Conf Dr. Habil. Marius Mihășan corp B, demisol I, sala B228marius.mihasan@uaic.ro

Nota finala • admis la colocviu• nota examen• + 0,2 pentru fiecare prezenta peste 7• - 0,4 pentru fiecare prezenta sub 7

- Definiţii şi valori esenţiale pentru înţelegerea conţinutului

- Clasificări, valori şi exemple importante

- Informaţii accesorii, utile dar ne-esenţiale pentru înţelegerea conţinutului

BIBLIOGRAFIE

Olteanu, Z. – 2007, ELEMENTE DE CHIMIE GENERALĂ, vol. I, Ed. Tehnopress, Iaşi

Olteanu, Z., Mihăsan M. – 2014, CHIMIE GENERALĂ – Manual de lucrări practice,Ed. Tehnopress, Iaşi

Zumdahl, S. S. – 1989, CHEMISTRY, D. C. Heath and Company, Massachusetts.

Dillard, C. R, Goldberg, D. E. – 1978, CHEMISTRY – REACTIONS, STRUCTURE ANDPROPERTIES, Macmillan Publishing Co., Inc, New York.

Albu, D. C., Maria Brezeanu – 1974, MICĂ ENCICLOPEDIE DE CHIMIE, Ed.Enciclopedică Română, Bucureşti.

Negoiu, D. – 1972, TRATAT DE CHIMIE ANORGANICĂ, vol. I, Ed. Tehnică, Bucureşti.

Marcu, Gh. – 1991, CHIMIE ANORGANICĂ, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

Humelnicu, D. – 2002, INTRODUCERE ÎN CHIMIA ANORGANICĂ, Ed. Universităţii“Alexandru Ioan Cuza” din Iaşi.

Neniţescu, C.D. – 1985, CHIMIE GENERALĂ, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.

DEFINIŢIE ŞI RAMURI PRINCIPALE ALE CHIMIEI

CHIMIA - ştiinţa fundamentală a naturii:• studiul structurii, compoziţiei şi proprietăţilor substanţelor;

• studiul transformărilor pe care le suferă substanţele precum şi legile care guvernează acesteprocese;

• sinteza de noi substanţe cu proprietăţi specifice;

• producerea de energie prin reacţii chimice;

• interpretarea naturii substanţelor pe baza structurii lor precum şi utilizările substanţelor în diferitedomenii de activitate.

Ramuri principale: Chimia anorganică - ramură descriptivă care se ocupă cu studiul elementelor chimice şi a compuşilor

acestora cu excepţia hidrocarburilor şi derivaţilor lor.

Chimia organică - ramură descriptivă care se ocupă cu studiul combinaţiilor carbonului.

Chimia mediului - studiul proceselor chimice şi biochimice care se desfăşoară în natură ca urmare adiverselor activităţi umane

Chimia analitică - elaborează si foloseşte metode, mijloace si metodologii de obţinere a informaţiilorlegate de compoziţia şi natura substanţelor.

Biochimia - se ocupă cu studiul compuşilor care apar în organismele vii precum şi cu funcţionarea şitransformările acestora în cursul vieţii.

(chimia medicală, chimia industrială, geochimia, astrochimia, chimia alimentară, chimia mediului,chimia combinaţiilor complexe, chimia coloizilor, electrochimia, analiza fizico-chimica, fotochimia, magnetochimia,radiochimia etc.)

UNITĂŢI DE MĂSURĂ

Observaţia ştiinţifică:► calitativă► cantitativă - număr şi unitate de măsură

Sistemul de unităţi - ansamblu de unităţi de măsură constituit dintr-un număr restrâns de unităţifundamentale din care se pot obţine, pe baza unor legi fizice, unităţile derivate.

SI de unităţi - şapte unităţi fundamentale şi două suplimentare, radian (rad) şi steradian (sr).

O mărime fizică importantă în chimie - volumul (m3).1dm3= 1L1cm3= 1mL

Numărul asociat unei măsurători se obţine prin utilizarea unor dispozitive sau aparate.

Nr. crt. Mărime fizică Denumire unitate de măsură Simbol

1. Lungime metru m

2. Masă kilogram kg

3. Timp secundă s

4. Intensitate curent electric amper A

5. Temperatură Kelvin K

6. Intensitate luminoasă candelă cd

7. Cantitate de substanţă mol mol

SUBSTANŢELE CHIMICE

Materia - substanţa din care sunt alcătuite obiectele fizice:- ocupă spaţiu şi are masă;- reprezentă universul observabil.

Chimia se ocupă cu studiul unor specii materiale bine definite - substanţe chimice.

Substanţele chimice (combinaţii chimice, compuşi chimici) - compuşi a căror compoziţie şi structură suntconstante şi invariabile fiind alcătuite din elemente chimice combinate în raporturi de masă binedefinite. Au proprietăţi diferite de ale fiecărui element component în parte iar elementele, la rândul lor,îşi pierd proprietăţile caracteristice.

Substanţele chimice se deosebesc între ele prin proprietăţi (caracteristici ale substanţei ce servescpentru a o identifica şi a o diferenţia de alte substanţe).● proprietăţi fizice - acele proprietăţi care descriu substanţa însăşi dar nu implică transformări prinreacţii chimice.

● proprietăţi chimice - modurile caracteristice în care o substanţă participă la reacţii chimice în urmacărora îşi schimbă compoziţia.

Cele mai utilizate proprietăţi pentru identificarea unei substanţe sunt acelea care pot fi măsurate şiexprimate numeric.

Substanţele chimice pot fi:● simple sau elementare - substanţe care sunt formate din atomi ai aceluiaşi element (Cl2, Br2, H2, O2 etc.). ● compuse - alcătuite din atomi diferiţi putând fi transformate prin metode chimice în două sau mai multe substanţe simple.

În general, substanţele chimice conţin mici cantităţi de substanţe străine numite impurităţi. Separarea şi purificarea substanţelor se realizează prin diferite metode ce implică numai modificări fizice

(distilare, filtrare, cromatografie, recristalizare, sublimare, antrenare cu vapori, extracţie etc.).

Caracteristici ale substanţelor pure :● proprietăţi fizice invariabile în condiţii identice (Tt, Tf, densitate, indice de refracţie,conductibilitate, constantă dielectrică, spectre optice);

● compoziţie chimică bine determinată, indiferent de procedeul de obţinere;

● nu poate fi descompusă în alte substanţe prin procedee fizice cunoscute.

Substanţele pure:► omogene - substanţele simple sau elementare;► heterogene - substanţele compuse sau combinaţiile chimice.

În natură substanţele există sub formă de amestecuri de substanţe pure.Caracteristica principală - compoziţie variabilă ce determină variaţia proprietăţilor lor fizice. Fiecare

substanţă din amestec îşi păstrează proprietăţile şi poate fi separată de celelalte prin metodefizice sau mecanice.

Amestecurile pot fi:■ omogene (soluţii) alcătuite din substanţe miscibile fapt pentru care au aceeaşi compoziţie şiaceleaşi proprietăţi în toată masa (aerul - amestec omogen sau soluţie de gaze, vinul - soluţielichidă complexă, aliajele - soluţii solide).■ heterogene alcătuite din substanţe nemiscibile şi ca urmare compoziţia şi proprietăţile lor nusunt aceleaşi în toată masa amestecului (nisip în apă, praf suspendat în aer etc.).

Compuşii chimici se reprezintă în scris prin formule chimice care au semnificaţie:

- calitativă;- cantitativă.

Formula chimică:► brută - indică natura elementelor şi proporţia relativă între numărul atomilor elementelor componente. Ex. -formula brută a apei oxigenate

(H1O1)n

► moleculară - indică tipul şi numărul de atomi dintr-un compus chimic. Ea reprezintă un multiplu de numereîntregi ai formulei brute. De exemplu formula moleculară a apei oxigenate este

(HO)2

► structurală - reprezentare simbolică a modului de legare a atomilor componenţi într-o moleculă indicândsuccesiunea legării lor precum şi locul pe care îl ocupă în moleculă o anumită particularitate structurală.

Formula brută - se stabileşte pe cale experimentală.

Formula moleculară - se stabileşte pe cale experimentală prin metodeleanalizei elementare (calitative şi cantitative) şi pe baza determinării maseimoleculare a compusului.

Formula structurală - se stabileşte prin metode fizice,chimice sau fizico-chimice.

Alte exemple:

(CH)n (CH)6

Formula brută Formula moleculară Formula structurală

(H2SO4)n H2SO4

ELEMENTUL CHIMIC (substanţa elementară) - totalitatea atomilor care au acelaşi număr atomic (Z).Elementul chimic nu poate fi desfăcut în forme mai simple sau refăcut prin operaţii chimice sau fiziceobişnuite.

Elementele chimice în natură:– gaz - H, He, Ar, Ne, Kr, Xe, Rn, O, N, F, Cl;– lichid - Br, Hg;– solid - restul elementelor din tabelul lui Mendeleev.

Dintre elementele cunoscute până în prezent:► 90 sunt elemente chimice naturale;► restul elemente chimice artificiale.

Elementele sunt reprezentate prin simboluri formate din una sau două litere alese pentru a reprezentaelementul respectiv. Simbolurile sunt utilizate internaţional. Ele au o semnificaţie calitativă cât si unacantitativă.

Elementele cele mai noi sunt cele cu numerele de ordine sau numărul atomic (Z) între 112 şi118. Acestea sunt reprezentate prin simboluri temporare:

112-Uub – ununbium 113-Uut - ununtrium114-Uuq - ununquaternium 115-Uup - ununpentium116-Uuh – ununhexium 117-Uus - ununseptium118-Uuo - ununoctium

Na – elementul Sodiu cu Z=11 – semnificație calitativăNa – un atom de sodiu – semnificație cantitativă2Na – 2 atomi de sodiu – semnificație cantitativă

Elementele chimice reprezintă, în cea mai mare parte, amestecuri de atomi cu acelaşi număr atomic (Z) dar cu numerede masă (A) diferite.

Speciile de atomi ai unui element care au acelaşi Z dar A diferite – izotopi (gr. isos + topos - ocupă acelaşi loc în SP).Având acelaşi Z izotopii au proprietăţi aproape identice deosebindu-se între ei prin numărul diferit de neutroni din

nucleele atomice (ex.:hidrogenul din natură este alcătuit din atomi cu Z=1 dar A diferite, A=1, A=2 şi A=3; 11H -protiu, are nucleul alcătuit numai dintr-un proton, 21H - deuteriu are nucleul alcătuit dintr-un proton şi un neutron iar31H - tritiu are nucleul alcătuit dintr-un proton şi doi neutroni).

Masa atomică - număr ce reprezintă de câte ori masa unui atom este mai mare decât unitatea de masă atomică(amu – atomic mass unit).

Prin convenţie internaţională, amu (unitatea de măsură – u sau Da, Dalton) a fost definită ca a 12-a parte din masaizotopului 12C, reprezintă masa unui proton sau neutron si este egală cu 1.660539040(20)×10−27 kg. Numeric,1 Da este echivalentul a 1g/mol.

În natură:● monoizotopice, Na, P, Al etc.;● amestecuri de izotopi.

La stabilirea masei atomice a unui element se ţine seama atât de numărul de izotopi cât şi de raportul între aceştia.

Masele atomice ale elementelor sunt medii procentuale ale maselor atomice ale amestecului de izotopi; se exprimăîn unităţi atomice de masă (amu, Da).

Atomul gram – cantitatea, în grame, dintr-un element egală numeric cu masa atomică a acestuia.

Masa moleculară - suma maselor atomice relative ale atomilor ce alcătuiesc molecula unei substanţe. Este omărime relativă, adimensională.

Molecula gram (mol) - cantitatea de substanţă simplă sau compusă, exprimată în grame, egală numeric cu masamoleculară. S-a determinat că un mol din orice substanţă conţine 6,023x1023 particule.

Ca şi masa atomică absolută, masa moleculară absolută are valori extrem de mici şi se determină prin împărţireamoleculei gram la numărul de molecule dintr-o moleculă gram=6,023x1023.

1 atom de H – 1 Da1 atom de C – 12 Da1 moleculă de acid acetil-salicilic (aspirină) – 180.16 Da1 molecula de titină (cea mai mare proteină cunoscută) – 3 – 3,7 MDa (3000000 Da)