Անձնագիր

Քիմիական նշանը — H

Քիմիական բանաձևը — H2

Հարաբերական ատոմային զանգված — 1.008

Ar — 0.0000000000000000000000067 գրամ

Հարաբերական մոլեկուլյին զանգվածը — Mr 2

Կարգաթիվը — 1

Խումբը — 1

Պարբերությունը — 1

Ենթախումբը — Գլխավոր

Ջրածնի ատոմը կազմված է մեկ պրոտոնից և մեկ էլեկտրոնից:

Օքսիդացման աստիճանը — 1

Водород и его соединения. Гелий

Водород, помимо наиболее стабильной молекулы и сольватированного иона H + существует в атомарном состоянии, в виде иона , молекулярных ионов и Из-за малого радиуса атома энергия связи в молекуле водорода наибольшая из всех атомных гомонуклеарных молекул VIIА и IА групп:

H 2

F 2

Cl 2

Br 2

I 2

Li 2

Na 2

K 2

E св , кДж∙моль –1

435

154

280

162

150

104

71

48

Таблица 8.2.

Образование иона H + сопровождается резким уменьшением эффективного радиуса, изменением кислотно-основных свойств и окислительно-восстановительных потенциалов некоторых соединений в присутствии H +, гидратированием в водных растворах протона с образованием иона гидроксония H 3O +. Вакантность 1s-орбитали способствует образованию водородной связи.

Рисунок 8.1.

Водная гладь – самый распространенный на Земле пейзаж.

Водород следует рассматривать как не имеющий полных аналогов химический элемент, поэтому его помещают либо в первую, либо в седьмую группу. К группе галогенов водород можно отнести из-за легкой замещаемости водорода галогенами в органических соединениях и способности к образованию аниона H – (гидрид-иона).

Рисунок 8.2.

Воздушные шары надувают гелием.

Соединения водорода с менее электроотрицательными элементами называют гидридами. Промежуточное значение ЭО (2,1) позволяет водороду образовывать химические соединения с различной степенью полярности химической связи, поэтому их классифицируют следующим образом: ионные (солеобразные) соединения (с s-элементами), ковалентно-полярные (с p-элементами), металлоподобные фазы внедрения (с переходными металлами) (табл. 8.1).

Переход от одного типа соединений к другому совершается постепенно. Так, гидриды меди и цинка занимают промежуточное положение между ионными и ковалентными, а гидриды серебра и золота сходны с гидридами переходных металлов.

Более подробно соединения с водородом будут расмотрены в обзорах соответствующих элементов.

Второй элемент первого периода – гелий – формально входит в VIIIА подгруппу. Гелий – типичный инертный элемент, его неспособность вступать в химическое взаимодействие с другими элементами предопределена устойчивостью его электронной конфигурации . К типично химическим соединениям можно отнести лишь молекулярный ион и гидрид гелия HeH с электронной формулой и кратностью связи 0,5.

Ջրածինը բնության մեջ

Ջրածնի ատոմն ունի ամենապարզ կառուցվածքը` մեկ դրական լիցքով միջուկի  շուրջը սփռված է մեկ էլեկտրոն:
download (3).jpg
 ջրածնի ատոմի կառուցվածքը
Միացություններ առաջացնելիս  ջրածինը հիմնականում ցուցաբերում է մետաղական հատկություն, այսինքն՝ տալիս է  մեկ էլեկտրոն և ձեռք է բերում +1 լիցք:
H01eH+
Իսկ որոշ պայմաններում ոչ մետաղական հատկություն` ընդունում է էլեկտրոն (օրինակ՝ մետաղների հետ առաջացած միացություններում)  և ձեռք բերում 1 օքսիդացման աստիճան:
H0+1e−→−H
Միացությունների ձևով ջրածինը չափազանց տարածված տարր է: Նա  կազմում է  ջրի զանգվածի 11%-ը, մտնում է բոլոր բուսական` մրգերի, բանջարեղենների, թթուների,  և կենդանական նյութերի` ճարպերի, սպիտակուցների,  ածխաջրերի, նավթի, և շատ այլ հանքային նյութերի բաղադրության մեջ:
Նա կազմում  է արեգակի և աստղերից շատերի զանգվածի կեսից ավելին: Արեգակնային համակարգի ամենամեծ մոլորակը` Յուպիտերը, համարյա լրիվ կազմված է ջրածին քիմիական տարրից: Ցածր ջերմաստիճանի և շատ բարձր ճնշման պատճառով ջրածինն այդ մոլորակի վրա գտնվում է պինդ վիճակում:
684.jpg
Ջրածին տարր պարունակող ցանկացած միացություն պարունակում է ջրածնի երկու իզոտոպ`        պրոտիում ( 99,98) և դեյտերիում (0,02): Աննշան քանակությամբ հանդիպում է նաև երրորդ իզոտոպը` տրիտիումը:
images (4).jpgimages.jpg
                                                     ջրածնի իզոտոպները
Ջրածին տարրն առաջացնում է ջրածին պարզ նյութը՝
images (2).png
Ջրածնի մոլեկուլի բանաձևն է՝ H2, հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը՝ 2,016 (կլորացված 2), մոլային զանգվածը՝ 2 գ/մոլ՝
download.jpg
ջրածնի մոլեկուլի մոդելը
Ջրածինը բնության մեջ ազատ վիճակում հանդիպում է չնչին քանակով՝ գլխավորապես մթնոլորտի  վերին շերտերում:  Երբեմն, այն երկրի ընդերքից դուրս է գալիս այլ գազերի հետ հրաբխային ժայթքումների, ինչպես նաև նավթի արդյունահանման ժամանակ:

Քիմիա ամսեկան կրկնություն

Փորձ  1.  Թթվածնի  ստացումը  կալիումի  պերմանգանատի  ջերմային  քայքայումից

Սարքավորումներ`Լաբորատոր  կալան, փորձանոթներ,կոլբ, սպիրտայրոց, լուցկի,մարխ

Ազդանյութեր`կալիումի  պերմանգանատը KMnO4

Փորձանոթի  1/5  մասի  մեջ  լցնում  ենք  կալիումի  պերմանգանատ, փակում  խցանով,որի  մեջ  անց  է կացված  գազատար  խողովակ:Հավաքում  ենք  թթվածինը  երկու  եղանակներով  օդը  դուրս  մղելով:Ի՞նչ ֆիզիկական  հատկությունների  հիման  վրա  է  թթվածնի  հավաքումը:Թթվածնի  առկայությունը  փորձում ենք  առկայծող  մարխի  միջոցով:

            2KMnO4  =  K2MnO4  + MnO+ O2

Փորձ 2.Թթվածնի  ստացումը  ջրածնի  պերօոսիդի     

            կատալիտիկ  քայքայումից

              2H2O2    =   2H2O+O2                   katalizator  MnO2

Սարքավորումներ`Լաբորատոր  կալան, կոլբ, սպիրտայրոց, լուցկի,մարխ

Ազդանյութեր`ջրածնի  պերօքսիդ, մանգանի  օքսիդ(IV)

Կոլբի  մեջ  գդալիքի  միջոցով   լցնում  ենք  քիչ  քանակությամբ  մանգանի  օքսիդ(IV)  և բաժանիչ  ձագարի  միջոցով  կաթիլներով  ավելացնում  ենք  ջրածնի  պերօքսիդը: Թթվածնի  առկայությունը  փորձում  ենք  առկայծող  մարխի  միջոցով:

Փորձ3. Թթվածնի  ստացումը  ջրի  էլեկտրոլիզի  միջոցով

2H2O =2H+ O2

Սարքի  մեջ  ջուր  լցնենք  և  հաստատուն  էլեկտրական  հոսանք  անցկացնենք : Քիչ  անց` U-ձև  խողովակի երկու  ճկափողում  հավաքվում  են  գազեր, որոնց  ծավալները  տարբեր  են, Խողովակներից  մեկում  գազի ծավալը  երկու  անգամ  ավելի  է: Ճշտելու  նպատակով, թե  ի՞նչ  գազեր  են  առաջացել, առկայծող  մարխը մոտեցնենք  քիչ  ծավալով  գազին  ու  փականը  բացենք: Մարխը  բռնկվում  է: Դա  վկայում  է, որ  տվյալ  գազը թթվածինն  է: Այնուհետև երկրորդ  խողովակին, որտեղ  գազի  ծավալը  երկու  անգամ  ավելի  է, այրվող մարխը  մոտեցնենք  ու  փականը  բացենք: Այս  դեպքում  բռնկվում  է  գազը  և  յուրահատուկ  շառաչյունով այրվում: Նշանակում  է  երկրորդ  գազը  ջրածինն  է:

Օդի  բաղադրությունը`   

 1/5 –ը կամ  21%  Թթվածին (O2)

  4/5-ը  կամ  78%  Ազոտ (N2)

 

 1% -Ածխաթթու գազ  (CO2),ջրային գոլորշիներ (H2O), ազնիվ գազեր (

Թթվածնի անձնագրի կազմումը`

 Թթվածնի ընդհանուր բնութագրումը

Քիմիական նշանը o

 Քիմիական բանաձևը O2

Հարաբերական ատոմային զանգված՝  Ar=2,66•10-26կգ /1.66•10-27կգ = 16

Հարաբերական մոլեկուլային զանգված Mr=32

Իզոտոպները Օ16 (99,75 %), Օ17 (0,037 %) և Օ18 (0,204 %)

Դիրքը պարբերական համակարգում՝կարգաթիվըպարբերությունըխումբը պարբերական համակարգի 2-րդ պարբերության, 6-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 8

Ատոմի բաղադրությունը և կառուցվածքը

 8 պրոտոն 8 նեյտրոն 8 էլեկտրոնն կառուցվածքը )2)6

Վալենտականությունը (O)՝2

Օքսիդացման աստիճանը -2,+1,+2

Հաշվել  մեկ  ատոմի զանգվածը 2.56+10-26

Թթվածնի ալոտրոպիկ  տարաձեվություններ  O2,O3

Թթվածնի տարածվածությունը երկրագնդի վրա:

Թթվածինը ամենատարածված տարրն է ամբողջ երկրագնդի վրա։ Թթվածինը ոչ միայն մեզ շրջապատող օդի մեջ է այլև շատ տեղերում։ Տոկոսային հարաբերությամբ այն կազմում է երկրագնդի 50%: Իսկ օդում 25%:

2AD1CF9B-A996-437B-901D-A03EDB7881F3

Օդն անհոտ, անհամ, տարբեր գազերի համասեռ խառնուրդ է: Հեղուկանում է 200°C-ում:1774թվականին ֆրանսիացի գիտնական Անտուան Լավուազիեն փորձով բացահայտել է, որ օդի ծավալի մոտ 1/5մասը (21)  թթվածինն է, իսկ մոտ 4/5 մասը (78) ` ազոտ և այլ գազեր:  Նա առաջարկել է նաև օդի հիմնական բաղադրիչ մասերի անվանումները:

Մագնեզիումի այրման ռեակցիայի հավասարումը թթվածնում հետևյալն է.

քիմիական

Թթվածնի հետ բոլոր ռեակցիաները կոչվում են օքսիդացման։ Այն օքսիդացման ռեակցիաները, որի ժամանակ անջատվում է լույս և ջերմություն կոչվում են այրման ռեակցիաներ։

O2+2H2=2H2O

O2+C=CO2

O2+2C=2CO

O2+S=SO2

3D2+4P=2P2O3

ֆիզիկական

Դոմենային վառարանում թուջի ստացման գործընթացն արագացնելու նպատակով հաճախ թթվածնով հարստացված օդ է կիրառվում։ Մաքուր թթվածնում այրումն ընթանում է մոտ հինգ անգամ արագ, քան օդում։ Մեծ քանակությամբ թթվածին է օգտագործվում նաև պողպատահալման գործընթացում։

Ջրածինը (H2) թթվածնի հետ հատուկ այրիչներում այրելիս բոցի ջերմաստիճանը հասնում է մինչև 3200 °C, իսկ ացետիլեն (C2H2) օգտագործելիս՝ նույնիսկ մինչև 3500 °C։ Ացետիլենի այրման ռեակցիայի հավասարումն է.

Այդպիսի բոցն օգտագործվում է մետաղների կտրման (թթվածնի ավելցուկի պայմաններում), զոդման ու եռակցման նպատակներով։

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu, Zn, Sn, Au) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

Նախագիծ՝ մթնոլորտի քիմիա

 Թթվածնի ամենակարևոր հատկությունների մասին(շնչառություն,այրում)    Ինչ է մթնոլորտը,շերտերը·     

Մթնոլորտը, երկնային մարմնի գազային ծածկ, որը նրա շուրջը պահպանվում է ձգողականության շնորհիվ։ Քանի որ մթնոլորտի և միջմոլորակային տարածությունների միջև չկա հստակ սահման, ապա ընդունված է մթնոլորտ համարել գազային այն միջավայրը, որը պտտվում է մոլորակի հետ զուգընթաց որպես մեկ ամբողջություն։ Երկիր մոլորակի մթնոլորտը ներառում է թթվածին, որն օգտագործվում է կենդանի օրգանիզմների շնչառության համար, և ածխածնի երկօքսիդ, որն օգտագործում են բույսերը, ջրիմուռները, բակտերիաները ֆոտոսինթեզի համար։ Մթնոլորտը հանդես է գալիս նաև որպես մոլորակը արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից պաշտպանող շերտ։

 

Բոլոր քիմիական տարրերի ալոտրոպներից օզոնն առաջինն էր, որ 1840 թ. Քրիստիան Ֆրիդրիխ Շյոնբայնի կողմից առաջարկվեց որպես առանձին քիմիական նյութ։ Հետագայում նա այդ նյութի անունը դրեց ըստ հունական ὄζειν, «հոտ արձակել» բայի՝ ամպրոպից հետո արձակվող յուրահատուկ հոտի համար։

Օզոնային շերտ, օզոնից կազմված շերտ, որ գտնվում է վերնոլորտում, մթնոլորտի 20–30 կմ բարձրություններում և որտեղ գտնվում է ամբողջ մթնոլորտային օզոնի մոտ 90%-ը։Հայտնաբերվել է ֆրանսիացի գիտնականներ Շարլ Ֆաբրիի և Անրի Բուիսսոնի կողմից 1913 թվականին։

օզոնին:Օզոն կա  ցածր խտությամբ մթնոլորտի բոլոր շերտերում։Երկրի մակերևույթի օզոնը օդի աղտոտիչ է և վնասում է կենդանիների շնչառական համակարգին,սակայն բացի վնասակար լինելը օզոնը շատ օգտակար գազ է հանդիսանում Երկիր մոլորակի և մեր համար:Այն կատարում է պատյանի դեր Երկիր մոլորակի  համար և պաշտպանում է մեզ Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից,ընկնող երկնաքարերից և այլ արտաքին գործոններից:Այժմ մեր մոլորակը  շատ լուրջ խնդրի դեմ է կանգնած,օզոնի բարակ շերտի վրա առաջացել են մեզ անցքեր,որոնց պատճառնը միայն մարդն է:Օզոնային անցքերը հայտնաբերվել են անցյալ դարի 70-ական թվականներից:
Բան այն է, որ օզոնը առաջանում է այն ժամանակ, երբ 1մոլեկուլ թթվածինը(O2) և մեկ ատոմ թթվածինը(O) միանում են՝ և ստացվում է երեք ատոմ թթվածին՝ օզոն (O3), բայց օզոնը մինչև մեր մթնոլորորտի վերին շերտը (25կմ) քայքայվում է, քանի որ այդ մակարդակում ատոմները ակտիվ շարժվում են, և թթվածնի մոլեկուլը (O2) բաժանվում է թթվածնի ատոմից: Առաջանում է հարց ինչպես կա օզոնային շերտ 25կմ բարձրությամբ: Բան այն է, որ այնտեղ ջերմաստիճանը ավելի ցածր է և չի կատարվում էլեկտրոնների շարժ և այդպիսով 25կմ բարձրության վրա կա օզոնային շերտ:

Ազոտ, քիմիական տարր, պարբերական աղյուսակի 15-րդ խմբի 7–րդ տարրը, քիմիական նշանը՝ N, ատոմային թիվը՝ 7, ատոմային զանգվածը՝ 14.0067: Ազատ վիճակում անհամ և անհոտ գազ է, ջրում վատ է լուծվում։ Մոլեկուլը կազմված է 2ազոտի ատոմներից (N2), որոնց կապը շատ ամուր է։ Արտաքին էլեկտրոնային մակերեսիկարգը 2s²2p³: Պարզ նյութ ազոտը բավականին իներտ գազ է, որը կազմում է երկիր մոլորակի մեկ քառորդը։

1.Ազնիվ գազեր ն նրանց կիրառումը ․արգոն ․քսենոն ․իներտ գազեր ․կրիպտոն ․հելիում ․նեոն ․ռադոն

2.արգոն, քիմիական տարր է, որի նշանն է ar, ատոմային թիվը՝ 18։ արգոնը գտնվում է տարրերի պարբերական համակարգի 8-րդ խմբի քիմիական տարր է։ իներտ գազ է, կարգահամարը՝ 18, ատոմական զանգվածը՝ 39,948։ արգոն р տարր է, նրա ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն է 3s²3p6

3. կրիպտոն, kr, պարբերական համակարգի 8-րդ խմբի քիմիական տարր։ իներտ գազ է, կարգահամարը՝ 36, ատոմական զանգվածը՝ 83,80: հիմնականում գտնվում է մթնոլորտում։ բնականոն պայմաններում 1 մ3 օդը պարունակում է 1 սմ3 կրիպտոն։ ունի 6 կայուն իզոտոպ, որոնցից գերակշռողը 84kr է (56,90 %)։

4. հելիում լատ.՝ helium, գտնվում է Մենդելևի պարբերական համակարգի երկրորդ խմբի գլխավոր ենթախմբում, որի նշանն է he և ատոմային թիվը՝ 2։ իներտ գազ է, կարգահամարը՝ 2, ատոմական զանգվածը՝ 4,0026: բնածին հելիումը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպից՝ 3he և 4he ։ հելիումը տիեզերքում ամենատարածվաց տարերից է, զբաղեցնում է երկրորդ տեղը՝ ջրածնից հետո։ բացի այդ հելիումը քիմիական նյութերում երկրորդ տարրն է իր փափկությամբ։ գոյություն ունեցող բոլոր հայնտի նյութերից ունի ամենացածր եռման ջերմաստիճանը։

5.նեոն, պարբերական համակարգի երկրորդ պարբերության 8-րդ խմբի տարր։ կարգաթիվը՝ 10, ատոմական զանգվածը՝ 20,179։ նեոնը իներտ գազ է։ ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 1s22s22p6, p-տարր է։

6.ռադոն (լատ.՝ radon, ռադիումի անվանումից), տարրերի պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության, 8-րդ խմբի ռադիոակտիվ տարր։ պատկանում է իներտ գազերի խմբին։ ատոմային համարը՝ 86։ p տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 5s2 5p6 5d10 6s2 6p6, к, l, м և n թաղանթները լրացված են։ նորմալ պայմաններում անգույն իներտ գազ է, կայուն իզոտոպներ չունի, վտանգավոր է առողջության և կյանքի համար։ սենյակային ջերմաստիճանում հանդիսանում է ամենածանր գազերից մեկը։ առավել կայուն է 222rn իզոտոպը։

7.քսենոն քիմիական տարր է, որի նշանն է xe տարրերի պարբերական համակարգի 3-րդ պարբերության, 8-րդ խմբի տարր, կարգահամարը՝ 54, ատոմական զանգվածը՝ 131,30։ պատկանում է իներտ գազերի շարքին։ անգույն, անհոտ, անհամ գազ է։

Ջերմոցային էֆեկտ, մարդու տնտեսական գործունեությամբ պայմանավորված՝ մթնոլորտում ջերմոցային գազերի խառնուրդների (ածխածնի երկօքսիդ, մեթան, օզոն, ազոտի երկօքսիդ, ֆրեոններ) կոնցենտրացիայի աճի հետևանքով Երկրի կլիմայի աստիճան, տաքացում։ Այդ գազերը բաց են թողնում արեգակնային ճառագայթումը և խոչընդոտում Երկրի մակերևույթից ջերմային երկարալիք ճառագայթումը։ Կլանվելով մթնոլորտում՝ վերջինիս մի մասը նորից անդրադառնում է հետ՝ Երկրի մակերևույթ, և առաջացնում ջերմոցային էֆեկտ։ Ջերմոցային գազերով հագեցած մթնոլորտը ծառայում է որպես ջերմոցի տանիք։ Ջերմոցային գազերի հիմնական աղբյուրը այրվող հանածո վառելանյութերն են՝ ածուխը, նավթը, բնական գազը (որոնց տարեկան ծախսը ներկայումս կազմում է ավելի քան 9 միլիարդ տ), այրվող կենսազանգվածը, ստորերկրյա հանքարդյունաբերության արտանետած գազերը։

Ջերմոցային գազերի առաջացման 50%-ը բաժին է հասնում ածխածնի օքսիդին, քլորֆտորածխաջրածինների բաժինը կազմում է 15-20%, մեթանինը՝ 18%։ Համերկրային ծավալներով ածխաթթու գազի պարունակությունը մթնոլորտում կատարում է այն դերը, ինչը կատարում է ապակին ջերմոցում։ Ածխաթթու գազը տաքանում է՝ տաքացնելով նաև մթնոլորտը ամբողջությամբ։ Հետևաբար որքան մթնոլորտում շատ է CO2, այնքան շատ է կլանվում ճառագայթներ և շատ է տաքանում մթնոլորտը։ 20-րդ դարի առաջին կեսում ածխաթթու գազի քանակը մթնորորտում եղել է 0,03%, 1956 թվականինայն կազմել է 0,028%, 1985 թվականին աճել է մինչև 0,034%, 2000 թվականին 0,038%։ Ըստ նշանակության՝ ջերմոցային գազերից երկրորդը մեթանն է նրա պարունակությունը մթնոլորտում ամեն տարի աճում է 1%-ով։ Մեթանի արտադրության հիմնական աղբյուրներն են աղբանոցները, գոմաղբը, բրինձը։ Մթնոլորտում մեթանի մեծ քանակություն հայտաբերվել է հյուսիսային կիսագնդի լայնություններում։

Մթնոլորտում ածխածնի օքսիդների քանակի հոսքի ավելացումը կապված է քարածխի, նավթի, գազի և այլ վառելիքների այրման հետ, որը հանգեցնում է կլիմայի համերկրային փոփոխության։ Մթնոլորտում ջերմոցային գազերի կոնցենտրացիայի աճը հանգեցրել է կլիմայի համընդհանուր տաքացման, նախաարդյունաբերական ժամանակաշրջանի (19-րդ դարի վերջի) համեմատությամբ Երկրի միջին ջերմաստիճանը աճել է 0, 3-0, 6 °C-ով և 2020 թվականին կարող է կազմել 2, 2-2, 5 °C։ Դա մեր մոլորակի մակերևույթի վրա կառաջացնի խոնավության վերաբաշխում, կուժեղացնի սեզոնային, տարեկան, միջտարեկան անոմալիաները և կհանգեցնի համընդհանուր էկոլոգիական ճգնաժամի (օվկիանոսների մակարդակի բարձրացում, հավերժական սառածության գոտիների խախտում և այլն)։ Ջերմոցային գազերի արտանետումը և կլիմայի համընդհանուր տաքացումը կարելի է նվազեցնել էներգիայիայլընտրանքային աղբյուրների (ջրի, քամու էներգիայի) օգտագործմամբ, մարդու տնտեսական գործունեության ընդհանուր հզորության նվազեցմամբ, անտառպահպանությամբ ու անտառների վերականգնմամբ և այլն։

6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2

Այս գործընթացում էներգիայով աղքատ նյութերից՝ ածխածնի (IV) օքսիդից և ջրից առաջանում է էներգիայով հարուստ ածխաջուր (գլյուկոզ, C6H12O6)։ Ֆոտոսինթեզի հետևանքով առաջանում է նաև մոլեկուլային թթվածին: Ֆոտոսինթեզը բաժանվում է երկու փուլի՝ լուսային և մթնային։ Լուսային փուլը ընթանում է միայն լույսի առկայության պայմաններում, իսկ մթնային փուլը կարող է իրականանալ ինչպես լուսային, այնպես էլ մթնային պայմաններում։ Ֆոտոսինթեզի պրոցեսում կարևոր նշանակություն ունեն ֆոտոսինթեզող գունակի՝ քլորոֆիլի դերը։ Գունակները ներդրված են քլորոպլաստի գրանների մեջ և շրջապատված են սպիտակուցները, լիպիդների և այլ նյութերի մոլեկուլներով։ Քլորոֆիլն իր կառուցվածքով նման է հեմոգլոբինում պարունակվող հեմին, բայց այն տարբերությամբ, որ հեմում պարունակվում է երկաթ, իսկ քլորոֆիլում մագնեզիում: Քլորոֆիլը հիմնականում կլանում է կարմիր և կապտամանուշակագույն լույսը, իսկ կանաչն անդրադարձնում է, որի պատճառով բույսերը հիմնականում կանաչ գույն ունեն, իհարկե, եթե դրան չեն խանգարում այլ գունակներ։

Բույսերը հսկայական դեր են խաղում բնության մեջ: Նրանք հանդիսանում են սննդանյութերի առաջնային աղբյուր բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար, քանի որ արևի լույսի էներգիայի հաշվին վեր են ածում անօրգանական նյութերը օրգանականների: Բացի այդ, բույսերը նաև արտադրում են թթվածին, որն անհրաժեշտ է շնչառության համար:Այսպիսով, բոլոր օրգանիզմների կյանքը կախված է բույսերից:

  1. Օքսիդներ Օքսիդներ, երկտարր միացություններ են, որոնք բաղկացած են որևէ տարրի և թթվածնի ատոմներից։
  2. Օքսիդները բավականին տարածված են երկրի ընդերքում և առհասարակ տիեզերքում։ Օրինակ այդպիսի միացություններից է ժանգը, ջուրը, շաքարավազը, ածխաթթու գազը։
  3. օքսիդները անվանվում են «օքսիդ» բառով և քիմիական տարրի սեռական հոլովով. օրինակ՝ Na2O նատրիումի օքսիդ, Al2O3 ալյումինի օքսիդ։
  4.  Քիմիական հատկություններ Փոխազդեցության արդյունքում թթվային օքսիդները առաջացնում են աղեր։ Օքսիդները փոխազդելով ջրի հետ, առաջացնում են թթուներ։ Հիմնային օքսիդները փոխազդում են թթուների հետ, իսկ թթուները հիմնային օքսիդների։

Ամեն տարի ծխելը եւ դրա հետ կապված բազմաթիվ հիվանդություններ ամբողջ աշխարհում հարյուր հազարավոր մարդկանց մահվան պատճառ են դառնում: Ամեն դեպքում, բազմաթիվ ծխողներ չեն շտապում ազատվել այդ սովորույթից. նրանց թվում է, որ վնասն արդեն հասցվել է, եւ ծխելուց հրաժարվելը քիչ բան կփոխի իրենց կյանքում:

Իրականում այդպես չէ: Ծխելուց հրաժարված մարդու օրգանիզմում արդեն մեկ ժամ անց բարելավում է նկատվում: Դրանից հետո ամիս առ ամիս առողջությունն ամրապնդվում է, իսկ 20 տարի անց արդեն մարդն առողջությանը սպառնացող վտանգների առումով հասնում է իր չծխող հասակակիցներին:

Եվ այսպես, ի՞նչ է տեղի ունենում ծխելուց հրաժարվող մարդու օրգանիզմում:

Մեկ ժամ անց

Վերջին ծխախոտը ծխելուց 20 րոպե անց արդեն սրտի ռիթմը նորմայի է հասնում, արյան շրջանառությունը սկսում է վերականգնվել:

12 ժամ անց

Ծխախոտում տոքսիններ կան, օրինակ՝ ածխաջրածնի մոնոօքսիդ, որը թթվածնին թույլ չի տալիս թոքեր եւ արյուն թափանցել: Ծխելը թողնելուց 12 ժամ անց օրգանիզմից դուրս են գալիս ածխաջրածնի մոնոօքսիդի վերջին մնացորդները, եւ թթվածնի մակարդակն օրգանիզմում նորմայի է հասնում:

1 օր անց

Ծխելուց հրաժարվելուց մեկ օր անց արդեն ուղեղի, սրտի կաթվածի եւ սիրտ-անոթային այլ հիվանդությունների վտանգը սկսում է կրճատվել:

օր անց

Ծխելը վնասում է նյարդային վերջույթները, որոնք օգնում են տարբերել հոտերն ու համերը: Ծխելը թողնելուց հետո հոտառությունն ու համի զգացողությունը սկսում են բարելավվել:

օր անց

3 օր անց նախկին ծխողի օրգանիզմում նիկոտին գրեթե չի մնում: Առողջ մարդու օրգանիզմում նիկոտին ընդհանրապես չպետք է լինի, բայց ծխողի մոտ արդեն այդ նյութից կախվածություն է առաջանում, այդ պատճառով ծխելը թողնելուց 3 օր անց արդեն մարդն ավելի գրգռված է դառնում, գլխացավեր, ծխելու անհաղթահարելի ցանկություն է ունենում: Կարեւորն այդ շրջանում գայթակղությանը չտրվելն է:

1 ամիս անց

Մեկ ամիս անց թոքերը սկսում են ավելի լավ աշխատել, մարդն ավելի դյուրին է շնչում, վազում եւ ցատկոտում:

9 ամիս անց

Թոքերի գործառույթները սկսում են բարելավվել: Այդ ընթացքում բազմաթիվ նախկին ծնողներ նկատում են, որ ավելի հազվադեպ են հիվանդանում եւ արագ են առողջանում:

տարի անց

Մեկ տարի անց սրտի իշեմիկ հիվանդության առաջացման վտանգը 50%-ով նվազում է:

տարի անց

Ծխախոտում առկա տոքսինները վնասում են զարկերակներն ու անոթները, մեծացնում թրոմբի առաջացման վտանգը: Ծխելուց հրաժարվելուց 5 տարի անց անոթների վիճակը բարելավվում է, թրոմբի եւ դրա հետ կապված կաթվածի վտանգը՝ նվազում:

10 տարի անց

Ծխելուց հրաժարվելուց 10 տարի հետո թոքերի քաղցկեղի առաջացման վտանգը երկու անգամ կրճատվում է: Զգալիորեն նվազում է նաեւ բերանի խոռոչի, կոկորդի, ենթաստամոքսային գեղձի քաղցկեղի առաջացման վտանգը:

20 տարի անց

20 տարի առաջ ծխելը թողած մարդու մոտ թոքերի քաղցկեղի եւ սիրտ-անոթային հիվանդությունների առաջացման վտանգը նույնն է, որքան այն մարդկանց մոտ, որոնք երբեք չեն ծխել:

Օդի աղտոտվացությունը Հայաստանում

Սկսեմ նրանից, որ Հայաստանում շատ են էկոլոգիական խնդիրները: Բայց ընտրեցի օդի ախտոտվածությունը, որովհետև կյանքի համար շատ կարոևր է մաքուր օդը, իսկ երբ մաքուր օդ չկա մենք կարող ենք ամեն տեսակ հիվանդություններով վարակվել` բրոնխիտով, տարբեր ալերգիաներով,դեռմատիտներ (մաշկային հիվանդություններ) նույնիսկ աչքերի հետ կապված խնդիրներ կարող են ի հայտ գալ, օդի աղտոտվածությունից…

2020 թ.-ից սկսած տարեկան 3,6 մլն մարդ կմահանա օդի աղտոտվածության պատճառով, եթե մինչ այդ իրավիճակը կտրուկ չփոխվի: Նման եզրահանգման են եկել Տնտեսական զարգացման և համագործակցության կազմակերպության փորձագետները:

Օդի ախտոտվածությունը կարող է պատճառ դառնալ մաշկային խնդիրների` ալերգիաների: Մարդիկ կարող են փոշուց ալերգիաներ ունենալ: Փոշուց կարող է մարդու մաշկը գռգռվել, և շատ լուրջ խնդիրներ առաջացնել առողջության համար:

Աչքերը կարող են շատ մեծ վնաս կրել, օդի ախտոտվածության պատճառով: Փոշին լցվելով աչքերի մեջ կարող է առաջացնել մի շարք խնդիրներ:

Որոշակի հիվանդություննեից հետո, ուզում եմ ներկայացնել շատ հետաքրքիր մի քանի դեպքեր օդի աղտոտվածության պատճառով:

Հնդկաստանը ամենաղատոտված օդ ունեցող երկիրն է: Հնդկաստանում առողջությանը վտանգ սպառնող նյութերի քանակը օդում նորմայից գերազանցում է 5 անգամ: Հետազոտողները հայտանաբերել են, որ օդի աղտոտվածության պատճառը ջեռուցման համակարգն է: Նրանք որպես վառելիք են օգտագործում չոր գոմաղբը: Հնդկաստանում կան աղտոտման ինչպես բնական, այնպես էլ արհեստական աղբյուրներ: Առաջին տեղում են ծանր մետաղները և փոշին, ապա՝ գազային նյութերը: Ամենաաղտոտված օդ ունեցող երկրների ցանկը շարունակում են հաջորդաբար Չինաստանը, Պակիստանը և Բանգլադեշը:

Օդի աղտոտվածության պատճառով յուրաքանչյուր տարի Ասիայում մահանում է 800 հազար մարդ: Սակայն էկոլոգիական խումբը տեղեկացնում է, որ օդի աղտոտվածության նման ցուցանիշները կհանգեցնեն մարդկանց մահացության մակարդակի բարձրացման: Օդի արագ աղտոտման պատճառը էներգիայի օգտագործման և տրանսպորտային արտանետումների քանակի աճն է: Մինչև 2035 թվականը մեքենաների թիվը ասիական երկրներում կհասնի մեկ միլիարդի, իսկ արտանետումների քանակը մոտ 400 տոկոսով կավելանա` համեմատած 2005 թվականին: Համաձայն համաշխարհային առողջապահության կազմակերպության հետազոտության, որը անցկացրել են 2008 թվականին, ասիական երկրներում 1,3 միլիոն մահացություններից 800 հազարը օդի աղտոտվածության պատճառով է: Էկոլոգները զգուշացնում են, որ եթե համապատասխան քայլել չձեռնարկեն, ապա այդ թիվը կարող է մեծանալ:

Չինաստանի մայրաքաղաքում օդի աղտոտվախությունը հասել է առողջությանը վնաս հասցնող աստիճանի: Մասնագետները խորհուրդ են տալիս դուրս չգալ փողոցներ հատկապես տարեց մարդկանց և երեխաներին: Այս մասին հայտնել են տեղի բնապահպանական մարմինները: Օդի մեջ նկատվել են փոքր պինդ մասնիկներ /PM 2.5/, որոնք էլ վնասում են մարդկանց առողջությունը: Քաղաքի որոշ թաղամասերում մոնիտորինգի արդյունքում նկատվել է 993 միկրոգրամ: Բնապահպանական և տեխնիկական գիտությունների Պեկինյան համալսարանի պրոֆեսոր Չժու Թունը նշում է, որ վերջին օրերին նկատվում է առանց քամիների եղանակ, որի պատճառով էլ նմանատիպ աղտոտվախություն է առաջանում:

Առաջիկա եռամսյակում Մոսկվայի քաղաքային խորհուրդը քննարկելու է «Մոսկվայի որոշ տարածքներում ավտոտրանսպորտային միջոցների կարգավորման մասին» օրինագիծը: Եվ եթե օրինագիծն ընդունվի, Մոսկվայի այն հատվածներում, որտեղ օդի աղտոտվածությունը գերազանցում է թույլատրելի սահմանը, մասամբ կկրճատվի երթևեկությունը: Հիշեցնենք, որ այս օրինագիծը մշակվել էր դեռևս 2007 թվականին, սակայն այն մինչ օրս չի ընդունվել:

Պեկինում երեքշաբթի օրը նորից ամբողջ մթնոլորտը ծածկվել էր թունավոր սմոգով: Հետաձգվել են բոլոր թռիչքները, կանգնել է երթևեկությունը: Իշխանությունները խորհուրդ են տալիս բնակիչներին դուրս չգալ տներից, հայտնում է ria-ն: Այս էկոլոգիական աղետը Պեկինում շարունակվում է հունվար ամսից: Հայտնի է, որ Պեկինի մանկական հիվանդանոցները լի են հիվանդներով: Մասնագետների կարծիքով իրավիճակը կլավանա հինգշաբթիից ոչ շուտ: ԱՄՆ-ի դեսպանատան տվյալներով՝ Պեկինում օդի մեջ պարունակվող մանր պինդ մասնիկների ինդեքսը կազմում է PM 2.5, որը 10 անգամ գերազանցում է թույլատրելի նորման:

Հիմա գիտնակնների կողմից բացահայտված, 10 փաստեր աղտատվածության վերաբերյալ.

Մեր մոլորակի արագ աղտոտումը սկվեց արդյունաբերական հեղափոխությունից:

Ջրի աղտոտման հիմնական պատճառը արդյունաբերությունն է: Խնդիրն այն է, որ շատ արդյունաբերություններ չեն պահպանում օրենքները, թափոնները լցնում են գետերը, ինչի հետևանքով ջրային տարածքները աղտոտվում են:

Կայուղու ջրերը հիմնական աղտոտիչներն են, որոնք լցվում են գետերը և ջրային այլ տարածքներ: Հաշվարկել են, որ ամեն տարի առաջանում է 4 միլիարդ տոննա արդյունաբերական աղբ:

Ջրի աղտոտման պատճառով ամեն օր մահանում է մոտ 15, 000 մարդ:

Օդի աղտոտվածությունը նպաստում է ջրի և հողի աղտոտվածությանը:

Զարգացող երկրներում աղտոտվածությունը ավելի վատ վիճակում է, քան զարգացած երկրներում, քանի որ զարացող երկրները չունեն բավական միջոցներ աղտոտվածության խնդիրները լուծելու համար:

Սմոգը օդի աղտոտվածության ամենավատ տեսակն է: Այն հիմնականում առաջանում է հանածո վառելիքի գործարանների գործունեության հետևանքով:

Տան օդի աղտոտվածությունը շատ ավելի մեծ խնդիր է: Համաձայն առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության տվյալների` տան ներսում օդի աղտոտվածությունը ավելի շատ մահացություններ է առաջացնում:

Վերականգնվող էներգիան շրջակա միջավայրի աղտոտվածության կանգնեցման հիմնական միջոցն է:

Աղմուկը աղտոտվածության տեսակներից է: Ներկայումս այն անտեսում են, չնայած այս տեսակը ևս մեծ վնաս է հասցնում շրջակա միջավայրին, հատկապես` օվկիանոսներում: Օրինակ, ԱՄՆ-ն մինչ օրս չունի հատուկ մարմին, որը կկարգավորի աղմուկի աղտոտվածությունը:

ԱԾԽԱԹԹՈՒ ԳԱԶ

  1. Ածխաթթնական գազը անգույն, անհոտ, թույլ թթվահամով, օդից 1,5 անգամ ծանր գազ է:
  2.  Այդ պատճառով էլ այն կարելի է հեղուկի նման մի անոթից զգուշորեն տեղափոխել մյուսի մեջ։
  3. Ածխաթթվական գազը կարելի է նաև հեղուկացնել՝ միայն բարձր ճնշման տակ, իսկ մթնոլորտային ճնշման պայմաններում պնդացնել՝ վերածելով «չոր սառույցի », որը ձեզ անպայման ծանոթ է։

Շմոլագազ

Ածխածնի մոնօքսիդ (CO), ածխածնի և թթվածնի միացություն, որտեղ ածխածինն ունի +2 օքսիդացման աստիճան: Անգույն, անհամ, անհոտ թունավոր գազ: Շմոլ գազ` վտանգավոր հարևան Շմոլ գազի նենգ հատկությունները հայտնի են վաղ ժամանակներից: Մեր նախնիները գիտեին, որ շատ վտանգավոր է փակել քարշը, ջերմությունը պահպանելու համար, մինչև վերջ չայրված վառարանում: Փակ տանը տաք է, հարմարավետ է, մարդը պառկում է հանգստանալու և չի արթնանում, մահանում է: Դժբախտության մեղավորը կրում է տարբեր անուններ` ածխածնի օքսիդ, ածխածնի մենօքսիդ, շմոլ գազ, CO:

Երբ փակում են քարշը, առաջանում է թթվածնի անբավարարության պատճառով թույլ վառվող ածուխների օքսիդացում, որը թափանցում է սենյակ: Մարդիկ չեն նկատում նրա ներթափանցումը, քանի որ ներթափանցող գազը ոչ հոտ ունի, ոչ էլ գույն: Առաջին հերթին նա ազդում է կենտրոնական նյարդային համակարգի վրա և թունավորվողը ի վիճակի չէ հասկանալու, թե ինչ է իր հետ կատարվում, ինչ որ բան այն չէ:

Թունավորման նշաններն են. – տուժածի հիվանդագին տեսքը, – սրտխառնոցը, – փսխումը, – լուծը, – որովայնի եւ կրծքավանդակի ցավերը, – սառը քրտինքը, – շնչառության դժվարացումը, – գիտակցության կորուստը, – ցնցումները։ Թունավորման նշանները Շատ կարեւոր է ժամանակին ախտորոշել թունավորումները։ Տուժածի վիճակի ուշադիր զննումը կօգնեն ճիշտ ախտորոշել թունավորումները։ Թունավորման նվազագույն կասկածի դեպքում անմիջապես բժիշկ կանչեք։

Փորձեր

Փորձ I. Տեղակալման ռեակցիայի ընթացքում պարզ նյութի ատոմները տեղակալում են բարդ նյութի ատոմներից մեկին, և ռեակցիայի հետևանքով առաջանում են նոր պարզ և բարդ նյութեր։

Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
2
Al + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2
Mg + H2SOà MgSO4 + H2
          նոսր
2Al + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2
          նոսր




Միացման ռեակցիա

Փորձ II: Միացման ռեակցիաների ընթացքում երկու կամ ավելի նյութերից գոյանում է մեկ նյութ։

2H2 + O2 à 2H2O + Q
Ռեակցիան ընթանում է ռադիկալային մեխանիզմով:
Zn, Al, Mg – ի վրա ավելացրեցինք աղաթթու, և այրեցինք ջրածինը, որը միացման ռեակցիա է (վերօքս, ջերմանջատիչ):



Քայքայման ռեակցիա:

Փորձ III: Քայքայման ռեակցիաների ժամանակ մեկ նյութից ստացվում են երկու կամ ավելի նյութեր:
Մալախիտի քայքայում
CuOH)2CO3 à CuO + CO2   + H2
Այս ռեակցիան ուղեկցվում է գույնի փոփոխությամբ, գազի անջատմամբ:Ջերմանջատիչ ռեակցիա է: Առաջանում է 3 օքսիդ՝ թթվային, հիմնային, ջուր:

Փորձ IV: Անջատված CO2-ը իջեցնում ենք կրաջրի մեջ.

Ca(OH)2 + CO3 à CaCO3   + H2O

Փոխանակման ռեակցիա

Փորձ V: Փոխանակման ռեակցիաներն ընթանում են երկու բարդ նյութերի միջև, և որոնցժամանակ դրանք փոխանակվում են իրենց բաղադրիչներով:

NaOH + HCl à NaCl + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl à CaCl2 + 2H2O
(փոխանակման, չեզոքացման, ջերմանջատիչ, իոնափոխանակման)

Փորձ VI: Ֆոսֆատ իոնի հայտնաբերման ռեակցիա.
Na3PO4 + 3AgNO3 à Ag3PO4 + 3NaNO

Գործնական աշխատանք: Քիմիական ռեակցիաների տեսակները:

Գործնական աշխատանք: Քիմիական ռեակցիաների տեսակները:

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումը ըստ ելանյութերի և վերջանյութերի թվի փոփոխության:

1) Տեղակալման ռեակցիայի ընթացքում պարզ նյութի ատոմները տեղակալում են բարդ նյութի ատոմներից մեկին, և ռեակցիայի հետևանքով  առաջանում են նոր պարզ և բարդ նյութեր:

Փորձ 1. Տեղակալման ռեակցիա

Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
2Al + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2
Mg + H2SOà MgSO4 + H2
նոսր
2Al + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2
               նոսր

2) Միացման ռեակցիաների ընթացքում երկու կամ ավելի նյութերից գոյանում էմեկ նյութ:

Փորձ 2. Միացման ռեակցիա (պայթյունով է այրվում)

2H2 + O2 à 2H2O + Q
Ռեակցիան ընթանում է ռադիկալային մեխանիզմով:

Zn, Al, Mg – ի վրա ավելացրեցինք աղաթթու, և այրեցինք ջրածինը, որը միացման ռեակցիա է (վերօքս, ջերմանջատիչ):

Միացման ռեակցիայի օրինակ է նաև հրավառությունը (Mg) (վերօքս,ջերմանջատիչ)

2Mg + O2 à 2MgO + Q

3) Քայքայման ռեակցիաների ժամանակ մեկ նյութից ստացվում են երկու կամավելի նյութեր:
Փորձ 3. Քայքայման ռեակցիա
Մալախիտի քայքայում

(CuOH)2CO3 à CuO + CO2   + H2O
Այս ռեակցիան ուղեկցվում է գույնի փոփոխությամբ, գազի անջատմամբ:Ջերմանջատիչ ռեակցիա է: Առաջանում է 3 օքսիդ՝ թթվային (CO2), հիմնային(CuO-սև գույնի), ջուր (H2O):

Փորձ 4. Անջատված CO2-ը իջեցնում ենք կրաջրի մեջ.
Ca(OH)2 + CO3 à CaCO3   + H2O
Քայքայման ռեակցիայի օրինակ է ամոնիումի երկքրոմատը.

(NH4)2Cr2O7 à N2   + Cr2O3 + 4H2O  (ջերմանջատիչ, վերօքս, գազի անջ.)              Նարնջագույն                      կանաչ,թունավոր












4) Փոխանակման ռեակցիաներն ընթանում են երկու բարդ նյութերի միջև, ևորոնց ժամանակ դրանք փոխանակվում են իրենց բաղադրիչներով:

Փորձ 5. Փոխանակման ռեակցիաներ

հիմք            թթու           աղ            ջուր
NaOH + HCl à NaCl + H2O

Ca(OH)2 + 2HCl à CaCl2 + 2H2O
(փոխանակման, չեզոքացման, ջերմանջատիչ, իոնափոխանակման)

Փորձ 6. Ֆոսֆատ իոնի (PO43-) հայտնաբերման ռեակցիա.

դեղին գույնի նստվածք
Na3PO4 + 3AgNO3 à Ag3PO4 + 3NaNO3

Химическая реакция

Химическая реакция – это превращение одних веществ в другие. Впрочем, такое определение нуждается в одном существенном дополнении. В ядерном реакторе или в ускорителе тоже одни вещества превращаются в другие, но такие превращения химическими не называют. В чем же здесь дело? В ядерном реакторе происходят ядерные реакции. Они заключаются в том, что ядра элементов при столкновении с частицами высокой энергии (ими могут быть нейтроны, протоны и ядра иных элементов) – разбиваются на осколки, представляющие собой ядра других элементов. Возможно и слияние ядер между собой. Эти новые ядра затем получают электроны из окружающей среды и, таким образом, завершается образование двух или нескольких новых веществ. Все эти вещества являются какими-либо элементами Периодической системы. Примеры ядерных реакций, используемых для открытия новых элементов, приведены в §4.4.

В отличие от ядерных реакций, в химических реакциях не затрагиваются ядра атомов. Все изменения происходят только во внешних электронных оболочках. Разрываются одни химические связи и образуются другие.

Химическими реакциями называются явления, при которых одни вещества, обладающие определенным составом и свойствами, превращаются в другие вещества – с другим составом и другими свойствами. При этом в составе атомных ядер изменений не происходит.

Рассмотрим типичную химическую реакцию: сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха. Те из вас, у кого дома есть газовая плита, могут ежедневно наблюдать эту реакцию у себя на кухне. Запишем реакцию так, как показано на рис. 5-1.

Рис. 5-1. Метан СН4 и кислород О2 реагируют между собой с образованием диоксида углерода СО2 и воды Н2О. При этом в молекуле метана разрываются связи между С и Н и на их месте возникают связи углерода с кислородом. Атомы водорода, ранее принадлежавшие метану, образуют связи с кислородом. На рисунке хорошо видно, что для успешного осуществления реакции на одну молекулу метана надо взять две молекулы кислорода.

Записывать химическую реакцию с помощью рисунков молекул не слишком удобно. Поэтому для записи химических реакций используют сокращенные формулы веществ – как это показано в нижней части рис. 5-1. Такая запись называется уравнением химической реакции.

Количество атомов разных элементов в левой и правой частях уравнения одинаково. В левой части один атом углерода в составе молекулы метана (СН4), и в правой – тот же атом углерода мы находим в составе молекулы СО2. Все четыре водородных атома из левой части уравнения мы обязательно найдем и в правой – в составе молекул воды.

В уравнении химической реакции для выравнивания количества одинаковых атомов в разных частях уравнения используются коэффициенты, которые записываются перед формулами веществ. Коэффициенты не надо путать с индексами в химических формулах.

Рассмотрим другую реакцию – превращение оксида кальция СаО (негашеной извести) в гидроксид кальция Са(ОН)2 (гашеную известь) под действием воды.

Рис. 5-2. Оксид кальция СаО присоединяет молекулу воды Н2О с образованием
гидроксида кальция Са(ОН)2.

В отличие от математических уравнений, в уравнениях химических реакций нельзя переставлять левую и правую части. Вещества в левой части уравнения химической реакции называются реагентами, а в правой – продуктами реакции. Если сделать перестановку левой и правой части в уравнении из рис. 5-2, то мы получим уравнение совсем другой химической реакции:

Если реакция между СаО и Н2О (рис. 5-2) начинается самопроизвольно и идет с выделением большого количества теплоты, то для проведения последней реакции, где реагентом служит Са(ОН)2, требуется сильное нагревание.

Обратите внимание: вместо знака равенства в уравнении химической реакции можно использовать стрелку. Стрелка удобна тем, что показывает направление течения реакции.

Добавим также, что реагентами и продуктами могут быть не обязательно молекулы, но и атомы – если в реакции участвует какой-нибудь элемент или элементы в чистом виде. Например:

H2 + CuO = Cu + H2O

Существует несколько способов классификации химических реакций, из которых мы рассмотрим два.

По первому из них все химические реакции различают по признаку изменения числа исходных и конечных веществ. Здесь можно найти 4 типа химических реакций:

– реакции СОЕДИНЕНИЯ,

– реакции РАЗЛОЖЕНИЯ,

– реакции ОБМЕНА,

– реакции ЗАМЕЩЕНИЯ.

Приведем конкретные примеры таких реакций. Для этого вернемся к уравнениям получения гашеной извести и уравнению получения негашеной извести:

СаО + Н2О = Са(ОН)2

Са(ОН)2 = СаО + Н2О

Эти реакции относятся к разным типам химических реакций. Первая реакция является типичной реакцией соединения, поскольку при ее протекании два вещества СаО и Н2О соединяются в одно: Са(ОН)2.

Вторая реакция Са(ОН)2 = СаО + Н2О является типичной реакцией разложения: здесь одно вещество Ca(OH)2 разлагается с образованием двух других.

В реакциях обмена количество реагентов и продуктов обычно одинаково. В таких реакциях исходные вещества обмениваются между собой атомами и даже целыми составными частями своих молекул. Например, при сливании раствора CaBr2 с раствором HF выпадает осадок. В растворе ионы кальция и водорода обмениваются между собой ионами брома и фтора. Реакция происходит только в одном направлении потому, что ионы кальция и фтора связываются в нерастворимое соединение CaF2 и после этого “обратный обмен” ионами уже невозможен:

CaBr2 + 2HF = CaF2¯ + 2HBr

При сливании растворов CaCl2 и Na2CO3 тоже выпадает осадок, потому что ионы кальция и натрия обмениваются между собой частицами CO32– и Cl с образованием нерастворимого соединения – карбоната кальция CaCO3.

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3¯ + 2NaCl

Стрелка рядом с продуктом реакции показывает, что это соединение нерастворимо и выпадает в осадок. Таким образом, стрелку можно использовать и для обозначения удаления какого-нибудь продукта из химической реакции в виде осадка (¯) или газа (↑). Например:

Zn + 2HCl = H2↑ + ZnCl2

Последняя реакция относится к еще одному типу химических реакций – реакциям замещения. Цинк заместил водород в его соединении с хлором (HCl). Водород при этом выделяется в виде газа.

Реакции замещения внешне могут быть похожи на реакции обмена. Отличие заключается в том, что в реакциях замещения обязательно участвуют атомы какого-нибудь простого вещества, которые замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Например:

2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2 – реакция замещения;

в левой части уравнения есть простое вещество – молекула хлора Cl2, и в правой части есть простое вещество – молекула брома Br2.

В реакциях обмена и реагенты и продукты являются сложными веществами. Например:

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3¯ + 2NaCl – реакция обмена;

в этом уравнении реагенты и продукты – сложные вещества.

Деление всех химических реакций на реакции соединения, разложения, замещения и обмена – не единственное. Есть другой способ классификации: по признаку изменения (или отсутствия изменения) степеней окисления у реагентов и продуктов. По этому признаку все реакции делятся на окислительно-восстановительныереакции и все прочие (не окислительно-восстановительные).

Реакция между Zn и HCl является не только реакцией замещения, но и окислительно-восстановительной реакцией, потому что в ней изменяются степени окисления реагирующих веществ:

Zn0 + 2H+1Cl = H20 + Zn+2Cl2 – реакция замещения и одновременно окислительно-восстановительная реакция.

Окислительно-восстановительными являются также реакции метана с кислородом (рис. 5-1), реакция оксида меди с водородом, реакция бромида натрия с хлором.

меняют степень окисления углерод и кислород,

меняют степень окисления водород и медь,

меняют степень окисления бром и хлор.

А вот все остальные реакции, рассмотренные в этом параграфе, окислительно-восстановительными не являются, потому что в них не изменяются степени окисления атомов ни в реагентах, ни в продуктах.

Задачи

5.1. На месте знаков “?” правильно заполните пропуски в уравнениях химических реакций:

Ca + 2HCl = Ca”?” + H2 ↑

2Mg + “?” = 2MgO

2H2”?” + 3O2 = 2H2O + 2SO2 ­

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3”?”O

CaCl2 + 2NaOH = Ca(OH)2 + 2Na”?”

5.2. Приведены 8 разных химических реакций. а) Найдите среди них реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Запишите их уравнения в 4 столбика (по две реакции каждого типа в столбике); б) Уравняйте реакции; в) Подчеркните те реакции, которые являются окислительно-восстановительными. Укажите в них степени окисления атомов в реагентах и продуктах:

H2 + O2 = H2O (реакция идет со взрывом)

Zn + CuCl2 = Cu + ZnCl(реакция происходит в растворе)

NH= N+ H(реакция идет при нагревании в газовой фазе)

Cu + S = CuS (реакция идет при нагревании порошков Cu и S)

AgF + NaCl = AgCl¯ + NaF (реакция происходит в растворе)

CaCO3 = CaO + CO2 ↑ (реакция происходит при нагревании)

CuBr2 + NaOH = Cu(OH)2¯ + NaBr (реакция происходит в растворе)

Fe + H2O = H2↑ + Fe2O(реакция происходит при нагревании)