Życie to tylko chemia. Tu kropla, tam strużka, a wszystko się zmienia. Niewielki łyk sfermentowanych soków i nagle człowiek zdolny jest przeżyć kolejne parę godzin. - Terry Pratchett

Chemia to przedmiot, którego uczymy się w szkole podstawowej, liceum lub na uniwersytecie w ramach dalszej edukacji.

Niektórzy decydują się dowiedzieć więcej o chemii, ponieważ spodobały im się podstawowe pojęcia i chcą poszerzyć swoją wiedzę na ten temat. Podczas gdy inni są zmuszeni uczyć się tego przedmiotu w ramach programu nauczania.

Szczerze mówiąc, zamiłowanie do chemii wynika często z zainteresowań. Nie wszyscy docenią tę dyscyplinę naukową, która polega na badaniu pierwiastków, związków złożonych z atomów, cząsteczek i jonów. Zrozumienie ich składu, struktury, właściwości i zachowań może być dla jednej osoby bułką z masłem, dla innej najgorszym koszmarem. 

Niemniej jednak, studiowanie podstawowych pojęć chemicznych ma wiele zalet ze względu na to, że przedmiot jest znany jako nauka centralna, ponieważ łączy w sobie matematykę, fizykę, biologię i medycynę. Dziedzina chemii jest dość rozległa z wieloma różnymi kierunkami uniwersyteckimi, które obejmują wiele interesujących tematów, głęboko intrygujących każdego pasjonata nauki. Możesz przeczytać więcej o kluczowej terminologii chemicznej w naszym dedykowanym artykule!

Bez zbędnych ceregieli Superprof omówi kilka podstawowych pojęć chemii takich jak reakcje chemiczne, pierwiastki, wzór Lewisa, układ okresowy oraz kwasy i zasady.

Nie ma znaczenia, czy kochasz naukę, czy nie, ten artykuł poinstruuje każdą osobę o podstawach chemii i zapewni jej możliwość wzięcia udziału w dyskusji naukowej, jeśli temat pojawi się w rozmowie!

Dostępni najlepsi nauczyciele z: Chemia
1-sza lekcja za darmo!
Robert
5
5 (9 oceny)
Robert
zł35
/h
1-sza lekcja za darmo!
Zosia
5
5 (2 oceny)
Zosia
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Klaudia
5
5 (10 oceny)
Klaudia
zł60
/h
1-sza lekcja za darmo!
Anna
5
5 (7 oceny)
Anna
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Karolina
5
5 (5 oceny)
Karolina
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Jakub
5
5 (10 oceny)
Jakub
zł50
/h
1-sza lekcja za darmo!
Patryk
5
5 (15 oceny)
Patryk
zł50
/h
1-sza lekcja za darmo!
Anna
Anna
zł35
/h
1-sza lekcja za darmo!
Robert
5
5 (9 oceny)
Robert
zł35
/h
1-sza lekcja za darmo!
Zosia
5
5 (2 oceny)
Zosia
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Klaudia
5
5 (10 oceny)
Klaudia
zł60
/h
1-sza lekcja za darmo!
Anna
5
5 (7 oceny)
Anna
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Karolina
5
5 (5 oceny)
Karolina
zł40
/h
1-sza lekcja za darmo!
Jakub
5
5 (10 oceny)
Jakub
zł50
/h
1-sza lekcja za darmo!
Patryk
5
5 (15 oceny)
Patryk
zł50
/h
1-sza lekcja za darmo!
Anna
Anna
zł35
/h
1-sza lekcje za darmo>

Reakcje chemiczne

Cztery jajka na patelni, pomidory i ścierka.
Coś tak prostego jak gotowanie lub smażenie jajka to reakcja chemiczna. | źródło: Unsplash - Rocky Scotty

Reakcje chemiczne zachodzą bez ustanku. Niezależnie od tego, czy gotujesz, rozpalasz ogień czy oddychasz, doświadczasz reakcji chemicznej.

W reakcji chemicznej cząsteczki lub jony są przestawiane i kształtowane w nową strukturę. Jądro atomowe pozostaje nietknięte, a tylko elektrony są przenoszone, tworząc wiązania chemiczne. Liczba atomów w pierwiastku nie zmienia się - pozostaje taka sama od początku do końca reakcji chemicznej. Było to odkrycie niejakiego Antoine'a Lavoisiera, o którym możesz dowiedzieć się więcej z naszego artykułu najbardziej znani chemicy wszech czasów.

Bardzo ważne jest, aby zauważyć, że reakcje chemiczne różnią się od zmian fizycznych, a najbardziej zauważalną różnicą jest to, że w reakcji chemicznej atomy tworzą nowe produkty, cząsteczki i związki, a podczas zmiany fizycznej atomy zachowują taki sam układ jak poprzednio. 

Niemożliwe jest dostrzeżenie zmiany molekularnej reakcji chemicznej na pierwszy rzut oka. Niemniej jednak istnieją oznaki, które pomagają ludziom zauważyć różnice, takie jak zmiana temperatury, pęcherzyki lub zmiana koloru. 

Atomy i cząsteczki które oddziałują ze sobą nazywane są substratami, a cząsteczki, które są wytwarzane w reakcji, nazywane są produktami. Dlatego równanie chemiczne wygląda następująco:

substrat1 + substrat2 + ... -----> ... produkt1 + produkt2 + ...

Ci, którzy studiowali chemię i znają podstawy reakcji chemicznych, mogą napisać równanie w wersji krótkiej:

a A + b B + ...  -----> c C + d D + ...

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej można podzielić na cztery różne typy:

  • Reakcja syntezy,
  • Reakcja analizy,
  • Reakcja wymiany,
  • Reakcja podwójnej wymiany.

Jest tak wiele przykładów różnych reakcji chemicznych, które można obserwować codziennie lub co tydzień. Oto niektóre z najbardziej zauważalnych przykładów:

  • Rozpalanie ognia lub tworzenie płomienia,
  • Pieczenie dowolnego ciasta lub wypieków,
  • Gotowanie, smażenie lub jajecznica jajka,
  • Obserwacja procesu gnilnego bananów,
  • Grillowanie hamburgera.

To, co teraz rozważaliśmy, to tylko wierzchołek góry lodowej. Tyle można się dowiedzieć o reakcjach chemicznych. Jeśli ta sekcja cię zainteresowała i chcesz dowiedzieć się więcej, odwiedź tę informacyjną stronę internetową.

Ty też możesz się dowiedzieć wszystkiego, co musisz wiedzieć o chemii z Superprof!

Pierwiastki i układ okresowy

Tablica Mendelejewa.
Układ okresowy służy do organizowania pierwiastków w różne kolumny na podstawie ich właściwości. | źródło: Pixabay - Gerd Altmann

Pierwiastek chemiczny to czysta substancja w najprostszej formie, której nie da się już dalej rozłożyć.

Jak dotąd naukowcy odkryli 118 pierwiastków chemicznych. Wiadomo, że 94 z tych pierwiastków powszechnie występują w przyrodzie, a pozostałe 24 są syntetyczne i zostały wytworzone przez człowieka. 

Najobfitszym pierwiastkiem w naszym wszechświecie jest wodór, a na Ziemi jest to żelazo. Najczęstszym pierwiastkiem w organizmie człowieka i na ziemi jest tlen. 

Pierwiastek ma pojedynczy atom i charakteryzuje się liczbą protonów w jądrach atomów. Jest to znane jako liczba atomowa, która jest wskazywana przez liczbę Z.

Pierwiastki, które nie są zmieszane i są w najczystszym stanie, wszystkie mają tę samą liczbę protonów. Natomiast te, które są uważane za mieszanki, mają różne protony i atomy.

Jest tylko kilka pierwiastków, które są całkowicie czyste i nie zostały połączone. Należą do nich, między innymi, miedź, srebro, złoto i siarka. Natomiast przykładem elementu mieszanego może być powietrze atmosferyczne, które jest mieszaniną azotu, tlenu i argonu. 

Przykłady różnych pierwiastków można zaobserwować w układzie okresowym. Pierwszym pierwiastkiem, który ma tylko jeden proton, jest wodór. Drugi pierwiastek to hel z dwoma protonami, a trzeci to lit z trzema protonami. Pierwiastki i liczba protonów rosną w układzie okresowym, dopóki ich liczba osiągnie 118, wartość niedawno odkrytego pierwiastka o nazwie oganeson.

Układ okresowy jest najczęściej używanym układem pierwiastków. Pierwiastki są uporządkowane i podzielone według liczby atomowej, konfiguracji elektronowej i powtarzających się właściwości chemicznych. Wiersze tabeli nazywane są okresami, a kolumny - grupami.

Istnieje 18 grup lub kolumn układu okresowego, które zostały stworzone w celu umieszczenia w tym samym miejscu pierwiastków o podobnych właściwościach chemicznych. Tylko siedem z 18 grup zostało nazwanych:

  • Grupa 1: Metale alkaliczne,
  • Grupa 2: Metale ziem alkalicznych,
  • Grupa 15: Azotowce,
  • Grupa 16: Tlenowce,
  • Grupa 17: Halogeny,
  • Grupa 18: Gazy szlachetne.

Kolory tła elementów Tablicy Mendelejewa identyfikują podkategorie metali przejściowych, półmetali i niemetali. Istnieje wiele tabel okresowych, a kolory nie są znormalizowane. Wybór zależy głównie od osobistych preferencji, jednak kategorie są takie same.

Nauka o układzie okresowym pierwiastków może być niezwykle interesująca i pomóc opanować zasady użycia różnych pierwiastków.

Możesz poszukać korepetytora chemii, który pomoże ci zrozumieć najdrobniejsze szczegóły układu okresowego pierwiastków.

Wiązania chemiczne i wzór Lewisa

Niebieski wizerunek DNA.
Wiązania kowalencyjne są kluczowe dla struktury cząsteczek organicznych, takich jak nasze DNA i białka. | źródło: Pixabay - liyuanalison

Wiązanie chemiczne to przyciąganie między atomami, jonami i cząsteczkami, które pozwala na tworzenie związków chemicznych. Wiązania mają różną siłę ze względu na fakt, że niektóre są silniejsze, na przykład wiązania kowalencyjne, jonowe i metaliczne, a inne są słabsze, jak oddziaływania trwały dipol-trwały dipol, siły dyspersyjne Londona i wiązania wodorowe.

Silniejsze wiązania, które trzymają cząsteczki razem, są uważane za trwałe, podczas gdy słabsze wiązania są tymczasowe i po pewnym czasie rozpadają się. Nie ma znaczenia, jak silna jest ta więź, są one niezbędne dla chemii naszego własnego ciała i samego życia. 

Naukowcy odkryli, że najczęstszą przyczyną powstawania wiązań chemicznych jest to, że atomy próbują osiągnąć swój najbardziej stabilny poziom energii. 

W chemii i w życiu przeciwieństwa się przyciągają. Przyciąganie ujemnie naładowanych elektronów krążących wokół jądra i dodatnio naładowanych protonów znajdujących się w jądrze  tworzy wiązanie chemiczne.

Możemy zaobserwować różne typy wiązań chemicznych. Oto one:

  • Wiązania jonowe: powstają między jonami o przeciwnych ładunkach. Przykładem tego jest sól kuchenna. Dodatnio naładowane jony sodu i ujemnie naładowane jony chloru przyciągają się do siebie i tworzą chlorek sodu.
  • Wiązania kowalencyjne: atomy stają się bardziej stabilne dzięki dzieleniu się elektronami, a nie ich utracie lub pozyskiwaniu. Wiązania kowalencyjne występują znacznie częściej niż wiązania jonowe w cząsteczkach organizmów żywych. Im więcej elektronów podzielonych między dwa atomy, tym silniejsze będzie wiązanie kowalencyjne.
  • Spolaryzowane wiązania kowalencyjne: w tego typu wiązaniach elektrony są nierówno dzielone przez atomy i spędzają więcej czasu blisko siebie. Z powodu nierównomiernego rozmieszczenia elektronów między atomami ładunki powstają w różnych częściach cząsteczki.
  • Niespolaryzowane wiązania kowalencyjne: powstają między dwoma atomami tego samego pierwiastka lub między atomami różnych pierwiastków, które mają wspólne elektrony.
  • Wiązania wodorowe: spolaryzowane wiązania kowalencyjne, które zawierają wodór, posiadają niewielki ładunek dodatni, ponieważ elektrony są przyciągane w kierunku innego pierwiastka. W wyniku tego przyciągania wodór zostanie przyciągnięty do wszelkich ładunków ujemnych i nazywa się to wiązaniem wodorowym.

Wzór kropkowy Lewisa

Wzór kropkowy Lewisa pokazuje wiązania między atomami i cząsteczkami oraz samotnymi parami elektronów, które mogą istnieć w cząsteczce.

Wzór ten został wprowadzony w 1916 roku przez Gilberta N. Lewisa w jego artykule zatytułowanym: Atom i cząsteczka. Wzór kropkowy Lewisa rozszerzył koncepcję diagramu kropek elektronów poprzez dodanie kilku linii, które reprezentują wspólne pary w wiązaniu chemicznym.

Jest to szybki i łatwy sposób pokazania konfiguracji elektronów walencyjnych oddzielnych atomów, gdy nie utworzono wcześniejszych połączeń ani wiązań. 

Poszukaj nauczyciela chemii online. Wpisz przykładową frazę "chemia nauka online" na stronie Superprof i znajdź odpowiedniego dla siebie nauczyciela.

Kwasowość i zasadowość

Substancje można określić jako kwas lub zasadę. Reakcja kwasowo-zasadowa jest powszechną reakcją chemiczną między kwasem a zasadą. Może służyć do określenia pH substancji lub cieczy.

Wielu naukowców stworzyło własne teorie kwasowo-zasadowe, aby obliczyć poziomy pH, poprawnie zdefiniować substancje i uważnie obserwować reakcje.

Teoria kwasów i zasad Arrheniusa

Ta teoria kwasów pochodzi z 1884 roku i należy do najczęściej przywoływanych do dziś. Svante Arrhenius spędzał większość czasu obserwując sól i jej przemiany po włożeniu do wody. W tej teorii kwasów wymagana jest woda, dozwolone są tylko kwasy protonowe, które są potrzebne do produkcji jonów wodorowych i kwasy wodorotlenowe, kwasy wytwarzają jony H + w roztworach wodnych, a zasady wytwarzają jony OH- w cieczach.

Teoria kwasów i zasad Lewisa

Jest to najmniej rygorystyczna teoria kwasu, ponieważ badane są tylko pary elektronów, a protony są uzupełniane bez uwzględnienia. Podstawowe pojęcia tej teorii obejmują fakt, że kwasy są akceptorami par elektronów, a zasady są donorami par elektronów.

Teoria kwasów i zasad Brønsteda-Lowry'ego

Reakcje kwas-zasada opisuje się jako kwas uwalniający proton i zasadę akceptującą proton. Niektóre z cech charakterystycznych tej teorii są takie, że kwasy są donorami protonów, zasady są akceptorami protonów, roztwory wodne są dopuszczalne, zasady inne niż wodorotlenki są akceptowane przez wszystko i tylko kwasy protonowe są akceptowane.

Kwasy mają różne właściwości i charakteryzują się kwaśnym smakiem, właściwościami korozyjnymi, przewodzeniem prądu elektrycznego i reakcją z zasadami, w wyniku której tworzą sole i wodę. To tylko kilka właściwości, kwasy można oznaczyć także innymi sposobami.

Zasady można odróżnić od kwasów, jeśli smak jest gorzki, są śliskie lub mydlane i nie zmieniają koloru lakmusu (niebieski barwnik roślinny).

Różne rodzaje kwasów, które można spotkać na co dzień to:

  • Kwas cytrynowy,
  • Kwas mlekowy,
  • Ocet winny,
  • Kwas węglowy,
  • Kwas askorbinowy (witamina C).

Oto kilka przykładów najpopularniejszych zasad:

  • Detergenty,
  • Mydła,
  • Ług,
  • Amoniak do użytku domowego.

Kwasy i zasady można dokładniej zbadać, poznając dodatkowe informacje o wcześniej wspomnianych teoriach. 

Chemia może być bardzo różnorodnym i intrygującym tematem. Jeśli ten temat naukowy cię interesuje, ważne jest, aby pamiętać, że podstawowe pojęcia można przeanalizować samodzielnie w zaciszu własnego domu. Jeśli poszukujesz dyscypliny naukowej do zgłębienia, chemia to właściwy wybór!

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji, możesz poznać kluczowe odkrycia chemiczne, niesamowite fakty chemiczne albo najważniejszy sprzęt chemiczny z Superprof.

Potrzebujesz nauczyciela z przedmiotu: Chemia ?

Oceń czy nasz artykuł był pomocny 😊

5,00/5 - 1 głos(y)
Loading...

Marta

Pozytywnie zakręcona idealistka. Straszna psiara i wielbicielka gier planszowych. Fascynatka lingwistyki, kreatywnego myślenia i samorozwoju.