화학 법칙

주기성의 법칙

화학 원소 주기율표는 19세기 말 드미트리 멘델레예프 가 공식화한 주기성의 법칙에 기초하여 만들어졌습니다. 현재는 " 원자 번호 가 증가함에 따라 정렬된 화학 원소의 특성이 주기적으로 반복된다"는 가정이 결정됩니다. 주기율표의 원소 배열을 통해 다음과 같은 관계를 빠르게 해석할 수 있습니다.

1. 원자가 쉘 번호는 주기 번호와 동일하므로,
2. 주기 수와 같기 때문에 전자가 차지하는 전자 껍질의 수,
3. 원자가 전자의 수는 그룹 번호 1-2와 같거나 그룹 13-18에 대해 10만큼 감소합니다.

또한 s 및 p 블록에 대한 요소의 위치를 제안할 수 있는 여러 속성이 있습니다.

1. 그룹의 원자 번호가 증가함에 따라 원자 반경, 금속 특성, 금속의 활성이 증가하고,
2. 그룹의 원자 번호가 증가함에 따라 전기 음성도, 전자 친화도, 이온화 에너지, 비금속의 활성도가 감소하고,
3. 주기의 원자번호가 증가할수록 전기음성도, 전자친화도, 이온화에너지, 비금속의 활성도가 증가하고,
4. 주기의 원자 번호가 증가함에 따라 원자 반경(헬륨 제외), 금속의 활성도, 금속 특성이 감소합니다.

질량 보존 법칙

일반적으로 화학 반응 연구가 시작되는 첫 번째 기본 법칙은 질량 보존 법칙입니다. 18세기 후반에 미하일 로모노소프와 앙투안 라부아지에 는 서로 독립적으로 화학 반응 중에 반응물의 총 질량이 변하지 않는다는 진술을 공식화했습니다. 형성된 모든 반응 생성물의 총 질량과 같아야 합니다. 질량 보존은 특정 원소의 원자 수가 일정하기 때문에 발생합니다. 특정 원소는 존재하는 형태에 관계없이 동일한 질량을 갖습니다. 반응물에 존재하는 각 원자는 동일한 질량을 지닙니다. 따라서 반응식의 균형이 필요합니다. 요컨대, 질량 보존 법칙은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 반응물의 질량 = 생성물의 질량 이것은 특히 유용한 관계입니다. 덕분에 반응 과정을 알면 그 안에 존재하는 화합물의 질량을 결정할 수 있습니다. 화학양론을 알면 예를 들어 특정 양의 기질로부터 형성된 제품의 질량을 계산할 수도 있고 그 반대도 가능합니다. 원하는 제품의 양을 알면 반응에 필요한 반응물의 양을 계산할 수 있습니다.

화합물의 일정한 조성의 법칙

또 다른 중요한 기준점은 프루스트의 법칙이라고도 알려진 불변 조성의 법칙입니다. 1779년에 Joseph Proust 는 다음과 같은 관계를 공식화했습니다. 우리에게 알려진 분자는 특정 수의 원자로 구성됩니다. 반면에 질량은 일정하며 화학 반응의 결과로 변하지 않습니다. 따라서 화합물을 얻는 방법에 관계없이 분자 내 원자의 질량비는 항상 동일합니다. 예를 들어, 공식 H ₂ O를 갖는 물 분자는 항상 원소의 중량비가 1:8이고 화학식 CH ₄ 를 갖는 메탄 분자는 1:0.333입니다. 반응물, 과량의 원소는 반응하지 않습니다.

여러 비율의 법칙

19세기 초 John Dalton 이 만든 배수비례의 법칙은 다음과 같이 공식화됩니다. 작은 정수의 비율.” 이것은 화합물의 화학식에 정수가 아닌 숫자가 포함되어서는 안 된다는 것을 의미합니다. 1; 1.5; 2; 2.5 개의 산소 원자, 고정 된 질량 단위 수를 결정하기 위해 2를 곱하여 다음 공식을 얻습니다. N ₂ O, NO, N ₂ O ₃ , NO ₂ , N ₂ O ₅ .

아보가드로의 법칙

아보가드로의 법칙은 화학 계산에서 중요합니다. 기체 상태의 모든 물질의 몰량이 동일한 물리적 조건에서 동일한 부피를 차지한다는 가정입니다. 가장 자주 사용되는 값은 표준 조건, 즉 273K의 온도와 1013hPa의 압력에서 가스 ¹ 몰이 22.4dm3의 부피를 차지한다고 가정합니다. 이 값을 일반적으로 몰 부피라고 합니다. 또한 분자에 대해 또 다른 숫자가 가정됩니다. 위의 표준 조건에서 주어진 화합물 1몰에 6.022∙10 ²³ 분자가 포함되어 있다고 가정합니다.

게이뤼삭의 체적법칙

Joseph Gay-Lussac 이 1808년에 공식화한 Gay-Lussac 체적 법칙은 동일한 온도 및 압력 조건 하에서 고려 중인 화학 반응에 관여하는 기체 상태의 물질의 부피가 서로 단순한 자연수로 관련되어 있다고 말합니다. 는 아보가드로 법칙의 결과입니다. 예를 들어, 수소와 염소 분자의 반응이 각각 6.022∙10 ²³ 의 동일한 부피를 포함하는 경우 2∙6.022∙10 ²³ 분자의 수를 가진 두 개의 염화수소 분자가 형성됩니다.

르 샤틀리에의 원리(균형 법칙)

평형 법칙이라고도 불리는 르샤틀리에와 브라운의 원리는 화학 평형 교란 시 화학 시스템의 거동을 설명합니다. 화학 평형 상태에 있는 시스템에 외부 요인이 작용하면 시스템의 반응이 시스템은 이 요소의 영향을 최소화하는 경향이 있습니다. 반응물의 농도, 시스템의 온도 또는 압력(기상에서의 반응)의 변화로 인해 반응이 방해받을 수 있습니다. 변화의 영향을 평가할 때, "평형이 오른쪽으로 이동"이라는 용어는 더 많은 제품이 형성되는 경우 사용되며 "평형이 왼쪽으로 이동"은 더 많은 기질이 형성되는 경우에 사용됩니다.

1. 반응물의 양 변경 – 기질의 농도를 높이면 시스템이 추가된 시약의 농도를 낮추려고 하기 때문에 평형이 오른쪽으로 이동합니다. 그러나 생성물의 농도를 높이면 시스템은 농도를 낮추는 경향이 있고 균형은 왼쪽으로 이동합니다.
2. 압력 또는 부피의 변화 – 압력은 부피에 반비례하므로 부피가 증가하면 압력이 감소합니다. 이것은 기체 형태의 반응물과 관련된 반응에만 적용됩니다. 기초는 반응물과 생성물의 측면에 몇 몰의 가스가 있는지 결정하는 것입니다. 생성물에 1몰의 기체만 있고 반응물에 2몰의 기체만 있으면 반응물은 더 많은 압력을 가할 것입니다. 부피가 증가하거나 압력이 감소하면 그러한 시스템의 평형은 왼쪽으로 이동합니다.
3. 온도 변화 – 열은 반응물의 하나로 취급될 수 있습니다. 따라서 발열 반응을 고려하면 온도를 높이면 시스템은 평형을 왼쪽으로 이동하여 온도를 낮추려고 합니다.