chemia_dla_nie_chemikow_podrecznik.pdf

(1045 KB) Pobierz
CHEMIA DLA NIE-CHEMIKÓW
podręcznik
Małgorzata Nodzyńska
Zakład Chemii i Dydaktyki Chemii
Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej
-1-
recenzenci:
dr hab. Krzysztof Kruczała
dr Paweł Cieśla
ISBN: 978-83-7271-797-9
-2-
wstęp
Chemia uważana jest za naukę trudną. Wynika to z faktu, iż by ją zrozumieć i umieć trzeba zarówno po-
trafić logicznie mysleć, jak i też trzeba mieć dobrą pamięć. Przeważnie te przymioty nie idą w parze - osoby
uczące się ‘na pamięć’ mają kłopoty z logicznym porządkowaniem faktów, a osoby szybko kombinujące i
łączące fakty rzadko kiedy starają się zapamiętać informacje. Dlatego też mało jest uczniów czy studentów
lubiących naukę chemii i mających z tego przedmiotu dobre oceny.
Kolejnym czynnikiem zniechęcającym do nauki chemii jest powszechne przekonanie o szkodliwości che-
mii, utrwalane choćby w codziennych reklamach, w których przeciwstawia się to co naturalne - czyli zdrowe,
temu co jest chemiczne - czyli szkodliwe. Przekonanie takie oczywiście nie jest prawdą! Można tu choćby
porównać leki, syntezowane sztucznie, z naturalnymi truciznami: kurarą czy muchomorem.
Kolejnym elementem utrudniającym naukę chemii jest jej dualizm. Przebieg reakcji chemicznych obser-
wujemy bowiem w świecie makro - czyli świecie naszych zmysłów, w którym poruszamy się codziennie.
Natomiast wyjaśnić te zjawiska możemy dopiero w świecie mikro - świecie indywidułów chemicznych (ato-
mów, jonów, cząsteczek). Takie nieustanne przekraczanie bariery makro / mikro świat stanowi dla osób
nieprzywykłych bardzo duże wyzwanie.
Jednak znajomość podstaw chemii jest wymagana na wielu kierunkach studiów. Dla takich ‘nie-chemików’
jest właśnie przeznaczona niniejsza publikacja. Zakłada ona już pewną wstępną wiedzę czytelnika na tema-
ty chemiczne, jednak stara się wyjaśniać wszystkie wprowadzane pojęcia. Informacje zawarte w publikacji
powinny ułatwić naukę zagadnień teoretycznych niezbędnych studentom do zaliczenia kolokwiów czy egza-
minów a także do poprawnego napisanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych. W publikacji staranno się też
zawrzeć te informacje, które ukażą czytelnikowi jak niezbędna jest chemia w naszym codziennym życiu co
być może choć trochę zmieni negatywne nastawienie do tego przedmiotu.
Autorka
-3-
-4-
substancje proste - metale i nie metale
substancje proste, pierwiastki
Materia otaczającej nas przyrody składa się m.in. z:
- substancji prostych – pierwiastków chemicznych, np. tlen, węgiel, rtęć;
- substancji złożonych - związków chemicznych, np. tlenek węgla(IV), woda, sól kuchenna;
Termin ‘substancja prosta’ ma znaczenie historyczne, powstał w czasach, gdy znane wówczas substancje
przy pomocy reakcji chemicznych starano rozłożyć na coraz prostsze - tak by otrzymać kres tego podziału,
czyli pierwiastek.
Pierwiastek chemiczny - substancja złożona z atomów o tej samej liczbie atomowej (liczbie protonów w
jądrze atomowym). Pierwiastki mają ściśle określone właściwości fizyczne i chemiczne.
Większość pierwiastków to mieszaniny izotopów, czyli nuklidów o tej samej liczbie protonów, lecz różnej
liczbie neutronów. Różna liczba neutronów w jądrach nie wpływa na właściwości chemiczne izotopów, lecz
jedynie na niektóre właściwości fizyczne. (Najbardziej znanymi izotopami tego samego pierwiastka są: Prot,
Deuter i Tryt - odmiany wodoru. Jądro protu zbudowane jest z jednego protonu, jadro deuteru z jednego
protonu i jednego neutronu a jądro trytu z jednego protonu i dwóch neutronów).
Liczba pierwiastków chemicznych występujących w przyrodzie jest ograniczona (90), lecz ciągle uzyskuje
się nowe pierwiastki w drodze przemian jądrowych.
Spośród naturalnych pierwiastków tylko 9 należy do grupy pierwiastków pospolitych. Są to: tlen, krzem,
glin, żelazo, wapń, sód, potas, magnez, wodór. Stanowią one w sumie 98,60% składu skorupy ziemskiej, to
jest atmosfery, hydrosfery a także dostępnej do głębokości 16 km litosfery.
Pierwiastki w budowie skorupy ziemskiej, według Berga:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
tlen
krzem
glin
żelazo
wapń
sód
potas
magnez
wodór
tytan
chlor
fosfor
węgiel
mangan
siarka
bar
chrom
azot
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
H
Ti
Cl
P
C
Mn
S
Ba
Cr
N
49,5%
25,3%
7,5%
5,08%
3,39%
2,63%
2,40%
1,93%
0,87%
0,63%
0,19%
0,12%
0,08%
0,09%
0,06%
0,04%
0,04%
0,03%
W ten sposób 18 pierwiastków stanowi 99,88% składu skorupy ziemskiej. Na pozostałe pierwiastki przy-
pada więc zaledwie 0,12% składu skorupy ziemskiej.
Tylko niewielka liczba pierwiastków występuje w przyrodzie w postaci wolnej (nie związanej) - taka forma
zwyczajowo nazywana jest “pierwiastki rodzime”. Stanowią one bardzo nieliczną grupę minerałów, bowiem
ich udział w budowie skorupy ziemskiej nie przekracza w sumie około 0,1%. Do pierwiastków tych możemy
zaliczyć m.in.: azot, tlen, siarka, węgiel w postaci pierwiastkowej (czyli diament i grafit), rtęć, srebro, platyna
i złoto, antymon, arsen, bizmut, miedź rodzima, ołów, selen rodzimy, tellur i żelazo.
Metale rodzime, już od zarania dziejów, były intensywnie poszukiwane, gdyż ze względu na dobrą kowal-
ność nadawały się do przekuwania na zimno. Ludy pierwotne wykorzystywały je do wyrobu biżuterii (złoto,
srebro i żelazo meteorytowe) oraz broni (miedź, żelazo). Również dzisiaj, ładniejsze okazy samorodków zło-
ta, srebra i miedzi oraz wypolerowane płytki meteorytów żelaznych, znajdują zastosowanie w jubilerstwie,
analogicznie jak diamenty.
-5-

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin