)₂ γ) C₆H₁₂O₆
Λύση
α) H₂SO₄: 2 H, 1 S, 4 O
β) Ca(OH)₂: 1 Ca, 2 O, 2 H (η παρένθεση πολλαπλασιάζει)
γ) C₆H₁₂O₆: 6 C, 12 H, 6 O
18 g νερού περιέχουν 2 g υδρογόνου. Πόσο οξυγόνο περιέχουν 36 g νερού;
Λύση
Σε 18 g νερού: 2 g H και 16 g O (αναλογία H:O = 1:8)
Σε 36 g νερού (διπλάσιο):
H = 4 g, O = 32 g