Pobierz Chemia 9 roku szkolnego i więcej Notatki w PDF z Chemia tylko na Docsity!
ІМІЯ
Х
КЛАС
О. В. Григорович
Г
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ Міністерства освіти і науки України від 20.03.2017 № 417)
Видано за рахунок державних коштів. Продаж заборонено
Експерти, які здійснили експертизу підручника під час проведення конкурсного відбору проектів підручників для 9 класу загальноосвітніх навчальних закладів і зробили висновок про доцільність надання підручнику грифа «Рекомендовано Міністерством освіти і науки України»: Н. С. Цорінова , учитель загальноосвітньої школи І–ІІІ ступенів № 134 імені Ю. О. Гагаріна Печерського району міста Києва, учитель-методист; А. В. Метейко , методист з хімії навчально-методичного відділу координації освітньої діяльності та професійного розвитку КЗ Сумський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти; К. В. Буренкова , доцент кафедри органічної хімії Одеського національного університету імені І. І. Мечникова, доцент, кандидат хімічних наук
Реценз ен т: О. Ю. Недоруб , учитель хімії Полтавської гімназії № 17 Полтавської міської ради Полтавської області, учитель-методист, учитель вищої кваліфікаційної категорії
Григорович О. В. Г83 Хімія : підруч. для 9 класу загальноосвіт. навч. закл. / О. В. Григоро- вич. — Харків : Вид-во «Ранок», 2017. — 256 с. : іл. ISBN 978-617-09-3362- УДК 54:37.016
Інтернет-підтримка Електронні матеріали до підручника розміщено на сайті interactive.ranok.com.ua
© О. В. Григорович, 2017 ISBN 978-617-09-3362-1 © ТОВ Видавництво «Ранок», 2017
…Наука — це велика краса. Учений у своїй лабораторії наче дитина обличчям до обличчя з явищами природи, що діють на нього наче чарівна казка. Марія Склодовська-Кюрі, двічі лауреат Нобелівської премії
Шановні дев’ятикласники та дев’ятикласниці!
Ви продовжуєте вивчати одну з найчудовіших наук — хімію.
У 9 класі на вас чекають нові хімічні таємниці. Ви ознайомитеся
з поширеними в природі системами — розчинами — та дізнаєтеся
про основні закономірності хімічних процесів. Ви зануритеся в ди-
вовижний світ органічних речовин, що приховує безліч секретів
і цікавинок. Доторкнетеся до таємниць життя і зрозумієте, що хімія
може пояснити багато явищ, які трапляються навколо вас: чому
утворюється кислотний дощ, як примусити речовини взаємодіяти,
чому автомобілі рухаються та багато іншого.
Цей підручник — ваш головний помічник у вивченні хімії. Він
містить увесь матеріал, який вам буде необхідний у 9 класі. Кожний
параграф поділено на частини. Невеликими порціями легше сприй-
мати інформацію. Закінчується параграф висновками і практичним
блоком, який складається з контрольних запитань, завдань для за-
своєння матеріалу, розробок лабораторних дослідів та практичних
робіт. Деякі запитання позначені зірочкою (*). Це завдання проблем-
но-пошукового змісту. На них ви не знайдете відповіді в параграфі.
Обміркуйте ці запитання у вільний час, зверніться до додаткових
джерел інформації або обговоріть з учителем на уроці.
У підручнику розміщено додаткову інформацію: захоплюючі фак-
ти з історії хімії, відомості про видатних учених та цікаві лінгвіс-
тичні задачі, які допоможуть вам запам’ятати нові терміни.
Після певних параграфів наведено опис хімічних дослідів не
тільки для виконання на уроках хімії, але й тих, що ви зможете
виконати самостійно вдома. Виконуючи досліди, обов’язково дотри-
муйтеся правил безпеки.
У кінці підручника є додатки, алфавітний покажчик та відповіді
до розрахункових задач.
Щиро сподіваюся, що цей підручник розширить ваш світогляд,
підштовхне до пошуку нової інформації та збагачення своїх знань,
а можливо, спонукатиме до отримання майбутньої професії — хіміка.
Бажаю успіхів у вивченні хімії!
Автор
ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ
ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ
§ 1. Склад і властивості основних класів неорганічних
сполук
Класифікація неорганічних сполук
За певними спільними ознаками неорганічні речовини об’єднують
в окремі класи (схема 1). Знаючи, до якого класу належить речовина,
можна передбачити її властивості.
Схема 1. Основні класи неорганічних сполук
Метали
Солетворні
Кислотні
Розчинні (луги)
Кислоти Кислі
Оснóвні
Нерозчинні
Амфотерні гідроксиди Оснóвні
Амфотерні
Основи Середні
Гідрати оксидів Солі
Несолетворні
Неметали Складні
Неорганічні речовини Прості
Оксиди
Оксиди
Оксиди — це бінарні сполуки з Оксигеном, у яких Оксиген виявляє ступінь окиснення –2.
Залежно від валентності хімічного елемента, що утворює оксид,
склад оксидів може бути різним.
ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ
Загальна формула оксидів:
E O x y
Розрізняють такі оксиди:
Солетворні:
- основні — оксиди, яким відповідають основи (утворені мета-
лічними елементами у ступені окиснення зазвичай +1 або +2: Na 2 O,
FeO, CaO);
- кислотні — оксиди, яким відповідають кислоти (утворені не-
металічними елементами: CO 2 , SO 2 , SO 3 , N 2 O 5 та металічними еле-
ментами зі ступенем окиснення вище за +3: CrO 3 , Mn 2 O 7 , PbO 2 );
- амфотерні — оксиди, яким відповідають амфотерні гідроксиди
(утворені деякими металічними елементами з проміжними між мета-
лічними та неметалічними властивостями: Al 2 O 3 , BeO, ZnO, Fe 2 O 3 ,
Cr 2 O 3 );
Несолетворні: оксиди, яким не відповідають ані основи, ані кис-
лоти (утворені деякими неметалічними елементами в проміжних сту-
пенях окиснення: N 2 O, NO, CO, SiO).
Залежно від того, до якої групи належить оксид, він виявляє
різні хімічні властивості (табл. 1).
Таблиця 1. Хімічні властивості оксидів*
Осно Í вні Амфотерні^ Кислотні Взаємодія з кислотами й основами
Взаємодіють з кисло- тами з утворенням солі й води: CaO + 2HCl = = CaCl 2 + H 2 O Не взаємодіють з осно- вами
Взаємодіють з кислотами й основами з утворенням солі й води: ZnO + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 O ZnO + 2NaOH = = Na 2 ZnO 2 + H 2 O
Взаємодіють з ос- новами з утворен- ням солі й води: SO 3 + Ca(OH) 2 = = CaSO 4 + H 2 O Не взаємодіють з кислотами
Взаємодія з водою Оксиди лужних і луж- ноземельних елементів взаємодіють з водою з утворенням лугів: CaO + H 2 O = Ca(OH) (^2) Інші оксиди з водою не реагують: FeO + H 2 O ≠
Не взаємодіють з водою Взаємодіють з во- дою з утворенням кислоти (за ви- нятком силіцій(IV) оксиду): SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 SiO 2 + H 2 O ≠
- Хімічні властивості несолетворних оксидів ви вивчатимете в 11 класі.
ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ
Основні хімічні властивості кислот наведено в таблиці 3.
Таблиця 3. Хімічні властивості кислот
Хімічні властивості Рівняння реакцій Змінюють забарвлення індикаторів (табл. 2) Взаємодіють з металами, розташовани- ми в ряду активності лівіше від водню
H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + H 2 ↑
Взаємодіють з осноÍвними оксидами з утворенням солі й води
H 2 SO 4 + FeO = FeSO 4 + H 2 O
Взаємодіють з основами з утворенням солі й води
H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O H 2 SO 4 + Fe(OH) 2 = FeSO 4 + 2H 2 O
Взаємодіють із солями, якщо в резуль- таті реакції виділяється газ, утворю- ється осад або вода
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl 2HI + CaCO 3 = CaI 2 + CO 2 ↑ + H 2 O
Основи
Основи — сполуки, що складаються з атомів металічного елемента та од- нієї або декількох гідроксильних груп OH.
Загальна формула основ:
Металічний елемент (OH) n
За розчинністю у воді основи класифікують на дві групи:
- розчинні (луги): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH,
Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 , Ra(OH) 2 ;
- нерозчинні гідроксиди: Fe(OH) 2 , Mg(OH) 2 тощо.
Основи зазвичай виявляють властивості, протилежні кислотам,
тобто взаємодіють з речовинами з кислотними властивостями (табл. 4).
Таблиця 4. Хімічні властивості основ
Луги Нерозчинні гідроксиди
Змінюють забарвлення індика- торів (табл. 2)
Не змінюють забарвлення індикаторів
Взаємодіють з кислотами з утворенням солі й води (реакція нейтралізації): 2KOH + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2H 2 O
Взаємодіють з кислотами з утворенням солі й води: Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 = FeSO 4 + 2H 2 O
§ 1. Склад і властивості основних класів неорганічних сполук
Луги Нерозчинні гідроксиди
Взаємодіють з кислотними оксидами: 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
Взаємодіють з кислотними оксидами, які відповідають сильним кислотам: Cu(OH) 2 + SO 3 = CuSO 4 + H 2 O
Взаємодіють з амфотерними оксидами й гідроксидами: 2NaOH + ZnO =
t Na 2 ZnO 2 + H 2 O (під час нагрівання) KOH + Al(OH) 3 = KAl(OH) (^4) (у розчині)
Взаємодіють з амфотерними оксидами й гідроксидами під час сплавляння: Fe(OH) 2 + ZnO =
t FeZnO 2 + H 2 O Fe(OH) 2 + 2Al(OH) 3 =
t Fe(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O
Взаємодіють з розчинами со- лей, якщо утворюється нероз- чинна речовина (випадає осад): 2NaOH + CuSO 4 = = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
Із розчинами солей зазвичай не взаємо- діють
Гідроксиди лужних елементів під час нагрівання не розкла- даються; гідроксиди лужнозе- мельних розкладаються, але за значно більшої температури, ніж нерозчинні гідроксиди: Ca(OH) 2 =
t CaO + H 2 O
Під час нагрівання розкладаються з утворенням оксиду та води: Fe(OH) 2 =
t FeO + H 2 O
Солі
Солі можна розглядати як продукти заміщення в кислоті атомів
Гідрогену на атоми металічних елементів або заміщення в основах
гідроксид-іонів на кислотний залишок.
Солі — сполуки, що складаються з атомів металічних елементів і кислот- них залишків.
Загальна формула солей:
Металічний елемент x Кислотний залишок y
Солі зазвичай вступають у реакції обміну з іншими речовинами
(табл. 5, с. 10). Реакції обміну відбуваються за умови, якщо в ре-
зультаті взаємодії утворюється осад, газ чи вода.
Закінчення таблиці
§ 2. Хімічний зв’язок і будова речовини
10. Обчисліть масу фосфору, яку необхідно ввести в низку перетворень для добування кальцій ортофосфату масою 15,5 г. 11. Для побілки стовбурів плодових дерев використовують вапняне моло- ко: суміш 2 кг гашеного вапна Са(ОН) 2 та 10 л води. Обчисліть масу каль- цій оксиду, необхідного для добування гашеного вапна такої кількості. 12. Для чищення каналізаційних труб використовують рідкий засіб, що містить 40 % натрій гідроксиду, у кількості 250 г розчину на кожне місце очищення. Одне упакування з таким сухим засобом містить 70 г натрій гідроксиду. Визначте, скільки таких упакувань вам необхідно придбати, щоб прочистити труби: раковину на кухні, рукомийник у ванній, злив душової кабінки.
§ 2. Хімічний зв’язок і будова речовини
Пригадайте:
- електронегативність — це здатність атомів притягувати спільну електронну пару;
- атоми з більшою електронегативністю сильніше притягують електронну пару;
- найбільша електронегативність в атомів Флуору, найменша — в атомів Францію;
- зі збільшенням порядкового номера елементів у періодах електронегативність збільшується, а в групах — зменшується.
Хімічний зв’язок, типи хімічного зв’язку
Хімічний зв’язок — це взаємодія атомів, що зумовлює існування двох- та багатоатомних частинок (молекул, йонів, кристалів).
Розрізняють такі типи хімічного зв’язку: ковалентний, йонний,
металічний та водневий (схема 2).
Схема 2. Типи хімічного зв’язку
Хімічний зв’язок
Ковалентний
Неполярний
Полярний
Йонний Металічний Водневий
Зазвичай існує між атомами неметаліч- них елементів
Зазвичай існує у сполу- ках, утворених атомами металічних та немета- лічних елементів
Існує в металах та їх- ніх сплавах
Складний тип взаємо- дії. Існує, зокрема, між молекулами води
Зазвичай існує між атомами однакових неметалічних елементів
Зазвичай існує між атомами різних неметалічних елементів
ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ
Хоча різні типи зв’язку суттєво відрізняються один від одного, але
в них є одна важлива спільна властивість: вони утворюються завдяки
електростатичному притяганню протилежно заряджених частинок.
У молекулах позитивно заряджені ядра атомів притягуються до не-
гативно заряджених електронів спільної електронної пари, завдяки
чому між атомами існує ковалентний зв’язок. Взаємодія протилежно
заряджених йонів зумовлює існування речовин з йонним зв’язком.
На електростатичній взаємодії ґрунтується також існування металіч-
ного та водневого зв’язків, про що ви дізнаєтеся пізніше.
Ковалентний зв’язок
Під час утворення хімічного зв’язку атоми прагнуть набути за-
вершеного зовнішнього електронного рівня (як у атомів інертного
елемента). Одним зі способів досягнення такого стану є об’єднання
неспарених електронів у спільні електронні пари, що належать обом
атомам.
Хімічний зв’язок, що виникає в результаті утворення спільних електрон- них пар, називають ковалентним.
Розгляньмо процес утворення зв’язку в молекулі фтору F 2. Атом
Флуору містить на зовнішньому рівні сім електронів — три електрон-
ні пари й один неспарений електрон. До завершення зовнішнього
рівня атому Флуору бракує одного електрона, тому два атоми Флу-
ору об’єднуються в молекулу таким способом, утворюючи між собою
одинарний зв’язок:
F• + •F → F F або F–F
У разі взаємодії двох атомів, кожний з яких має кілька неспаре-
них електронів, одночасно утворюється кілька спільних електронних
пар. В атомі Оксигену на зовнішньому рівні є шість електронів: дві
електронні пари і два неспарені електрони. Ці неспарені електрони
беруть участь в утворенні двох спільних електронних пар:
O + O → O O або O = O
Завдяки цьому кожний атом Оксигену отримує завершений зо-
внішній енергетичний рівень із восьми електронів (октет). Такий
хімічний зв’язок називають подвійним і позначають двома рисками.
Число спільних електронних пар між атомами характеризує крат-
ність зв’язку.
ПОВТОРЕННЯ НАЙВАЖЛИВІШИХ ПИТАНЬ КУРСУ ХІМІЇ 8 КЛАСУ
Йонний зв’язок
У речовинах з йонним зв’язком частинки не з’єднані жорстко
одна з одною спільною електронною парою, а притягуються силами
електростатичної взаємодії:
Na + Cl → Na Cl
Хімічний зв’язок, що виникає в результаті притягання протилежно за- ряджених йонів, називають йонним.
Йонний зв’язок утворюється між атомами елементів зі значною
різницею електронегативностей. Зазвичай він існує в речовинах, утво-
рених типовими металічними та неметалічними елементами. Умовно
вважають, що зв’язок є йонним, якщо різниця електронегативностей
двох елементів більша за 2 (мал. 2.1, с. 13).
Будова твердих речовин та їхні властивості
Більшість речовин, що нас оточують, за звичайних умов перебу-
вають у твердому агрегатному стані. За внутрішньою будовою й фі-
зичними властивостями розрізняють два стани твердих речовин —
аморфний і кристалічний (мал. 2.2).
Аморфні речовини не мають чіткої просторової структури, а утво-
рені з невпорядковано розташованих частинок (атомів, молекул, йо-
нів). За будовою аморфні речовини нагадують рідини.
Переважна більшість твердих речовин мають кристалічну будову.
Кристалічний стан характеризується впорядкованим розташуванням
частинок. У кристалічних речовинах частинки, з яких побудова-
ні кристали, розміщені в просторі
в чіткому порядку й утворюють
просторові кристалічні ґратки.
Залежно від типу частинок,
що утворюють кристал, та від
типу хімічного зв’язку між ними
розрізняють чотири типи криста-
лічних ґраток: металічні, йонні,
молекулярні й атомні. Тип крис-
талічних ґраток значною мірою
зумовлює фізичні властивості ре-
човин (табл. 6).
Мал. 2.2. а — кварц SiO 2 має криста- лічну структуру; б — кварцове скло з таким самим хімічним складом пе- ребуває в аморфному стані
а б
§ 2. Хімічний зв’язок і будова речовини
Таблиця 6. Кристалічні ґратки та властивості речовин*
Характерис- тика речовини
Тип кристалічних ґраток Йонні Молекулярні Атомні
Тип хімічного зв’язку
Йонний Ковалентний (по- лярний і неполяр- ний) у молекулах та слабка взаємодія між молекулами
Ковалентний (полярний і непо- лярний)
Агрегатний стан за зви- чайних умов
Тверді речо- вини
Гази, рідини або легкоплавкі тверді речовини
Тверді речовини
Фізичні властивості
Температури плавлення та кипіння
Високі Низькі Дуже високі
Леткість Нелеткі Леткі, можуть мати запах
Нелеткі
Твердість, пластичність
Тверді, крихкі, непластичні
Крихкі, неплас- тичні
Дуже тверді, не- пластичні, іноді крихкі
Здатність про- водити елек- тричний струм
У твердо- му стані не проводять, а розплави та розчини — проводять
У твердому стані не проводять, розчини деяких (напри- клад, гідроген галогенідів) про- водять
Більшість не проводять, деякі є провідниками (графіт) або на- півпровідниками (германій)
Розчинність Багато з них розчиняються у воді
Розчиняються у воді або в інших розчинниках
Не розчиняються у воді та в інших розчинниках
Речовини Солі, гідро- ксиди та окси- ди металічних елементів
Із ковалентним не- полярним зв’язком : О 2 , Cl 2 , Br 2 , S тощо; із ковалентним по- лярним : HF, HCl, HBr, HI, H 2 О, CО 2 , NH 3 тощо
Із ковалентним неполярним зв’язком : алмаз, графіт тощо; із ковалентним полярним : кварц, алюміній оксид
- Речовини з металічними ґратками ви вивчатимете в 11 класі.
ТЕМА 1. РОЗЧИНИ
У цьому розділі ви дізнаєтеся…
- чим відрізняються суспензії від емульсій;
- що розчини — це дисперсні системи;
- що золото можна розчинити у воді;
- що наше тіло фактично є колоїдним розчином;
- чому не можна кидати фен у ванну;
- що позначають загадковим символом рH.
§ 3. Поняття про дисперсні системи.
Колоїдні та істинні розчини
Пригадайте:
- сумішами називають такі системи, що складаються з декількох речовин — компонентів; у їхньому складі містяться частинки (атоми, молекули або йони) різних речовин;
- якщо окремі компоненти суміші не можна розрізнити неозброєним оком або за допомогою мікроскопа, то такі суміші називають однорідними, в іншому випадку суміші є неоднорідними.
Поняття про дисперсні системи
Вам уже відомо, що існують однорідні й неоднорідні суміші. Су-
міші не мають сталого складу (на відміну від хімічних сполук), і їх
можна розділити на індивідуальні речовини, якщо не відбувається
необоротних хімічних процесів.
Суміші, в яких одна речовина розподілена в іншій, як, на-
приклад, дим, туман, молоко, називають дисперсними системами
(від латин. dispergo — розсіювати, подрібнювати).
Дисперсні системи відрізняються тим, які частинки (тверді, рідкі,
газоподібні) розподілені в якому середовищі.
Найпоширенішими в природі є дисперсні системи, в яких час-
тинки твердої речовини розподілені в рідкому середовищі (воді).
Залежно від розміру частинок (подрібнення) речовин, що змішу-
ються, розрізняють такі типи дисперсних систем :
- зависі (грубодисперсні системи); - колоїдні розчини, або золі (високодисперсні системи); - істинні розчини.
ТЕМА 1. РОЗЧИНИ
Головна відмінність між ними — розмір частинок розподіленої
речовини (мал. 3.1).
Властивості різних дисперсних систем наведено в таблиці 7.
У зависях окремі частинки речовини помітні неозброєним оком
або у звичайний мікроскоп, саме тому зависі завжди мутні. Залеж-
но від агрегатного стану розподіленої у воді речовини серед зависей
виокремлюють суспензії та емульсії. Суспензії — це суміші твердої
речовини з водою (мал. 3.2). Білильна суміш — це суспензія тонко-
подрібненої крейди або вапна у воді. В емульсіях у воді розподілені
дрібні крапельки інших рідин, що не змішуються одна з одною. Мо-
локо — це емульсія жиру у воді, який із часом спливає на поверхню,
утворюючи вершки (мал. 3.3). У водоемульсійних фарбах з водою
змішані краплі клею ПВА з фарбою того чи іншого кольору.
а б в Мал. 3.1. а — завись крейди (у зависях розподілена речовина перебуває у вигляді великих кристаликів твердих речовин або крапель рідини); б — золь золота (у коло- їдних розчинах частинки речовини доволі великі й складаються з десятків або тисяч молекул, атомів або йонів); в — розчин купрум(II) сульфату (в істинних розчинах речо- вина існує у вигляді окремих молекул або йонів)
Мал. 3.3. Молоко — класичний приклад емульсії, у мікроскоп видно дрібні крапельки жиру
Мал. 3.2. Суспензія — суміш піску й мулу у воді: а — у збовтаному вигляді; б — після осідання твердих частинок
а б
