О химических элементах и атомах

Все, что окружает нас в мире, состоит из веществ различного химического состава. Они представляют собой совокупность молекул, которые складываются из атомов. Атом – основное понятие в химии, позволяющее понять строение химических элементов и их свойства.

Общие понятия

Атомы и молекулы часто путают, но, оба понятия имеют строгие определения, объясняющие отличия. Молекула – это минимальная частица вещества, которая обладает его свойствами и существует самостоятельно. Например, если от литра воды отлить несколько миллилитров, то это все равно будет одна и та же молекула воды. Она сохраняет известные нам свойства – текучесть, способность растворять сахар и др.

Атом – это частица, которую невозможно разъединить химически. Вместе, они формируют молекулы. В молекуле воды (Н2О) содержится три атома: два атома водорода и один кислорода. При соединении друг с другом они и образуют знакомое нам вещество.

Теория об атомно-молекулярном строении

Атомно-молекулярная теория основывается на нескольких положениях:

• все вещества состоят из молекул. Они, являются наименьшими частицами вещества, обладающими всеми его свойствами;
• при химической реакции молекулы разрушаются и образуют новые вещества;
• у молекул наблюдается постоянное и хаотичное движение;
• вещества с одними и теми же атомами в составе имеют схожие свойства;
• атомы не обладают каким-либо зарядом;
• в составе атома выделяется ядро, имеющее положительный заряд, и отрицательно заряженная электронная оболочка.

Химическая и физическая активность веществ определяется положениями атомно-молекулярной теории

Описание атома

Основной способ показать его строение – использовать модель атома Резерфорда. Согласно теории, в центре атома располагается ядро, которое окружено электронным облаком. Ядро включает в себя два класса элементарных частиц: протона и нейтрона. Электронное облако представлено электронами.

Нейтрон – тяжелая частица, которая не имеет заряда и располагается в ядре, Протон обладает положительным зарядом. Он – одна из основных элементарных частиц. Электрон участвует в формировании электронного облака с отрицательным зарядом. Атом не имеет какого-либо заряда, благодаря одинаковому числу электронов и протонов в составе.

Размер атома не имеет четкой границы. Это связано с тем, что они постоянно взаимодействуют друг с другом, размывая ее. Известно, что размер атома зависит от положения элемента в периодической системе – чем он ближе к началу периодической системы Менделеева, тем меньше.

Ядро составляет 99,9% массы атома. Оно состоит из двух типов частиц – протоны (положительные заряды) и нейтроны (незаряженные частицы). Они соединяются сильным взаимодействием. Число протонов в атоме можно узнать по Периодической системе Д.И. Менделеева – оно соответствует порядковому номеру элемента в таблице. Для определения числа нейтронов из массового числа элемента вычитают количество протонов.

Электронная оболочка сформирована орбитами электронов. Орбиталь – это место, где с наибольшей вероятностью располагаются электроны атома. Ее описывают математически. Орбиталь может быть сферической (s-облако) или гантелеобразной (p-облако) — это зависит от числа электронов.

Изотопы

Изотопы – это разновидности атома, которые имеют одинаковое число протонов и электронов, но отличаются количеством нейтронов. Они имеются у каждого элемента. Например, углерод представлен тремя изотопами с массой 12, 13 и 14. Химические свойства остаются прежними.

Об электронах

Для того, чтобы узнать сколько электронов в конкретном атоме, надо узнать его порядковый номер в таблице Менделеева. Например, атом фосфора занимает 15 положение. Поэтому, его число электронов – 15.

Как заряжен атом?

Суммарный заряд атома нейтральный. Это связано с тем, что протоны (частицы с зарядом «+») и электроны (частицы с зарядом «–») уравновешивают друг друга. Состоящее из нейтронов и протонов ядро заряжено положительно. Сила заряда определяется номером элемента в таблице Менделеева. Чем он выше, тем больше заряд.

Элемент в химии

Под понятием «химический элемент» понимают совокупность атомов, которые имеют одинаковый заряд ядра. На сегодняшний день известно 118 элементов. 24 из них получены синтетическим путем. Они обозначаются определенными символами. Например, кислород – О, сера – S и т.д.

Основная характеристика химического элемента

Заряд ядра характеризует химический элемент. Он определяется числом положительно заряженных протонов. От этого зависят химические и физические свойства молекул элемента.

Обозначения элементов

Для обозначения химических элементов используют символы. Они образуются из названия элемента и чаще представлены начальными буквами. Например, медь – это Сu (cuprum), кислород – O (oxygenium) и т.д. В периодической системе рядом с символом элемента указывают его атомную массу, порядковый номер, заряд иона и число атомов в молекуле.

Применение знаний

1. Требуется охарактеризовать кислород. Кислород занимает в таблице Менделеева 8 положение. Молярная масса – 16. Число протонов равняется 8. Число электронов также 8, так как атом должен быть электрически нейтральным. Для подсчета количества нейтронов, из молярной массы вычесть число протонов: 16–8= 8 нейтронов.
2. Дайте характеристику хлору как атому. Хлор имеет 17 порядковый номер. Молярная масса – 34. Число протонов – 17. Число электронов также 17. Количество нейтронов равняется разнице между молярной массой и числом протонов – 17.

Знание основных сведений о строении атомов позволяет понять строение и взаимодействие химических веществ в окружающем мире.