学习日记（foundation-chemistry）
今天读chem第三课
chapter 3:Matter and Energy
-在我们周围都是matter
-化学是研究物质及其属性，重要的变化经历，并与这些变化相关的能量。
- What Is Matter?
-化学家了解物质通过观察其属性，提供的特点每种物质都独一无二identity。
- Atoms and Molecules
-molecules是atoms连接在一起单位，like H^2,O^2
。molecules里面是atoms连接在特定的几何安排。
- Any matter can exist in one of 3 States
-液体
-气体
- Structure Determines Properties
- Matter: is it pure or impure
-pure substance是所有样品均由相同相同百分比的组件。
-mixture是不同的样品可能具有相同的不同百分比的组件。
- Elements and Compounds
-Element:化学物质只由一种类型的原子组成。元素不能分解为更简单的类型以任何物理或化学方法处理。所有金属，非金属和均质分子化合物，N2,O2, Cl2.
-Compounds:从基本粒子中积累的化学物质不同原子的分子。原子连接在一起在固定成分的化学中结合在一起。Water, carbon dioxide
- Mixture
-混合物的成分在零件上可能有所不同质量。（例如：盐和水）。因为它成分不是固定的，混合物不是物质。
-混合物保留了其许多特性组件。
-混合物可以通过物理变化。
-mixture可分为Heterogeneous和Homogeneous
-Heterogeneous异构
。由多种物质制成，其存在可以看到。
。示例的某些部分具有不同的组成和属性。
-Homogeneous均匀
。由多种物质制成，但似乎是一种物质。eg:wet sand
。示例的所有部分都有相同的组合和属性。eg:茶和糖
- Properties of Matter
-Chemical Properties:决定物质组成因接触其他物质或影响而发生变化的特征
能量。需要描述物质行为的特征。
- Separation of Mixtures
-Distillation: different boiling points
-Filtration: different solubility's
-Chromatography:Adherence to a surface
-Evaporation:Volatility
-Centrifugation and decanting:Density
- Law of Conservation of Mass
-“Matter is neither created nor destroyed in a chemical reaction.”
-化学反应之前存在的物质总量始终与之后的总数量相同。
- Law of Conservation of Energy
-宇宙中的能量总量是恒定的。没有任何过程可以增加或减少该金额。
- Law of Constant Composition
。纯物质的所有样品都含有相同的相同百分比（比率）的元素。
。混合物具有可变成分。
- Why Do Compounds Show Constant Composition?
-如果有一种纯物质，那么每个分子都会有相同的原子的数量和类型。
-化合物有相同的可预测属性（物理和化学）。
- Formulas Describe Compounds
。指示实际数量化合物分子中每个元素的原子
-Empirical formulas
。只给出化合物中每种类型原子的相对数量
-Structural formulas
。显示原子如何连接在一起的公式（原子的相对位置和连接在分子中）
- Classifying Materials
。单个atoms
-Molecular elements
。多个atoms
-Molecular compounds
。非金属做成的molecules
-Ionic compounds
。用cations和anions做成的compound
。阳离子的 + 电荷之和必须等于 负离子的 * 电荷之和。
- Writing Formulas for Ionic Compounds
-写个 symbol 给nonmetal anion 和它的charge.
-Charge (without sign) 成为subscript 给其他ion.
-减少 subscripts 去最小的 whole-number ratio.
-检查sum of the charges of the cation 取消 sum of the anions.
- Formula-to-Name Step 1：Major Classes
。Metal + nonmetal(s).
*Metal first in formula.
。Binary ionic or compounds with polyatomic ions.
-Molecular compounds.
。2 or more nonmetals.
。Binary molecular (or binary covalent).
*2 nonmetals.
。Acids—Formula starts with H.
*虽然acids是molecular, 他们的行为as ionic当他们溶解于水
*可能是binary或者oxyacid.
- Formula-to-Name Step 2：Classifying Compounds
-Compounds 有一个polyatomic ion =Ionic with polyatomic ion.
-Compounds 有2个nonmetals =Binary molecular compounds.
-Compounds 有 H 和一个 nonmetal =Binary acids.
-Compounds有H和一个 polyatomic ion =Oxyacids.
- Formula-to-Name Step 3：Rules for Ionic
-只需simply naming 即可命名。
。如果 cation 是：
*Type I metal = Metal name.
*Type II metal = Metal name (charge).
*Polyatomic ion = Name of polyatomic ion.
。If anion is:
*Nonmetal = Stem of nonmetal name + -ide.
*Polyatomic ion = Name of polyatomic ion.
- Common Type II Cations
- Compounds Containing Polyatomic Ions
-Polyatomic ions 是单个 ions 含有多过atoms。
-命名任何 ionic compound 从cation 先，然后才 anion.
-Anions which are polyatomic 有oxygen 叫oxyanions
- Common Polyatomic Ions
- Formula-to-Name:Rules for Molecular
。先 nonmetal.
。然后才第二个 nonmetal ，然后最后ending放ide
。才给每个命名一个 prefix 以表示its subscript在那个formula
-Molecular compounds 是多过2个elements
- Subscript—Prefixes
- Acids
。为了表示 compound 溶解在水, (aq)写在formula后面
*不会 named为acid如果没有溶解于水.
-酸味
-溶解多个metals
。像 Zn, Fe, Mg,但是不是 Au, Ag, Pt.
-Formula 通常从 H.
。E.g., HCl, H2SO4.
-包含 H+1 cation 和anion.有
。In aqueous solution.
-Binary acids have H+1 cation 有 nonmetal anion.
-Oxyacids 有H+1 cation 和polyatomic anion.
- Naming Binary Acids
-接着是nonmetal name.
-换ending 在nonmetal name 去 –ic.
-写“acid”在名字的尾端
- Naming Oxyacids
-如果 polyatomic ion 名字尾端是 –ite, 然后把它换成 to –ous suffix.
-写“acid”在名字的尾端
- Writing Formulas for Acids
-写 formulas 如果是 ionic, even though它是 molecular.
-Hydro- prefix 意思是 binary acid, 没有 prefix 意思是 oxyacid.
-For an oxyacid, 如果ending是–ic, polyatomic ion 名字尾端是 –ate; if ending 是 –ous, polyatomic ion名字尾端是 –ite.
- Chemical Reactions
-反应涉及原子的重新排列和交换，产生新的分子。
。元素不转换transmute.
。Atoms 合成为new compounds.
*Molecules合成为 更大的 molecules
*Molecules 也可以分解成更小的molecules或者atoms
*Atoms 可变化在 molecules 或者转换去其他的 molecule.
*Atoms 可以gain或lose electrons变成ions
- Chemical Equations
-给关于反应咨询
。反应物和产品的公式。
。反应物和产品状态。
。所需反应物和产品分子的相对数量。
。可用于确定使用大量反应物和可制造的产品。
- Symbols Used in Equations
。(g) = gas; (l) = liquid; (s) = solid.
。(aq) = aqueous = dissolved in water.
-Energy symbols used above the arrow for decomposition reactions.
。Δ = heat.
。hν = light.
。shock = mechanical.
。elec = electrical.
- Writing Balanced Chemical Equations
1.通过编写每个反应物和产物的公式来编写骨骼方程。
2.计算方程每一侧每个元素的原子数。
。Polyatomic ions 可能经常被计算 当他们是个 “element”.
。Polyatomic ions 可能经常被计算 当他们是个 “element”.
3.选择要平衡的element
。如果一个element 找到只有一个compound 在2边，balance it 先
*Metals before nonmetals.
。将空闲元素保留在方程中的某处，直到最后。
*通过调整无元素的系数来平衡自由元素。
4.查找每侧原子数中最不常见的倍数 （LCM）。
。The LCM of 3 and 2 is 6.
5.将每个计数乘以一个因子，使其等于 LCM。
6.在方程中使用此因子作为系数。
。如果那里已经有一个系数，乘以由因素。
。它必须在整个分子前面，而不是分子中的原子之间。
7.重新计数和重复，直到平衡。
- Aqueous Solutions
-很多时候，化学物质溶于水是一起反应的。
。溶于水中的化学物质的混合物称为水溶液Aqueous Solutions
-溶解水中的化学物质有助于它们更快地一起反应。
。水将化学物质分离成单个分子或离子。
。分离的、自由浮动的粒子接触的频率更高，因此反应速度加快。
- Predicting Whether a Reaction Will Occur in Aqueous Solution
。Formation of an insoluble solid.
。ormation of water.
。ormation of a gas.
。transfer of electrons.
-当化学品（溶于水中）时混合和上述力量之一发生，反应一般会发生。
- Dissociation
。但是不是所有的ionic compounds都溶解于水
-当compounds含有polyatomic ions dissociate分离，那些polyatomic group会在一起成为一个ion
- Types of Solution Reaction
。许多反应是由aqueous solutions of electrolytes在一起。
。通常会发生反应从cations和Anions在两种解决方案是交换。
。如果 ion 交换导致形成化合物， 是不溶于水，它会来出溶液作为沉淀物precipitate
。No Precipitate Formation = No Reaction
。Process for Predicting the Products of a Precipitation Reaction
1.写formula给reactant然后确认ions在aqueous reactant是什么。
2.Exchange ions.
*(+) ion跟(-) ion
3.合成2组ion，然后balance，然后得到一个product的formula
4.Balance the equation.
*数atom
5.确认每一个product的solubility in water
*如果不溶于水或者slighly溶于水，会有precipitate
*如果没有任何precipitate那就是没有反应 no reaction
。Solubility Rules: Compounds Generally Soluble and insoluble in water
-Acid – Base reaction
。也被叫neutralization reactions因为acid和base可以中和其特性
。在反应的过程中acid里面的H+1会和base里面的OH-1会成为水
。在base中的cation跟在acid中anion会成为salt
。通常net ionic equation是H+1(aq) + OH-1(aq) 🡪 H2O(l)
*只要形成的盐可以溶于水。
。Process for Predicting the Products of an Acid–Base Reaction
1.确认有什么ions在每个aqueous reactant里面
2.Exchange ions.
*(+) ion跟(-) ion
*H+1会和base里面的OH-1会成为水
3.balance charges让在base中的cation跟在acid中anion会成为salt
4.balance the equation
*算atoms
5.确认salt的solubility
*用solubility rules
*如果insoluble或者slightly soluble的salt，它会成为precipitate
-Redox reaction
。这是precipitation，气体里面有所有ions进行交换的反应在一个液体，这个也叫oxidation–reduction reactions.
*与O2材料的反应是redox reaction
*许多这些反应不是由溶解水中的响应物。
。lose electrons=oxidized
。gain electron=reduced
。gain和lose electron是同时进行
。在combustion，O2的O atoms会减少，non-O atoms的其他材料会被氧化
。combustion需要很多的energy，因为它是exothermic
-Gas Evolution Reactions
。其反应，其中驱动力是产生作为气体逸出的材料
。有些反应是从气体直接进行ion exchange
。有写气体是需要解题后进行了ion exhange然后变成气体和水
。Compounds that Undergo Gas Evolving Reactions
。Process for Predicting the Products of a Gas-Evolving Reaction
1.确认有什么ions在每个aqueous reactant里面
2.Exchange ions.
*(+) ion跟(-) ion
3.balance charges给合成的ions去得到每个product的formula
4.检查product
5.检查product的分解
6.balance the equation
*算atoms
7.确认其他product在水的solubility
*用solubility rules
- molecular equation
- complete ionic equation
- net ionic equation
-一个chemical equation展示所有特定的表现在准确的participate在一个reaction
- Properties of Acids
-改变蔬菜染料的颜色。（像蝶豆花从蓝变紫）
-react与“活”金属，不是noble metals
*侵蚀
-react与carbonates,产生CO2
*Marble, baking soda, chalk, limestone.
-React与 bases 成为ionic salt
*经常是水
- Properties of Base
-苦味
-感觉滑滑的
-改变蔬菜染料的颜色。
-React与acids成为ionic salt
*经常是水
*Neutralization.
- common acid & base
- Classifying Reactions
。被认为composition or combination reactions.
。2个或者更多reactants组合起来成为一个product
-Decomposition
。大的molecule被破坏成小的molecules或者它的elements
*Caused by addition of energy
。一个reactant可做2个或者多个product
-Single Displacement
。一个atom进行交换
-Double displacement
。2个ionic compounds exchange ion
。可以随后分解一个制造气体的产品。
。X ⊕Yθ (aq) + A ⊕Bθ (aq) 🡪 XB + AY
。Precipitation, acid–base,也是叫Double displacemen
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