Kemiska lagar

Lagen om periodicitet

Det periodiska systemet för kemiska grundämnen skapades på grundval av periodicitetslagen formulerad av Dmitry Mendeleev i slutet av 1800-talet. För närvarande bestämmer antagandet att "egenskaperna hos kemiska element ordnade i enlighet med ökande atomnummer upprepas med jämna mellanrum". Arrangemanget av element i det periodiska systemet gör att vi snabbt kan tolka samband som:

1. valensskalstalet, eftersom det är lika med periodnumret,
2. antalet elektronskal som upptas av elektroner, eftersom det är lika med periodtalet,
3. antalet valenselektroner, eftersom det är lika med grupptalet 1-2 eller reduceras med 10 för grupperna 13-18.

Dessutom finns det ett antal egenskaper som också kan föreslå platsen för elementet för s- och p-blocken:

1. när atomnumret i en grupp ökar, ökar atomradien, metallens karaktär, aktiviteten hos metaller,
2. när atomnumret i en grupp ökar, minskar elektronegativiteten, elektronaffiniteten, joniseringsenergin, aktiviteten hos icke-metaller,
3. när atomnumret under en period ökar, ökar elektronegativiteten, elektronaffiniteten, joniseringsenergin, aktiviteten hos icke-metaller,
4. när atomnumret under en period ökar, minskar atomradien (utom helium), aktiviteten hos metaller, metallisk karaktär.

Lagen om bevarande av massa

Den första grundläggande lagen, med vilken studiet av kemiska reaktioner vanligtvis börjar, är lagen om massans bevarande. Under andra hälften av 1700-talet, oberoende av varandra, formulerade Mikhail Lomonosov och Antoine Lavoisier påståendet att den totala massan av reaktanter inte förändras under en kemisk reaktion. Mer exakt, i ett slutet system, den totala massan av alla reaktanter måste vara lika med den totala massan av alla bildade reaktionsprodukter. Bevarande av massa är resultatet av det konstanta antalet atomer av specifika element, som har samma massa oavsett i vilken form de finns. Varje atom som finns i reaktanten bär samma massa som som finns i produkterna, och dess kvantitet bevaras också.Därav behovet av att balansera reaktionsekvationerna. Kort sagt kan lagen om bevarande av massa skrivas på följande sätt: massa av reaktanter = massa av produkter Detta är ett särskilt användbart förhållande tack vare vilken vi, genom att känna till reaktionsförloppet, kan bestämma massorna av föreningarna som finns i den. Om vi känner till dess stökiometri kan vi också beräkna till exempel massan av produkten som bildas från en specifik mängd substrat eller vice versa. Genom att veta hur mycket produkt vi vill få kan vi beräkna mängden reaktanter som behövs för reaktionen.

Lagen om konstant sammansättning av en kemisk förening

En annan viktig referenspunkt är lagen om konstant sammansättning, även känd som Prousts lag. År 1779 formulerade Joseph Proust ett förhållande som säger att: "Varje förening har en konstant och oföränderlig kvantitativ sammansättning, vilket betyder att massförhållandet mellan de grundämnen som utgör en given förening alltid är konstant och detsamma". Detta betyder att varje molekyl som är känd för oss består av ett visst antal atomer. Deras massa är å andra sidan konstant och förändras inte som ett resultat av kemiska reaktioner.Därav uttalandet att oavsett metoden för att erhålla en kemisk förening, massförhållanden mellan atomer i en molekyl kommer alltid att vara desamma. Till exempel kommer en vattenmolekyl med formeln H ₂ O alltid att ha ett viktförhållande av grundämnen lika med 1:8, och en molekyl av metan med formeln CH ₄ 1:0,333. Om massförhållandet störs av någon av reaktanter, kommer överskottet av grundämnet inte att reagera.

Lag av flera proportioner

Lagen om flera proportioner skapad av John Dalton i början av 1800-talet är formulerad på följande sätt: "När två element kombineras med varandra för att bilda mer än en förening, är vikterna av ett element som kombineras med en fast vikt av det andra i ett förhållande mellan små heltal.” Detta innebär att de kemiska formlerna för kemiska föreningar inte bör innehålla icke-heltal. 1; 1,5; 2; 2,5 syreatomer, för att bestämma det fasta antalet massenheter, multiplicera med två och erhåll följande formler: N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , NO ₂ , N ₂ O ₅ .

Avogadros lag

Avogadros lag är viktig i kemiska beräkningar. Det är antagandet att de molära mängderna av alla ämnen i gasform upptar samma volym under samma fysiska förhållanden. De mest använda värdena antar att under standardförhållanden, dvs vid en temperatur på 273 K och ett tryck på 1013 hPa, upptar en mol av vilken gas som helst en volym på 22,4 dm ³ . Detta värde kallas vanligtvis för molvolymen. Dessutom antas ytterligare ett antal för molekyler: "i lika volymer av olika gaser, under samma temperatur- och tryckförhållanden, finns det samma antal partiklar". Det antas att 1 mol av en given förening innehåller ^6,022 ∙1023 molekyler under ovanstående standardbetingelser.

Gay-Lussacs volymetriska lag

Gay-Lussacs volymetriska lag som formulerades 1808 av Joseph Gay-Lussac säger att under samma temperatur- och tryckförhållanden hänför sig volymerna av ämnen i det gasformiga tillståndet som är inblandade i den kemiska reaktionen i fråga till varandra som enkla naturliga tal. är en konsekvens av Avogadros lag. Till exempel, om reaktionen mellan väte- och klormolekyler involverar lika volymer på 6,022∙10 ²³ vardera, bildas två vätekloridmolekyler med antalet 2∙6,022∙10 ²³ molekyler.

Le Chateliers princip (jämviktslagen)

Le Chatelier och Brauns princip, även kallad jämviktslagen, beskriver beteendet hos ett kemiskt system vid tidpunkten för kemisk jämviktsstörning. Det visar sig att om en extern faktor verkar på ett system i ett tillstånd av kemisk jämvikt, så visar det sig att om en extern faktor verkar på ett system i ett tillstånd av kemisk jämvikt, systemet tenderar att minimera effekten av denna faktor. Reaktionen kan störas som ett resultat av förändringar i koncentrationen av reaktanter, systemets temperatur eller tryck (reaktioner i gasfasen).När man bedömer effekten av förändringar, termer "jämvikt skiftar till höger" används om fler produkter bildas och "jämvikt skiftar till vänster" om fler substrat bildas.

1. Ändring av mängden reaktanter – om vi ökar koncentrationen av substratet kommer jämvikten att skifta åt höger, eftersom systemet vill minska koncentrationen av det tillsatta reagenset. Om vi däremot ökar koncentrationen av produkten, kommer systemet att tendera att minska den, och jämvikten kommer att förskjutas till vänster.
2. Förändring i tryck eller volym – kom ihåg att trycket är omvänt proportionellt mot volymen, så när du ökar volymen minskar trycket. Detta gäller endast för reaktioner som involverar reaktanter i gasform. Grunden är att bestämma hur många mol gaser som finns på sidan av reaktanter och produkter. Om det bara finns en mol gas i produkterna och två mol gas i reaktanterna kommer reaktanterna att utöva mer tryck. Om volymen ökar eller trycket minskar kommer jämvikten i ett sådant system att skifta åt vänster.
3. Temperaturförändring – värme kan behandlas som en av reaktanterna. Därför, om vi betraktar en exoterm reaktion, genom att öka temperaturen, kommer systemet att vilja minska den genom att flytta jämvikten åt vänster.