Podstawowe pojęcia w chemii

Ciało fizyczne to każdy materialny obiekt, który zajmuje określoną przestrzeń. Przykładami są wata cukrowa, drut miedziany, puszka aluminiowa czy kula śnieżna.

Substancje chemiczne posiadają dwa rodzaje właściwości. Właściwości fizyczne opisują wygląd i zachowanie wobec czynników fizycznych - należą do nich stan skupienia, barwa, połysk, gęstość, twardość, rozpuszczalność oraz temperatury wrzenia i topnienia. Właściwości chemiczne z kolei opisują zachowanie substancji wobec innych - to m.in. zapach, smak, toksyczność i aktywność chemiczna.

💡 Ciekawostka! Poznanie właściwości fizycznych i chemicznych substancji pozwala nam przewidzieć, jak będą się one zachowywać w różnych warunkach i podczas reakcji chemicznych.

W chemii używamy też specjalnych symboli, które pomagają nam zapisywać różne procesy. Symbol → oznacza ogrzewanie, a inne znaki wskazują na mieszanie czy dodawanie substancji.

Gęstość i rozdzielanie mieszanin

Gęstość substancji to ważny parametr, który obliczamy ze wzoru: d = m/V, gdzie d to gęstość, m to masa, a V to objętość. Ten wzór możemy przekształcić, aby obliczyć masę $m = d·V$ lub objętość $V = m/d$.

Substancje dzielimy na jednorodne (gdzie składników nie można rozpoznać gołym okiem) i niejednorodne (składniki można rozróżnić gołym okiem). Różne typy mieszanin wymagają odpowiednich metod rozdzielania.

Do rozdzielania mieszanin używamy wielu metod: sączenia (filtracji), sedymentacji (opadanie cząstek stałych na dno), dekantacji (odlewanie cieczy znad osadu), destylacji (rozdzielanie cieczy o różnych temperaturach wrzenia), przesiewania, użycia magnesu czy odparowania.

⚠️ Uważaj! Przy obliczaniu gęstości zawsze zwracaj uwagę na jednostki - pamiętaj, że muszą być one spójne $np. gdy masa jest w gramach, a objętość w cm³, to gęstość będzie w g/cm³$.

Zjawiska i pierwiastki chemiczne

W przyrodzie zachodzą dwa rodzaje zjawisk. Zjawiska fizyczne nie powodują powstania nowej substancji, np. zmięcie kartki papieru zmienia jej wygląd, ale wciąż jest to papier. Zjawiska chemiczne prowadzą do powstania nowej substancji o innych właściwościach, np. spalenie kartki daje popiół, który ma inne właściwości niż papier.

Pierwiastki chemiczne to substancje, których nie można rozłożyć na substancje prostsze. Każdy pierwiastek ma swój unikalny symbol chemiczny - umowny, międzynarodowy zapis pochodzący najczęściej od jego nazwy łacińskiej.

Warto zapamiętać symbole najważniejszych pierwiastków: tlen (O), węgiel (C), wodór (H), azot (N), wapń (Ca), żelazo (Fe), siarka (S). Nawet jeśli nazwy polskie i łacińskie bardzo się różnią, jak w przypadku sodu (Na od Natrium) czy ołowiu (Pb od Plumbum).

💡 Wskazówka! Ucząc się symboli pierwiastków, twórz skojarzenia z ich łacińskimi nazwami - pomoże ci to je szybciej zapamiętać!

Przemiany stanów skupienia i związki chemiczne

Substancje mogą zmieniać swój stan skupienia. Główne przemiany to: topnienie (ze stanu stałego w ciekły), parowanie (z ciekłego w gazowy), skraplanie (z gazowego w ciekły) i zamarzanie (z ciekłego w stały).

Szczególnymi przemianami są sublimacja - przejście bezpośrednio ze stanu stałego w gazowy (np. z lodu w parę wodną) oraz resublimacja - przejście ze stanu gazowego w stały (np. z pary wodnej w lód).

Związek chemiczny to substancja zbudowana z przynajmniej dwóch pierwiastków chemicznych, które są ze sobą trwale połączone. Ma on ściśle określony skład ilościowy, a pierwiastki tworzące związek nie mogą być rozdzielone metodami fizycznymi.

💡 Ciekawostka! Sublimacja zachodzi na przykład podczas "znikania" kostek zapachowych do szafy czy suchego lodu (zamrożonego CO₂), który zmienia się bezpośrednio w gaz tworząc charakterystyczną "mgłę".

Mieszaniny, metale i niemetale

Mieszanina to zbiór co najmniej dwóch różnych substancji zmieszanych ze sobą w dowolnych proporcjach. W przeciwieństwie do związków chemicznych, mieszaniny mają dowolny skład ilościowy, a tworzące je substancje są tylko wymieszane i można je rozdzielić metodami fizycznymi.

Pierwiastki chemiczne dzielimy na metale i niemetale. Metale w temperaturze pokojowej występują w stanie stałym $wyjątek to rtęć - ciecz$, mają zazwyczaj srebrzystobiałą barwę (wyjątki: złoto, miedź), połysk metaliczny, są kowalne, ciągliwe i dobrze przewodzą ciepło i elektryczność. Najmniej aktywne chemicznie są metale szlachetne jak złoto i srebro.

Niemetale w temperaturze pokojowej występują we wszystkich stanach skupienia. Brom to jedyny niemetal będący cieczą w tej temperaturze. Niemetale różnią się między sobą aktywnością chemiczną, rozpuszczalnością w wodzie, gęstością, temperaturami wrzenia i topnienia oraz barwą i zapachem.

⚠️ Pamiętaj! Rozróżnianie metali od niemetali jest kluczowe, ponieważ te dwie grupy pierwiastków mają zupełnie inne właściwości i zachowują się odmiennie w reakcjach chemicznych.

Korozja i podsumowanie podstaw chemii

Korozja to powolny proces niszczenia metali, znany również jako rdzewienie. Jest bardzo szkodliwa, dlatego stosujemy różne metody ochrony: nakładanie powłok ochronnych (np. cynkowanie), ograniczanie agresywności środowiska oraz stosowanie stopów odpornych na korozję.

Warto zapamiętać, że oleje mają mniejszą gęstość od wody, dlatego unoszą się na jej powierzchni. To jedna z podstawowych właściwości fizycznych, którą możesz zaobserwować w codziennym życiu.

Podsumowując najważniejsze pojęcia: symbol chemiczny to umowny międzynarodowy zapis pierwiastka; pierwiastek chemiczny to substancja prosta, której nie można rozłożyć na prostsze; wzór chemiczny to zapis związku za pomocą symboli pierwiastków; a związek chemiczny to substancja złożona z co najmniej dwóch pierwiastków trwale połączonych.

💡 Wskazówka! Kiedy uczysz się chemii, staraj się łączyć teorię z praktyką - obserwuj zjawiska chemiczne wokół siebie, jak korozja metalowych przedmiotów czy mieszanie się oleju z wodą.