Keemia (0)

MOLEKULAAR -ATOMISTLIK TEOORIA
Põhiseisukohad:

• molekul on aine väikseim osake, millel säilivad selle aine keemilised omadused
  
• molekulid koosnevad aatomitest
  
• keemilistes reaktsioonides aatomid väiksemateks osakesteks ei lagune
  
• keemiliste reaktsioonide käigus toimub aatomite ümberjaotumine lähtainete molekulidest reaktsioonisaaduste molekulidesse
  

FÜÜSIKALISED NÄHTUSED – aine olek või keha kuju muutub
KEEMILISED NÄHTUSED – üks aine muutub teiseks
PUHAS AINE – aine ei sisalda lisandina teisi aineid (nt puhas H2O)
SEGU – koosneb mitmetest ainetest (nt õhk)
FÜÜSIKALISED OMADUSED: KEEMILISED OMADUSED:

• keemis- ja sulamistemperatuur ● reageerimine lihtainetega
  
• tihedus (nt O2, H2, C, halogeenidega jt,
  
• värvus põlemisvõime)
  
• lahustuvus vees ● keemiliste ühendite
  
• elektri- ja soojusjuhtivus moodustamine
  
• kõvadus
  
• olek
  

KEEMILINE ELEMENT – teatud kindel aatomite liik nt H, O, C, S jne. Tuntakse 110 keemilist elementi

• tähtsamateks omadusteks tuumalaeng elektronegatiivsus, oksüdatsiooniaste, aatomiraadius jne
  
• lihtaine on kindlate füüsikaliste ja keemiliste omadustega (tihedus, värvus, keemis- ja sulamistemp, kõvadus, lahustuvus vees jne), aga keemilisel elemendil ei ole analoogilisi omadusi, sest nimetatud omadused avalduvad ainult lihtainete või ühendite puhul, milles vaadeldav element on üheks koostisosaks
  
• jaotatakse metallideks, mittemetallideks ja poolmetallideks (avalduvad nii metallislised kui ka mittemetallilised omadused)
  

KEEMILINE ÜHEND ehk LIITAINE – keemiline aine, mis koosneb kahest või enamast keemilisest elemendist (erinevate elementide aatomitest), keemiliste ühendite hulka ei kuulu eri ainete segud (nt bensiin ), sest need koosnevad omakorda konkreetsetest ainetest.
LIHTAINE – aine, mis koosneb ühe ja sama elemendi aatomitest
Ained võivad olla gaasilises, vedelas, tahkes või plasma olekus

• GAASID
  
  • Täidavad ühtlaselt kogu ruumala
    
  • Kokkusurutavad, sest nende molekulid asuvad üksteisest suhteliselt kaugel
    
  • Gaasi molekulid liiguvad kiiresti
    
• VEDELIKUD
  
  • Toatemperatuuril kindel ruumala, kuid pole kindlat kuju
    
• TAHKED AINED
  
  • Kindla kujuga ja ka säilitavad selle
    
• PLASMA – ionoseeritud gaas , milles on positiivse ja negatiivse laenguga osakesi
  
  • Tähtedes ja Päikeses on aine plasmana
    
  • Maistes tingimustes esineb plasma küünlaleegis ja gaaslahenduslambis
    

ALLOTROOPIANÄHTUS – üks ja sama keemiline element esineb mitme lihtainena (allotroopne teisend)

• tingitud aatomite erinevast arvust molekulis nt O, O2, O3
  
• tingitud kristallistruktuuride erinevusest nt grafiit, teemant , karbüün, fullereen
  

AATOMI MASS – aatomi tegelik mass (väga väike)
AATOMMASS - keemilise elemendi ühe aatomi mass aatommassiühikutes (1⁄12 süsiniku aatomi massist)
INTEKS – näitab aatomite arvu molekulis Xn
K H – üks vesiniku aatom
H2 – vesiniku molekul
2H – kaks vesiniku aatomit
2H2 – kaks vesiniku molekuli
7H2O – seitse molekuli vett
OEFITSIENT – tähistab molekulide (moolide) arvu kXn
SUHTELINE MOLEKULMASS Mr – liht- või liitaine molekulmass võrdub teda moodustavate elementide aatommasside summaga. Ühikuta suurus. Mr(O2)=2*16=32
MOLAARMASS M – ühe mooli aine mass grammides . Ühik g⁄mol. Kasutatakse keemiaalastes arvutustes. Mr ja M arvväärtused on ühe ja sama ainepuhul samad, vahe seisneb vaid ühikus. M(H2SO4)=98 g⁄mol
MOOL – aine hulga ühik, milles sisaldub Avogadro arv (NA=6,02 × 1023 ) loendatavat osakest, mis on sama palju kui aatomeid 12 grammis süsiniku isotoobis massiarvuga 12. aine hulk ≠ aine kogus
Aine kogust mõõdetakse massi- või ruumalaühikutes, aine hulka aga moolides .
MOLAARRUUMALA Vm - ühe mooli gaasilise aine ruumala. Kõikide gaaside molaarruumalad on normaaltingimustel (0˚C=273 K ja rühk 101 325 Pa)
Vm=22,4 dm3⁄mol = 22,4 l⁄mol
GAY-LUSSACI SEADUS – reageerivate ja reaktsioonil tekkivate gaaside ruumalad suhtuvad üksteisesse nagu lihtsad täisarvud.
2H2 + O2 = 2H2O
2 : 1 : 2 (ruumalade vahekord )
AVAGADRO SEADUS – kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad võrdsel tempeartuuril ja võrdsel rõhul võrdse arvu gaasi molekule.

• kõikide gaaside molaarruumalad normaaltingimustel on 22,4 l/mol
  
• üks mool gaasi sisaldab NA gaasi molekuli
  

6,02*1023 = 1 mol = 22,4 l/mol
gaasi molekuli
GAASIDE SEADUSTE RAKENDUSI

• tiheduse leidmine
  
• gaaside tihedused suhtuvad üksteisesse nagu nende molaarmassid M1/M2, mis näitab mitu korda on üks gaas teisest raskem või kergem
  

REDOKSREAKSIOONID – reaksioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub

• ÜHINEMISREAKTSIOONID – tekib liht- või liitainetest ühend
  
  • OKSÜDEERIMINE – keemiline protsess, kus aine loovutab elektrone ( redutseerija )
    
  • HÜDROGEENIMINE – vesiniku molekuli liitmine keemilise reaktsiooni käigus
    
  • HALOGEENIMINE – halogeeni aatomite sisseviimine ühendisse
    
  • HÜDRAATIMINE – keemiline liitmisreaktsioon veega
    
  • POLÜMEERIMINE – madalmolekulaarsest ainest (monomeer) kõrgmolekulaarsete ühendite saamine (polümeer)
    

LIHTAINE LAGUNEMISREAKTSIOONI saadusteks on aatomid või lihtained
Cl2=2Cl O3=O2+O
LIITAINE LAGUNEMISREAKTSIOONIL tekivad liht- või uued liitained
1H2O=2H2+O2 Ca(OH)2=CaO+H2o
IOONIREAKTSIOONID – reaktsioonis osalevad ioonid ( redoksreaktsioon )

• reaktsioonid kulgevad lõpuni, kui
  
  • tekib raskvahustuv aine
    AgNO3+NaCl=AgCl↓+ NaNO3
    Ag++NO3-+Na++Cl-= AgCl↓+ Na++NO3
    
  • tekib kerglenduv aine (gaas)
    FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑
    Fe2-+S2-+2H+ SO42 -=Fe2-SO42-+ H2S↑
    2H-+S2-= H2S↑
    
  • tekib nõrk elektrolüüt nt vesi
    KOH+HCl=KCl+H2O
    K++OH-+H++Cl-=H2O+K+Cl-
    H++ OH-= H2O
    

OKSÜDEERIJA seob elektrone, tema o.a väheneb (redutseerib)
REDUTSEERIJA loovutab elektrone, tema o.a suureneb (oksüdeerib)
OKSÜDEERIMINE on elektronide loovutamisprotsess.
REDUTSEERIMINE on elektronide liitmisprotsess.
AINE MASSI JÄÄVUSE SEADUS – reaktsioonist osavõtnud ainete mass võrdub reaktsioonisaaduste massiga.

• keemilise reaktsiooni võrrandi kirjutamisel avaldub seadus võrrandi tasakaalustamisel
  
• 2H2 + O2 = 2H2O
  2 mol 1 mol 2 mol
  4 g 32 g 36 g
  

ENERGIA JÄÄVUSE SEADUS – energia ei teki ega kao, vaid võib ainult ühest liigist teise muunduda. Nt põlemisel eraldub soojus - ja valgusenergiat.
AINE MASSI JA ENERGIA JÄÄVUSE VAHELINE SEOS
ΔE=Δmc2, kus ΔE – energiamuut , Δm – energia muutusega kaasnev massimuut, c – valguse kiirus vaakumis c=3*108 m/s
KOOSTISE PÜSIVUSE SEADUS – ogal puhtal ainel on püsiv koostis, sõltumata tema saamisviisist.

• aine koostise püsivuse seadus kehtib täielikult vaid nende ühendite puhul, mis on gaasi või auruna (Nh3, CO2, HCl) või siis esinevad vedelikuna (H2O, C6H6, CCl4)
  
• tahkete ainete puhul esineb seadusest kõrvalekaldumisi
  

PÜSIVA JA MUUTUVA KOOSTISEGA ÜHENDID

• Tahkete ainete koostise püsivuse seadusest kõrvalekalde põhjused: aatomite vahekord tahketes ühendites ei ei ole tavaliselt täisarvuline, sest reaalsetes kristallides esinevad kristallvõre defektid – mõni võresõlm on tühi, mõni võresõlm võib olla täidetud lisandi aatomiga jne.
  
• Aine koostis sõltub tema saamisviisist: CaO
  

INDIKAATORID – ained, mille värvus sõltub keskkonna reaktsioonist (happeline, aluseline või nerutraalne keskkond).

• Tähtsamad indikaatorid
  
  • Lakmus hape→punane, alus→lilla, neutraalne→sinine
    
  • Metüüloranž (mo) hape→punane, alus→kollane, neutraalne→kollane
    
  • Fenoolftaleiin (ff) hape→värvusetu, alus→värvusetu, neutraalne→vaarikpunane