ΧΗΜΕΙΑ Α’ ΛΥΚΕΙΟΥ1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Χημεία : η Χημεία είναι η επιστήμη που μελετά τη δομή των ουσιών και τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ τους.

Δομικά σωματίδια της ύλης : τα υλικά σώματα στα πλαίσια της μελέτης της Χημείας αποτελούνται από άτομα – μόρια και ιόντα.

Άτομα : το άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο που αποτελεί ένα χημικό στοιχείο ή βρίσκεται σε μια χημική ένωση. Τα υλικά σώματα τριγύρω μας αποτελούνται από 92 διαφορετικά είδη ατόμων. Το κάθε άτομο συμβολίζεται με το όνομα του στοιχείου στο οποίο ανήκει. Π.χ. είναι το άτομο του υδρογό- νου, είναι το άτομο του νατρίου κτλ.

Μόριο : το μόριο είναι το μικρότερο τμήμα μιας χημικής ένωσης, το οποίο εκδηλώνει τις ιδιότητες της ένωσης αυτής. Τα μόρια αποτελούνται είτε από ίδια άτομα ενωμένα μεταξύ τους, είτε από διαφορετικά

άτομα. Π.χ. το είναι το μόριο του οξυγόνου που αποτελείται από 2 όμοια άτομα οξυγόνου ενωμένα

μεταξύ τους. Από την άλλη το αποτελείται από 2 άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου ενω-μένα μεταξύ τους σε μια χημική ένωση.

Τα μονοατομικά χημικά στοιχεία αποτελούνται από ένα άτομο. Συνεπώς σε αυτά η έννοια του ατόμου και του μορίου τους συμπίπτουν. Π.χ. το δηλώνει τόσο ένα άτομο ηλίου, όσο και ένα μόριο ηλίου.

Ιόντα : τα ιόντα είναι φορτισμένα άτομα ή φορτισμένες ομάδες ατόμων. Π.χ. το δηλώνει ένα θετι-

κό ιόν ασβεστίου, ενώ το δηλώνει ένα αρνητικό ιόν της ομάδας ατόμων που αποτελείται από 1 ά-τομο φωσφόρου και 4 άτομα οξυγόνου.

Τα θετικά ιόντα ονομάζονται συχνά και κατιόντα, ενώ τα αρνητικά ιόντα ονομάζονται και ανιόντα. Εσωτερική δομή ατόμου : κάθε άτομο

αποτελείται από μια κεντρική περιοχή που ονομάζεται πυρήνας, γύρω από τον οποίο περιφέρονται τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Ο πυρήνας αποτελείται από τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια και τα ηλεκτρικά ουδέτερα νετρόνια.

Όλα τα άτομα σε κανονική κατάσταση έχουν ολικό ηλεκτρικό φορτίο ίσο με μηδέν. Δηλαδή είναι ηλεκ-τρικά ουδέτερα. Για να βρω το ολικό φορτίο ενός ατόμου προσθέτω τις μονάδες φορτίου όλων των η-λεκτρονίων και πρωτονίων του. Π.χ. το άτομο του άνθρακα έχει στον πυρήνα του 6 πρωτόνια και γύρω από τον πυρήνα 6 ηλεκτρόνια. Το ολικό φορτίο είναι:

Ατομικός αριθμός : συμβολίζεται με Ζ και περιγράφει το πλήθος των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατό-μου.

Νετρονικός αριθμός : συμβολίζεται με Ν και περιγράφει το πλήθος των νετρονίων στον πυρήνα ενός α-τόμου.

Μαζικός αριθμός : συμβολίζεται με Α και περιγράφει το πλήθος των πρωτονίων και νετρονίων στον πυρήνα ενός ατόμου.

Ο συμβολισμός ενός ατόμου γίνεται με βάση τους αριθμούς Ζ και Α ως εξής: . Π.χ. το δηλώνει το άτομο του οξυγόνου που έχει Ζ=8 πρωτόνια στον πυρήνα του και Α=16 πρωτόνια και νετρόνια στον πυρήνα του. Συνεπώς:

Άρα το έχει Ν=16-8=8 νετρόνια στον πυρήνα του. Επειδή το κάθε άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο

το πλήθος των ηλεκτρονίων είναι ίσο με το πλήθος των πρωτονίων. Άρα το έχει 8 ηλεκτρόνια. Παράδειγμα:

Α) το είναι το άτομο του βρωμίου, το οποίο περιέχει Ζ=35 πρωτόνια στον πυρήνα και 35 ηλεκ-τρόνια γύρω από αυτόν. Επιπλέον περιέχει Ν=Α-Ζ=80-35=45 νετρόνια στον πυρήνα του.

Σωματίδιο Μονάδα ηλεκτρικού φορτίουΗλεκτρόνιο -1Πρωτόνιο +1Νετρόνιο 0

Β) το είναι το αρνητικό ιόν του θείου, το οποίο περιέχει Ζ=16 πρωτόνια στον πυρήνα και επειδή έχει προσλάβει επιπλέον 2 ηλεκτρόνια (αυτό δείχνει το φορτίο του ιόντος -2) έχει 16+2=18 ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα. Επιπλέον περιέχει Ν=Α-Ζ=32-16=16 νετρόνια στον πυρήνα του.

Γ) το είναι το θετικό ιόν του καλίου, το οποίο περιέχει Ζ=19 πρωτόνια στον πυρήνα του και επει-δή έχει χάσει ένα ηλεκτρόνιο (αυτό δείχνει το φορτίο του ιόντος +1) έχει 19-1=18 ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα. Επιπλέον περιέχει Ν=Α-Ζ =39-19=20 νετρόνια στον πυρήνα του.

Τα ιόντα δημιουργούνται αν από τα άτομα φύγουν ηλεκτρόνια ή μεταφερθούν ηλεκτρόνια. Αν από ένα άτομο φύγει ένα ηλεκτρόνιο τότε προκύπτει ένα ιόν με φορτίο +1, αν φύγουν δύο ηλεκτρόνια τότε το ιόν που προκύπτει έχει φορτίο +2 κτλ. Αντίθετα αν σε ένα άτομο πάει ένα ηλεκτρόνιο τότε προκύπτει ένα αρνητικό ιόν με φορτίο -1, αν πάνε δύο ηλεκτρόνια τότε το ιόν έχει φορτίο -2 κτλ.

Ισότοπα : άτομα του ίδιου στοιχείου (ίδιος ατομικός αριθμός Ζ) που διαφέρουν ως προς τον μαζικό α-

ριθμό Α. Π.χ. τα άτομα και είναι ισότοπα του λιθίου. Ταξινόμηση της ύλης : Η επιστήμη της Χημείας ταξινομεί

την ύλη στις κατηγορίες της διπλανής εικόνας. Καθορισμένες ουσίες : ουσίες που έχουν την ίδια σύσταση σε

οποιεσδήποτε συνθήκες. Π.χ. η χημική ένωση απο-τελείται παντού και πάντα από μόρια που αποτελούνται από 2 άτομα υδρογόνου και 1 άτομο οξυγόνου. Το χημικό στοι-χείο είναι μια καθορισμένη ουσία, αφού παντού και πά-ντα αποτελείται από τα ίδια άτομα χαλκού.

Μίγματα : συνδυασμός ουσιών που έχουν μεταβλητή σύστα-ση ανάλογα με τον τρόπο παρασκευής τους. Π.χ. το αλατόνερο είναι ένα μίγμα. Κάποιος κατά την πα-ρασκευή του μπορεί να βάλει λίγο ή πολύ αλάτι, έτσι το αλατόνερο δεν έχει δεδομένη σύσταση. Όταν διακρίνουμε τα συστατικά ενός μίγματος, τότε χαρακτηρίζουμε το μίγμα αυτό ως ετερογενές. Αν δε δια-κρίνουμε όλα τα συστατικά του, τότε το μίγμα χαρακτηρίζεται ομογενές ή διάλυμα. Π.χ. το λάδι και το νερό είναι ένα μίγμα. Επειδή το λάδι επιπλέει πάνω στο νερό κι έτσι διακρίνουμε τις δύο ουσίες, λέμε το διάλυμα ετερογενές. Αντίθετα το ζαχαρόνερο είναι ένα ομογενές μίγμα ή διάλυμα, διότι αν και δια-κρίνουμε το νερό, δε διακρίνουμε τη ζάχαρη που έχει διαλυθεί σε αυτό.

Τα μίγματα μπορούν να διαχωριστούν στα συστατικά τους με φυσικές μεθόδους. Π.χ. το αλάτι μπορεί να διαχωριστεί από το νερό στο αλατόνερο με την εξάτμιση του νερού.

Διαλυτότητα : διαλυτότητα είναι η μέγιστη ποσότητα διαλυμένης ουσίας σε μια συγκεκριμένη ποσότητα

διαλύτη σε συγκεκριμένες συνθήκες. Π.χ. η διαλυτότητα του στους σε νερό είναι 35,5%. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να διαλύσουμε το πολύ 35,5g σε 100g νερό.

Ακόρεστο : το διάλυμα στο οποίο έχουμε τοποθετήσει μικρότερη ποσότητα διαλυμένης ουσίας που μπο-ρεί να διαλυθεί από τη δεδομένη ποσότητα διαλύτη στις συγκεκριμένες συνθήκες.

Κορεσμένο : το διάλυμα που περιέχει ακριβώς τόση ποσότητα της διαλυμένης ουσίας όση μπορεί να διαλυθεί από τη δεδομένη ποσότητα διαλύτη στις συγκεκριμένες συνθήκες.

Παράδειγμα : η διαλυτότητα του στο νερό στους είναι 25%. Στους είναι 28%.

Α) Σε μια ποσότητα νερό τοποθετούμε σε θερμοκρασία . Τι είδους διάλυμα προκύπτει;

Λύση:

Εμείς τοποθετήσαμε , άρα φτιάξαμε ένα κορεσμένο διάλυμα.

Β) Θερμαίνουμε το αρχικό διάλυμα ως τους , χωρίς απώλεια νερού. Θα αλλάξει το είδος του δια-λύματος;

Λύση:

Το διάλυμά μας περιέχει , άρα δεν περιέχει τη μέγιστη δυνατή ποσότητα που μπορεί να δια-

λυθεί. Συνεπώς το διάλυμα έγινε ακόρεστο. Για να ξαναγίνει κορεσμένο πρέπει να προσθέσουμε της διαλυμένης ουσίας.

2. ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΕΣΜΟΙ Το ατομικό πρότυπο του Bohr : το άτομο αποτελείται από μια κεντρική περιοχή

που ονομάζεται πυρήνας, στον οποίο συνυπάρχουν τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Γύρω από τον πυρήνα κινούνται σε κυκλικές τροχιές που ονομάζονται επιτρεπό-μενες τα ηλεκτρόνια. Η κάθε τροχιά ονομάζεται στιβάδα και περιγράφεται από έ-να αριθμό που ονομάζεται κύριος κβαντικός αριθμός και συμβολίζεται με . Ο

παίρνει την τιμή για την πρώτη τροχιά, για τη δεύτερη κοκ. Οι στιβάδες ονομάζονται συχνά με κάποιο κεφαλαίο λατινικό χαρακτήρα, όπως δεί-χνει ο παρακάτω πίνακας:ΣτιβάδαΣύμβολο Κ L M N O P Q

Κανόνες ταξινόμησης των ηλεκτρονίων στις στιβάδες :

[1].Η κάθε στιβάδα που την τιμή μπορεί να λάβει το πολύ ηλεκτρόνια. Π.χ. η Κ στιβάδα με

μπορεί να λάβει το πολύ ηλεκτρόνια. Ενώ η Μ με μπορεί να λάβει το πολύ

ηλεκτρόνια. Οι στιβάδες συμπληρώνονται με ηλεκτρόνια από την Κ προς τις ανώτερες. [2].Η τελευταία στιβάδα ενός ατόμου δεν μπορεί να έχει περισσότερα από 8 ηλεκτρόνια. Ασφαλώς η Κ

δεν μπορεί να έχει περισσότερα από 2. [3].Η προτελευταία στιβάδα περιέχει από 8 – 18 ηλεκτρόνια. Και πάλι αν η Κ είναι η προτελευταία το-

τε δεν έχει οπωσδήποτε 2 ηλεκτρόνια.

Παράδειγμα : Να κατανεμηθούν τα ηλεκτρόνια σε στιβάδες για τα στοιχεία: Α) , Β) , Γ) ,

Δ)

Λύση: Α) : (η Κ στιβάδα θα έχει 2 η-λεκτρόνια και η L θα έχει το ένα που απομένει). Η προ-τελευταία στιβάδα είναι η Κ η οποία έχει οπωσδήποτε 2 ηλεκτρόνια.

Β) :

Αν τοποθετούσαμε 13 ηλεκτρόνια στην L ( ) θα παραβιάζαμε τον 1ο και 2ο κανόνα.

Γ) : Παρόλο που η Ν μπορεί να πάρει μέχρι 32 ηλεκτρόνια, ωστόσο δεν μπορούμε να γράψουμε

διότι παραβιάζουμε το 2ο κανόνα. Ομοίως δεν μπορούμε να γράψουμε

διότι παραβιάζουμε τον 3ο κανόνα. Η προτελευταία έχει 26 η-λεκτρόνια και αυτό δεν επιτρέπεται.

Δ) : Μπορείτε να ελέγξετε ότι μόνο αυτή η επιλογή είναι συμβατή με τους 3 κανόνες.

Περιοδικός Πίνακας : ο Περιοδικός Πίνακας (Π.Π.) περιέχει ταξινομημένα σε ομάδες όλα τα χημικά στοιχεία που αποτελούν την ύλη. Ο πρώτος Π.Π. κατασκευάστηκε από το Ρώσο Ντμίτρι Μεντελέεβ, ο οποίος ταξινόμησε τα στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενου βάρους. Ο Άγγλος Φυσικός Χένρι Μόσλι διόρ-θωσε τον πρώτο Π.Π. αφού κατέταξε τα χημικά στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού αριθμού Ζ. Αυτός είναι ο σύγχρονος Π.Π.

Περίοδοι : οι οριζόντιες γραμμές του Π.Π. Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας έχει 7 περιόδους. Ομάδες : οι κατακόρυφες στήλες του Π.Π. Ο σύγχρονος Π.Π. έχει 18 ομάδες. Τα χημικά στοιχεία που α-

νήκουν στην ίδια ομάδα έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες. Π.χ. τα στοιχεία που βρίσκονται

Στιβάδα Μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων

Κ ( ) 2

L ( ) 8

M ( ) 18

N ( ) 32

στην 1η ομάδα εκτός από το υδρογόνο αντιδρούν άμεσα με το οξυγόνο και αρκετά βίαια με το νερό, πα-ράγοντας παρόμοιες χημικές ουσίες.

Μέταλλα, αμέταλλα και ευγενή αέρια : τα περισσότερα χημικά στοιχεία κατατάσσονται στα μέταλλα. Τα υπόλοιπα είναι τα αμέταλλα εκτός από τα στοιχεία της 18ης ομάδας που ονομάζονται ευγενή αέρια.

Τα κυριότερα αμέταλλα είναι τα . Αλκάλια : τα στοιχεία της 1ης ομάδας εκτός από το υδρογόνο. Αλκαλικές γαίες : τα στοιχεία της 2ης ομάδας. Αλογόνα : τα στοιχεία της 17ης ομάδας. Συχνά χρησιμοποιείται ένας διαφορετικός συμβολισμός των ομάδων του Π.Π. ο οποίος είναι πάρα πολύ

χρήσιμος για τη Χημεία της Α’ Λυκείου. Οι εναλλακτικοί συμβολισμοί φαίνονται στον πίνακα που ακο-λουθεί και στον δεύτερο Π.Π. που εικονίζεται.

1η ομάδα 2η ομάδα 3η ομάδα 4η ομάδα 5η ομάδα 6η ομάδα 7η ομάδα 8η ομάδαΙΑ ΙΙΑ ΙΙΙΑ ΙVA VA VIA VIIA VIIIA

Ταξινόμηση των ηλεκτρονίων σε στιβάδες και θέση ενός στοιχείου στον Π.Π. : η ταξινόμηση των ηλεκ-τρονίων σε στιβάδες μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για τη θέση ενός στοιχείου πάνω στον Π.Π.

Παράδειγμα : Α) ο άνθρακας ανήκει στην 2η περίοδο και ΙVA (4η κύρια ομάδα) του Π.Π., όπως δεί-

χνουν οι εικόνες. Η κατανομή των ηλεκτρονίων του σε στιβάδες είναι η: . Παρατηρούμε ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων της τελευταίας στιβάδας (ηλεκτρόνια σθένους) δηλώνει τον αριθμό της κύριας ομάδας και το πλήθος των στιβάδων στις οποίες υπάρχουν ηλεκτρόνια δηλώνει τον αριθμό της περιόδου.

Αριθμός ηλεκτρονίων τελευταίας στιβάδας = αριθμός κύριας ομάδαςΑριθμός κατειλημμένων στιβάδων = αριθμός περιόδου

Β) το αργίλιο έχει την εξής κατανομή ηλεκτρονίων: . Άρα ανήκει στην 3η

περίοδο και την 3η κύρια ομάδα.

Γ) το ρουβίδιο έχει: , άρα ανήκει στην 5η περίοδο και στην 1η κύρια ομάδα.

Δ) το ήλιο έχει: άρα ανήκει στην πρώτη ομάδα και στην 8η κύρια ομάδα (προσοχή! Το ή-λιο δεν ανήκει στην 2η κύρια ομάδα επειδή έχει 2 ηλεκτρόνια στην τελευταία στιβάδα.

Χημικός δεσμός : η ένωση των ατόμων με ηλεκτρικές δυνάμεις για το σχηματισμό χημικών ενώσεων.

Ηλεκτρόνια σθένους : τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στην τελευταία στιβάδα ενός ατόμου. Π.χ. το

με κατανομή ηλεκτρονίων έχει 1 ηλεκτρόνιο σθένους στην τελευταία στιβάδα.

Οι χημικοί δεσμοί ανάμεσα στα άτομα πραγματοποιούνται μέσω των ηλεκτρονίων σθένους. Κανόνας των οκτώ : ένα άτομο είναι σταθερό όταν έχει συμπληρωμένη την εξωτερική του στιβάδα με 8

ηλεκτρόνια. Εξαίρεση αποτελεί το υδρογόνο που θέλει μόνο 2 ηλεκτρόνια για να συμπληρώσει την ε-

ξωτερική του στιβάδα. Π.χ. το υδρογόνο έχει την κατανομή των ηλεκτρονίων . Για να συ-

μπληρωθεί η στιβάδα του υδρογόνου, το υδρογόνο θέλει άλλο ένα ηλεκτρόνιο. Το έχει την κα-

τανομή των ηλεκτρονίων με 1 ηλεκτρόνιο στην τελευταία του στιβάδα. Για να συμπληρωθεί η τελευταία στιβάδα του πρέπει να πάρει άλλα 7 ηλεκτρόνια. Δύσκολο! Το πιο απλό είναι το νάτριο να διώξει το 1 ηλεκτρόνιο σθένους που έχει, να γίνει θετικό ιόν με κατανομή ηλεκτρονίων

. Το έχει την κατανομή ηλεκτρονίων , με 6 ηλεκτρόνια στην τελευταία του στιβάδα. Για να συμπληρωθεί αυτή το θείο χρειάζεται άλλα δύο ηλεκτρόνια.

Τα άτομα ενώνονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν χημικούς δεσμούς και κατ’ επέκταση χημικές ενώσεις, ώστε να συμπληρώσουν την εξωτερική τους στιβάδα σύμφωνα με τον κανόνα των οκτώ.

Ατομική ακτίνα : η ατομική ακτίνα δηλώνει απλά το μέγεθος ενός ατόμου. Η ατομική ακτίνα από στοιχείο σε στοιχείο πάνω στον Π.Π. μεταβάλλεται όπως δείχνει η διπλανή εικόνα.

Ιοντικός ή ετεροπολικός δεσμός : είναι ο χημικός δεσμός που σχηματίζεται με-ταξύ ατόμων ενός μετάλλου με άτομα ενός αμετάλλου. Τα άτομα που συνδέο-νται με ετεροπολικό δεσμό δίνουν το ένα στο άλλο τα ηλεκτρόνια σθένους, οπότε μετατρέπονται σε ιό-ντα, ετερώνυμα φορτισμένα, τα οποία μένουν ενωμένα με ελκτικές ηλεκτρικές δυνάμεις Coulomb.

Παράδειγμα : Α) Με τι είδους δεσμό θα ενωθούν άτομα και ; Λύση: παρατηρούμε ότι το κάλιο είναι μέταλλο και το βρώμιο είναι αμέταλλο. Άρα ενώνονται μεταξύ τους με ετεροπολικό δεσμό. Πώς πραγματοποιείται αυτός; Θα πρέπει πρώτα να κάνουμε την κατανομή ηλεκτρονίων των δύο ατόμων και να λάβουμε υπόψη μας τον κανόνα των οκτώ:

: :

Παρατηρούμε ότι το κάλιο έχει ένα ηλεκτρόνιο στην τελευταία στιβάδα (1 ηλεκτρόνιο σθένους), ενώ το βρώμιο έχει επτά ηλεκτρόνια (7 ηλεκτρόνια σθένους). Πώς θα συμπληρώσουν την τελευταία στιβάδα τους με τον κανόνα των οκτώ; Ή θα φύγει το ένα τελευταίο ηλεκτρόνιο από το κάλιο και θα πάει στην τελευταία

στιβάδα του βρωμίου, η οποία πλέον θα έχει 8, ή θα φύγουν τα 7 ηλεκτρόνια του βρωμίου και θα πάνε στην τελευταία στιβάδα του καλίου. Προφανώς το πιο εύκολο είναι το πρώτο και αυτό γίνεται.

Το κάλιο χάνοντας το τελευταίο του ηλεκτρόνιο έγινε το θετικό ιόν , ενώ το βρώμιο που πήρε αυτό

το ηλεκτρόνιο μετατράπηκε στο αρνητικό ιόν . Τα δύο ιόντα έλκονται με ηλεκτρικές δυνάμεις, ο-πότε σχηματίζεται η ετεροπολική ένωση .

Β) Με τι είδους δεσμό θα ενωθούν άτομα και ;Λύση: Θα κάνουμε την κατανομή των ηλεκτρονίων των δύο ατόμων για να δούμε πόσα ηλεκτρόνια

σθένους έχουν: : : Παρατηρούμε ότι το μαγνήσιο έχει 2 ηλεκτρόνια σθένους, ενώ το φθόριο έχει 7 ηλεκτρόνια σθένους. Πώς θα μεταφερθούν τα ηλεκτρόνια – προφανώς – από το μαγνήσιο στο φθόριο με βάση τον κανόνα των οκτώ; Το φθόριο θέλει ένα ηλεκτρόνιο, ενώ το μαγνήσιο μπορεί να δώσει δύο. Τι θα γίνει λοιπόν; Με λίγη σκέψη καταλαβαίνουμε ότι το μαγνήσιο θα δώσει τα δύο ηλεκτρόνια σθένους σε δύο άτομα φθορίου, από ένα ασφαλώς στο κάθε άτομο.

Το μαγνήσιο έχασε συνολικά 2 ηλεκτρόνια, συνεπώς θα μετατραπεί σε θετικό ιόν . Το κάθε άτο-

μο φθορίου λαμβάνει ένα ηλεκτρόνιο άρα μετατρέπεται σε αρνητικό ιόν . Τα τρία αυτά ιόντα ενώ-

νονται μεταξύ τους με ετεροπολικό ή ιοντικό δεσμό. Η ένωση αυτή γράφεται ως

.

Οι ετεροπολικές ενώσεις έχουν κάποιες κοινές ιδιότητες:Α) είναι στερεές ενώσεις με υψηλά σημεία τήξης (λειώνουν δύσκολα)Β) πολλές από αυτές διαλύονται στο νερό Γ) τα διαλύματά τους στο νερό είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμούΔ) δεν σχηματίζουν μόρια αλλά κρυσταλλικά πλέγματα (δηλαδή στα παραπάνω παραδείγματα δεν μπο-ρούμε να πούμε ότι το κάλιο και το βρώμιο ενώνονται και σχηματίζουν ένα μόριο )

Ομοιοπολικός δεσμός : είναι ο χημικός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ ατόμων του ίδιου στοιχείου ή ανάμεσα σε άτομα αμετάλλων. Τα άτομα που συνδέονται με ομοιοπολικό δεσμό συνεισφέρουν μονήρη ηλεκτρόνια τα οποία ανήκουν ταυτόχρονα στα άτομα που τα συνεισφέρουν (αμοιβαία συνεισφορά η-λεκτρονίων).

Μονήρη ηλεκτρόνια : είναι τα ηλεκτρόνια της τελευταίας στιβάδας (ηλεκτρόνια σθένους), τα οποία είναι μόνα τους, δηλαδή δεν βρίσκονται μαζί σε κάποιο ζεύγος ηλεκτρονίων. Π.χ. ο

με κατανομή ηλεκτρονίων έχει 4 ηλεκτρόνια σθένους. Και τα 4 ηλεκ-τρόνια είναι μονήρη και το άτομο του άνθρακα με τα μονήρη ηλεκτρόνια σθένους συμβολί-ζεται όπως δείχνει η διπλανή εικόνα.

Το έχει κατανομή ηλεκτρονίων , άρα έχει 6 ηλεκτρόνια σθένους. Δεν είναι όλα αυτά μονήρη. Δύο από αυτά είναι μονήρη, όπως δείχνει η διπλανή εικόνα και τα βέλη.Πώς προκύπτει αυτό; Για να βρούμε τα μονήρη ηλεκτρόνια ενός αμετάλλου τοποθετούμε τα τελευταία ηλεκτρόνιά του ένα – ένα στις 4 γωνίες γύρω από το σύμβολό του μέχρι να τα ε-ξαντλήσουμε, όπως δείχνει το σχήμα που ακολουθεί:

Συνεπώς το οξυγόνο έχει 6 ηλεκτρόνια σθένους και 2 μονήρη. Ο διπλανός πίνακας δείχνει τα άτομα των κυριότερων αμετάλλων και τα ηλεκτρόνια σθένους που έχει το κάθε ένα. Σε αυτό τον πίνακα μπορείτε να δείτε πόσα μονήρη ηλεκτρόνια έχει το άτομο του κάθε χημικού στοιχείου.

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί μεταξύ ατόμων γίνονται με αμοιβαία συνεισφορά μονήρων ηλεκτρονίων, γι’ αυτό είναι σημαντικό να μπορούμε να βρούμε πόσα μονήρη ηλεκτρόνια έχει ένα αμέταλλο.

Παράδειγμα : Α) Πώς ενώνονται μεταξύ τους δύο άτομα ; Λύση: Το κάθε άτομο υδρογόνου έχει ένα μονήρες ηλεκτρόνιο. Για να συμπληρώσει την τελευταία στι-βάδα του θέλει ακόμα 1 ηλεκτρόνιο. Τι θα γίνει; Το κάθε άτομο θα συνεισφέρει αμοιβαία το μονήρες η-λεκτρόνιο που έχει, όπως δείχνει το παρακάτω σχήμα.

Πόσα ηλεκτρόνια έχει το κάθε άτομο υδρογόνου; Το κάθε άτομο έχει 2 ηλεκτρόνια, αφού αυτά ανή-κουν και στα δύο άτομα. Λοιπόν ανάμεσα στα άτομα του υδρογόνου

δημιουργείται ομοιοπολικός δε-σμός και το μόριο που δημιουργείται συμβολίζεται ως ή όπως δείχνει η παραπάνω εικόνα στα δε-ξιά. Λέμε ότι ανάμεσα στα άτομα υδρογόνου έχει δημιουργηθεί ένας απλός ομοιοπολικός δεσμός. Β) Πώς ενώνονται μεταξύ τους δύο άτομα ; Λύση: Το κάθε άτομο οξυγόνου έχει 6 ηλεκτρόνια σθένους και 2 μονήρη ηλεκτρόνια. Για να συμπλη-ρώσει το κάθε άτομο οξυγόνου την εξωτερική του στιβάδα, με βάση τον κανόνα των οκτώ, θέλει άλλα

δύο ηλεκτρόνια. Για να γίνει αυτό το κάθε άτομο οξυγόνου θα συνεισφέρει αμοιβαία τα δύο μονήρη η-λεκτρόνιά του, όπως δείχνει η παρακάτω εικόνα.

Πόσα ηλεκτρόνια έχει πλέον το κάθε άτομο; Το κάθε άτομο οξυγόνου έχει 8 ηλεκτρόνια και έχει συ-

μπληρώσει την τελευταία εξωτερική του στιβάδα. Το μόριο που δημιουργείται συμβολίζεται ως ή ό-πως δείχνει η παραπάνω εικόνα στα δεξιά. Λέμε ότι ανάμεσα στα άτομα του οξυγόνου έχει δημιουργη-θεί ένας διπλός ομοιοπολικός δεσμός.

Γ) Πώς ενώνονται μεταξύ τους το και το στο ;Λύση: Το υδρογόνο έχει ένα μονήρες ηλεκτρόνιο και το οξυγόνο έχουν 6 ηλεκτρόνια σθένους και 2 μο-νήρη ηλεκτρόνια. Πώς θα συνεισφέρουν τα ηλεκτρόνιά τους για να αποκτήσουν συμπληρωμένη εξωτε-ρική στιβάδα; Αυτό φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Με αυτό τον τρόπο το κάθε άτομο υδρογόνου έχει 2 ηλεκτρόνια και συμπληρωμένη εξωτερική στιβάδα, ενώ το κάθε άτομο του οξυγόνου έχει 8 ηλεκτρόνια και συμπληρωμένη εξωτερική στιβάδα.

Γ) Πώς ενώνονται μεταξύ τους ο και το στο ; Λύση: Ο φώσφορος έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους και 3 μονήρη. Το χλώριο έχει 7 ηλεκτρόνια σθένους και ένα μονήρες. Με λίγη σκέψη καταλαβαίνουμε ότι ένα άτομο φωσφόρου θα συνδυαστεί με 3 άτομα χλω-ρίου, συνεισφέροντας τα μονήρη ηλεκτρόνιά τους, όπως δείχνει η παρακάτω εικόνα.

Με αυτό τον τρόπο το άτομο του φωσφόρου έχει 8 ηλεκτρόνια και το κάθε άτομο χλωρίου έχει επίσης 8 ηλεκτρόνια.

Οι ομοιοπολικές ενώσεις έχουν κάποιες κοινές ιδιότητες:Α) είναι μαλακές στερεές ενώσεις ή υγρά με χαμηλό σημείο βρασμού ή αέριαΒ) οι περισσότερες ομοιοπολικές ενώσεις διαλυμένες στο νερό δεν είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού

Γ) οι ομοιοπολικές ενώσεις είναι μοριακές (δηλαδή στα παραπάνω παραδείγματα το συμβολίζει το

μόριο του υδρογόνου, το συμβολίζει το μόριο του νερού κτλ)

Οι ομοιοπολικές ενώσεις μεταξύ όμοιων ατόμων (π.χ. κτλ) είναι μη πολικές. Οι υπόλοιπες

ομοιοπολικές ενώσεις είναι πολικές (π.χ. κτλ). Μοριακός τύπος : μοριακός τύπος μιας ένωσης είναι ο συμβολισμός μιας χημικής ένωσης που δείχνει α-

πό ποια άτομα και πόσα άτομα αποτελείται. Π.χ. το είναι ένας μοριακός τύπος που δείχνει ότι αυ-τή η χημική ένωση (προφανώς είναι το νερό) αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου, ενωμένα με ένα ά-τομο οξυγόνου. Το είναι ένας μοριακός τύπος αυτής της ένωσης που αποτελείται από ένα ιόν

νατρίου και ένα ιόν χλωρίου (η ένωση αυτή είναι ετεροπολική, άρα αποτελείται από ιόντα). Το είναι ο μοριακός τύπος της ένωσης αυτής η οποία αποτελείται από 2 άτομα υδρογόνου, ένα άτομο θείου

και 4 άτομα οξυγόνου. Το είναι ο μοριακός τύπος της ένωσης αυτής που αποτελείται από ένα

άτομο χαλκού, 2 άτομα οξυγόνου και 2 άτομα υδρογόνου (προσοχή το μπορούμε να το δού-

με ως χωρίς την παρένθεση) κτλ. Αριθμός οξείδωσης : είναι το φορτίο που έχει ή φαίνεται να έχει ένα άτομο σε μια χημική ένωση. Ο υπολογισμός του αριθμού οξείδωσης (Α.Ο.) ενός ατόμου σε μια χημική ένωση γίνεται με βάση τους

παρακάτω κανόνες:Α) το υδρογόνο στις περισσότερες χημικές ενώσεις έχει Α.Ο. = 1Β) το οξυγόνο στις περισσότερες χημικές ενώσεις έχει Α.Ο. = -2

Γ) τα αλκάλια ( ) έχουν Α.Ο. = +1

Δ) οι αλκαλικές γαίες ( ) έχουν Α.Ο. = +2Ε) το (αργίλιο ή αλουμίνιο) έχει στις περισσότερες ενώσεις Α.Ο. = +3

ΣΤ) τα αλογόνα ( ) έχουν στις περισσότερες ενώσεις Α.Ο. = -1Ζ) οι χημικές ενώσεις έχουν συνολικό Α.Ο. = 0Η) τα ιόντα έχουν Α.Ο. ίσο με το φορτίο του ιόντος

Παράδειγμα : Α) να υπολογιστεί ο Α.Ο. του στο

Λύση: σύμφωνα με τους κανόνες το έχει Α.Ο. = +1 και το έχει Α.Ο. = -2. Όλη η ένωση έχει συνολικό Α.Ο. = 0. Γράφουμε πάνω από κάθε στοιχείο τον Α.Ο. που έχει. Για το χρώμιο ( ) συμ-βολίζουμε τον Α.Ο. που έχει με διότι δεν τον γνωρίζουμε.

Άρα ο Α.Ο. του χρωμίου σε αυτή την ένωση είναι +6.

Β) να υπολογιστεί ο Α.Ο. του φωσφόρου ( ) στην ένωση Λύση: σύμφωνα με τους κανόνες το έχει Α.Ο. = +2 και το οξυγόνο έχει Α.Ο. = -2. Όλη η ένωση

έχει συνολικό Α.Ο. = 0.

(για να καταλάβουμε πόσα άτομα φωσφόρου και οξυγόνου έχουμε σε αυτή την ένωση συνολικά μπο-

ρούμε να βγάλουμε την παρένθεση )

Άρα ο Α.Ο. του φωσφόρου στο είναι ίσος με +6.

Γ) Να υπολογιστεί ο Α.Ο. του άνθρακα στο

Λύση: με τον γνωστό πλέον τρόπο και με δεδομένο ότι ο συνολικός Α.Ο. του ιόντος είναι ίσος με το φορτίο του ιόντος -2 έχουμε:

Άρα ο Α.Ο. του άνθρακα στο ιόν είναι ίσος με +4. Γραφή μοριακού τύπου : οι περισσότερες χημικές ενώσεις αποτελούνται από δύο τμήματα και έχουν το

γενικό μοριακό τύπο , όπου το ένα τμήμα και το άλλο. Π.χ. όπου το τμήμα Α είναι το

και το τμήμα Β είναι το , όπου το τμήμα Α είναι το και το τμήμα Β είναι το ,

όπου το τμήμα Α είναι το και το τμήμα Β είναι το . Το κάθε τμήμα μιας ένωσης έχει το δικό του Α.Ο. Οι Α.Ο. αυτοί θα γίνουν δείκτες σε κάθε τμήμα εναλ-λάξ όπως φαίνεται παρακάτω:

Παράδειγμα : Α) Να γράψετε το μοριακό τύπο της ένωσης που αποτελείται από τα και . Λύση: όπως δείχνει το παραπάνω σχήμα το θετικό ιόν είναι το πρώτο κομμάτι της ένωσης και το αρνη-

τικό ιόν είναι το δεύτερο κομμάτι, άρα . Εδώ οι δείκτες 2 μπορούν να απλοποι-

ηθούν και έχουμε τον πιο απλό μοριακό τύπο .

Β) Να γράψετε το μοριακό τύπο της ένωσης που αποτελείται από τα και .

Λύση:

Γ) Να γράψετε το μοριακό τύπο της ένωσης που αποτελείται από τα και .

Λύση: . Οι δείκτες 1 δεν είναι απαραίτητο να γραφτούν κι έτσι έχουμε τον πιο απλό μο-ριακό τύπο .

Δ) Να γράψετε το μοριακό τύπο της ένωσης που αποτελείται από τα και .

Λύση: . Ομοίως εδώ οι δείκτες 3 απλοποιούνται οπότε έχουμε τον πιο απλό μο-

ριακό τύπο . Ονοματολογία κυριότερων ιόντων :

Ονοματολογία χημικών ενώσεων

ομαδο-ποιήσουμε ως εξής:Α) οξείδια: είναι οι χημικές ενώσεις της μορφής

(το δεύτερο τμήμα είναι το οξυγόνο). Οι χημικές ενώσεις που είναι οξείδια ονοματίζονται με βάση το παρακάτω πρότυπο:

Παράδειγμα : Να ονομάσετε τα παρακάτω οξείδια .

Λύση: Το ονομάζεται «μονοξείδιο του μαγνησίου», το ονομάζεται «μονοξείδιο του να-

τρίου», το ονομάζεται «τεταρτοξείδιο του φωσφόρου» και το ονομάζεται «τριοξείδιο του αργιλίου».

Β) οξέα: είναι οι χημικές ενώσεις της μορφής (το πρώτο τμήμα είναι το υδρογόνο)Οι χημικές ενώσεις που είναι οξέα ονοματίζονται με βάση το παρακάτω πρότυπο:

Εξαίρεση αποτελούν τα οξέα του διπλανού πίνακα.

Παράδειγμα : Να ονομάσετε τα παρακάτω οξέα .

Λύση: Το ονομάζεται «ανθρακικό οξύ». Το ονομάζεται «νιτρικό οξύ»

και το ονομάζεται «χλωρικό οξύ».

Γ) βάσεις: είναι οι χημικές ενώσεις της μορφής Οι χημικές ενώσεις που είναι βάσεις ονοματίζονται με βάση το παρακάτω πρότυπο:

Παράδειγμα : Να ονομάσετε τις παρακάτω βάσεις .

Λύση: Το ονομάζεται «υδροξείδιο του νατρίου», το ονομάζεται «υδροξείδιο του

χαλκού» και το ονομάζεται «υδροξείδιο του βαρίου». Δ) άλατα: τα άλατα είναι ενώσεις της μορφής όπου το είναι ένα μέταλλο και το είναι ένα αρ-

νητικό ιόν, εκτός βέβαια από το και το . Οι χημικές ενώσεις που είναι άλατα ονοματίζονται με βάση το παρακάτω πρότυπο:

Παράδειγμα : Να ονομάσετε τα άλατα .

Λύση: Το ονομάζεται «χλωριούχο νάτριο». Το ονομάζεται «βρωμιούχο μαγνήσιο». Το

ονομάζεται «ανθρακικό νάτριο». Το ονομάζεται «θειικός χαλκός». Το ονομά-

ζεται «χλωριούχο αμμώνιο» και το ονομάζεται «υπερμαγγανικό κάλιο».

Η ένωση έχει το όνομα «νερό» και η ένωση έχει το όνομα «αμμωνία». Έχοντας ομαδοποιήσει τις χημικές ενώσεις σε οξέα, βάσεις, οξείδια και άλατα καλό είναι να τις κατατά-

ξουμε σε ετεροπολικές και ομοιοπολικές ενώσεις, όπως δείχνει ο πίνακας που ακολουθεί:Ετεροπολικές ενώσεις Ομοιοπολικές ενώσεις

Όλα τα άλατα (π.χ. κτλ) Όλα τα οξέα (π.χ. κτλ)

Όλες οι βάσεις (π.χ. κτλ) εκτός από

την αμμωνία ( )

Οξείδια των αμετάλλων (π.χ. κτλ)

Οξείδια μετάλλων (π.χ. κτλ) Η αμμωνία ( ) Παράδειγμα : το άτομο του φωσφόρου έχει 5 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα η οποία είναι η

Μ. Ποιος είναι ο ατομικός αριθμός του φωσφόρου; Λύση: ο ατομικός αριθμός του φωσφόρου (Ζ) είναι το πλήθος των πρωτονίων στον πυρήνα του ή το πλήθος των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα. Αν βρούμε το πλήθος των ηλεκτρονίων θα έχουμε βρει και το Ζ. Σύμφωνα με την εκφώνηση η ηλεκτρονιακή κατανομή του φωσφόρου είναι:

Άρα το πλήθος των ηλεκτρονίων του φωσφόρου είναι: 2+8+5=15. Ο ατομικός αριθμός του φωσφόρου είναι 15.

Παράδειγμα : Αν τα ιόντα και έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων με το ευγενές αέριο

να βρείτε τους ατομικούς αριθμούς των Α και Β. Λύση: όπως κάναμε στο προηγούμενο παράδειγμα πρέπει να βρούμε το πλήθος των ηλεκτρονίων των Α και Β κι έτσι θα έχουμε βρει τους ατομικούς τους αριθμούς.

Έστω ότι το Α έχει ηλεκτρόνια. Τότε το έχει χάσει ένα ηλεκτρόνιο, άρα έχει και με βάση τα δεδομένα: . Άρα ο ατομικός αριθμός του Α είναι Ζ=19.

Έστω ότι το Β έχει ηλεκτρόνια. Τότε το έχει πάρει τρία ηλεκτρόνια, άρα έχει και με βάση τα δεδομένα: . Άρα ο ατομικός αριθμός του Β είναι Ζ=15.

Παράδειγμα : Δίνονται τα στοιχεία Α και Β. Το στοιχείο Α ανήκει στην ΙΙΑ ομάδα και στην 4η περίοδο, ενώ το στοιχείο Β ανήκει στην VΙΙΑ ομάδα και στην 3η περίοδο του περιοδικού πίνακα. Να εξηγήσετε τι είδους δεσμό μπορούν να σχηματίσουν τα παραπάνω στοιχεία. Ποιος είναι ο μοριακός τύπος της ένω-σης που θα σχηματίσουν; Λύση: Το στοιχείο Α που ανήκει στην ΙΙΑ ομάδα (2η κύρια ομάδα) είναι μέταλλο (αλκαλική γαία) και έχει 2 η-λεκτρόνια στην τελευταία του στιβάδα. Το στοιχείο Β που ανήκει στην VΙΙΑ ομάδα είναι αμέταλλο (α-λογόνο) και έχει 7 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Προφανώς ανάμεσα στο Α (μέταλλο) και στο Β (αμέταλλο) θα σχηματιστεί ετεροπολικός δεσμός. Άρα το Α θα δώσει τα 2 τελευταία ηλεκτρόνιά του στο Β. Επειδή το Β θέλει μόνο 1 ηλεκτρόνιο για να συμπληρώσει την τελευταία του στιβάδα (έχει ήδη 7 και θέλει άλλο 1 σύμφωνα με τον κανόνα των οκτώ), καταλαβαίνουμε ότι το άτομο του Α θα δώ-

σει τα 2 ηλεκτρόνιά του σε 2 άτομα του Β, από ένα ηλεκτρόνιο στο κάθε ένα. Άρα ο μοριακός τύπος

της ετεροπολικής ένωσης που θα προκύψει είναι: . Παράδειγμα : Δίνονται οι ατομικοί αριθμοί του άνθρακα (C): Ζ=6 και του υδρογόνου (Η): Ζ=1. Τα δύο

στοιχεία σχηματίζουν τρεις ομοιοπολικές ενώσεις, την Α με τύπο , τη Β με τύπο και τη Γ

με τύπο . Αν είναι γνωστό ότι η ένωση Α έχει ένα απλό ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ των ατόμων του άνθρακα, η ένωση Β έχει ένα διπλό ομοιοπολικό δεσμό μεταξύ των ατόμων του άνθρακα και η ένω-ση Γ έχει ένα τριπλό δεσμό μεταξύ των ατόμων του άνθρακα, να δώσετε τους ηλεκτρονιακούς τύπους των ενώσεων Α, Β και Γ. Λύση: Επειδή έχουμε να κάνουμε με ομοιοπολικούς δεσμούς ξεκινάμε με τον προσδιορισμό των μονή-ρων ηλεκτρονίων στα άτομα του Η και του C. Για το H με Ζ=1: , άρα έχει ένα μονήρες ηλεκτρό-

νιο. Για τον C με Ζ=6: ( ), άρα ο C έχει 4 μονήρη ηλεκτρόνια. Η ένωση Α έχει δύο άτομα C ενωμένα μεταξύ τους με απλό ομοιοπολικό δεσμό. Άρα:

Όπως δείχνει το σχήμα η ένωση Α αποτελείται από 2 άτομα C και 6 άτομα H. Η ένωση Β έχει δύο άτομα C ενωμένα μεταξύ τους με διπλό ομοιοπολικό δεσμό. Άρα:

Συνεπώς η ένωση Β αποτελείται από 2 άτομα C και 4 άτομα Η. Τέλος η ένωση Γ αποτελείται από 2 άτομα C ενωμένα μεταξύ τους με ένα τριπλό ομοιοπολικό δεσμό, άρα:

Παράδειγμα : να γράψετε τους μοριακούς τύπους των ενώσεων: 1. Χλωριούχο ασβέστιο, 2. Υδροξείδιο του ασβεστίου, 3. Νιτρικός άργυρος, 4. Θειούχο μαγνήσιο, 5. Θειικός σίδηρος (ΙΙ), 6. Οξείδιο του να-τρίου, 7. Υδρόθειο, 8. Φωσφορικό αμμώνιο

Λύση: 1. Το «χλωριούχο ασβέστιο» αποτελείται από τα ιόντα και :

2. Το «υδροξείδιο του ασβεστίου» αποτελείται από τα ιόντα και :

3. Ο «νιτρικός άργυρος» αποτελείται από τα ιόντα και :

4. Το «θειούχο μαγνήσιο» αποτελείται από τα ιόντα και :

5. Ο «θειικός σίδηρος (ΙΙ) αποτελείται από τα ιόντα και :

6. Το «οξείδιο του νατρίου» αποτελείται από τα ιόντα και :

7. Το «υδρόθειο» αποτελείται από τα ιόντα και :

8. Το «φωσφορικό αμμώνιο» αποτελείται από τα ιόντα και :

3. ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ Χημική αντίδραση : είναι η μεταβολή κατά την από κάποιες αρχικές ουσίες που ονομάζονται αντιδρώ-

ντα, παράγονται νέες ουσίες που ονομάζονται προϊόντα. Π.χ. το υδρογόνο και το οξυγόνο μπορούν να αντιδράσουν και να παραχθεί το νερό. Το υδρογόνο και το οξυγόνο είναι τα αντιδρώντα και το νερό που παράγεται είναι το προϊόν.

Χημική εξίσωση : είναι ένας τρόπος αναπαράστασης μιας χημικής αντίδρασης. Μια χημική εξίσωση έ-χει τη γενική μορφή

Μπροστά από το κάθε αντιδρών και προϊόν βάζουμε τους κατάλληλους αριθμητικούς συντελεστές για

να υπακούσουμε στον παρακάτω βασικό κανόνα: ο αριθμός των ατόμων του κάθε στοιχείου τόσο στο αριστερό όσο και στο δεξί μέλος μιας χημικής εξίσωσης πρέπει να είναι ο ίδιος.

Παράδειγμα : να βάλετε τους κατάλληλους συντελεστές στις παρακάτω χημικές αντιδράσεις: α.

, β. .

Λύση: α. . Μετράμε τα άτομα από το κάθε στοιχείο σε αριστερό και δεξί μέλος, όπως φαίνεται στο διπλανό πίνακα. Βλέπουμε ότι τα άτομα του οξυγόνου σε αριστερό και δεξί μέλος δεν είναι τα ίδια. Άρα πρέπει να βάλουμε τους κατάλληλους συντελεστές μπροστά από αντιδρώντα και προϊόντα. Μετά από δοκιμές έχουμε:

. Μετράμε ξανά τα άτομα σε κάθε μέλος. Τελικά η σωστή χημική εξίσωση είναι η:

β. . Κάνουμε την ίδια διαδικασία και γι’ αυτή τη χημική εξίσωση. Παρατηρούμε ότι το υδρογόνο και το χλώριο ξεφεύγουν από τον κανόνα. Άρα θα βάλουμε τους κατάλληλους συ-ντελεστές στην χημική εξίσωση. Μετά από δοκιμές έ-χουμε:

. Τσεκάρουμε την επι-λογή μας στον διπλανό πίνακα. Τελικά η σωστή χημική εξίσωση είναι η:

Στον υπολογισμό του αριθμού των ατόμων κάθε στοι-

χείου σε μια χημική εξίσωση πρέπει να είμαστε προσε-κτικοί με τους δείκτες των χημικών ενώσεων.

Π.χ. στην εξίσωση το τμήμα « » σημαίνει ουσιαστικά ότι έχουμε τρία μόρια (

). Δηλαδή έχουμε συνολικά 6 άτομα οξυγό-νου ( ). Προσοχή! Το μόριο του οξυγόνου ( )

αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου ( ). Επίσης το τμήμα « » σημαίνει ότι έχουμε δύο μόρια

τριοξειδίου του θείου ( ). Έτσι σε αυτό το τμή-μα έχουμε 2 άτομα και 6 άτομα . Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης : η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρα-

σης, δηλαδή το πόσο γρήγορα ή αργά εξελίσσεται μια χημική αντίδραση επηρεάζεται από τους εξής πα-ράγοντες:Α) ποσότητα των αντιδρώντων – όσο μεγαλώνει η ποσότητα των αντιδρώντων τόσο πιο γρήγορα εξε-λίσσεται μια χημική αντίδραση

Στοιχείο Δεξί μέλος Αριστερό μέλος2 άτομα 2 άτομα6 άτομα 6 άτομα

Στοιχείο Δεξί μέλος Αριστερό μέλος1 άτομο 1 άτομο2 άτομα 3 άτομα

Στοιχείο Δεξί μέλος Αριστερό μέλος1 άτομο 1 άτομο1 άτομο 2 άτομα1 άτομο 2 άτομα

Στοιχείο Δεξί μέλος Αριστερό μέλος1 άτομο 1 άτομο2 άτομα 2 άτομα2 άτομα 2 άτομα

Β) θερμοκρασία – όσο αυξάνεται η θερμοκρασία όπου συντελείται μια χημική αντίδραση, τόσο πιο γρήγορα εξελίσσεται αυτήΓ) καταλύτες – όταν συνυπάρχουν καταλύτες σε μια χημική αντίδραση αυξάνουν την ταχύτητά της. Οι καταλύτες είναι χημικές ουσίες που δεν αποτελούν μέρος των αντιδρώντων μιας χημικής αντίδρασης. Π.χ. το οξυζενέ διασπάται σε νερό και οξυγόνο πάρα πολύ αργά. Αν προσθέσουμε στο οξυζενέ λίγο

διοξείδιο του μαγγανίου ( ) τότε η διάσπασή του γίνεται πολύ πιο γρήγορα. Δηλαδή στη αντίδρα-

ση διάσπασης του οξυζενέ το λειτουργεί ως καταλύτης. Δ) επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων – όταν σε μια χημική αντίδραση συμμετέχουν στερεά σε μορφή σκόνης τότε η ταχύτητα της αντίδρασης αυξάνεται

Είδη χημικών αντιδράσεων : Α) αντιδράσεις σύνθεσης: σε αυτές έχουμε μόνο ένα προϊόν. Β) αντιδράσεις αποσύνθεσης και διάσπασης: σε αυτές μια χημική ένωση διασπάται σε άλλες χημικές ουσίες

Παράδειγμα : να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των επόμενων αντιδράσεων: α) αργίλιο και θείο δίνουν θειούχο αργίλιο, β) σίδηρος και χλώριο δίνουν χλωριούχο σίδηρο (ΙΙΙ), γ) οξείδιο του χαλκού (ΙΙ) δια-σπάται σε χαλκό και οξυγόνο, δ) βρωμιούχος άργυρος διασπάται σε άργυρο και βρώμιο. Λύση: α) αργίλιο και θείο δίνουν θειούχο αργίλιο: αρχικά θα γράψουμε τον μοριακό τύπο του θειούχου

αργιλίου, το οποίο αποτελείται από το θετικό ιόν του αργιλίου και το αρνητικό ιόν του θείου (

). Η χημική εξίσωση γράφεται ως εξής χωρίς συντελεστές:

(αργίλιο και θείο δίνουν θειούχο αργίλιο)Οι κατάλληλοι συντελεστές προκύπτουν εύκολα ως εξής και έχουμε την ολοκληρωμένη χημική εξίσω-

ση: Αυτή είναι μια χημική αντίδραση σύνθεσης, αφού προκύπτει μία χημική ένωση. β) σίδηρος και χλώριο δίνουν χλωριούχο σίδηρο (ΙΙΙ): αρχικά θα γράψουμε τον μοριακό τύπο του χλωριούχου σιδήρου (ΙΙΙ), το οποίο αποτελείται από το θετικό ιόν του σιδήρου (με φορτίο όπως

προκύπτει από το σύμβολο ΙΙΙ) και το αρνητικό ιόν του χλωρίου ( ). Η χημική εξίσω-ση γράφεται ως εξής χωρίς συντελεστές:

(σίδηρος και χλώριο δίνουν χλωριούχο σίδηρο (ΙΙΙ))Η τελική μορφή της χημικής εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Αυτή είναι μια χημική αντίδραση σύνθεσης, αφού προκύπτει μία χημική ένωση. γ) οξείδιο του χαλκού (ΙΙ) διασπάται σε χαλκό και οξυγόνο: αρχικά θα γράψουμε τον μοριακό τύπο του οξειδίου του χαλκού (ΙΙ), το οποίο αποτελείται από το θετικό ιόν του χαλκού (με φορτίο όπως προ-

κύπτει από το σύμβολο ΙΙ) και το αρνητικό ιόν του οξυγόνου ( ). Η χημική ε-ξίσωση γράφεται ως εξής χωρίς συντελεστές:

(οξείδιο του χαλκού (ΙΙ) διασπάται σε χαλκό και οξυγόνο)Η τελική μορφή της χημικής εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Αυτή είναι μια χημική αντίδραση διάσπασης. δ) βρωμιούχος άργυρος διασπάται σε άργυρο και βρώμιο: αρχικά θα γράψουμε τον μοριακό τύπο του βρωμιούχου αργύρου, το οποίο αποτελείται από το θετικό ιόν του αργύρου και το αρνητικό ιόν του

βρωμίου ( ). Η χημική εξίσωση γράφεται ως εξής χωρίς συντελεστές:

(βρωμιούχος άργυρος διασπάται σε άργυρο και βρώμιο)Η τελική μορφή της χημικής εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Αυτή είναι μια χημική αντίδραση διάσπασης. Γ) αντιδράσεις απλής αντικατάστασης: αυτές οι αντιδράσεις έχουν τη γενική μορφή:

(όπου τα και είναι κάποια μέταλλα) (όπου τα Α και είναι κάποια αμέταλλα)Παρατηρούμε ότι στην πρώτη περίπτωση ένα μέταλλο αντικαθιστά ένα άλλο σε μια χημική ένωση και στη δεύτερη κάποιο αμέταλλο αντικαθιστά ένα άλλο αμέταλλο σε μια χημική ένωση.

Για να πραγματοποιηθεί μια χημική αντίδρα-ση της μορφής θα πρέ-πει το μέταλλο να είναι δραστικότερο του

, για να το αντικαταστήσει. Ομοίως για να πραγματοποιηθεί μια χημική αντίδραση της μορφής θα πρέπει το α-μέταλλο Α να είναι δραστικότερο του αμετάλλου . Η σειρά δραστικότητας μετάλλων και αμετάλλων φαίνεται στον παραπάνω πίνακα. Π.χ. το ασβέστιο ( ) είναι δραστικότερο του ψευδαργύρου ( )

του ή του χαλκού ( ) ή του χρυσού ( ). Ομοίως το φθόριο ( ) είναι δραστικότερο από το βρώμιο

( ) ή το οξυγόνο ( ). Στην παραπάνω σειρά το υδρογόνο ( ) βρίσκεται σε πλαίσιο διότι δεν είναι μέταλλο, ωστόσο παίζει σπουδαίο ρόλο στις αντιδράσεις απλής αντικατάστασης με μέταλλα.

Παράδειγμα : να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των επόμενων αντιδράσεων (εφόσον αυτές γίνονται): α) ψευδάργυρος και υδροβρώμιο ..., β) ιώδιο και φθοριούχο νάτριο ..., γ) νάτριο και χλωριούχο αργίλιο ..., δ) χαλκός και νιτρικός άργυρος ..., ε) άργυρος και υδροχλώριο ..., στ) κάλιο και φωσφορικό οξύ ... Λύση: α) ψευδάργυρος και υδροβρώμιο ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρα-

σης: , όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους, αφού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής , αν και το δεν είναι μέταλλο, όπως είναι ο . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι ο ψευδάργυρος είναι δραστικότερος από το υδρο-γόνο, άρα αυτή η αντίδραση γίνεται και ο ψευδάργυρος θα αντικαταστήσει το υδρογόνο:

Η ένωση είναι «κοκκινισμένη» διότι δεν είναι αυτός ο σωστός μοριακός της τύπος. Αν σκεφτού-

με τα ιόντα που την αποτελούν έχουμε . Έχουμε λοιπόν την χημική εξίσωση της α-

ντίδρασης χωρίς τους συντελεστές: Εύκολα προκύπτει η τελική μορφή της εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές:

β) ιώδιο και φθοριούχο νάτριο ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρασης:

, όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους (το

φθοριούχο νάτριο αποτελείται από τα ιόντα ), αφού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι το ιώδιο δεν είναι δραστικότερο του φθορίου,

άρα αυτή η αντίδραση δεν γίνεται: . γ) νάτριο και χλωριούχο αργίλιο ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρασης:

, όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους

(το χλωριούχο αργίλιο αποτελείται από τα ιόντα ), αφού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι το νάτριο είναι δραστικότερο του αργιλίου,

άρα αυτή η αντίδραση γίνεται και το νάτριο θα αντικαταστήσει το αργίλιο:

Εύκολα προκύπτει η τελική μορφή της εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές:

δ) χαλκός και νιτρικός άργυρος ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρασης:

, όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους

(ο νιτρικός άργυρος αποτελείται από τα ιόντα ), αφού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι ο χαλκός είναι δραστικότερος του αργύρου,

άρα αυτή η αντίδραση γίνεται και ο χαλκός θα αντικαταστήσει τον άργυρο:

Η ένωση είναι «κοκκινισμένη» διότι δεν είναι αυτός ο σωστός μοριακός της τύπος. Αν σκε-

φτούμε τα ιόντα που την αποτελούν έχουμε . Έχουμε λοιπόν την χημική εξίσω-

ση της αντίδρασης χωρίς τους συντελεστές: Εύκολα προκύπτει η τελική μορφή της εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές:

ε) άργυρος και υδροχλώριο ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρασης:

, όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους, α-φού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι ο

άργυρος δεν είναι δραστικότερος του υδρογόνου, άρα αυτή η αντίδραση δεν γίνεται: . στ) κάλιο και φωσφορικό οξύ ...: αρχικά θα γράψουμε το πρώτο μέλος της χημικής αντίδρασης:

, όπου έχουν σημειωθεί τα στοιχεία που πρέπει να ελεγχθούν για τη δραστικότητά τους

(το φωσφορικό οξύ αποτελείται από τα ιόντα ), αφού αυτή η αντίδραση είναι της μορφής . Η σειρά δραστικότητας δείχνει ότι το κάλιο είναι δραστικότερο του υδρογόνου,

άρα αυτή η αντίδραση γίνεται και το κάλιο θα αντικαταστήσει το υδρογόνο:

Η ένωση είναι «κοκκινισμένη» διότι δεν είναι αυτός ο σωστός μοριακός της τύπος. Αν σκε-

φτούμε τα ιόντα που την αποτελούν έχουμε . Έχουμε λοιπόν την χημική εξίσωση

της αντίδρασης χωρίς τους συντελεστές: Εύκολα προκύπτει η τελική μορφή της εξίσωσης με τους κατάλληλους συντελεστές:

Δ) Αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης: αυτές οι αντιδράσεις έχουν τη γενική μορφή: Τα Α και Β είναι τα ιόντα που αποτελούν την ένωση ΑΒ, ενώ τα Γ και Δ είναι τα ιόντα που αποτελούν την ένωση ΓΔ.

Για να πραγματοποιείται μια χημική αντί-δραση διπλής αντικατάστασης θα πρέπει κά-ποιο από τα προϊόντα της να είναι ίζημα ή αέριο. Τα κυριότερα ιζήματα και αέρια φαί-νονται στο διπλανό πίνακα.

Παράδειγμα : να συμπληρωθούν οι αντιδράσεις εφόσον γίνονται: α) χλωριούχο αργίλιο + νιτρικός άργυ-ρος, β) ανθρακικό βάριο + υδροχλώριο, γ) νιτρικό βάριο + θειικό νάτριο, δ) χλωριούχο αμμώνιο + υ-δροξείδιο του μαγνησίουΛύση: α) χλωριούχο αργίλιο + νιτρικός άργυρος. Αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των δύο

ενώσεων που αντιδρούν. Το χλωριούχο αργίλιο αποτελείται από τα ιόντα , ενώ ο νι-

τρικός άργυρος αποτελείται από τα ιόντα . Έτσι έχουμε να συμπληρώσουμε την α-

ντίδραση: . Πρόκειται για αντίδραση διπλής αντικατάστασης, οπότε σύμφωνα με τη γενική μορφή , τα προϊόντα θα είναι:

Τα προϊόντα είναι «κοκκινισμένα» διότι δεν έχουμε γράψει σωστά το μοριακό τύπο των ενώσεων. Το

νιτρικό αργίλιο αποτελείται από τα ιόντα και ο χλωριούχος άργυρος από τα ιό-

ντα . Άρα η αντίδραση χωρίς του συντελεστές γράφεται ως εξής:

Τώρα θα πρέπει να ελέγξουμε αν προκύπτει ίζημα ή αέριο για να δούμε αν γίνεται αυτή η χημική αντί-

δραση. Κοιτώντας τον πίνακα βλέπουμε ότι ο χλωριούχος άργυρος ( ) είναι ίζημα, άρα γίνεται. Βάζοντας τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε την τελική της μορφή:

Το σύμβολο « » δηλώνει ότι ο χλωριούχος άργυρος είναι ίζημα. β) ανθρακικό βάριο + υδροχλώριο: Αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των δύο ενώσεων που

αντιδρούν. Το ανθρακικό βάριο αποτελείται από τα ιόντα , ενώ το υδροχλώριο α-

ποτελείται από τα ιόντα . Έτσι έχουμε να συμπληρώσουμε την αντίδραση:

. Πρόκειται για αντίδραση διπλής αντικατάστασης, οπότε τα προϊόντα θα είναι:

Τα προϊόντα είναι «κοκκινισμένα» διότι δεν έχουμε γράψει σωστά το μοριακό τύπο των ενώσεων. Το

χλωριούχο βάριο αποτελείται από τα ιόντα και το ανθρακικό οξύ από τα ιόντα

. Άρα η αντίδραση χωρίς του συντελεστές γράφεται ως εξής:

Τώρα θα πρέπει να ελέγξουμε αν προκύπτει ίζημα ή αέριο για να δούμε αν γίνεται αυτή η χημική αντί-

δραση. Κοιτώντας τον πίνακα βλέπουμε ότι το χλωριούχο βάριο ( ) δεν είναι ίζημα. Προσοχή! Το ανθρακικό οξύ είναι ένα ασταθές οξύ και μόλις δημιουργείται διασπάται σύμφωνα με την παρακάτω χη-

μική αντίδραση:

Το σύμβολο « » δηλώνει ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι αέριο. Άρα αφού παράγεται αέριο η αντί-δραση γίνεται. Συνδυάζοντας αυτές τις αντιδράσεις έχουμε τη συνολική αντίδραση χωρίς τους κατάλληλους συντελε-

στές: Βάζοντας τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε την τελική της μορφή:

γ) νιτρικό βάριο + θειικό νάτριο: Αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των δύο ενώσεων που α-

ντιδρούν. Το νιτρικό βάριο αποτελείται από τα ιόντα , ενώ το θειικό νάτριο α-

ποτελείται από τα ιόντα . Έτσι έχουμε να συμπληρώσουμε την αντίδραση:

. Πρόκειται για αντίδραση διπλής αντικατάστασης, οπότε τα προϊόντα θα είναι:

Τα προϊόντα είναι «κοκκινισμένα» διότι δεν έχουμε γράψει σωστά το μοριακό τύπο των ενώσεων. Το

θειικό βάριο αποτελείται από τα ιόντα και το νιτρικό νάτριο από τα ιόντα

. Άρα η αντίδραση χωρίς του συντελεστές γράφεται ως εξής:

Τώρα θα πρέπει να ελέγξουμε αν προκύπτει ίζημα ή αέριο για να δούμε αν γίνεται αυτή η χημική αντί-

δραση. Κοιτώντας τον πίνακα βλέπουμε ότι το θειικό βάριο ( ) είναι ίζημα. Συνεπώς η αντίδραση γίνεται.Βάζοντας τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε την τελική της μορφή:

δ) χλωριούχο αμμώνιο + υδροξείδιο του μαγνησίου: Αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των

δύο ενώσεων που αντιδρούν. Το χλωριούχο αμμώνιο αποτελείται από τα ιόντα , ε-

νώ το υδροξείδιο του μαγνησίου αποτελείται από τα ιόντα . Έτσι έχουμε να συ-

μπληρώσουμε την αντίδραση: . Πρόκειται για αντίδραση διπλής αντικατάστα-σης, οπότε τα προϊόντα θα είναι:

Τα προϊόντα είναι «κοκκινισμένα» διότι δεν έχουμε γράψει σωστά το μοριακό τύπο των ενώσεων. Το

υδροξείδιο του αμμωνίου αποτελείται από τα ιόντα και το χλωριούχο μαγνήσιο

από τα ιόντα . Άρα η αντίδραση χωρίς του συντελεστές γράφεται ως εξής:

Τώρα θα πρέπει να ελέγξουμε αν προκύπτει ίζημα ή αέριο για να δούμε αν γίνεται αυτή η χημική αντί-δραση. Το χλωριούχο μαγνήσιο δεν είναι ίζημα. Προσοχή! Το υδροξείδιο του αμμωνίου είναι μια ασταθής ένωση και όταν δημιουργείται διασπάται αμέσως σύμφωνα με την χημική αντίδραση:

Αφού λοιπόν παράγεται αέριο αυτή η αντίδραση γίνεται και συνδυάζοντας τις δύο προηγούμενες έχου-με την αντίδραση χωρίς τους κατάλληλους συντελεστές:

Βάζοντας τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε την τελική της μορφή:

Στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης πρέπει να θυμόμαστε ότι το ανθρακικό οξύ και το υδροξείδιο

του αμμωνίου είναι ασταθείς ενώσεις που δίνουν αέρια:

Ε) Αντιδράσεις εξουδετέρωσης: είναι οι αντιδράσεις της γενικής μορφής:

Με λίγα λόγια στις αντιδράσεις εξουδετέρωσης αντιδρά μια ένωση με όξινες ιδιότητες με μια ένωση που έχει βασικές ιδιότητες. Παρατηρήστε ότι όταν αντιδρούν ένα όξινο οξείδιο με ένα βασικό οξείδιο δεν έχουμε παραγωγή νερού. Οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης συμπληρώνονται όπως οι αντιδράσεις δι-πλής αντικατάστασης, χωρίς να μας ενδιαφέρει αν παράγεται ίζημα ή αέριο.

Για να καταλάβουμε αν ένα οξείδιο είναι βασικό ή όξινο πραγματοποιούμε την αντίδρασή του με το νε-ρό. Αν προκύψει οξύ, τότε το οξείδιο είναι όξινο. Αν προκύψει βάση, τότε το οξείδιο είναι βασικό. Π.χ.

το διοξείδιο του άνθρακα ( ) με την προσθήκη νερού γίνεται: . Δηλαδή προ-κύπτει το ανθρακικό οξύ. Άρα το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα όξινο οξείδιο. Από την άλλη το οξεί-

διο του ασβεστίου ( ) με την προσθήκη νερού γίνεται: . Δηλαδή μετατρέ-πεται στη βάση υδροξείδιο του ασβεστίου. Άρα το οξείδιο του ασβεστίου είναι βασικό οξείδιο.

Παράδειγμα : να συμπληρωθούν οι αντιδράσεις εφόσον γίνονται: α) νιτρικό οξύ + υδροξείδιο του ασβε-στίου, β) υδροξείδιο του καλίου + φωσφορικό οξύ, γ) υδροχλωρικό οξύ + υδροξείδιο του νατρίου, δ) διοξείδιο του άνθρακα + υδροξείδιο του ασβεστίου, ε) μονοξείδιο του βαρίου + υδροφθορικό οξύ, στ) διοξείδιο του άνθρακα + τριοξείδιο του αργιλίουΛύση: α) νιτρικό οξύ + υδροξείδιο του ασβεστίου: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των α-

ντιδρώντων. Το νιτρικό οξύ αποτελείται από τα ιόντα και το υδροξείδιο του ασβε-

στίου από τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση:

. Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα οξύ με μια βά-

ση. Θα παραχθεί άλας και νερό: Θα γράψουμε το σωστό μοριακό τύπο του «κοκκινισμένου» νιτρικού ασβεστίου που αποτελείται από τα

ιόντα . Συνεπώς η χημική εξίσωση χωρίς τους κατάλληλους συντελεστές είναι

η: Με τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε:

Το άλας που παρήχθη είναι το νιτρικό ασβέστιο ( ). β) υδροξείδιο του καλίου + φωσφορικό οξύ: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των αντιδρώ-

ντων. Το υδροξείδιο του καλίου αποτελείται από τα ιόντα και το φωσφορικό οξύ α-

πό τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση:

. Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα οξύ με μια βάση.

Θα παραχθεί άλας και νερό: Θα γράψουμε το σωστό μοριακό τύπο του «κοκκινισμένου» φωσφορικού καλίου που αποτελείται από

τα ιόντα . Συνεπώς η χημική εξίσωση χωρίς τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Με τους κατάλληλους συντελεστές έχουμε:

Το άλας που παρήχθη είναι το φωσφορικό κάλιο ( ).γ) υδροχλωρικό οξύ + υδροξείδιο του νατρίου: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των αντι-

δρώντων. Το υδροχλωρικό οξύ αποτελείται από τα ιόντα και το υδροξείδιο του να-

τρίου από τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση: . Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα οξύ με μια βάση. Θα

παραχθεί άλας και νερό: Η παραπάνω αντίδραση έχει τους κατάλληλους συντελεστές. Το άλας που παρήχθη είναι το χλωριούχο νάτριο ( ).δ) διοξείδιο του άνθρακα + υδροξείδιο του ασβεστίου: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των

αντιδρώντων. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το γνωστό . Το υδροξείδιο του ασβεστίου αποτελεί-

ται από τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση:

. Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα όξινο οξείδιο (

) με μια βάση. Θα παραχθεί άλας και νερό. Για να συμπληρώσουμε τις αντιδράσεις εξουδετέρωσης που συμμετέχουν οξείδια θα πρέπει να τα μετατρέψουμε στο αντίστοιχο οξύ προσθέτοντας νερό και με-τά να συμπληρώσουμε την αντίδραση:

Θα γράψουμε το σωστό μοριακό τύπο του «κοκκινισμένου» ανθρακικού ασβεστίου που αποτελείται

από τα ιόντα . Συνεπώς η χημική εξίσωση χωρίς τους κατάλληλους συντελεστές

είναι η: Η παραπάνω αντίδραση έχει τους κατάλληλους συντελεστές. Το άλας που παρήχθη είναι το ανθρακικό

ασβέστιο ( ).ε) μονοξείδιο του βαρίου + υδροφθορικό οξύ: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των αντι-

δρώντων. Το μονοξείδιο του βαρίου αποτελείται από τα ιόντα . Το υδροφθορικό οξύ

αποτελείται από τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση: . Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα βασικό οξείδιο ( )

με ένα οξύ. Θα παραχθεί άλας και νερό:

Θα γράψουμε το σωστό μοριακό τύπο του «κοκκινισμένου» φωσφορικού βαρίου που αποτελείται από

τα ιόντα . Συνεπώς η χημική εξίσωση χωρίς τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Η παραπάνω αντίδραση με τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Το άλας που παρήχθη είναι το φθοριούχο βάριο ( ).στ) διοξείδιο του άνθρακα + τριοξείδιο του αργιλίου: αρχικά θα γράψουμε τους μοριακούς τύπους των

αντιδρώντων. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το γνωστό . Το τριοξείδιο του αργιλίου αποτελείται

από τα ιόντα . Συνεπώς έχουμε να συμπληρώσουμε τη χημική αντίδραση:

. Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης, αφού αντιδρούν ένα όξινο οξείδιο ( )

με ένα βασικό οξείδιο ( ). Θα παραχθεί άλας και όχι νερό:

Θα γράψουμε το σωστό μοριακό τύπο του «κοκκινισμένου» ανθρακικού αργιλίου που αποτελείται από

τα ιόντα . Συνεπώς η χημική εξίσωση χωρίς τους συντελεστές είναι η:

Η αντίδραση με τους κατάλληλους συντελεστές είναι η:

Το άλας που παράγεται είναι το ανθρακικό αργίλιο ( ). Παράδειγμα : Να γράψετε τη χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης από την οποία προκύπτει το άλας

από την εξουδετέρωση του κατάλληλου οξέος με την κατάλληλη βάση.

Λύση: Τα οξέα έχουν το γενικό τύπο όπου Α είναι κάποιο αμέταλλο ή κάποιο πολυατομικό

ιόν, ενώ οι βάσεις έχουν το γενικό τύπο , όπου Μ είναι κάποιο μέταλλο. Αν αντιδράσουν δί-νουν άλας και νερό, σύμφωνα με την αντίδραση:

Εμείς θέλουμε το άλας να είναι το , άρα το μέταλλο Μ είναι το ασβέστιο ( ) και το αμέταλλο

Α είναι το βρώμιο ( ). Άρα αντιδρούν το οξύ (υδροβρώμιο) και η βάση

(υδροξείδιο του ασβεστίου). Συνεπώς η πλήρης αντίδραση εξουδετέρωσης με τους συντε-

λεστές είναι η:

Παράδειγμα : Σε κάθε ένα από τα δοχεία Α, Β και Γ περιέχονται τα διαλύματα , και , χωρίς να γνωρίζουμε ποια χημική ένωση περιέχεται στο κάθε δοχείο. Σε κάθε δοχείο προσθέτουμε μι-κρή ποσότητα μεταλλικού βαρίου. Παρατηρούμε ότι στο δοχείο Α εκλύεται αέριο. Στο δοχείο Β δεν πα-ρατηρούμε καμία αλλαγή, ενώ στο δοχείο Γ καταβυθίζεται ίζημα ενώ ταυτόχρονα εκλύεται αέριο. Να ε-ξηγήσετε δίνοντας ταυτόχρονα και τις χημικές εξισώσεις των φαινομένων, ποιο ήταν το συγκεκριμένο περιεχόμενο του κάθε δοχείου πριν από την προσθήκη του βαρίου. Λύση: Θα γράψουμε τις αντιδράσεις του βαρίου με κάθε μια από τις ενώσεις που βρίσκονται στα δο-χεία:

Α)

Ή πιο απλά:

Αυτή η αντίδραση είναι απλής αντικατάστασης και πραγματοποιείται επειδή το βάριο είναι δραστικότε-ρο του υδρογόνου, οπότε το αντικαθιστά. Το υδρογόνο είναι αέριο που εκλύεται, ενώ το θειικό βάριο είναι ίζημα όπως μπορούμε να θυμηθούμε από τη θεωρία των αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης.

Β) Ή πιο απλά με τους κατάλληλους συντελεστές:

Και αυτή η αντίδραση είναι απλής αντικατάστασης.

Γ) Αυτή η αντίδραση δεν πραγματοποιείται διότι το βάριο δεν είναι δραστικότερο του νατρίου και δεν μπορεί να το αντικαταστήσει. Με βάση τα δεδομένα της εκφώνησης στο δοχείο Α όπου με την προσθήκη του βαρίου εκλύεται απλά αέριο, υπήρχε . Στο δοχείο Β όπου δεν παρατηρούμε καμία αλλαγή περιεχόταν και τέλος

στο δοχείο Γ περιεχόταν .

Παράδειγμα : Να κατασκευάσετε με όσους διαφορετικούς τρόπους είναι δυνατόν το άλας . Λύση: Θα παρασκευάσουμε το άλας αυτό με τη βοήθεια του κάθε είδους χημικής αντίδρασης που γνω-ρίσαμε:

Α) αντίδραση σύνθεσης:

Β) αντίδραση απλής αντικατάστασης: Θέλουμε ένα μέταλλο Μ που να είναι λιγότερο δραστικό από τον ψευδάργυρο. Ένα τέτοιο μέταλλο εί-

ναι ο χαλκός, άρα:

Ή πιο απλά:

Γ) Αντίδραση διπλής αντικατάστασης: Για να πραγματοποιείται αυτή η χημική αντίδραση θα πρέπει να παράγεται ίζημα ή αέριο. Ο χλωριού-

χος ψευδάργυρος δεν είναι ούτε ίζημα, ούτε αέριο. Άρα η ένωση πρέπει να παίξει αυτό τον ρό-

λο. Μια απλή επιλογή είναι να πούμε ότι αυτή η ένωση είναι ο ιωδιούχος άργυρος ( ) που πέφτει ως

ίζημα όταν δημιουργείται. Άρα: . Επιστρέφοντας στην

αρχική εξίσωση:

Ή πιο απλά:

Δ) Αντίδραση εξουδετέρωσης:

Ή πιο απλά:

4. ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ

Ατομική μονάδα μάζας : είναι η μάζα του της μάζας του ατόμου του . Συμβολίζεται με

(atomic mass unit). Ισχύει ότι . Δηλαδή η ατομική μονάδα μάζας είναι μια πολύ μι-κρή μονάδα μέτρησης της μάζας που χρησιμοποιείται σε ατομικό επίπεδο.

Σχετική ατομική μάζα ή ατομικό βάρος : η σχετική ατομική μάζα ( ) ή ατομικό βάρος (ΑΒ) είναι ένας καθαρός αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα ενός ατόμου από την ατομική μονά-δα μάζας. Οι σχετικές ατομικές μάζες όλων των στοιχείων αναγράφονται στον περιοδικό πίνακα. Π.χ. η

σχετική ατομική μάζα του ηλίου είναι 4 ( ). Αυτό σημαίνει ότι το άτομο του ηλίου έχει μάζα

ή . Το βρώμιο έχει σχετική ατομική μάζα 80 ( ). Αυτό

σημαίνει ότι το άτομο του βρωμίου έχει μάζα ή .

Σχετική μοριακή μάζα ή μοριακό βάρος : η σχετική μοριακή μάζα ( ) ή μοριακό βάρος (ΜΒ) είναι έ-νας καθαρός αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη η μάζα ενός μορίου από την ατομική

μονάδα μάζας. Π.χ. η σχετική μοριακή μάζα του είναι 2 ( ). Αυτό σημαίνει ότι το μόριο

του υδρογόνου έχει μάζα ή . Η σχετική μοριακή μάζα του νερού εί-

ναι ίση με 18 ( ). Αυτό σημαίνει ότι το μόριο του νερού έχει μάζα ή

. Υπολογισμός σχετικής μοριακής μάζας : για να υπολογίσουμε την σχετική μοριακή μάζα ενός μορίου

προσθέτουμε τις σχετικές ατομικές μάζες όλων των ατόμων που το αποτελούν.

Παράδειγμα : να βρεθούν οι σχετικές μοριακές μάζες των: α) , β) , γ) . Δίνονται οι

σχετικές ατομικές μάζες: , , , , ,

Λύση: α) το αποτελείται από 2 άτομα και το κάθε ένα έχει σχετική ατομική μάζα

, άρα η σχετική μοριακή μάζα του είναι: (ή απλά

).

β) το αποτελείται από 1 άτομο , 1 άτομο και 3 άτομα . Άρα η σχετική μοριακή του μάζα

είναι: .

γ) το αποτελείται από 3 άτομα , 2 άτομα και 8 άτομα . Άρα η σχετική μοριακή του

μάζα είναι: .

mol : είναι μια ποσότητα της ύλης που περιέχει ακριβώς σωματίδια. Ο αριθμός

συμβολίζεται με και ονομάζεται αριθμός Avogadro . Δηλαδή . Τα σωματίδια που αναφέρθηκαν παραπάνω μπορεί να είναι άτομα, μόρια ή ιόντα. Π.χ. μια ποσότητα

σιδήρου ( ) αποτελείται από άτομα. Έτσι σιδήρου περιέχει άτομα σιδήρου. Μια πο-

σότητα υδροχλωρίου ( ) αποτελείται από μόρια. Έτσι υδροχλωρίου περιέχει μόρια υδροχλωρίου.

Αν μια ποσότητα μιας ουσίας περιέχει σωματίδια, τότε ο αριθμός των mol που συμβολίζεται με

στον οποίο αντιστοιχεί αυτή η ποσότητα υπολογίζεται από τη σχέση: .

Παράδειγμα : να διαλέξετε τη σωστή απάντηση στην παρακάτω πρόταση: τα μόρια αμμωνίας εί-

ναι: α) β) γ) δ)

Λύση: θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση . Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε μόρια αμ-μωνίας και θέλουμε να βρούμε σε πόσα αντιστοιχούν. Δηλαδή πρέπει να υπολογίσουμε το :

Σωστή απάντηση η γ).

Σχέση - μάζας: η ποσότητα του μιας ουσίας (χημικό στοιχείο ή χημική ένωση) αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη ποσότητα αυτής σε γραμμάρια, σύμφωνα με την παρακάτω περιγραφή:

« »

Π.χ. ο σίδηρος έχει σχετική ατομική μάζα ( ). Άρα σύμφωνα με την παραπάνω πρόταση:

« (56 γραμμάρια)»

Ομοίως το έχει σχετική μοριακή μάζα 18 ( ). Άρα σύμφωνα με την παρα-πάνω πρόταση:

« (18 γραμμάρια)» Αν μια ποσότητα μιας ουσίας έχει μάζα , τότε ο αριθμός των mol που συμβολίζεται με στον οποίο

αντιστοιχεί αυτή η ποσότητα υπολογίζεται από τη σχέση: ή , όπου είναι η σχετική ατομική ή μοριακή μάζα της ουσίας.

Παράδειγμα : πόσο ζυγίζουν: α) μοριακού οξυγόνου, β) διοξειδίου του άνθρακα

Δίνονται: .

Λύση: α) θα χρησιμοποιήσουμε μια από τις σχέσεις ή . Το μοριακό οξυγόνο είναι το

. Η σχετική μοριακή μάζα του είναι: . Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε μοριακού οξυγόνου και θέλουμε να βρούμε τη μάζα στην οποία αντιστοιχούν:

Άρα ζυγίζουν (320 γραμμάρια)

β) Το διοξείδιο του άνθρακα έχει μοριακό τύπο , το οποίο έχει σχετική μοριακή μάζα:

. Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε διοξειδίου του άνθρακα και η

μάζα τους είναι:

Άρα ζυγίζουν .

Παράδειγμα : πόσα είναι τα: α) αζώτου, β) υδρόθειου

Δίνονται: .

Λύση: α) θα χρησιμοποιήσουμε μια από τις σχέσεις ή . Το άζωτο έχει μοριακό τύπο

. Η σχετική μοριακή μάζα του είναι: . Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε

αζώτου και θέλουμε να βρούμε τα στα οποία αντιστοιχούν:

Άρα είναι .

β) Το υδρόθειο έχει μοριακό τύπο , το οποίο έχει σχετική μοριακή μάζα:

. Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε υδρόθειου και τα στα οποία αντιστοιχούν είναι:

Άρα αντιστοιχούν σε . Σχέση - όγκου: η ποσότητα του μιας αέριας ουσίας αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο όγκο σε

STP συνθήκες (πίεση και θερμοκρασία ), σύμφωνα με την παρακάτω περιγραφή:

« »

Π.χ. αερίου χλωρίου ( ) σε πίεση και θερμοκρασία (STP συνθήκες) καταλαμβάνει

όγκο .

Ο όγκος των (22,4 λίτρα) που καταλαμβάνει ενός αερίου σε STP συνθήκες ονομάζεται

γραμμομοριακός όγκος και συμβολίζεται με ( ).

Αν μια ποσότητα μιας αέριας ουσίας έχει όγκο σε STP συνθήκες, τότε ο αριθμός των mol που συμ-

βολίζεται με στον οποίο αντιστοιχεί αυτή η ποσότητα υπολογίζεται από τη σχέση: .

Παράδειγμα : να διαλέξετε τη σωστή απάντηση στην παρακάτω πρόταση: τα αερίου σε STP

συνθήκες είναι: α) β) γ) δ)

Λύση: θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση . Σύμφωνα με τα δεδομένα έχουμε αερίου

σε STP συνθήκες και θέλουμε να βρούμε σε πόσα αντιστοιχούν. Δηλαδή πρέπει να υπολογί-σουμε το :

Σωστή απάντηση η γ).

Διαθέτουμε 4 σχέσεις που συνδέουν τον αριθμό των ( ) με τις ποσότητες: αριθμός ατόμων ή μο-ρίων ( ), τη μάζα ( ) και τον όγκο ( ) σε STP συνθήκες. Αυτές τις σχέσεις τις χρησιμοποιούμε κά-θε φορά που θέλουμε να πάμε από τη μία ποσότητα στην άλλη:

ή Με άλλα λόγια ακολουθούμε το σχήμα:

Π.χ. γνωρίζουμε ότι έχουμε μιας ουσίας (δεδομένο) και θέλουμε να βρούμε πόσα άτομα περιέχει

(ζητούμενο). Άρα τα θα τα μετατρέψουμε σε αριθμό με μια από τις σχέσεις ή

και μετά τον αριθμό που βρήκαμε θα τον μετατρέψουμε σε πλήθος ατόμων με τη βοήθεια

της σχέσης .

Παράδειγμα : αερίου Χ καταλαμβάνουν όγκο σε STP συνθήκες. Πόση είναι η σχετική μο-ριακή μάζα του Χ;

Λύση: τα δεδομένα μας είναι η μάζα του αερίου Χ ( ) και ο όγκος που καταλαμβάνει σε STP

συνθήκες ( ). Πρέπει να βρούμε τη σχετική μοριακή μάζα του Χ ( ). Θα χρησιμοποιήσου-

με τις σχέσεις και . Από την πρώτη σχέση μπορούμε να βρούμε τον αριθμό των

στα οποία αντιστοιχούν τα του αερίου: . Από τη δεύτερη σχέση

θα βρούμε την του αερίου Χ: Άρα η σχετική μοριακή μάζα του αερίου Χ είναι .

Παράδειγμα : η πυκνότητα του σε STP συνθήκες είναι:

α) β) γ)

Να επιλέξετε το σωστό. Δίνεται: . Λύση: η πυκνότητα ( ) μιας ουσίας είναι το πηλίκο της μάζας της ( ) προς τον όγκο ( ) που

καταλαμβάνει: . Για να υπολογίσουμε την πυκνότητα του θέλουμε μια ποσότητα μάζας του

και τον όγκο που καταλαμβάνει. Τι πιο απλό από το να σκεφτούμε μια ποσότητα ίση με

σε STP συνθήκες. Θα χρησιμοποιήσουμε τις σχέσεις: και , όπου :

και

Άρα βρήκαμε ότι σε STP συνθήκες καταλαμβάνουν όγκο και η πυκνότητα του εί-

ναι: . Σωστή απάντηση το γ).

Παράδειγμα : η μάζα ενός μορίου είναι ίση με:

α) β) γ) δ)

Να επιλέξετε το σωστό. Δίνεται: . Λύση: Κατ’ αρχήν γνωρίζουμε πόσο μικροσκοπικά είναι τα άτομα και τα μόρια, άρα σωστή απάντηση είναι η β). Ωστόσο ας κάνουμε τον υπολογισμό με 2 τρόπους:

α’ τρόπος: η σχετική μοριακή μάζα του είναι: . Άρα ένα μόριο έχει

μάζα .

β’ τρόπος: θα χρησιμοποιήσουμε τις σχέσεις και . Έχουμε μόριο και θέ-

λουμε να βρούμε τη μάζα του ( ). Η πρώτη σχέση δίνει: . Η δεύτερη

σχέση δίνει: . Καταστατική εξίσωση του ιδανικού αερίου : περιγράφει την κατάσταση ενός αερίου σε οποιεσδήποτε

συνθήκες και είναι η σχέση:

Όπου: - η πίεση του αερίου. Έχει μονάδα μέτρησης τη (1 ατμόσφαιρα)

- ο όγκος του αερίου. Έχει μονάδα μέτρησης το (1 λίτρο) - ο αριθμός του αερίου - η απόλυτη θερμοκρασία του αερίου. Έχει μονάδα μέτρησης το (1 Κέλβιν). Είναι σημαντικό να

θυμόμαστε ότι αν μας δίνεται η θερμοκρασία ( ) του αερίου σε (βαθμούς Κελσίου), τότε πρέπει να τη μετατρέψουμε στην κλίμακα Κέλβιν με τη βοήθεια της σχέσης: . Π.χ. αν η θερμοκρασία

ενός αερίου είναι τότε αυτή αντιστοιχεί στην απόλυτη θερμοκρασία: .

- είναι η σταθερά του ιδανικού αερίου με τιμή . Χρησιμοποιούμε την καταστατική εξίσωση του ιδανικού αερίου σε ασκήσεις, όπου ένα αέριο δεν βρί-

σκεται σε STP συνθήκες (πίεση και θερμοκρασία ).

Παράδειγμα : σε δοχείο όγκου και θερμοκρασίας , εισάγονται μόρια οξυγόνου. Πόση πίεση ασκεί το οξυγόνο στο δοχείο;

Λύση: Τα δεδομένα μας είναι , και ο

αριθμός των μορίων του αερίου οξυγόνου στο δοχείο: . Θα χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση του ιδανικού αερίου για να υπολογίσουμε την πίεση του αερίου . Η σταθερά του ιδανικού αερίου δί-

νεται: . Με τη βοήθεια του πλήθους των μορίων του αερίου ( ) θα βρούμε τον αριθ-

μό των του αερίου με τη βοήθεια της σχέσης: . Άρα από την

καταστατική εξίσωση:

Άρα η πίεση του αερίου μέσα στο δοχείο είναι .

Παράδειγμα : Αέριο Α έχει πυκνότητα σε θερμοκρασία και πίεση . Ζητείται η

σχετική μοριακή μάζα του Α. Δίνεται: . Λύση: Αυτό το πρόβλημα όπως και το προηγούμενο αφορά αέριο που δεν βρίσκεται σε STP συνθήκες, άρα θα χρησιμοποιήσουμε την καταστατική εξίσωση του ιδανικού αερίου. Τα δεδομένα μας είναι

, και . Πρέπει να βρούμε τη σχετική μοριακή μάζα του Α ( ).

Πρέπει να θυμηθούμε ότι η πυκνότητα ορίζεται από τη σχέση: . Η καταστατική εξίσωση του ιδα-νικού αερίου: Θα χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση του ιδανικού αερίου για να υπολογίσουμε την πίεση

του αερίου . Η σταθερά του ιδανικού αερίου δεν περιέχει τον άγνωστό μας ή μήπως

τον περιέχει; Αν θυμηθούμε τη σχέση που συνδέει τη μάζα μιας ουσίας με τον αριθμό : ,

τότε η καταστατική εξίσωση: . Μάλιστα διαιρώντας με τον όγκο και

χρησιμοποιώντας τον ορισμό της πυκνότητας έχουμε: . Τώρα μπορούμε να

υπολογίσουμε τη σχετική μοριακή μάζα του Α: . Ά-ρα η σχετική μοριακή μάζα του Α είναι 17.