Βασικές γνώσεις Χημείας .

ΒΑΣΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Σύμβολα ατόμων και μορίων χημικών στοιχείων:

1.ΑΜΕΤΑΛΛΑ

1Α.αλογόνα (διατομικά)

      όνομα     άτομο  μόριο  Αρ. Οξείδωσης:

_·          Φθόριo   F       F₂            -1

_·          Χλώριο  Cl      Cl₂          -1

_·          Βρώμιο  Br      Br₂          -1

_·          Ιώδιο      J        J₂            -1

1Β.Άλλα αμέταλλα:

      όνομα    άτομο  μόριο  Αρ. Οξείδωσης:

Υδρογόνο       Η          Η₂        ±1(+1 στα οξέα )

Άζωτο             Ν          Ν₂

Οξυγόνο         Ο         Ο₂      -2

Όζον                           Ο₃

Θείο                S          S

Άνθρακας       C           C      +2, +4

Φωσφόρος     P          P₄      +5

ΜΕΤΑΛΛΑ (όλα είναι μονοατομικά ):

    όνομα    άτομο  μόριο  Αρ. Οξείδωσης:

Κάλιο             Κ           K        +1

Νάτριο           Να         Nα      +1

Μαγγάνιο       Mn        Mn

Μαγνήσιο      Mg         Mg      +2,

Ψευδάργυρος Zn         Zn

Αργίλιο            Al          Al       +3

Κοβάλτιο         Co        Co

Σίδηρος           Fe        Fe      +2, +3

Ασβέστιο         Cα        Cα     +2

Βάριο               Βα        Βα     +2

ΕΥΓΕΝΗ ΑΕΡΙΑ (μονοατομικά):

  όνομα       άτομο  μόριο    

Ήλιο                 He      He

Νέο                  Ne      Ne

Αργό                Ar       Ar

Κρυπτό            Kr       Kr

Ξένο                Xe       Xe

Ραδόνιο           Rn       Rn

AMETAΛΛΑ Σειρά δραστικότητας και Α.Ο:

Εφ-σε-β- ι- ο- ς

 F- Cl-Br-J-O-S (φθόριο-χλώριο-βρώμιο-ιώδιο-οξυγόνο-θείο)

 Τα 4 πρώτα -1, τα 2 τελευταία -2

ΜΕΤΑΛΛΑ Σειρά δραστικότητας και Α.Ο:

Κάλιο-βα- σα-να-μεγ-αλα-μοια-ζν-γρα-φι-co- νη- σι

  Κ-    Βα- Cα-Να- Mg-Al-  Mn-  Zn- Cr-Fe-Co-Ni-Sn-Pb-H

   +1,  +2,  +2, +1, +2, +3, +2,  +2,  .........................

(κάλιο-βάριο-ασβέστιο-νάτριο-μαγνήσιο-αργίλιο…)

Τα σημαντικότερα –  ιόντα (κατιόντα):

Από τα μονοατομικά είναι τα πιο πάνω κάλιο ,βάριο ….

Και έχουμε και ένα πολυατομικό το ΝΗ₄⁺¹ αμμώνιο που υπάρχει στην βάση  υδροξείδιο του αμμωνίου ΝΗ₄ΟΗ και στα αμμωνιακά άλατα όπως το θειϊκό αμμώνιο (ΝΗ₄)₂SO₄

Τα σημαντικότερα –  ιόντα (ανιόντα):

Είναι τα 6 γνωστά μονοατομικά ανιόντα:
F^-1- Cl^-1-Br^-1-J^-1-O^-2-S^-2

(που συναντώνται (εκτός του Ο) στα  μη οξυγονούχα οξέα όπως  το υδροφθόριο ΗF, το υδροθείο H₂S αλλά και στα μη οξυγονούχα άλατα  όπως το χλωριούχο νάτριο ΝαCl , προσέξτε ότι στα οξέα έχουμε μπροστά στον τύπο τους Η (εξαίρεση το νερό Η₂Ο που είναι οξείδιο) τέλος το Ο είναι το δεύτερο στοιχείο στα οξείδια όπως το οξείδιο του καλίου Κ₂Ο )

και  τα ακόλουθα 5 πολυατομικά ανιόντα

ΟΗ^-1 υδροξείδιο ( το έχουν οι  βάσεις όπως το υδροξείδιο του βαρίου Βα (ΟΗ)₂ )

ΝΟ₃^-1 νιτρικό   (συναντάται στο νιτρικό οξύ ΗΝ0₃ και  στα νιτρικά άλατα όπως το νιτρικό ασβέστιο Cα(ΝΟ₃)₂  )

CO₃^-2 ανθρακικό (συναντάται στο ανθρακικό οξύ Η₂CO₃ και στα ανθρακικά άλατα όπως το ανθρακικό κάλιο Κ₂CO₃ )

SO₄^-2 θειϊκό (όμοια το βρίσκουμε στο θειϊκό οξύ Η₂SO₄ και στα θειϊκά άλατα όπως το θειϊκό αργίλιο Al₂(SO₄)₃ )

PO₄^-3 φωσφορικό(  συναντάται στο φωσφορικό οξύ Η₃PO₄ και στα φωσφορικά άλατα όπως το φωσφορικό νάτριο Να₃PO₄ )

ΓΡΑΦΗ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΧΗΜΙΚΗΣ ΕΝΩΣΗΣ

Κάθε ανόργανη χημική ένωση αποτελείται από 2 τμήματα

το θετικό τμήμα που γράφεται πρώτο και είναι ένα κατιόν που μπορεί να είναι είτε ένα  μονοατομικό κατιόν όπως  

Κ⁺¹ -  Βα⁺²- Cα⁺²-Να⁺¹- Mg⁺²-Al⁺³

 ή ένα  πολυατομικό κατιόν  όπως το κατιόν του αμμωνίου ΝΗ₄⁺¹

και από το αρνητικό της τμήμα που γράφεται δεύτερο και είναι είτε ένα μονοατομικό ανιόν όπως τα γνωστά

F^-1 -  Cl^-1 - Br^-1 - J^-1 -O^-2 - S^-2

είτε  ένα πολυατομικό ανιόν όπως ΟΗ^-1 υδροξείδιο, ΝΟ₃^-1 νιτρικό   , CO₃^-2 ανθρακικό, SO₄^-2 θειϊκό ή PO₄^-3 φωσφορικό

Αφού γράψουμε τα 2 αυτά μέρη κάνουμε χιαστή αγνοώντας τα + και – και αν γίνεται απλοποιούμε όπως όταν οι αριθμοί οξείδωσής μας είναι +2 και -2  τότε αντί 2 και 2 βάζουμε 1 και 1 που τελικά παραλείπονται (το 1 παραλείπεται)

Παραδείγματα:

Νιτρικό κάλιο γράφω πρώτα το κάλιο Κ⁺¹  και μετά το νιτρικό ιόν ΝΟ₃^-1  έτσι έχω γράψει Κ⁺¹ΝΟ₃^-1 και τώρα κάνω χιαστί δηλαδή γράφω 1 κάτω από το κάλιο (που παραλείπεται και άρα δεν το γράφω) και 1 κάτω δεξιά από το ΝΟ₃^-1 που επίσης παραλείπεται άρα ο τελικός τύπος είναι Κ⁺¹ΝΟ₃^-1   μπορώ τώρα να γράψω τον τελικό τύπο του νιτρικού καλίου χωρίς να γράψω τους αριθμούς οξείδωσης, όμοια αν ήθελα να γράψω τον τύπο του

Νιτρικού ασβεστίου θα έκανα τα ίδια βήματα

Γράφω τα + και – ιόντα : Cα⁺² ΝΟ₃^-1 

Κάνω χιαστί παραλείποντας τα πρόσημα και το 1 : Cα⁺² (ΝΟ₃^-1)₂ 

Τέλος γράφω τον τύπο χωρίς τους αριθμούς οξείδωσης : Cα (ΝΟ₃)₂ 

Ανθρακικό ασβέστιο

Cα⁺² CΟ₃^-2 εδώ μετά το χιαστί και την απλοποίηση καταλήγουμε στον μοριακό τύπο Cα CΟ₃

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ  ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ

Ανόργανες χημικές ενώσεις είναι όλες οι χημικές ενώσεις εκτός της ενώσεις του άνθρακα.

Από τις ενώσεις του άνθρακα ανήκουν στις ανόργανες μόνο τα οξείδιά του CO ,CO₂ ,το ανθρακικό οξύ H₂CO₃ και τα ανθρακικά άλατα  όπως το ανθρακικό ασβέστιο CaCO_3.

1.    ΟΞΕΑ

τα αναγνωρίζω από το ότι έχουν μπροστά Η και αν δεν έχουν οξυγόνο ( τα μη οξυγονούχα οξέα) τα ονομάζω υδρο-τάδε :

ΗCl υδροχλώριο

H₂S υδροθείο

Αν έχουν οξυγόνο (τότε ανήκουν στα οξυγονούχα οξέα) διαβάζω πρώτα το αρνητικό ιόν (δεξιό τμήμα) και μετά βάζω την κατάληξη οξύ :

Η₂SO₄ θειϊκό οξύ

Η₃PO₄  φωσφορικό οξύ

2.ΒΑΣΕΙΣ

Τις αναγνωρίζω από το ότι έχουν δεξιά ΟΗ και τις ονομάζω υδροξείδιο του τάδε:

Na OH υδροξείδιο του νατρίου

Ca (OH)₂ υδροξείδιο του ασβεστίου

3.ΟΞΕΙΔΙΑ

Τα αναγνωρίζω από το ότι αποτελούντα από 2 μόνο είδη στοιχείων με το δεύτερο να είναι Ο και τα ονομάζω οξείδιο του τάδε (αν υπάρχει 1 μόνο οξείδιο αυτού του στοιχείου ) :

CaO οξείδιο του ασβεστίου (το ασβέστιο δίνει μόνο αυτό το οξείδιο)

Αν όμως το στοιχείο δίνει πάνω από ένα οξείδια τότε διαβάζουμε :

CO μονοξείδιο του άνθρακα

CO₂ διοξείδιο του άνθρακα

ή αναφέρουμε και τον αριθμό οξείδωσης του στοιχείου Q

P₂O₃ οξείδιο του τρισθενούς φωσφόρου

P₂O₅ οξείδιο του πεντασθενούς φωσφόρου

4.ΑΛΑΤΑ

 Τα άλατα εμπειρικά αναγνωρίζονται από το ότι δεν ανήκουν σε καμία από τις κατηγορίες που περιγράψαμε πιο πριν δηλαδή αν μια ανόργανη ουσία δεν είναι οξείδιο ,οξύ ή βάση τότε είναι άλας.

Ονομάζονται όπως στα παραδείγματα που ακολουθούν:

Τα μη οξυγονούχα άλατα:

NaCl  άλας μη οξυγονούχο διαβάζω πρώτα το δεξιό τμήμα με την κατάληξη ούχο δηλαδή  χλωριούχο και μετά το αριστερό δηλαδή νάτριο άρα λέγεται χλωριούχο νάτριο

K₂S όμοια διαβάζω θειούχο κάλιο

Τα οξυγονούχα άλατα :

K₂SO₄ εδώ έχω οξυγονούχο άλας διαβάζω πάλι πρώτα το δεξιό τμήμα θειϊκό και μετά το αριστερό δηλαδή κάλιο έτσι τελικά λέγεται θεϊκό κάλιο

(NH4)₂CO₃ όμοια ανθρακικό αμμώνιο

Σύμφωνα με τα προηγούμενα οι ενώσεις

CH₄    , C₂H₄O , CH₃CH₂OH   είναι οργανικές ενώσεις

CO, K₂O, CaO ανήκουν στα οξείδια

HF, HCl, H₂SO₄, H₃PO₄ , H₂CO₃ ανήκουν στα οξέα

NaOH, Ca(OH)₂ ,NH₄OH ανήκουν στις βάσεις

K₂S, NaCl , Να₂SO₄ ανήκουν στα άλατα

ΓΡΑΦΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

Στο πρώτο μέλος της αντίδρασης γράφουμε πρώτα τα σώματα που αντιδρούν (αντιδρώντα σώματα)  και μετά  το βελάκι γράφουμε τα προϊόντα της αντίδρασης προσέχοντας την σωστή γραφή των μοριακών τύπων ( χιαστί τους αριθμούς οξείδωσης)

Και στο τέλος βάζουμε τους κατάλληλους συντελεστές μπροστά από τις χημικές ενώσεις ώστε να έχουμε και στα 2 μέλη της εξίσωσης τον ίδιο αριθμό ατόμων από κάθε χημικό στοιχείο .

Δεν ξεχνάμε ότι τα ελεύθερα χημικά στοιχεία γράφονται με το σύμβολο του ατόμου τους όπως Να, Κ, εκτός από τα διατομικά που είναι τα :

F₂ , Cl₂ , Br₂ , J₂ , O₂ , N₂ και  H₂

Έτσι στην κατηγορία των αντιδράσεων της απλής αντικατάστασης όπου ένα ελεύθερο στοιχείο αντικαθιστά ένα άλλο σε μια χημική ένωση έχουμε

Οξύ + μέταλλο  →άλας + Η₂  

2HCl + 2K→2KCl + H₂ εδώ το  Κ αντικαθιστά το Η

H₂SO₄ + Zn→ZnSO₄ + H₂ όμοια ο ψευδάργυρος αντικαθιστά το Η

Ενώ στην κατηγορία των αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης όπου αλλάζουν θέση τα + ιόντα  μεταξύ τους  έχουμε

Οξύ + βάση →άλας + νερό (εξουδετέρωση)

Η₂S +2 NaOH→Na₂S +2 H₂O

Οξύ +άλας→νέο όξύ + νέο άλας

2HCl + Na₂CO₃→2NaCl +H₂CO₃ που διασπάται σε Η₂Ο και CO₂  έτσι η τελική αντίδραση είναι :

2HCl + Na₂CO₃→2NaCl  +Η₂Ο + CO₂

Τελικά  όταν αντιδρά ένα οξύ σε ανθρακικό άλας το άλας καταστρέφεται και παράγεται διοξείδιο του άνθρακα έτσι εξηγείται το ότι δεν πρέπει να καθαρίζονται τα μάρμαρα με οξέα όπως το ξύδι αλλά και γιατί καταστρέφονται τα μνημεία από μάρμαρο με την (όξινη) βροχή ή τα καυσαέρια της πόλης.

Βάση + άλας →νέα βάση +νέο άλας

Άλας ₁+ άλας ₂→ άλας ₃+ άλας ₄

ΜΙΑ ΣΠΟΥΔΑΙΑ ΣΧΕΣΗ

1 mole= M.B gr= N_A μόρια =(22,4  L αν είναι αέριο σε συνθήκες s.t.p δηλαδή έχει θερμοκρασία θ=0 C  και πίεση P=1atm)

Προαπαιτούμενο  να ξέρω να  βρίσκω το Μοριακό βάρος όταν μου δίνονται τα ατομικά βάρη  δείτε πως το βρίσκουμε :

Βρείτε τα μοριακά βάρη των χημικών ενώσεων :

1.Ca(OH)₂

2.Na₂SO₄   δίνονται τα ατομικά βάρη   Ca=40, O=16, H=1,Na=23, S=32

Λύση

1. M.B=1Ca+2 O+2H=1*40+2*16+2*1=40+32+2=74

2.M.B=2 Na+1 S+4 O=2*23+1*32+4*16=46+32+64=142

Τώρα εύκολα μπορούμε να εφαρμόσουμε την σχέση που πριν αναφέραμε  για να κάνουμε μετατροπές από mole  σε gr ή σε μόρια  ή σε L  ( μόνο για αέρια σε κανονικές συνθήκες) και αντίστροφα εφαρμόζοντας την  ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ:

Μετατρέψτε 148 gr  Ca(OH)₂  σε mole. Δίνονται τα Α.Β Ca=40, O=16, H=1.

Λύση

Όταν μια ουσία δίνεται ή ζητείται σε γραμμάρια και μου δίνονται τα απαραίτητα Α.Β βρίσκω πρώτα το Μ.Β της ουσίας αυτής εδώ η ουσία είναι το  Ca(OH)₂  που έχει

M.B=1Ca+2 O+2H=1*40+2*16+2*1=40+32+2=74

Γράφω μετά την γνωστή σπουδαία  σχέση για την χημική μας ένωση

1 mole Ca(OH)₂  = 74  gr Ca(OH)₂  = N_A μόρια Ca(OH)₂ 

και εφαρμόζω την μέθοδο των τριών :

1 mole Ca(OH)₂   είναι 74  gr Ca(OH)₂ 

Χ mole                         148 gr

       Έχουμε (χιαστί) 74*χ=1*148 άρα χ=148/74 ή χ=2 mole

        Με ίδιο τρόπο μπορούμε να βρούμε 67,2 L CO₂ σε κανονικές συνθήκες πόσα mole είναι :

Από την σπουδαία σχέση έχουμε

1 mole CO₂  έχει όγκο 22,4 L

Χ mole                         67,2 L

Έτσι 22,4* χ= 1*67,2  άρα χ=67,2/22,4=3 mole