Хімія. Повторне видання. 9 клас. Попель

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

Розділ 4. Узагальнення знань з хімії. Хімія і людство

Ми живемо у світі речовин, кількість яких визначити неможливо. Вони беруть участь у безлічі хімічних реакцій. Речовини та їх перетворення — сфера хімії. Ця фундаментальна наука відіграє важливу роль у пізнанні та збереженні довкілля. Її внесок у вдосконалення різних виробництв, створення нових технологій є дуже вагомим. Досягнення хімії дають змогу покращити наше життя.

Матеріал цього розділу слугуватиме закріпленню здобутих вами хімічних знань, сприятиме кращому розумінню значення хімії для прогресивного розвитку людства.

§ 40. Багатоманітність речовин і хімічних реакцій

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • систематизувати відомості з класифікації речовин;
  • підсумувати знання про будову простих і складних речовин;
  • узагальнити матеріал про типи хімічних реакцій.

Хімія невпинно розширює горизонти досліджень, пов’язаних із добуванням і вивченням речовин та їх перетворень. Більше сотні хімічних елементів утворюють величезну кількість речовин, які різняться складом, будовою, властивостями. Щоб розібратися в розмаїтті речовин, розуміти взаємозв’язки між ними, виявляти закономірності, було здійснено систематизацію речовин — поділ їх на групи і класи за певними ознаками. Хімічні реакції також потребували впорядкування, оскільки мали різні особливості перебігу, відрізнялися між собою за кількістю і складом реагентів і продуктів.

Класифікація речовин. Ви знаєте, що речовини поділяють на прості та складні. Кожна проста речовина утворена одним хімічним елементом, а складна речовина (або хімічна сполука) — щонайменше двома елементами.

За низкою характерних властивостей серед простих речовин розрізняють метали і неметали. Існують також прості речовини, які за одними властивостями нагадують метали, а за іншими — неметали.

Які властивості, що притаманні металам, виявляє неметал графіт?

Деякі хімічні елементи утворюють по кілька простих речовин, зокрема Оксиген — кисень О2 і озон О3, Карбон — графіт, алмаз (обидві речовини позначають символом С), Фосфор — білий фосфор, червоний фосфор (хімічні формули — Р4 і Р відповідно).

Цікаво знати

Так зване «біле олово» проводить електричний струм, а «сіре олово» є напівпровідником.

Складні речовини поділяють на неорганічні та органічні (сполуки Карбону).

Вам відомі найважливіші класи неорганічних сполук — оксиди, основи, кислоти, амфотерні гідроксиди, солі. На певні групи та класи поділяють і органічні речовини. Багато сполук належить до вуглеводнів; серед них — метан і його гомологи, етилен, ацетилен. Представниками класу спиртів є метанол, етанол, гліцерин, класу карбонових кислот — мурашина, оцтова, олеїнова кислоти.

Зважаючи на якісний склад органічних сполук, розрізняють оксигеновмісні, нітрогеновмісні, галогеновмісні та інші сполуки. До оксигеновмісних органічних сполук належать спирти, карбонові кислоти, жири, вуглеводи, а до нітрогеновмісних — амінокислоти, білки (схема 5).

Схема 5

Класифікація речовин

Назвіть класи речовин, які об’єднують лише сполуки, утворені двома елементами.

Будова речовин. Вам відомо, що прості речовини складаються з атомів або молекул. Атомну будову мають графіт, алмаз, силіцій, інертні гази, метали, а молекулярну — водень, кисень, озон, білий фосфор, сірка, галогени тощо.

Будова складних речовин також різноманітна. Основні та амфотерні оксиди, основи та солі є йонними речовинами, а кислотні оксиди, кислоти і переважна більшість органічних речовин складаються з молекул.

Якими частинками утворені азот, аргон, мідь, карбон(ІV) оксид, етанол, барій оксид, натрій ацетат?

Існують речовини, молекули яких складаються з величезної кількості атомів чи груп атомів. Це полімери. Серед них переважають органічні речовини, але є й неорганічні (наприклад, червоний фосфор). Крохмаль, целюлоза, білки належать до біополімерів.

Класифікації хімічних реакцій. Майже всі речовини можуть зазнавати хімічних перетворень, які залежать від природи речовин, зовнішніх умов, інших чинників.

Вам відомо, що хімічні реакції поділяють:

  • за кількістю та складом реагентів і продуктів — реакції сполучення, заміщення, розкладу, обміну;
  • за тепловим ефектом — екзотермічні та ендотермічні реакції;
  • за напрямом перебігу — оборотні та необоротні реакції.

Крім того, виокремлюють окисно-відновні реакції (в них елементи, наявні в реагентах, змінюють ступені окиснення), каталітичні реакції (перетворення за участю каталізаторів), реакції полімеризації, галогенування тощо.

Реакції сполучення відбуваються між простими речовинами, оксидами різних типів, під час утворення кристалогідратів.

До реакцій заміщення належать хімічні перетворення за участю металів і кислот (хлоридної, розбавленої сульфатної, оцтової та ін.), металів і солей у розчинах. Водночас ці реакції є окисно-відновними.

Цікаво знати

Реакція заміщення за участю неметалу (в розчині): Br2 + H2S = S↓ + 2НВr.

Реакції розкладу характерні для неорганічних сполук — основ, амфотерних гідроксидів, оксигеновмісних кислот, деяких солей, а також багатьох органічних сполук; ці хімічні перетворення здійснюють за нагрівання.

Наведіть рівняння реакції розкладу, в якій елементи змінюють ступені окиснення.

Цікаво знати

Багато реакцій в органічній хімії названо іменами вчених — реакція Зініна, реакція Вюрца та ін.

Реакції обміну відбуваються в розчинах за участю лугів, кислот, солей. Деякі з них отримали спеціальні назви — реакції нейтралізації (між основою і кислотою), якісні реакції (за їх допомогою виявляють певні йони в сполуці або розчині).

Хімічні перетворення речовин супроводжуються тепловими ефектами. Екзотермічні реакції відбуваються з виділенням теплоти (це реакції горіння простих і складних речовин, реакції між лугами і кислотами тощо), а під час ендотермічних реакцій теплота поглинається (серед них — багато реакцій розкладу).

Хімічні реакції відрізняються одна від одної за швидкістю перебігу. Якщо реакції обміну між електролітами в розчині відбуваються миттєво, горіння різних речовин — протягом певного часу, то багато хімічних перетворень у природі — надзвичайно повільно.

ВИСНОВКИ

Існують різні класифікації речовин. Усі речовини поділяють на прості й складні, неорганічні та органічні. Серед неорганічних сполук виокремлюють такі найважливіші класи: оксиди, основи, амфотерні гідроксиди, кислоти, солі, а серед органічних сполук — спирти, карбонові кислоти та ін.

Прості речовини складаються з атомів або молекул, а складні — переважно з молекул або йонів.

Хімічні реакції класифікують, зважаючи на кількість реагентів і продуктів, їхній склад, напрямок перебігу, тепловий ефект, інші особливості.

292. Які сполуки Карбону не зараховують до органічних речовин?

293. Установіть відповідність між сполукою і класом, до якого вона належить:

Назва сполуки

  • 1) літій гідроксид;
  • 2) хром(ІІІ) гідроксид;
  • 3) метанол;
  • 4) гліцерол;

Клас сполук

  • а) основи;
  • б) кислоти;
  • в) спирти;
  • г) амфотерні гідроксиди.

294. Неорганічні сполуки якого класу:

  • а) подібні за складом, але різняться хімічними властивостями;
  • б) подібні за хімічними властивостями, але різняться складом?

295. Назвіть класи неорганічних сполук, які об’єднують лише сполуки, утворені трьома елементами.

296. Напишіть формули кількох сполук, утворених чотирма хімічними елементами.

297. Яких сполук, на вашу думку, існує більше — оксидів чи солей? Відповідь аргументуйте.

298. Установіть відповідність між речовиною та її будовою:

Назва речовини

  • 1) сірка;
  • 2) неон;
  • 3) пентан;
  • 4) барій бромід;
  • 5) сахароза;
  • 6) кальцій гідроксид;

Будова

  • а) йонна;
  • б) молекулярна;
  • в) атомна.

299. Укажіть типи та особливості перебігу таких реакцій:

  • а) взаємодія кальцій карбонату з нітратною кислотою;
  • б) взаємодія цинку з розчином калій гідроксиду;
  • в) розклад силікатної кислоти;
  • г) перетворення етену на поліетилен;
  • д) взаємодія етину з воднем;
  • е) перетворення целюлози на вуглець і водяну пару.

Складіть відповідні хімічні рівняння.

300. Перетворіть схеми окисно-відновних реакцій на хімічні рівняння за допомогою методу електронного балансу: