Souvent, de la part de nombreuses personnes discutant d'un processus particulier, vous pouvez entendre les mots : « C'est de la physique ! ou "C'est de la chimie !" En effet, presque tous les phénomènes de la nature, de la vie quotidienne et de l'espace qu'une personne rencontre au cours de sa vie peuvent être attribués à l'une de ces sciences. Il est intéressant de comprendre en quoi les phénomènes physiques diffèrent des phénomènes chimiques.

Physique des sciences

Avant de répondre à la question de savoir en quoi les phénomènes physiques diffèrent des phénomènes chimiques, il est nécessaire de comprendre quels objets et processus sont étudiés par chacune de ces sciences. Commençons par la physique.

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De la langue grecque ancienne, le mot « fisis » est traduit par « nature ». C'est-à-dire que la physique est une science de la nature qui étudie les propriétés des objets, leur comportement dans diverses conditions et les transformations entre leurs états. Le but de la physique est de déterminer les lois qui régissent les processus naturels. Pour cette science, peu importe de quoi est constitué l'objet étudié et quelle est sa composition chimique ; pour elle, la seule chose importante est de savoir comment l'objet se comportera s'il est exposé à la chaleur, à la force mécanique, à la pression, etc. .

La physique est divisée en un certain nombre de sections qui étudient un certain nombre de phénomènes plus restreints, par exemple l'optique, la mécanique, la thermodynamique, la physique atomique, etc. En outre, de nombreuses sciences indépendantes dépendent entièrement de la physique, par exemple l'astronomie ou la géologie.

Chimie scientifique

Contrairement à la physique, la chimie est une science qui étudie la structure, la composition et les propriétés de la matière, ainsi que ses modifications qui en résultent. réactions chimiques. C'est-à-dire que l'objet de l'étude de la chimie est la composition chimique et son changement au cours d'un certain processus.

La chimie, comme la physique, comporte de nombreuses sections, chacune étudiant une classe spécifique. substances chimiques, par exemple, organique et inorganique, bio- et électrochimie. La recherche en médecine, en biologie, en géologie ou encore en astronomie s'appuie sur les acquis de cette science.

Il est intéressant de noter que la chimie en tant que science n’a pas été reconnue par les philosophes grecs de l’Antiquité en raison de son orientation expérimentale, ainsi que des connaissances pseudo-scientifiques qui l’entouraient (rappelons que la chimie moderne est « née » de l’alchimie). Ce n'est que depuis la Renaissance et en grande partie grâce aux travaux du chimiste, physicien et philosophe anglais Robert Boyle que la chimie a commencé à être perçue comme une science à part entière.

Exemples de phénomènes physiques

Vous pouvez donner un grand nombre d'exemples qui obéissent aux lois physiques. Par exemple, chaque écolier connaît déjà en 5e année un phénomène physique : le mouvement d'une voiture sur la route. Dans ce cas, peu importe en quoi consiste cette voiture, d'où elle tire l'énergie pour se déplacer, la seule chose importante est qu'elle se déplace dans l'espace (le long de la route) le long d'une certaine trajectoire à une certaine vitesse. De plus, les processus d’accélération et de freinage d’une voiture sont également physiques. Le mouvement d'une voiture et d'autres corps solides est traité par la section de physique "Mécanique".

I. ...ET EN GÉNÉRAL II. À PROPOS DES SCIENCES III. À PROPOS DE LA CHIMIE La chimie est-elle mauvaise ? La médecine est-elle la mère de la chimie ? Un monde sans chimie analytique. Apocalypse? Combien de crimes ne pourront pas être résolus sans la chimie médico-légale ? Où finirons-nous sans produits agrochimiques ? L'astrochimie révélera-t-elle le secret de la vie ? Pourquoi la biochimie est-elle nécessaire ? Qu'y a-t-il de chimie dans la galurgie ? La géochimie est-elle vraiment à la base de la « dépendance » aux matières premières ? L’hydrochimie nous donnera-t-elle un nouvel « or » ? Pourquoi les tissus humains sont-ils teints ? Histochimie et cytochimie. Cancer, sida, grippe… Quelle science s’y oppose réellement ? Immunochimie Est-il possible de calculer la chimie ? Chimie quantique. En quoi la viande en gelée ressemble-t-elle à une personne ? Chimie colloïdale. Quand le catholicisme accepte-t-il le divorce ? A propos de la chimie cosmétique. Pourquoi les Terriens ont-ils besoin de cosmochimie ? Un domaine d’information moderne est-il possible sans la chimie des cristaux ? Comment le Père Noël aide-t-il les pharmaciens et les médecins ? Cryochimie et cryothérapie. Chimie laser - avec quoi est-elle mangée ? Est-il possible de se battre sans forêts ? Chimie du bois. La vie est-elle possible à l’intérieur d’un aimant ? Magnétochimie. Quelle est la relation entre la chimie médicinale et la pathochimie ? Qu'est-ce qui est différent de la chimie en métallurgie ? Pourquoi avons-nous besoin de mécanochimie ? Où rencontrons-nous la chimie des micro-ondes ? Nanochimie – la limite de taille de la chimie ? Qui nous dirige ? Neurochimie. Chimie inorganique: science ancienne ou nouvelle ? Vendre du pétrole ou ses produits raffinés ? Pétrochimie. Toi, moi, lui, elle - ensemble... chimie organique ? Peut-être synthétiserons-nous un jour l’âme ? Synthèse organique. Est-il possible longue vie particule libre dans la matière non libre ? Chimie organique physique. Qu’est-ce que la « pégniochimie » ? Qu’est-ce qu’un disciple du Christ a de commun avec la pétrochimie ? Allons-nous retourner à l’âge de pierre ? Péturgie. Allons-nous retourner à l’âge de pierre ? Péturgie. À quelle fréquence utilisons-nous des produits chimiques dans la cuisine ? Chimie alimentaire. La chimie du plasma pour les humains ou pour Dieu ? Chimie appliquée pour la guerre ou la paix ? De quelle couleur est l'électron ? Chimie des rayonnements. Qui a découvert le phénomène de la radioactivité ? À quel point la radioactivité est-elle dangereuse ? L’énergie languissante existe-t-elle ? Radiochimie. Qu’est-ce que la stéréochimie ? Quoi de mieux : une inondation ou une catastrophe due au méthane ? Chimie supramoléculaire. De quoi D.I. a-t-il parlé ? Mendeleïev dans sa thèse de doctorat ? Thermochimie. Chimie technique – la séparation est-elle justifiée ? La topochimie est-elle une chimie de surface ? Peut-être ne devrions-nous pas brûler du charbon ? Chimie du charbon. Quel est notre traitement ? Pharmacochimie. La femtochimie est-elle quelque chose de nouveau ? Un coup à la tête est-il un crime ou... de la chimie physique ? Qui furent les premiers phytochimistes ? D’où vient l’oxygène sur Terre et quelle est la nature de la vision ? Photochimie. En quoi la chimie des hautes énergies diffère-t-elle de la chimie conventionnelle ? Est-il possible de vivre sans accélération ? Cinétique chimique et catalyse. En quoi la physique chimique est-elle différente de la chimie physique ? Quel est le croque-mitaine de la personne moyenne ? Technologie chimique. Quel est le rôle de la chimie dans les guerres ? Armes chimiques. De quoi sont faits les sacs à provisions, les pneus et les agents de l'hérédité ? Chimie des composés macromoléculaires. Est-il possible de synthétiser du thé ? Chimie des composés naturels. Pourquoi avons-nous besoin de la chimie des silicates ? Comment la chimie du solide répond-elle à la question : l’hétéro est-il normal ? Quelle est la chimie des composés organo-éléments ? L'électrochimie, pourquoi en avons-nous besoin ? Qu'est-ce qui repousse les limites du tableau périodique ? Chimie nucléaire. Comment se lancer en chimie sans université ? Lequel élément chimique nommé d'après la Russie ? Sur les noms des éléments chimiques.

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En quoi la physique chimique est-elle différente de la chimie physique ?

Physique chimieétudie la structure électronique des molécules et des solides, les spectres moléculaires, les actes élémentaires de réactions chimiques, les processus de combustion et d'explosion, c'est-à-dire les aspects physiques des phénomènes chimiques. Le terme a été introduit par le chimiste allemand A. Eiken en 1930.

Formé dans les années 1920. en lien avec le développement mécanique quantique et l'utilisation de ses concepts en chimie. La frontière entre physique-chimie et physique-chimie est arbitraire. Article chimie physique au contraire : un résultat chimique d'une influence physique (par exemple, la mort d'une personne suite à un coup à la tête avec une brique). L'une des réalisations de la physique chimique doit être considérée comme la théorie réactions en chaîne ramifiée.

Fondateur de l'Institut de physique chimique de l'Académie des sciences de Russie N.N. Semionov a mené des recherches approfondies réactions en chaîne. Il s’agit d’une série d’étapes auto-initiées dans une réaction chimique qui, une fois démarrées, se poursuivent jusqu’à la fin de la dernière étape. Malgré le fait que le chimiste allemand M. Bodenstein ait suggéré pour la première fois la possibilité de telles réactions en 1913, la théorie expliquant les étapes réaction en chaîne et montrer sa vitesse n'existait pas. La clé de la réaction en chaîne est la phase initiale de formation radical libre- un atome ou un groupe d'atomes qui possède un électron non apparié et est donc extrêmement chimiquement actif. Une fois formé, il interagit avec la molécule de telle manière qu’un nouveau radical libre se forme comme l’un des produits de réaction. Le radical libre nouvellement formé peut alors réagir avec une autre molécule, et la réaction se poursuit jusqu'à ce que quelque chose empêche les radicaux libres d'en former des similaires, c'est-à-dire jusqu'à ce que le circuit soit coupé.

Une réaction en chaîne particulièrement importante est la réaction chaîne ramifiée, découvert en 1923 par les physiciens G.A. Kramers et I.A. Christiansen. Dans cette réaction, les radicaux libres créent non seulement des sites actifs, mais se multiplient également, créant de nouvelles chaînes et accélérant la réaction. La progression réelle de la réaction dépend d'un certain nombre de limitations externes, telles que la taille du récipient dans lequel elle se produit. Si le nombre de radicaux libres augmente rapidement, la réaction peut conduire à une explosion. En 1926 deux étudiants N.N. Semenov a observé ce phénomène pour la première fois en étudiant l'oxydation de la vapeur de phosphore par la vapeur d'eau. Cette réaction ne s’est pas déroulée comme elle aurait dû le faire, selon les lois de la cinétique chimique de l’époque. Semenov a vu la raison de cette divergence dans le fait qu'il s'agissait du résultat d'une réaction en chaîne ramifiée. Mais une telle explication fut rejetée par M. Bodenstein, alors autorité reconnue en matière de cinétique chimique. N.N. a poursuivi ses études intensives sur ce phénomène pendant encore deux ans. Semenov et S.N. Hinshelwood, qui a mené ses recherches en Angleterre de manière indépendante, et après cette période, il est devenu évident que Semenov avait raison.

N.N. Semenov a publié une monographie (Réactions en chaîne. Leningrad, ONTI., 1934), dans laquelle il a prouvé que de nombreuses réactions chimiques, y compris la réaction de polymérisation, sont réalisées en utilisant le mécanisme d'une réaction en chaîne ou en chaîne ramifiée. Plus tard, on a découvert que la réaction de fission des noyaux d'uranium 235 par les neutrons a également le caractère d'une réaction en chaîne ramifiée.

En 1956, Semenov et Hinshelwood reçurent le prix prix Nobel en chimie "pour la recherche dans le domaine du mécanisme des réactions chimiques". Dans sa conférence Nobel, Semenov a déclaré : « La théorie d'une réaction en chaîne ouvre la possibilité de se rapprocher de la solution du problème principal de la chimie théorique - le lien entre la réactivité et la structure des particules qui entrent dans la réaction. .. Il n’est guère possible d’enrichir la technologie chimique dans une certaine mesure ou même d’obtenir un succès décisif en biologie sans cette connaissance... »

L'Institut de physique chimique de l'Académie des sciences de Russie (Moscou) et l'Institut des problèmes de physique chimique de l'Académie des sciences de Russie (Tchernogolovka) fonctionnent. Il existe une revue « Chemical Physics ». Vous pouvez lire : Buchachenko A.L. Physique chimique moderne : Objectifs et voies de progrès // Avancées de la chimie. - 1987. - T. 56. - N° 11.

Chimie physique

"Une introduction à la vraie chimie physique". Manuscrit de M. V. Lomonossov. 1752

Chimie physique(souvent abrégé dans la littérature comme chimie physique) - une branche de la chimie, la science des lois générales de structure, de structure et de transformation des substances chimiques. Explore les phénomènes chimiques à l’aide de théories et méthodes expérimentales la physique.

· 1Histoire de la chimie physique

· 2 Sujet d'étude de chimie physique

· 3Différence entre la chimie physique et la physique chimique

· 4 sections de chimie physique

o 4.1 Chimie colloïdale

o 4.2 Chimie des cristaux

o 4.3 Radiochimie

o 4.4Thermochimie

o 4.5 La doctrine de la structure de l'atome

o 4.6 La doctrine de la corrosion des métaux

o 4.7 La doctrine des solutions

o 4.8 Cinétique chimique

o 4.9 Photochimie

o 4.10Thermodynamique chimique

o 4.11 Analyse physico-chimique

o 4.12 Théorie de la réactivité des composés chimiques

o 4.13 Chimie des hautes énergies

o 4.14 Chimie du laser

o 4.15 Chimie des rayonnements

o 4.16 Chimie nucléaire

o 4.17Électrochimie

o 4.18 Chimie sonore

o 4.19 Chimie structurale

· 5 Potentiométrie

Histoire de la chimie physique[

La chimie physique a commencé au milieu du XVIIIe siècle. Le terme « Chimie Physique », au sens moderne de la méthodologie de la science et des enjeux de la théorie de la connaissance, appartient à M. V. Lomonossov, qui, en 1752, a enseigné pour la première fois le « Cours de véritable chimie physique » aux étudiants de l'Université de Saint-Pétersbourg. En préambule de ces conférences, il donne la définition suivante : « La chimie physique est une science qui, sur la base de principes physiques et d'expériences, doit expliquer la raison de ce qui se produit lors d'opérations chimiques dans des corps complexes. » Le scientifique, dans les travaux de sa théorie corpusculaire-cinétique de la chaleur, traite de questions qui correspondent pleinement aux tâches et méthodes ci-dessus. C'est précisément la nature des actions expérimentales qui servent à confirmer certaines hypothèses et dispositions de ce concept. M.V. Lomonosov a suivi ces principes dans de nombreux domaines de ses recherches : dans le développement et la mise en œuvre pratique de la « science du verre », qu'il a fondée, dans diverses expériences consacrées à la confirmation de la loi de conservation de la matière et de la force (mouvement) ; - dans des travaux et des expériences liés à l'étude des solutions - il a développé un vaste programme de recherche sur ce phénomène physique et chimique, en voie de développement jusqu'à nos jours.

S'ensuivit ensuite une pause de plus d'un siècle et D.I. Mendeleev fut l'un des premiers en Russie à lancer des recherches physiques et chimiques à la fin des années 1850.

Le cours suivant de chimie physique fut enseigné par N. N. Beketov à l'Université de Kharkov en 1865.

Le premier département de chimie physique en Russie a été ouvert en 1914 à la Faculté de physique et de mathématiques de l'Université de Saint-Pétersbourg. À l'automne, il a commencé à enseigner un cours obligatoire et cours pratiques en chimie physique, étudiant de D. P. Konovalov, M. S. Vrevsky.

La première revue scientifique destinée à la publication d'articles sur la chimie physique a été fondée en 1887 par W. Ostwald et J. Van't Hoff.

Sujet d'étude de chimie physique[

La chimie physique est le principal fondement théorique de la chimie moderne, utilisant méthodes théoriques des branches aussi importantes de la physique que la mécanique quantique, la physique statistique et la thermodynamique, la dynamique non linéaire, la théorie des champs, etc. Elle comprend l'étude de la structure de la matière, notamment : la structure des molécules, la thermodynamique chimique, la cinétique chimique et la catalyse. L'électrochimie, la photochimie, la physico-chimie des phénomènes de surface (y compris l'adsorption), la chimie des rayonnements, l'étude de la corrosion des métaux, la physico-chimie des composés de haut poids moléculaire (voir physique des polymères), etc. et sont parfois considérées comme des sections indépendantes de la chimie colloïdale, de l'analyse physico-chimique et de la chimie quantique. La plupart des branches de la chimie physique ont des limites assez claires en termes d'objets et de méthodes de recherche, de caractéristiques méthodologiques et d'appareils utilisés.

Différence entre la chimie physique et la physique chimique

Ces deux sciences se situent à l’intersection de la chimie et de la physique ; la physique chimique est parfois incluse dans la chimie physique. Il n'est pas toujours possible de tracer une frontière claire entre ces sciences. Cependant, avec un degré raisonnable de précision, cette différence peut être définie comme suit :

la chimie physique considère dans son ensemble les processus se produisant avec la participation simultanée ensembles particules;

· revues de physique chimique séparé les particules et l'interaction entre elles, c'est-à-dire des atomes et des molécules spécifiques (il n'y a donc pas de place pour le concept de « gaz parfait », largement utilisé en chimie physique).

La physique et la chimie sont des sciences qui contribuent directement au progrès technologique du XXIe siècle. Les deux disciplines étudient les lois du fonctionnement du monde environnant, les changements dans les plus petites particules qui le composent. Tous les phénomènes naturels ont une base chimique ou physique, cela s'applique à tout : lueur, combustion, ébullition, fusion, toute interaction de quelque chose avec quelque chose.
Tout le monde à l'école a étudié les bases de la chimie et de la physique, de la biologie et des sciences naturelles, mais tout le monde n'a pas lié sa vie à ces sciences, tout le monde ne peut pas maintenant déterminer la frontière entre elles.

Pour comprendre quelles sont les principales différences entre les sciences physiques et les sciences chimiques, il faut d’abord les examiner de plus près et se familiariser avec les principes de base de ces disciplines.

À propos de la physique : le mouvement et ses lois

Offres de physique étude directe les propriétés générales le monde environnant, formes simples et complexes de mouvement de la matière, phénomène naturel, qui sous-tendent tous ces processus. La science étudie les qualités de divers objets matériels et les manifestations des interactions entre eux. Les physiciens étudient également les schémas généraux de différents types matière; ces principes unificateurs sont appelés lois physiques.

La physique est à bien des égards une discipline fondamentale car elle considère de manière plus large les systèmes matériels à différentes échelles. Elle est en contact très étroit avec toutes les sciences naturelles ; les lois de la physique déterminent dans la même mesure les phénomènes biologiques et géologiques. Il existe un lien fort avec les mathématiques, car tout théories physiques formulé sous forme de nombres et d’expressions mathématiques. En gros, la discipline étudie de manière générale absolument tous les phénomènes du monde environnant et les schémas de leur apparition, sur la base des lois de la physique.

Chimie : en quoi consiste tout ?

La chimie s'occupe principalement de l'étude des propriétés et des substances en combinaison avec leurs diverses modifications. Les réactions chimiques sont le résultat du mélange de substances pures et de la création de nouveaux éléments.

La science interagit étroitement avec d’autres disciplines naturelles telles que la biologie et l’astronomie. La chimie étudie la composition interne de différents types de matière, les aspects de l'interaction et de la transformation des constituants de la matière. La chimie utilise également ses propres lois et théories, régularités et hypothèses scientifiques.

Quelles sont les principales différences entre la physique et la chimie ?

L'appartenance aux sciences naturelles unit ces sciences à bien des égards, mais il y a bien plus de différences entre elles qu'il n'y a de points communs :

1. La principale différence entre les deux sciences naturelles est que la physique étudie les particules élémentaires (le micromonde, cela inclut les niveaux atomique et nucléon) et diverses propriétés des substances situées dans un certain état d'agrégation. La chimie étudie les processus mêmes d'« assemblage » de molécules à partir d'atomes, la capacité d'une substance à entrer dans certaines réactions avec une substance d'un autre type.
2. Comme la biologie et l'astronomie, la physique moderne admet de nombreux concepts non rationnels dans ses outils méthodologiques, cela concerne principalement les théories de l'origine de la vie sur Terre, l'origine de l'Univers et les liens avec la philosophie dans la considération des concepts de cause première de l’« idéal » et le « matériel ». La chimie est restée beaucoup plus proche des principes rationnels sciences exactes, s'éloignant à la fois de l'alchimie ancienne et de la philosophie en général.
3. La composition chimique des corps dans les phénomènes physiques reste inchangée, tout comme leurs propriétés. Les phénomènes chimiques impliquent la transformation d'une substance en une autre avec l'apparition de ses nouvelles propriétés ; C'est la différence entre les matières étudiées par ces disciplines.
4. Une large classe de phénomènes décrits par la physique. La chimie est bien plus discipline hautement spécialisée, il se concentre sur l’étude uniquement du micromonde (niveau moléculaire), par opposition à la physique (macromonde et micromonde).
5. La physique s'occupe de l'étude des objets matériels avec leurs qualités et propriétés, et la chimie travaille avec la composition de ces objets, les plus petites particules qui les composent et qui interagissent entre elles.

Histoire de la chimie physique

M.V. Lomonossov, qui dans 1752

N.N. Beketov 1865

ET Nernst.

M. S. Vrevsky.

Molécules, ions, radicaux libres.

Les atomes d'éléments peuvent former trois types de particules impliquées dans les processus chimiques : les molécules, les ions et les radicaux libres.

Molécule est la plus petite particule neutre d'une substance qui possède ses propriétés chimiques et est capable d'exister indépendamment. Il y a des monoatomiques et molécules polyatomiques(diatomique, triatomique, etc.). Dans des conditions ordinaires, les gaz rares sont constitués de molécules monoatomiques ; les molécules de composés de haut poids moléculaire, au contraire, contiennent plusieurs milliers d'atomes.

Et il- une particule chargée, qui est un atome ou un groupe d'atomes chimiquement liés avec un excès d'électrons (anions) ou un déficit (cations). Dans une substance, les ions positifs existent toujours avec les ions négatifs. Les forces électrostatiques agissant entre les ions étant importantes, il est impossible de créer dans une substance un excès significatif d'ions de même signe.

Radical libre est appelée particule à valences insaturées, c'est-à-dire une particule avec des électrons non appariés. De telles particules sont par exemple ·CH 3 et ·NH 2. Dans des conditions normales, les radicaux libres ne peuvent généralement pas exister pendant une longue période, car ils sont extrêmement réactifs et réagissent facilement pour former des particules inertes. Ainsi, deux radicaux méthyle CH3 se combinent pour former une molécule C 2 H 6 (éthane). De nombreuses réactions sont impossibles sans la participation des radicaux libres. À des températures très élevées (par exemple dans l'atmosphère du Soleil), les seules particules diatomiques qui peuvent exister sont les radicaux libres (·CN, ·OH, ·CH et quelques autres). De nombreux radicaux libres sont présents dans la flamme.

On connaît des radicaux libres de structure plus complexe, qui sont relativement stables et peuvent exister dans des conditions normales, par exemple le radical triphénylméthyle (C 6 H 5) 3 C (avec sa découverte l'étude des radicaux libres a commencé). L'une des raisons de sa stabilité réside dans des facteurs spatiaux - la grande taille des groupes phényle, qui empêchent la combinaison de radicaux dans une molécule d'hexaphényléthane.

Une liaison covalente.

Chaque liaison chimique dans les formules développées est représentée ligne de valence , Par exemple:

H−H (liaison entre deux atomes d'hydrogène)

H 3 N−H + (liaison entre l'atome d'azote de la molécule d'ammoniac et le cation hydrogène)

(K +)−(I−) (liaison entre le cation potassium et l'ion iodure).

Une liaison chimique se forme grâce à attraction des noyaux atomiques vers une paire d'électrons(indiqué par des points ··), qui est représenté dans les formules électroniques de particules complexes (molécules, ions complexes) ligne de valence− contrairement aux leurs, paires isolées d'électrons chaque atome, par exemple :

:::F−F:::

(F2);

H−Cl : :

(HCl);

.. H−N−H | H

(NH3)

La liaison chimique est appelée covalent, s'il est formé par partager une paire d'électrons les deux atomes.

Polarité moléculaire

Les molécules formées par des atomes du même élément seront généralement non polaire , à quel point les liaisons elles-mêmes sont non polaires. Ainsi, les molécules H 2, F 2, N 2 sont apolaires.

Les molécules formées par des atomes de différents éléments peuvent être polaire Et non polaire . Cela dépend du Forme géométrique.
Si la forme est symétrique, alors la molécule non polaire(BF 3, CH 4, CO 2, SO 3), si asymétrique (en raison de la présence de paires libres ou d'électrons non appariés), alors la molécule polaire(NH 3, H 2 O, SO 2, NO 2).

Lorsqu'un des atomes latéraux d'une molécule symétrique est remplacé par un atome d'un autre élément, la forme géométrique est également déformée et une polarité apparaît, par exemple, dans les dérivés chlorés du méthane CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 et CHCl 3 (CH 4 molécules de méthane sont apolaires).

Polarité la forme asymétrique de la molécule découle de polarité des liaisons covalentes entre les atomes des éléments avec une électronégativité différente .
Comme indiqué ci-dessus, il y a un déplacement partiel de la densité électronique le long de l'axe de la liaison vers l'atome d'un élément plus électronégatif, par exemple :

H δ+ → Cl δ−	B δ+ → F δ−
C δ− ← H δ+	N δ− ← H δ+

(ici δ est la charge électrique partielle sur les atomes).

Le plus différence d'électronégativité éléments, plus la valeur absolue de la charge δ est élevée et plus polaire il y aura une liaison covalente.

Dans les molécules de forme symétrique (par exemple, BF 3), les « centres de gravité » des charges négatives (δ−) et positives (δ+) coïncident, mais dans les molécules asymétriques (par exemple, NH 3), ils ne le font pas. coïncider.
En conséquence, dans les molécules asymétriques, Dipôle électrique - contrairement aux charges séparées par une certaine distance dans l'espace, par exemple dans une molécule d'eau.

Liaison hydrogène.

Lors de l'étude de nombreuses substances, ce qu'on appelle liaisons hydrogène . Par exemple, les molécules HF dans un liquide fluor d'hydrogène sont reliés les uns aux autres par une liaison hydrogène, de même, les molécules H 2 O dans l'eau liquide ou dans un cristal de glace, ainsi que les molécules NH 3 et H 2 O sont reliées les unes aux autres par une connexion intermoléculaire - ammoniaque hydratée NH3H2O.

Liaisons hydrogène instable et se détruisent assez facilement (par exemple, lorsque la glace fond, l'eau bout). Cependant, une certaine énergie supplémentaire est dépensée pour rompre ces liaisons, et donc les points de fusion et d'ébullition des substances avec des liaisons hydrogène entre les molécules sont nettement plus élevées que celles de substances similaires, mais sans liaisons hydrogène :

Valence. Liens donateur-accepteur. Selon la théorie de la structure moléculaire, les atomes peuvent former autant de liaisons covalentes que leurs orbitales sont occupées par un électron, mais ce n'est pas toujours le cas. [Dans le schéma accepté pour remplir un AO, le numéro de la coque est d'abord indiqué, puis le type d'orbitale, et enfin, s'il y a plus d'un électron dans l'orbitale, leur numéro (exposant). Alors, enregistrez (2 s) 2 signifie que sur s-les orbitales de la deuxième couche contiennent deux électrons.] Un atome de carbone à l'état fondamental (3 R.) possède une configuration électronique (1 s) 2 (2s) 2 (2p x)(2 p y), alors que deux orbitales ne sont pas remplies, c'est-à-dire contiennent chacun un électron. Cependant, les composés carbonés divalents sont très rares et très réactifs. Habituellement, le carbone est tétravalent, et cela est dû au fait que pour sa transition vers l'excité 5 S-état (1 s) 2 (2s) (2p x)(2 p y)(2 p z) Avec quatre orbitales non remplies, très peu d’énergie est nécessaire. Coûts énergétiques associés à la transition 2 s-électron pour libérer 2 R.-orbitales, sont plus que compensées par l'énergie libérée lors de la formation de deux liaisons supplémentaires. Pour la formation d’AO non comblés, il faut que ce processus soit énergétiquement favorable. Atome d'azote avec configuration électronique (1 s) 2 (2s) 2 (2p x)(2 p y)(2 p z) ne forme pas de composés pentavalents, puisque l'énergie nécessaire au transfert de 2 s-électron pour 3 d-orbitale pour former une configuration pentavalente (1 s) 2 (2s)(2p x)(2 p y)(2 p z)(3 d), C est trop gros. De même, les atomes de bore avec la configuration habituelle (1 s) 2 (2s) 2 (2p) peuvent former des composés trivalents lorsqu'ils sont dans un état excité (1 s) 2 (2s)(2p x)(2 p y), qui se produit lors de la transition 2 s-électron pour 2 R.-AO, mais ne forme pas de composés pentavalents, depuis le passage à l'état excité (1 s)(2s)(2p x)(2 p y)(2 p z), en raison du transfert de l'un des 1 s-électrons de plus haut niveau, demande trop d’énergie. L'interaction des atomes avec la formation d'une liaison entre eux ne se produit qu'en présence d'orbitales aux énergies proches, c'est-à-dire orbitales avec le même nombre quantique principal. Données pertinentes pour les 10 premiers éléments tableau périodique sont résumées ci-dessous. L'état de valence d'un atome est l'état dans lequel il forme des liaisons chimiques, par exemple l'état 5 S pour le carbone tétravalent.

ÉTATS DE VALENCE ET VALENCES DES DIX PREMIERS ÉLÉMENTS DU TABLEAU PÉRIODIQUE
Élément	État fondamental	État de valence normal	Valence régulière
H	(1s)	(1s)
Il	(1s) 2	(1s) 2
Li	(1s) 2 (2s)	(1s) 2 (2s)
Être	(1s) 2 (2s) 2	(1s) 2 (2s)(2p)
B	(1s) 2 (2s) 2 (2p)	(1s) 2 (2s)(2p x)(2 p y)
C	(1s) 2 (2s) 2 (2p x)(2 p y)	(1s) 2 (2s)(2p x)(2 p y)(2 p z)
N	(1s) 2 (2s) 2 (2p x)(2 p y)(2 p z)	(1s) 2 (2s) 2 (2p x)(2 p y)(2 p z)
Ô	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y)(2 p z)	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y)(2 p z)
F	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z)	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z)
Né	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) 2	(1s) 2 (2s) 2 (2p x) 2 (2 p y) 2 (2 p z) 2

Ces modèles se manifestent dans les exemples suivants :

Histoire de la chimie physique

La chimie physique a commencé au milieu du XVIIIe siècle. Le terme « Chimie Physique » appartient à M.V. Lomonossov, qui dans 1752 Cette année-là, pour la première fois, j'ai lu « Un cours de véritable chimie physique » à des étudiants de l'Université de Saint-Pétersbourg. Dans ce cours, il a lui-même donné la définition suivante de cette science : "La chimie physique est une science qui doit, sur la base de principes physiques et d'expériences, expliquer la raison de ce qui se produit lors d'opérations chimiques dans des corps complexes."

S'ensuit ensuite une pause de plus d'un siècle et le cours suivant de chimie physique est dispensé par un académicien. N.N. Beketovà l'Université de Kharkov à 1865 année. À la suite de N.N. Beketov a commencé à enseigner la chimie physique dans d'autres universités de Russie. Flavitsky (Kazan 1874), V. Ostwald (Université de Tartu 18807), I.A. Kablukov (Université de Moscou 1886).

La reconnaissance de la chimie physique en tant que science et discipline académique indépendante s'est exprimée à l'Université de Leipzig (Allemagne) en 1887. Le premier département de chimie physique dirigé par V. Ostwald et la fondation de la première revue scientifique sur la chimie physique. À la fin du XIXe siècle, l'Université de Leipzig était un centre de développement de la chimie physique, et les principaux physico-chimistes étaient : W. Ostwald, J. van't Hoff, Arrhenius Et Nernst.

Le premier département de chimie physique en Russie a été ouvert en 1914 à la Faculté de physique et de mathématiques de l'Université de Saint-Pétersbourg, où, à l'automne, il a commencé à enseigner un cours obligatoire et des cours pratiques de chimie physique. M. S. Vrevsky.

Différence entre la chimie physique et la physique chimique

Ces deux sciences se situent à l’intersection de la chimie et de la physique ; la physique chimique est parfois incluse dans la chimie physique. Il n'est pas toujours possible de tracer une frontière claire entre ces sciences. Cependant, avec un degré raisonnable de précision, cette différence peut être définie comme suit :

la chimie physique considère dans son ensemble les processus se produisant avec la participation simultanée ensembles particules;

· revues de physique chimique séparé les particules et les interactions entre elles, c'est-à-dire des atomes et des molécules spécifiques (il n'y a donc pas de place pour le concept de « gaz parfait », largement utilisé en chimie physique).

Conférence 2 La structure des molécules et la nature des liaisons chimiques. Types de liaisons chimiques. Le concept d'électronégativité d'un élément. Polarisation. Moment dipolaire. Énergie atomique de la formation de molécules. Méthodes d'étude expérimentale de la structure des molécules.

Structure moleculaire(structure moleculaire), arrangement mutuel atomes dans les molécules. Au cours des réactions chimiques, les atomes des molécules des réactifs sont réarrangés et de nouveaux composés se forment. Par conséquent, l’un des problèmes chimiques fondamentaux est de clarifier la disposition des atomes dans les composés d’origine et la nature des changements lors de la formation d’autres composés à partir de ceux-ci.

Les premières idées sur la structure des molécules reposaient sur une analyse du comportement chimique d’une substance. Ces idées sont devenues plus complexes à mesure que les connaissances sur propriétés chimiques substances. L'application des lois fondamentales de la chimie a permis de déterminer le nombre et le type d'atomes qui composent la molécule d'un composé donné ; cette information est contenue dans la formule chimique. Au fil du temps, les chimistes se sont rendu compte qu’une seule formule chimique ne suffisait pas pour caractériser avec précision une molécule, car il existe des molécules isomères qui ont les mêmes formules chimiques mais des propriétés différentes. Ce fait a amené les scientifiques à croire que les atomes d’une molécule doivent avoir une certaine topologie, stabilisée par les liaisons entre eux. Cette idée a été exprimée pour la première fois en 1858 par le chimiste allemand F. Kekule. Selon ses idées, une molécule peut être représentée en utilisant formule structurelle, qui indique non seulement les atomes eux-mêmes, mais aussi les connexions entre eux. Les liaisons interatomiques doivent également correspondre à la disposition spatiale des atomes. Les étapes de développement des idées sur la structure de la molécule de méthane sont présentées sur la Fig. 1. La structure correspond aux données modernes g : la molécule a la forme d'un tétraèdre régulier, avec un atome de carbone au centre et des atomes d'hydrogène aux sommets.

De telles études ne disent cependant rien sur la taille des molécules. Cette information n'est devenue disponible qu'avec le développement de méthodes physiques appropriées. Le plus important d’entre eux s’est avéré être la diffraction des rayons X. À partir des diagrammes de diffusion des rayons X sur les cristaux, il est devenu possible de déterminer la position exacte des atomes dans un cristal, et pour les cristaux moléculaires, il était possible de localiser les atomes dans une molécule individuelle. D'autres méthodes incluent la diffraction des électrons lors de leur passage à travers des gaz ou des vapeurs et l'analyse des spectres de rotation des molécules.

Toutes ces informations ne donnent que idée générale sur la structure de la molécule. La nature des liaisons chimiques nous permet d’étudier la théorie quantique moderne. Et bien qu'il ne soit pas encore possible de calculer la structure moléculaire avec une précision suffisamment élevée, toutes les données connues sur liaisons chimiques peut être expliqué. L'existence de nouveaux types de liaisons chimiques a même été prédite.