1. International University for Science & Technology College of Pharmacy
General Chemistry
(Students of Dentistry)
Prof. Dr. M. H. Al-Samman

2. Chapter 1 Introduction: Matter & Measurement
CHEMISTRY
Chapter 1 Introduction: Matter & Measurement

3. لماذا ندرس علم الكيمياء
- يمكن تعريف الكيمياء بأنها علم دراسة خواص المواد والتغيرات التي تطرأ عليها .
- ومما لاشك فيه فإن دراسة الكيمياء وفهم العمليات الكيميائية هي أساس جوهري لفهمنا لبقية العلوم .
- وتدخل الكيمياء في كل مناحي الحياة اليومية للإنسان , لذلك حظيت الكيمياء بإهتمام الإنسان منذ البدايات الأولى للتاريخ .

4. Chemistry: Catastrophe Prevention?
The space shuttle Columbia disintegrated in 2003 upon reentry into the Earth’s atmosphere due to a damaged thermal protection system.

5. الكيمياء: المادة والواحدات

6. القياسات العلمية جملة الواحدات الدولية:6
القياسات العلمية
جملة الواحدات الدولية:
Siويرمز لها بالرمز (the International System of Units)
وفي جلة الواحدات الدولية هناك واحدة قياس أساسية معتمدة لكل قياس .

7. SI Prefixes :القياسات العلمية والبدائل الأسية7
SI Prefixes :القياسات العلمية والبدائل الأسية
(SI Prefixes)- تستخدم البدائل الأسيّة للتعبير عن الأس العشري للواحدات شائعة الأستخدام , والتي هي أكبر أو أصغر من الواحدة الأساسية .
- وعلى الرغم من وجود عدد كبير من البدائل الأسية الممكنة , فإن المستخدم منها هو عدد قليل نسبياَ
(Centi ) والسنتي(kilo) ولعل الكيلو
هي الأكثر (milli) والميلي
شيوعا في الاستخدام على شكل بدائل أسيّة .

8. Unit Conversion: Conversion Factors8
Unit Conversion: Conversion Factors
Example: 2.54 cm = 1 in.
We can write two conversion factors:
2.54 cm
––––––– = 1
1 in.
1 in.
––––––– = 1
2.54 cm
We use these conversion factors to convert in. to cm and to convert cm to in.
Multiply the quantity we are given by the appropriate factor.
Question: Which factor is used for each task?
Answer: Use the one that cancels the unit we do not need, and leaves the unit we want.

9. تحويل الواحدات , وعوامل التحويل9
تحويل الواحدات , وعوامل التحويل
Example: 2.54 cm = 1 in.
We can write two conversion factors:
2.54 cm
––––––– = 1
1 in.
1 in.
––––––– = 1
2.54 cm
We use these conversion factors to convert in. to cm and to convert cm to in.
Multiply the quantity we are given by the appropriate factor.
Question: Which factor is used for each task?
Answer: Use the one that cancels the unit we do not need, and leaves the unit we want.

10. Scientific Measurements10
Scientific Measurements
القياسات العلمية
القياسات العلمية
الطول(Length)
1m=10¹dm=10²cm=10³mm=10⁶μ=10⁹n=10¹²p
1m=10⁻¹da=10⁻²h=10⁻³km=10⁻⁶M=10⁻⁹G
1 in=2.54 cm
1 yard= cm
1 foot=30.48 cm
1 mile=176 yard= m

11. Scientific Measurements11
Scientific Measurements
القياسات العلمية
القياسات العلمية
الحجم (Volume)
1Lit=1000ml or 10³ ml=1000cm³ or 10³ cm³
1ml=1cm³
1 lit=1.057 qt
1 gallon = lit
1 fluid ounce (fl oz) = ml
الكتلة(Mass)
1kg=10³g=10⁶mg=10⁹ ng=10¹²pic g
1kg=10⁻³ton
1lb=453.6 grams
1ounce (oz) =28.35 g

12. Scientific Measurements12
Scientific Measurements
القياسات العلمية
القياسات العلمية
Example مثال:
What is the length in millimeters of a 1.25-ft rod?
قدم ؟ ماهو طول قضيب معدني بالميليميتر , إذا كان طوله
:Answerالحل
- أولا , يتم تحويل طول القضيب من واحدات القدم إلى واحدات السنتيميتر , ثم يتم التحويل إلى الميليميتر , كما هو مبيّن:
1 ft = cm = mm
The length = 1.25 x = 381 mm

13. Scientific Measurements
القياسات العلمية
:Exampleمثال
حوّل كلا مما يلي إلى الوحدة المناسبة التي يتم فيها استبدال البديل الأسي الموافق:
(a) 9.56 × 10–3 m (b) 1.07 × 103 g
Convert the unit of each of the following measurements to a unit that replaces the power of ten by a prefix.
Answerالحل :
(a)=9.56 mm , (b)=1.07 kg

14. Scientific Measurements Scientific Measurements
القياسات العلمية
Scientific Measurements
Q- We have a cubic metallic sheet of alloy with dimensions 6 in edge and 4 in thick , in this sheet there is a vertical cylindrical hole with a 2 in diameter , if the density of the sheet is 8.79 g/cm³, calculate the mass of the metallic sheet:
1- In grams
2- In ounces (oz).
3- In pounds (lb).
EOS

15. Scientific Measurements Scientific Measurements
القياسات العلمية
Scientific Measurements
سؤال :
لدينا صفيحة من خليطة معدنية مكعبية الشكل , يبلغ طول ضلع القاعدة 6 انشات وسماكة المكعب 4 انش , يوجد على مدى ارتفاع المكعب , فجوة اسطوانية الشكل قطر قاعدتها 2 انش , فإذا كانت كثافة الخليطة المعدنية , , أوجد وزن الصفيحة المعدنية :8.79 g/cm³
1- بالجرام
2 بالاونسة
3- بالليبرة
EOS

16. الدقة والصحة في القياسات Precision and Accuracy in Measurements16
الدقة والصحة في القياسات Precision and Accuracy in Measurements
:Precision الدقة
هي مقياس لإقتراب القيمة المقاسة من القيم المقاسة الأخرى , في قياس ما
:Accuracyأو الصوابية الصحة
هي مقياس لمدى اقتراب القيمة المقاسة من القيمة الصحيحة
Darts are close together (precise) but they aren’t “bullseyes” (accurate).
Darts are close together AND they are “bullseyes.”

17. الارتياب في القياسات Uncertainty in Measurements17
الارتياب في القياسات Uncertainty in Measurements
Uncertainty in measurementالشك والارتياب في القياسات :
من الضروري أن نلاحظ أن الدقة والصحة في القياسات تتعلق بشكل رئيسي بمدى دقة وصوابية الأجهزة المستخدمة .
(depends on the precision and accuracy of the devices.)
For exampleمثال :
أخذ الكيميائي كمية قدرها (polluted water ) , عند تحليل عينة من الماء الملوّث
25 مليليتر من الماء باستخدام مقياس اسطواني مدّرج , و ثم أخذ مليليتر باستخدام . ماصة مدرّجة , , ماهو الفرق بين القياسين
- على الرغم مما يلاحظ في المثال المبيّن , بأن القياسيين المختلفين , يبدوان متمائلين , فإننا
نلاحظ بسهولة أن الارتياب في القياس الأول هو:
1 مليليتر , لأن القيمة المقاسة تقع بين 24 مل و26 مل ∓
أما الارتياب في القياس الثاني هو:
ميليليتر , لأن القيمة المقاسة تفع بين مل و مل . 0,01 ∓
- يلاحظ أن الشك في القياس الأول حوالي 2 مل , بينما الشك في القياس الثاني حوالي 0,02 مل .

18. قواعد تحديد الأرقام الهامة Rules for Counting Significant Figures
- كافة الأرقام في عدد ما , غير الصفر , تمثّل قيما هامّة .
( 4 significant figures) يملك أربعة أرقام هامّة3456- مثلا العدد

19. قواعد تحديد الأرقام الهامة Rules for Counting Significant Figures
(There are three classes of zeros.-هناك ثلاثة أنواع من الأصفار (
Leading zeros -الأصفار الموجهّه
وهي الأصفار التي تسبق كل الأرقام الأخرى ( تقع إلى يسارالأرقام الأخرى ) لئن وجدت فاصلة أم لم توجد.
0.048 has 2 sig figs. (since we can write the value as 48x10⁻³).

20. Rules for Counting Significant Figures
Captive zerosالأصفار المحصورة
وهي الاصفار التي تقع بين الأرقام الهامة , غير الصفر , وهذه الأصفار تعتبر أرقاما هامة .
مثال
16.07 has 4 sig figs.

21. قواعد تحديد الأرقام الهامة Rules for Counting Significant Figures
Trailing zerosالأصفار اللاحقة
وهي الأرقام التي تقع إلى يمين العدد , وهنا , نميّز بين نوعين من هذه الأصفار , فإن سبق هذه الأصفار فاصلة , كانت أرقاما هامة , ولكن
بدون وجود فاصلة فهي ليست هامة .
مثال:
9.300 has 4 sig figs.
150 has 2 sig figs.( since we can write this value as : 15x10⁺¹)

22. قواعد تحديد الأرقام الهامة Rules for Counting Significant Figures
Exact numbers الأعداد المعينة
تملك الأعداد المعينة عددا غير محدود من الأرقام الهامة .
(Exact numbers have an infinite number of significant figures.).
مثال :
1 inch = 2.54 cm, exactly.
9 pencils (obtained by counting).

23. Exponential Notationالدالات الأسية
Example
can be written as 3.00 × 102
Contains three significant figures.

24. Exponential Notationالدالات الأسية
significant figuresمزايا استخدام الأرقام الهامة
أولا: يمكن الاشارة إلى الأرقام الهامة بسهولة .
ثانيا : يمكن استخدام عدد قليل من الأصفار للتعبير عن أعداد كبيرة جدا , أو صغيرة جدا.

25. division او عمليات القسمة, multiplication- في عمليات الضرب
Significant Figures in Mathematical Operations الأرقام الهامة في العمليات الرياضية
division او عمليات القسمة, multiplication- في عمليات الضرب
- يعتبر عدد الآرقام الهامة المعتمدة في ناتج الحساب , مساويا , لأقل عدد من هذه الأرقام الموجودة في أحد هذه القياسات .
مثال:.
1.342 × 5.5 =  7.4
- يلاحظ أن العدد الناتج قد تمّ تدويره إلى الرقم الأعلى .

26. Significant Figures in Mathematical Operations
Subtraction أو الطرح, addition في عملية الجمع
- يكون عدد الأرقام الهامة التي تلي الفاصلة في النتيجة ,مساويا , لأقل عدد موجود في قيمة مقاسة تدخل في الحساب.
مثال:
- يلاحظ كيف تمّ تدوير النتيجة في الرقم الثاني بعد الفاصلة , وإلى قيمة أعلى .

27. Significant Figures in Mathematical Operations
ملاحظة هامة جدا:
- في العمليات الرياضية المتعددة , لايجوز اختصار عدد الأرقام الهامة , إلى العدد الموافق لأصغر قيمة , وكذلك عمليات تدوير الرقم , إلا في النهاية .
يتم التدوير إلى القيمة الأعلى عندما يكون الرقم الذي يحدث عند
التدوير مساويا الرقم 5 أو أكبر ( مهما كان موقعه بعد الفاصلة ) .
- يتم التدوير إلى الرقم الأدنى عندما يكون الرقم الذي يحدث عنده التدوير مساويا لرقم اقل من 5 ( مهما كلن موقعه بعد الفاصلة ) .

28. Fahrenheitفهرنهايت Celsiusسيلزيوس Kelvinكالفن
Three Systems for Measuring Temperature السلالم الثلاثة لقياس درجة الحرارة
Fahrenheitفهرنهايت
Celsiusسيلزيوس
Kelvinكالفن

29. The Three Major Temperature Scales السلام الرئيسية الثلاثة لقياس درجات الحرارة

30. Temperatureدرجة الحرارة
من معرفة جهة الانتقال الحراري.
(K)kelvin والواحدة الأساسية لدرجة الحرارة هي الكالفن
Celsius scale (°C)- وغالبا ما نستخدم سلم سيلزيوس في الأعمال العلمية
. Celsius scaleوفي سلم سيلزيوس
0°C تعتبر درجة تجمد الماء في الشروط النظامية مساوية كماتعتبر درجة غليان الماء في الشروط النظامية مساوية .100°C
هو السلم Fahrenheit scale (°F) وسلم فهرنهايت الأكثر استخداما في الولايات المتحدة الأمريكية , حيث 32°Fتكون فيه درجة تجمد الماء تحت الشروط النظامية في حين تكون درجة غليان الماء تحت 212°Fالظروف النظامية مساوية .

31. Temperatureدرجة الحرارة
TF = (1.8TC )+ 32
TC = (TF – 32)/1.8

32. Temperatureدرجة الحرارة
Example:
How to relate the Fahrenheit scale Fº to the Celsius scale Cº?
Answer:
- Between the freezing point and the boiling point of pure distilled water, we write:
180 grade Fº ⇔- Each 100 grade Cº
- Each 1 grade Cº⇔ x grade Fº
x = 180/100 = 1.8
So , each grade Celsius is equal to 1.8 grade Fahrenheit.
And since the freezing point of water in Fahrenheit scale is 32 degree, we write:
TF = 1.8TC and TC = (TF )/1.8

33. Temperatureدرجة الحرارة
Example :
Q-What is temperature degree in Fahrenheit scale which is equivalent to 16 Cº?
Solution:
TF = 1.8TC + 32
TF = (1.8x16 ) + 32
TF = 60.8 degree

34. Temperatureدرجة الحرارة
Example:
At home you like to keep the thermostat at 72 °F. While traveling in Canada, you find the room thermostat calibrated in degrees Celsius. To what Celsius temperature would you need to set the thermostat to get the same temperature you enjoy at home?
A- first let’s write the relations between Fahrenheight and Celsius scales
TF = 1.8TC + 32
TC = (TF – 32)/1.8
TC = (72 – 32 )/1.8
TC = 22.2 °C

35. m d = ––– V 0.791 g methanol 1 mL methanol –––––––––––––– and
الكثافة : خاصية فيزيائية وعامل تحويل Density: A Physical Property and Conversion Factor
volume إلى الحجم mass :هي نسبة الكتلةDensity الكثافة m
d = ––– V
(conversion factor.- ويمكن استخدام قيمة الكثافة كعامل تحويل (
فعليه يكون لدينا عاملا تحويل g/mL- مثلاإذا كانت كثافة الميثانول هي
كما هو واضح أدناه:, كل منهما يساوي الواحد .
0.791 g methanol
–––––––––––––– and
1 mL methanol
1 mL methanol
––––––––––––––
0.791 g methanol

36. الكثافة : خاصية فيزيائية وعامل تحويل Density: A Physical Property and Conversion Factor
Example:
A beaker has a mass of 85.2 g when empty and g when it contains 325 mL of liquid methanol. What is the density of the methanol?
Answer:
The mass of methanol: = g
The density: d=257.2/325 = g/ml

37. Density: A Physical Property and Conversion Factor
Example:
How many kilograms of methanol does it take to fill the 15.5-gal fuel tank of an automobile modified to run on methanol?
Answer:
1 gal = Lit
The volume in Lit = 15.5 x = Lit
d = g/ml = 0.791kg/Lit
The mass of methanol = x = kg

38. Matter
Matter:
The matter is what occupies a size of space and has a mass.
Matter can be divided into two types:
- Substance
Mixture -

39. Matter The Substance is divided into two types:
- Elements such as copper and carbon
- Compounds such as water and sodium hydroxide.
Water molecule

40. Classifying Matter A substance:
has a definite or fixed composition that does not vary from one sample to another.
An element:
It is a substance consists of the same atoms and cannot be broken down into other simpler substances by chemical reactions.
A compound:
It is made up of two or more elements in fixed proportions, and can be broken down into simpler substances.
Carbon dioxide, sodium chloride, sucrose (sugar), etc.

41. Classifying Matter The Mixture is divided into two types:
- Homogeneous Mixtures such as water- alcohol ,Gold 21 .
-Heterogeneous Mixtures such as sand , oil-water, table, and computer.

42. Classifying Matter A mixture: does not have a fixed composition.
A homogeneous mixture ( solution):
has the same composition throughout the sample, but the composition of different homogeneous mixtures may vary.
We call homogeneous mixtures; solutions
Soda pop, salt water, 14K gold, and oxygen in nitrogen in air are homogeneous mixtures.
10K gold and 14K gold have different compositions but both are homogeneous.

43. Classifying Matter A heterogeneous mixture:
varies in composition and/or properties from one part of the mixture to another.
Adhesive tape, CD, pen, battery, chair, and people are examples of heterogeneous mixtures.

44. Classifying Matter matter Substances Mixtures Elements Compounds
Heterogeneous
Homogeneous

45. Matter and Classification of Matter
States of Matter:
Matter is present in three states:
1- a gas
2- a liquid
3- a solid.
Gases: take the shape and volume of their container, and can be compressed to form liquids
Liquids: take the shape of their container, but they do have their own volume.
Solids :are rigid and have a definite shape and volume.

46. The Three States of Water
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved
The Three States of Water

47. Three States of Matter
1.5

48. Physical and Chemical Properties
A physical property is the property displayed by the matter as the matter does not undergo any change in the composition.
Physical properties include mass, color, volume, temperature, density, melting point, etc.
A Chemical property is the property displayed by the matter as the matter undergoes a change in composition.
Flammability, toxicity, reactivity, acidity are all chemical properties.

49. Physical and Chemical Properties
In a physical change, there is no change in composition.
No new substances are formed.
Examples include: evaporation; melting; cutting a piece of wood; dissolving sugar in water.
In a chemical change or chemical reaction, the matter undergoes a change in composition.
New substances are formed.
Examples include: burning gasoline; dissolving metal in acid; spoilage of food.
The liquid fuel evaporates: a physical change.
The vapor burns, combining with oxygen: a chemical change.

50. Physical and Chemical Properties
Q-Which of the following does not represent a chemical change?
A)iron rusting B)reaction of sodium metal with water C)dissolving sugar in water D) souring of milk
F)leaves changing color
Q-Which of the following does not represent a physical property:
A) boiling point B) odor C) density D) reaction with oxygen F) solubility in water