Undang-undang kimia

Hukum berkala

Jadual berkala unsur kimia dicipta berdasarkan undang-undang berkala yang dirumuskan oleh Dmitry Mendeleev pada akhir abad ke-19. Pada masa ini, andaian menentukan bahawa "sifat unsur kimia yang dipesan mengikut peningkatan nombor atom berulang secara berkala". Susunan unsur dalam jadual berkala membolehkan kita mentafsir hubungan dengan cepat seperti:

1. nombor cangkang valens, kerana ia sama dengan nombor kala,
2. bilangan kulit elektron yang diduduki oleh elektron, kerana ia sama dengan nombor tempoh,
3. bilangan elektron valens, kerana ia sama dengan nombor kumpulan 1-2 atau dikurangkan sebanyak 10 untuk kumpulan 13-18.

Di samping itu, terdapat beberapa sifat yang juga boleh mencadangkan lokasi elemen untuk blok s dan p:

1. apabila nombor atom dalam kumpulan bertambah, jejari atom, sifat logam, aktiviti logam meningkat,
2. apabila nombor atom dalam kumpulan bertambah, elektronegativiti, pertalian elektron, tenaga pengionan, aktiviti bukan logam berkurangan,
3. apabila nombor atom dalam tempoh bertambah, elektronegativiti, pertalian elektron, tenaga pengionan, aktiviti bukan logam meningkat,
4. apabila nombor atom dalam tempoh bertambah, jejari atom (kecuali helium), aktiviti logam, sifat logam berkurangan.

Hukum kekekalan jisim

Undang-undang asas pertama, dengan mana kajian tindak balas kimia biasanya bermula, ialah undang-undang pemuliharaan jisim. Pada separuh kedua abad kelapan belas, secara bebas antara satu sama lain, Mikhail Lomonosov dan Antoine Lavoisier merumuskan pernyataan bahawa jumlah jisim bahan tindak balas tidak berubah semasa tindak balas kimia. Lebih tepat lagi, dalam sistem tertutup, jumlah jisim semua bahan tindak balas mesti sama dengan jumlah jisim semua hasil tindak balas yang terbentuk.Kekekalan jisim terhasil daripada bilangan malar atom unsur tertentu, yang mempunyai jisim yang sama tanpa mengira bentuk di mana ia wujud.Setiap atom yang terdapat dalam bahan tindak balas membawa jisim yang sama seperti yang terdapat dalam produk, dan kuantitinya juga dikekalkan. Oleh itu keperluan untuk mengimbangi persamaan tindak balas. Ringkasnya, undang-undang pemuliharaan jisim boleh ditulis seperti berikut: jisim bahan tindak balas = jisim produk Ini adalah hubungan yang sangat berguna berkat yang, mengetahui perjalanan tindak balas, kita boleh menentukan jisim sebatian yang terdapat di dalamnya. Jika kita mengetahui stoikiometrinya, kita juga boleh mengira, sebagai contoh, jisim produk yang terbentuk daripada jumlah substrat tertentu atau sebaliknya. Mengetahui berapa banyak produk yang kita ingin dapatkan, kita boleh mengira jumlah bahan tindak balas yang diperlukan untuk tindak balas.

Hukum komposisi tetap bagi sebatian kimia

Satu lagi titik rujukan penting ialah undang-undang komposisi malar, atau dikenali sebagai undang-undang Proust. Pada tahun 1779, Joseph Proust merumuskan hubungan yang mengatakan bahawa: "Setiap sebatian mempunyai komposisi kuantitatif yang malar dan tidak berubah, yang bermaksud nisbah jisim unsur-unsur yang membentuk sebatian tertentu adalah sentiasa malar dan sama". Ini bermakna setiap molekul yang diketahui oleh kita terdiri daripada bilangan atom tertentu. Jisim mereka, sebaliknya, adalah malar dan tidak berubah akibat tindak balas kimia. Oleh itu, pernyataan bahawa tanpa mengira kaedah mendapatkan sebatian kimia, nisbah jisim atom dalam molekul akan sentiasa sama. Contohnya, molekul air dengan formula H ₂ O akan sentiasa mempunyai nisbah berat unsur yang sama dengan 1:8, dan molekul metana dengan formula CH ₄ 1:0.333. Jika nisbah jisim diganggu oleh mana-mana bahan tindak balas, lebihan unsur tidak akan bertindak balas.

Undang-undang perkadaran berbilang

Hukum perkadaran berbilang yang dicipta oleh John Dalton pada awal abad ke-19 dirumuskan seperti berikut: “Apabila dua unsur bergabung antara satu sama lain untuk membentuk lebih daripada satu sebatian, berat satu unsur yang bergabung dengan berat tetap yang lain adalah dalam nisbah nombor bulat kecil."Ini bermakna formula kimia sebatian kimia tidak boleh mengandungi nombor bukan integer. Jika, seperti dalam kes nitrogen oksida, terdapat berturut-turut 0.5; 1; 1.5; 2; 2.5 atom oksigen, untuk menentukan bilangan tetap unit jisim, darab dengan dua, mendapatkan formula berikut: N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , NO ₂ , N ₂ O ₅ .

undang-undang Avogadro

Hukum Avogadro adalah penting dalam pengiraan kimia. Ia adalah andaian bahawa jumlah molar sebarang bahan dalam keadaan gas menduduki isipadu yang sama di bawah keadaan fizikal yang sama. Nilai yang paling kerap digunakan mengandaikan bahawa dalam keadaan piawai, iaitu pada suhu 273 K dan tekanan 1013 hPa, satu mol mana-mana gas menduduki isipadu 22.4 dm ³ .Nilai ini biasanya dirujuk sebagai isipadu molar.Dalam Selain itu, nombor lain diandaikan untuk molekul: "dalam jumlah yang sama bagi gas yang berbeza, di bawah keadaan suhu dan tekanan yang sama, terdapat bilangan zarah yang sama". Diandaikan bahawa 1 mol sebatian tertentu mengandungi 6.022∙10 ²³ molekul di bawah keadaan piawai di atas.

Undang-undang volumetrik Gay-Lussac

Undang-undang isipadu Gay-Lussac yang dirumuskan pada tahun 1808 oleh Joseph Gay-Lussac mengatakan bahawa di bawah keadaan suhu dan tekanan yang sama, isipadu bahan dalam keadaan gas yang terlibat dalam tindak balas kimia yang dipertimbangkan berkaitan antara satu sama lain sebagai nombor semula jadi yang mudah. adalah akibat daripada hukum Avogadro. Contohnya, jika tindak balas molekul hidrogen dan klorin melibatkan isipadu yang sama sebanyak 6.022∙10 ²³ setiap satu, dua molekul hidrogen klorida dengan bilangan 2∙6.022∙10 ²³ molekul terbentuk.

Prinsip Le Chatelier (Undang-undang Keseimbangan)

Prinsip Le Chatelier dan Braun , juga dikenali sebagai Hukum Keseimbangan, menerangkan kelakuan sistem kimia pada masa gangguan keseimbangan kimia. Ternyata jika faktor luaran bertindak ke atas sistem dalam keadaan keseimbangan kimia, tindak balas bagi sistem akan cenderung untuk meminimumkan kesan faktor ini. Tindak balas mungkin terganggu akibat perubahan dalam kepekatan bahan tindak balas, suhu sistem, atau tekanan (tindak balas dalam fasa gas). Apabila menilai kesan perubahan, istilah "keseimbangan beralih ke kanan" digunakan jika lebih banyak produk terbentuk dan "keseimbangan beralih ke kiri" jika lebih banyak substrat terbentuk.

1. Menukar jumlah bahan tindak balas – jika kita meningkatkan kepekatan substrat, keseimbangan akan beralih ke kanan, kerana sistem ingin mengurangkan kepekatan reagen tambahan. Walau bagaimanapun, jika kita meningkatkan kepekatan produk, sistem akan cenderung untuk mengurangkannya, dan keseimbangan akan beralih ke kiri.
2. Perubahan dalam tekanan atau isipadu – ingat bahawa tekanan adalah berkadar songsang dengan isipadu, jadi apabila anda meningkatkan isipadu, tekanan berkurangan. Ini hanya terpakai kepada tindak balas yang melibatkan bahan tindak balas dalam bentuk gas. Asasnya adalah untuk menentukan berapa banyak mol gas berada di sisi bahan tindak balas dan produk. Jika hanya terdapat satu mol gas dalam produk dan dua mol gas dalam bahan tindak balas, bahan tindak balas akan mengenakan lebih tekanan. Jika isipadu bertambah atau tekanan berkurangan, keseimbangan sistem sedemikian akan beralih ke kiri.
3. Perubahan suhu – haba boleh dianggap sebagai salah satu bahan tindak balas. Oleh itu, jika kita mempertimbangkan tindak balas eksotermik, dengan meningkatkan suhu, sistem akan mahu mengurangkannya dengan mengalihkan keseimbangan ke kiri.