Атомы и молекулы
связь: orangewo@yandex.ru
Что такое химия
Атомы и Молекулы
Химические формулы
Химический язык
Другого ничего в природе нет
ни здесь, ни там, в космических глубинах:
все — от песчинок малых до планет —
из элементов состоит единых.
С. П. Щипачев, «Читая Менделеева»
Древнегреческий философ Демокрит 2500 лет назад высказал мысль о том, что все тела в природе состоят из мельчайших невидимых, непроницаемых, неделимых, вечно движущихся частиц – атомов. Слово “атом” в переводе означает “неделимый”. Позднее, в средние века, учение об атомах преследовалось религией, которая тормозила развитие науки в целом, и химии в частности.
Учение о молекулах и атомах было разработано в середине 18 века великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711 – 1765 гг.) Он утверждал, что тела в природе состоят из корпускл (молекул), в состав которых входят элементы (атомы). Многообразие веществ ученый прозорливо объяснял соединением разных атомов в молекулах и различным расположением атомов в них. Удивительно верной и смелой для того времени была мысль М. В. Ломоносова о том, что некоторые корпускулы (молекулы) могут состоять из одинаковых элементов (атомов).
Термин «атом» предложил Дж. Дальтон в начале 19 века. Он назвал атомами мельчайшие частицы, не изменяющиеся в химических реакциях.
Атомы — мельчайшие химически неделимые частицы, из которых состоят вещества.
Атомно-молекулярное учение
Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.
1. Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).
2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).
3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.
4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.
На сегодняшний день известно 118 видов атомов. Более 90 из них существуют в природе, а остальные получены искусственно.
Атомы характеризуются:
-
определёнными очень малыми размерами;
-
определённой, тоже очень малой, массой;
-
определённым строением.
Размеры атомов настолько малы, что увидеть их невозможно даже в самый мощный микроскоп. Радиусы атомов составляют 0,046–0,25 нм (1 нм = 10−9 м). Самый маленький — атом гелия, а самый большой — франция.
Атомы редко встречаются в изолированном виде. Обычно они соединяются друг с другом в молекулы или более крупные структуры. Число вариантов соединения атомов практически бесконечно, и их относительно небольшое число приводит к образованию огромного количества разнообразных веществ.
Пример:
атомы кислорода образуют два вещества. Когда они соединяются попарно, то образуется кислород. Если же три атома кислорода образуют молекулу, то образуется озон.
Молекула — мельчайшая частица вещества, способная существовать самостоятельно, сохраняющая его состав и химические свойства.
Молекулы характеризуются качественным и количественным составом.
Качественный состав показывает, из каких атомов состоит молекула.
Пример:
молекулы воды и пероксида водорода состоят из атомов водорода и кислорода, а молекула углекислого газа — из атомов углерода и кислорода.
Количественный состав показывает, сколько атомов каждого вида содержится в молекуле.
Пример:
молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а молекула пероксида водорода — из двух атомов водорода и двух атомов кислорода. В молекулах может быть разное число атомов.
Химические формулы
Химическая формула — условная запись, отражающая качественный и количественный состав вещества.
Качественный состав показывают с помощью символов химических элементов, а количественный — с помощью индексов.
Индекс — цифра в химической формуле, которая ставится справа внизу от химического знака и обозначает число атомов данного элемента.
Обрати внимание!
Индекс «1» в химической формуле опускается.
Если в формуле записан знак химического элемента без индекса, значит, в частице вещества содержится один атом данного элемента.
Химические формулы веществ молекулярного строения показывают состав молекул. Это молекулярные формулы.
Пример:
O2 («о-два») — молекулярная формула кислорода. В молекуле кислорода содержатся два атома химического элемента кислорода.
He («гелий») — молекулярная формула инертного (благородного) газа гелия. Молекулы благородных газов одноатомные.
H2SO4 («аш-два-эс-о-четыре») — молекулярная формула серной кислоты. Молекула серной кислоты содержит два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.
Химические формулы веществ немолекулярного строения показывают простейшее соотношение числа атомов химических элементов в веществе. Такие формулы называют простейшими формулами.
Группа атомов, состав которой соответствует простейшей формуле вещества, называется формульной единицей.
Для простых веществ немолекулярного строения формульной единицей является атом, поэтому их формулы записывают просто знаками химических элементов без индексов.
Пример:
Cu («купрум»)— формула меди, которая показывает, что её формульной единицей является атом.
Fe2O3 («феррум-два-о-три») — простейшая формула оксида железа(III). В этом веществе на два атома железа приходится три атома кислорода.
Обрати внимание!
Повторяющиеся группы атомов в формуле заключают в скобки.
Пример:
Mg(OH)2 («магний-о-аш-дважды»)— в гидроксиде магния на один атом магния приходится два атома кислорода и два атома водорода.
Ca3(PO4)2 («кальций-три-пэ-о-четыре-дважды»)— в фосфате кальция на три атома кальция приходится два атома фосфора и восемь атомов кислорода.
В химических записях используются коэффициенты.
Коэффициент — цифра в химической записи, которая ставится перед формулой и показывает число отдельных атомов, молекул или формульных единиц.
Обрати внимание!
Коэффициент «1» не записывается.
Пример:
O — один атом кислорода.
3H2 — три молекулы водорода, каждая из которых состоит из двух атомов химического элемента водорода.
10H2SO4 — десять молекул серной кислоты, содержащих по два атома водорода, одному атому серы и по четыре атома кислорода.
2Mg(OH)2 — две формульные единицы гидроксида магния, состоящие из одного атома магния, двух атомов кислорода и двух атомов водорода.
екст. Нажмите, чтобы отредактировать и добавить что-нибудь интересное.
Простые и сложные вещества
По элементному составу различают:
Простые вещества, состоят из атомов одного элемента (H2, O2,Cl2, P4, Na, Cu, Au).
Сложные вещества, состоят из атомов разных элементов (H2O,NH3, OF2, H2SO4, MgCl2,K2SO4).
Атомы химических элементов различаются своими массами. Масса атома обозначается символом ma и выражается в единицах массы кг или г.
Массы атомов малы. Так, масса атома водорода равна ma(H)=1,67⋅10−24 г, а масса атома углерода — ma(C)=19,94⋅10−24 г.
Использовать такие числа неудобно. Поэтому в химии применяется относительная атомная масса Ar.
Относительная атомная масса — это отношение массы атома к атомной единице массы.
За атомную единицу массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода.
Относительные атомные массы химических элементов приведены в периодической таблице. В расчётах обычно используют их значения, округлённые до целых. Исключение — Ar(Cl)= 35,5.
Для изучения химических элементов, разработано не мало приложений. Мы их протестировали и выбрали вот эти:
Тренажёр №1 Химические элементы и Периодическая таблица - Тест (приложение для Android)
Тренажёр №2 Игра "Таблица Менделеева" ( можно играть в браузере)
Что такое химия
Атомы и Молекулы
Химические формулы
