Хімія. 8 клас. Попель

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Шановні восьмикласники!

На уроках хімії в 7 класі відбулося ваше знайомство із цікавою наукою про речовини та їх перетворення. Ви опанували хімічну мову, з'ясували, що називають хімічним елементом, як позначають їх та утворені ними речовини, навчилися записувати хімічні рівняння, здійснювати найпростіші хімічні розрахунки, виконувати досліди. Вам стало відомо, що речовин існує безліч, а частинок, із яких вони складаються, — лише три типи: атом, молекула і йон. Ви дізналися багато цікавого про Оксиген — один із найважливіших хімічних елементів, про властивості його простої речовини — кисню і сполуки з Гідрогеном — води. Довідалися про інші оксиди, а також продукти їх реакцій з водою — основи та кислоти.

У 8 класі хімія розкриє нові таємниці. Ви вже знаєте, що у світі хімічних елементів та простих речовин існує певний порядок. Про це свідчить періодичний закон, відкритий майже 150 років тому видатним ученим Дмитром Івановичем Менделєєвим. Невдовзі ви переконаєтесь у тому, що періодичний закон поширюється і на складні речовини.

На уроках хімії в цьому навчальному році йтиметься про будову атомів, молекул, йонів, про те, чому і як саме сполучаються найменші частинки в кожній речовині. Значну увагу буде зосереджено на найважливіших групах (класах) сполук, вивченні їх хімічних властивостей. Упевнені, що ви отримаєте задоволення від нових хімічних дослідів.

Як користуватися підручником

Робота з підручником буде ефективною, якщо учень знає і розуміє його структуру. На початку кожного параграфа вказано, яке значення має для вас викладений навчальний матеріал, а в кінці параграфів сформульовано висновки. Текст, поданий дрібнішим шрифтом, призначений для учнів, які бажають розширити й поглибити свої знання з хімії. Додаткову інформацію і цікаві факти вміщено на полях. Основні означення виділено кольором, а нові терміни, важливі твердження і слова з логічним наголосом — курсивом. Текст до лабораторних дослідів і практичних робіт подано на кольоровому тлі.

Після кожного параграфа наведено завдання, вправи і задачі різних типів; вони розміщені переважно за зростанням складності. У кінці підручника містяться відповіді до деяких задач і вправ, словник основних термінів, а також предметний покажчик. Він допоможе швидко знайти сторінку підручника, на якій ідеться про певний термін, речовину, явище тощо. Наводимо список додаткової літератури, призначеної для тих, хто починає вивчати хімію.

Вдумлива робота з підручником допоможе вам глибше усвідомити зв’язки між складом, будовою і властивостями речовин, навчитися передбачати й пояснювати хімічні перетворення.

Підготовка до хімічного експерименту

До практичних робіт слід ретельно готуватися. Рекомендації щодо правил роботи і безпеки в хімічному кабінеті, наведені в підручнику для 7 класу, ви, безперечно, маєте виконувати і у 8 класі. Домашній експеримент здійснюйте лише з дозволу батьків.

Хімія — захоплююча наука. Ви вже переконалися, що вивчати її необхідно для того, щоб розуміти, як побудований навколишній світ, за якими законами він розвивається, щоб уміти використовувати різні речовини, не руйнуючи природу, а оберігаючи й примножуючи її багатства.

Бажаємо вам успіхів у навчанні.

Автори

1 Розділ. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Будова атома

Бурхливий розвиток науки хімії в останні півтора століття став можливим завдяки відкриттю Д. І. Менделєєвим періодичного закону. Цей закон допомагає пояснити багато хімічних фактів, прогнозувати та обґрунтовувати різні закономірності у світі речовин. Його зміст розкриває періодична система хімічних елементів, що містить найважливіші відомості про них, є незамінним путівником з неорганічної хімії не тільки для учня або студента, а й для досвідченого хіміка. Ваше перше знайомство з періодичною системою відбулося в 7 класі. Відтепер сфера її використання для вас розшириться.

Завдяки відкриттям у галузі будови атома періодичний закон отримав потужну теоретичну підтримку. З’ясувалося, що хімічний характер елементів залежить від кількості електронів та їх розміщення в атомах.

§ 1. Перші спроби класифікації хімічних елементів

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • з’ясувати, як розвивалися уявлення про хімічний елемент;
  • дізнатися про перші спроби класифікації хімічних елементів.

Розвиток уявлень про хімічний елемент. Давньогрецькі філософи вважали, що всі речовини складаються із чотирьох елементів-першоначал: вогню, повітря, води і землі. На їхню думку, ці «стихії» є носіями певних якостей, притаманних речовинам, — теплоти, холоду, вологості й сухості. Таких поглядів дотримувалися й алхіміки.

Термін «елемент», який за змістом наближається до сучасного, з’явився в науці у XVII ст. Англійський хімік Р. Бойль назвав елементом те, що є межею розкладу речовини. Якби ми жили тоді, то сказали б, що елемент — це атом. Такий смисл вкладав у слово «елемент» і М. В. Ломоносов.

Французький учений А.-Л. Лавуазьє вважав елементом просту речовину, бо її не можна розкласти на інші речовини. Однак нині відомо, що не розкладається й чимало складних речовин, наприклад оксиди SiO2, Аl2О3, а проста речовина озон легко перетворюється на іншу просту — кисень: 2О3 = 3О2. Не розрізняв елемента і простої речовини також англійський учений Дж. Дальтон. Пізніше Д. І. Менделєєв висловив таку думку: «Просте тіло є речовиною... а під елементом слід розуміти складники простих і складних тіл».

На початку XX ст. учені встановили, що атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Відтоді почали визначати хімічний елемент як вид атомів із певним зарядом ядра. Нині, характеризуючи якісний склад води, кожен із вас скаже, що ця речовина утворена молекулами, які містять атоми двох видів (із зарядами ядер +1 і +8). Інакше кажучи, вода є сполукою двох елементів — Гідрогену та Оксигену.

Перші спроби класифікації хімічних елементів. У часи становлення науки хімії вчені намагалися «навести порядок» серед кількох десятків відомих тоді хімічних елементів, здійснити їх класифікацію.

Класифікація — це поділ об’єктів (предметів, живих організмів, явищ тощо) на групи або класи за певними ознаками.

У хімії існують класифікації елементів, речовин, хімічних реакцій.

• На які групи поділяють речовини? Назвіть відомі вам типи хімічних реакцій.

Класифікацію простих речовин, на основі якої пізніше виникла перша класифікація хімічних елементів, запропонував наприкінці XVIII ст. А.-Л. Лавуазьє. Він поділив прості речовини на метали і неметали (нині хімічні елементи, як вам відомо, поділяють на металічні та неметалічні). Така класифікація була надто загальною й недосконалою. Деякі прості речовини (наприклад, графіт, телур) за одними властивостями нагадували метали, а за іншими — неметали. Однак поділ простих речовин, а також хімічних елементів на дві великі групи відіграв важливу роль у розвитку хімії.

Серед металів і серед неметалів траплялися дуже схожі речовини. Їх учені об’єднали в окремі групи, які отримали такі загальні назви: лужні метали, лужноземельні метали, галогени, інертні гази.

Лужні метали. Це — літій, натрій, калій, рубідій, цезій, францій. Вони легкі, м’які (мал. 1), легкоплавкі, у хімічних реакціях виявляють дуже високу активність (мал. 2). Перебуваючи за звичайних умов на повітрі, лужні метали швидко взаємодіють із киснем, водяною парою. Тому їх зберігають у гасі в герметично закритих посудинах (мал. 3) або в ампулах, з яких видалено повітря. Указані метали назвали лужними, оскільки вони реагують з водою з утворенням лугів — розчинних основ із загальною формулою МОН.

Мал. 1. Натрій можна різати ножем

Мал. 2. Реакція цезію з водою

Мал. 3. Так зберігають лужні метали

Лужноземельні метали. До цих речовин належать магній, кальцій, стронцій, барій, радій. Вони нагадують лужні метали, реагують із багатьма речовинами, але не так активно. Продуктами їх реакцій з водою є луги1 із загальною формулою М(ОН)2.

1 Магній гідроксид до лугів не відносять.

Галогени. Так називають найактивніші неметали — фтор, хлор, бром, йод. Ці прості речовини складаються із двохатомних молекул: F2, Сl2, Вr2, I2. За звичайних умов фтор і хлор — гази, бром — рідина, а йод — тверда речовина (мал. 4). Найактивнішим серед галогенів та інших неметалів є фтор.

Мал. 4. Хлор, бром і йод

Галогени реагують із воднем з утворенням сполук, що мають формули HF, НСl, НВr, НI. Ці сполуки за звичайних умов є газами, добре розчиняються у воді. Галогени взаємодіють і з багатьма металами. Продукти таких реакцій — солі. Тому назва «галогени» походить від грецького слова halos — сіль (вам відома сполука Натрію з Хлором — NaCl, кухонна сіль).

Інертні гази. Ці прості речовини було відкрито у другій половині XIX ст. Вони отримали таку назву, оскільки не вступали в хімічні реакції. До інертних газів належать гелій, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Вони складаються не з молекул, як інші гази, а з атомів.

Цікаво знати

Інертний газ гелій учені спочатку виявили на Сонці і тільки через 13 років — на нашій планеті.

Елементи, від яких походять розглянуті прості речовини, мають аналогічні загальні назви: лужні елементи, лужноземельні елементи, галогени, інертні елементи.

Наприкінці 20-х років XIX ст. німецький учений В. Деберейнер розподілив частину подібних елементів на трійки, або тріади:

Li, Na, К

Са, Sr, Ba

S, Se, Те

Cl, Br, I

Fe, Co, Ni

У першій тріаді опинилися лужні елементи, у другій — лужноземельні, у четвертій — галогени. Розмістивши елементи у тріадах за збільшенням відносних атомних мас, Деберейнер виявив цікаву закономірність: напівсума відносних атомних мас двох крайніх у тріаді елементів приблизно чи точно дорівнювала відносній атомній масі «центрального» елемента. Покажемо це для першої тріади:

Крім того, властивості простої речовини та сполук цього елемента виявилися «проміжними» порівняно із властивостями простих речовин і сполук двох сусідніх елементів.

Сформувати тріади з інших елементів Деберейнеру не вдалося.

У 1865 р. англійський учений Дж. Ньюлендс розмістив відомі тоді хімічні елементи за зростанням відносних атомних мас у ряд:

H Li Be В С N О F Na Mg Al Si Р S Cl К Ca Cr Ті Μn Fe ...

Він помітив, що в багатьох випадках кожний восьмий елемент є подібним до обраного за перший. Схожими були й відповідні прості речовини. Цікаво, що таку особливість має звуковий ряд у музиці: кожна перша і восьма ноти мають однакові назви і схоже звучання.

• Знайдіть у наведеному ряду елементи, подібні до Натрію та Флуору.

Закономірність, виявлену Ньюлендсом, назвали правилом октав. Вона спостерігалася на початку ряду елементів, але далі порушувалася (мал. 5). Наприклад, Манган був не схожим на Фосфор, а Ферум — на Сульфур. Число 8, як свідчить історія хімічної науки, спочатку вважалося якимось магічним, але після з’ясування будови атома воно отримало наукове обґрунтування.

Мал. 5. «Октави» хімічних елементів

Більш вдалу спробу класифікації хімічних елементів здійснив у 1862 р. німецький хімік Л. Мейєр. Він запропонував таблицю, у якій розмістив елементи за зростанням відносних атомних мас (табл. 1). У її стовпчиках були елементи з однаковою валентністю. Учений включив до своєї таблиці 28 хімічних елементів, тобто значно менше, ніж було відомо на той час.

Таблиця 1

Таблиця хімічних елементів Л. Мейєра

Значення валентності

IV

III

II

I

I

II

...

...

...

...

Li = 7,03

(Be = 9,3?)

С = 12,0

N = 14,04

O = 16,00

Fl = 19,0

Na = 23,05

Mg = 24,0

Si = 28,5

P = 31,0

S = 32,07

Cl = 35,46

K = 39,13

Ca 40,0

...

As = 75,0

Se = 78,8

Br = 79,97

Rb = 85,4

Sr = 87,6

Sn = 117,6

Sb = 120,6

Те = 128,3

I = 126,8

Cs = 133,0

Ba = 137,1

Pb = 207,0

Bi = 208,0

...

...

(Tl = 204?)

...

Розглянуті спроби вчених об’єднати хімічні елементи створили передумови для відкриття Д. І. Менделєєвим періодичного закону.

ВИСНОВКИ

Уявлення про хімічний елемент із розвитком науки змінювалися. Раніше хіміки не розрізняли хімічного елемента і простої речовини. Було відомо кілька груп подібних простих речовин; серед них — лужні метали, галогени. Пізніше вчені відкрили інертні гази.

Перші спроби класифікації хімічних елементів охоплювали лише їх частину і не мали достатнього обґрунтування.

  • 1. Що раніше вважали хімічним елементом і як визначають його нині?
  • 2. Виберіть ознаки, які були використані А.-Л. Лавуазьє, В. Деберейнером, Дж. Ньюлендсом, Л. Мейєром для класифікації простих речовин та хімічних елементів: властивості простих речовин, поширеність елементів у природі, склад характерних сполук, значення відносних атомних мас, значення валентності елементів.
  • 3. Охарактеризуйте розміщення елементів кожної тріади Деберейнера в періодичній системі.
  • 4. Зіставте відносну атомну масу Брому з напівсумою відносних атомних мас Хлору і Йоду.
  • 5. Порівняйте ряд елементів Дж. Ньюлендса з їх послідовністю в періодичній системі Д. І. Менделєєва і знайдіть відмінності.
ГДЗ до підручника можна знайти тут.
Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.