Вся химия 8 класса за 1 видео

Ключевые тезисы

Химия изучает вещества и их превращения на уровне атомов.
Свойства элементов зависят от строения их атомов, в первую очередь от заряда ядра.
Периодическая система Менделеева — это систематизация элементов по возрастанию заряда ядра, отражающая периодичность их свойств.
Химическая связь (ковалентная, ионная, металлическая) возникает для достижения атомами более устойчивого состояния.
Вещества классифицируются на простые (металлы/неметаллы) и сложные (оксиды, кислоты, основания, соли).
Химические реакции — это процессы превращения одних веществ в другие, подчиняющиеся закону сохранения массы.
Реакции в растворах электролитов (ионный обмен) идут до конца, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода).

Строение атома

Атом — мельчайшая, химически неделимая частица вещества.

Состав атома:

Ядро (положительный заряд, содержит почти всю массу):
- Протоны (p⁺) — заряд +1, масса ~1.
- Нейтроны (n⁰) — заряд 0, масса ~1.
Электронная оболочка (отрицательный заряд):
- Электроны (e⁻) — заряд -1, масса пренежимо мала.

Важные соотношения:

Заряд ядра = Число протонов = Порядковый номер в таблице Менделеева.
В нейтральном атоме: Число протонов = Число электронов.
Число нейтронов = Атомная масса (округлённая) - Порядковый номер.

Электронная конфигурация

Электроны располагаются на энергетических уровнях, которые делятся на подуровни (s, p, d, f) и орбитали (ячейки).

Принцип наименьшей энергии: электроны заполняют орбитали с самой низкой энергии.
Принцип Паули: в одной орбитали могут находиться только два электрона с противоположными спинами (↑↓).
Правило Хунда: электроны на подуровне стремятся занять максимальное число орбиталей поодиночке (↑ ↑ ↑), и только затем спариваются.

Периодическая система химических элементов (ПСХЭ)

Структура:

Периоды (горизонтальные ряды): 1-3 — малые, 4+ — большие.
Группы (вертикальные столбцы): главные (А) и побочные (Б) подгруппы.

Правила-шпаргалки из ПСХЭ:

Номер периода = Число энергетических уровней в атоме.
Номер группы (для А-подгрупп) = Число электронов на внешнем уровне.

Периодический закон и свойства элементов

Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.

Изменение свойств в ПСХЭ:

Слева направо в периоде: усиливаются неметаллические и окислительные свойства, растёт электроотрицательность.
Сверху вниз в группе: усиливаются металлические и восстановительные свойства, электроотрицательность падает.

Простой способ сравнения:

Фтор (F) — "чемпион" среди неметаллов: макс. электроотрицательность, окислительные свойства.
Франций (Fr) — "чемпион" среди металлов: мин. электроотрицательность, макс. металличность и восстановительные свойства.
Чем ближе элемент к "чемпиону", тем сильнее у него выражены соответствующие свойства.

Валентность и степень окисления

Валентность — число химических связей, которые атом образует в соединении (условно — "число рук").

Бывает постоянная (H, F, Na — I; O, Ca — II) и переменная (Fe — II, III).

Степень окисления (С.О.) — условный заряд атома в соединении, рассчитанный в предположении, что все связи ионные.

Правила определения С.О.:

С.О. простого вещества = 0.
Сумма С.О. всех атомов в нейтральной молекуле = 0.
Металлы IА группы (Li, Na, K...) → С.О. = +1.
Металлы IIА группы (Mg, Ca, Ba...) → С.О. = +2.
Фтор (F) → С.О. = -1.
Кислород (O) → почти всегда С.О. = -2 (исключения: пероксиды, соединения с фтором).
Водород (H) → почти всегда С.О. = +1 (исключения: гидриды металлов, где С.О. = -1).

Типы химической связи

Ковалентная связь: образуется за счёт общей электронной пары между атомами.
- Неполярная (КНС): между одинаковыми атомами неметаллов (H₂, O₂, Cl₂).
- Полярная (КПС): между разными атомами неметаллов (HCl, H₂O). Общая пара смещена к более электроотрицательному атому.
Ионная связь: возникает между металлом и неметаллом. Металл отдаёт электрон(ы), превращаясь в катион (+), неметалл принимает, становясь анионом (-). Связь — электростатическое притяжение (NaCl). Также в солях аммония (NH₄⁺ с анионом).
Металлическая связь: в кристалле металла. Атомы отдают внешние электроны в "общий котёл", образуя "электронный газ", который удерживает положительные ионы. Объясняет тепло- и электропроводность металлов.

Классификация веществ

Простые вещества:

Металлы (левее и ниже условной линии B-At в ПСХЭ): проводят ток и тепло, ковкие, имеют блеск.
Неметаллы (правее и выше линии B-At + H): разнообразные свойства, высокая электроотрицательность.

Сложные вещества:

Оксиды (Элемент + О⁻²): основные (металлы, С.О. +1,+2), кислотные (неметаллы/металлы с С.О. +5,+6), амфотерные (металлы, С.О. +3,+4 + исключения: ZnO, BeO и др.).
Основания (Ме⁺ⁿ + OH⁻): растворимые — щёлочи (NaOH, KOH), нерастворимые (Cu(OH)₂).
Кислоты (H⁺ + кислотный остаток): кислородсодержащие (H₂SO₄) и бескислородные (HCl).
Соли (Ме⁺ⁿ или NH₄⁺ + кислотный остаток): продукт взаимодействия кислоты и основания.

Химические реакции

Признаки реакции: изменение цвета, запаха, выделение газа, тепла, выпадение осадка.

Типы реакций по числу и составу веществ:

Соединения: A + B → C.
Разложения: C → A + B.
Замещения: A + BC → AC + B.
Обмена: AB + CD → AD + CB.

Закон сохранения массы: масса реагентов = масса продуктов. Атомы не исчезают, поэтому уравнения надо уравнивать коэффициентами.

Электролитическая диссоциация (ЭД)

ЭД — распад электролитов на ионы в растворе или расплаве.
Электролит — вещество, раствор/расплав которого проводит ток.

Сильные электролиты (диссоциируют почти полностью):

Растворимые соли.
Щёлочи (растворимые основания).
Сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄).

Слабые электролиты (диссоциируют частично): слабые кислоты, нерастворимые основания, вода.

Ионы:

Катионы — положительные (Ме⁺, H⁺, NH₄⁺).
Анионы — отрицательные (OH⁻, Cl⁻, SO₄²⁻).

Реакции ионного обмена

Протекают в растворах электролитов. Идут до конца, если образуется:

Осадок (нерастворимое вещество).
Газ.
Малодиссоциирующее вещество (чаще всего — вода H₂O).

Правило Бертолле: реакция обмена между электролитами возможна, если выполняется одно из трёх условий выше.

Алгоритм записи ионных уравнений:

Записать молекулярное уравнение.
Записать полное ионное уравнение: сильные электролиты расписать на ионы, осадки/газы/слабые электролиты/простые вещества оставить в молекулярном виде.
Сократить одинаковые ионы в левой и правой части (сокращённое ионное уравнение).

Химические свойства основных классов веществ

Оксиды:

Основные оксиды + вода → основание (если оно растворимо).
Кислотные оксиды + вода → кислота (если она растворима, иначе реакция не идёт).

Решение задач по химии: количество вещества и массовая доля

Основные формулы

Количество вещества (n) = масса (m) / молярная масса (M)
Количество вещества для газа при н.у. = объем (V) / молярный объем (Vₘ = 22,4 л/моль)
Масса (m) = количество вещества (n) * молярная масса (M)
Объем газа при н.у. (V) = количество вещества (n) * молярный объем (Vₘ)
Массовая доля элемента (ω) = (число атомов * Ar) / Mr * 100%

Решение задач на количество вещества

По массе вещества

Найти молярную массу (M) соединения.
Рассчитать количество вещества: n = m / M.

Пример: Дано 2,9 г Mg(OH)₂. M(Mg(OH)₂) = 58 г/моль. n = 2,9 / 58 = 0,05 моль.

По объему газа (при нормальных условиях)

Нормальные условия (н.у.) — обязательное условие для использования Vₘ = 22,4 л/моль.

Найти количество вещества газа: n = V / Vₘ.

Пример: Дано 15,68 л SO₂ при н.у. n = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль.

Решение задач по уравнению реакции (стехиометрия)

Записать и уравнять реакцию.
Найти количество вещества известного реагента (n₁) по массе или объему.
Определить мольное соотношение реагентов по коэффициентам в уравнении.
Найти количество вещества искомого продукта (n₂).
Перейти к требуемой величине (массе или объему) продукта.

Пример 1 (по массе): Реакция Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O.

Найдено n(Mg(OH)₂) = 0,05 моль.

Коэффициенты 1:1 → n(MgCl₂) = 0,05 моль.

M(MgCl₂) = 95 г/моль → m(MgCl₂) = 0,05 * 95 = 4,75 г.

Пример 2 (по объему газа): Реакция 2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O.

Дано V(CO₂) = 11,2 л при н.у. → n(CO₂) = 0,5 моль.

Коэффициенты 1:1 → n(Li₂CO₃) = 0,5 моль (ответ).

Задачи на массовую долю элемента в соединении

Вывести правильную химическую формулу соединения.
Рассчитать молярную массу (Mr) соединения.
Рассчитать массовую долю по формуле: ω = (n * Ar) / Mr * 100%, где n — число атомов элемента в формуле.

Пример: Вычислить ω(N) в Al(NO₃)₃.

Формула: Al(NO₃)₃.

Mr(Al(NO₃)₃) = 27 + (14+16*3)*3 = 213 г/моль.

В формуле 3 атома N: ω(N) = (3 * 14) / 213 * 100% ≈ 19,7%.

Важные нюансы и ключевые моменты

Для газов формула n = V / Vₘ работает только при н.у. и для любого газа.
Мольное соотношение в реакции — ключ к пересчету между реагентами и продуктами.
При расчете молярной массы внимательно считайте атомы, учитывая индексы и коэффициенты за скобками.
При расчете массовой доли не забывайте умножать Ar на число атомов элемента в формуле.
Атомную массу хлора (Cl) обычно берут равной 35,5 (не округляют).