Това е най-малката неделима частица материя. Основни части на атома

Основателят на "атомизма" - философско учение, според което всички елементи на живата и неживата природа се състоят от атоми (химически неделими частици). Атомите съществуват вечно и са толкова малки, че не могат да бъдат измерени, те са еднакви и се различават само на външен вид, но запазват всички свойства на първоначалното вещество.

През 1808 г. той възражда атомизма и доказва, че атомите са реални. Атомите са химични елементи, които не могат да бъдат създадени наново, разделени на по-малки компоненти, унищожени от всякакви химически трансформации. Всяка химическа реакция само променя реда на пренареждане на атомите.

През 1897 г. ученият Дж. Томпсън доказва съществуването на електрони - отрицателно заредени частици. През 1904 г. той предлага модел на атома - "пудинг със стафиди" Атомът е положително заредено тяло, вътре в което са разпределени малки частици с отрицателен заряд, като стафиди в пудинг.

1911 г. - Заедно със своите ученици той провежда експеримент, който опровергава теорията на Дж. Томпсън и предлага модел на атома като планетарна система. В центъра на атома има положително заредено ядро, около което се въртят отрицателно заредени електрони.В този случай основната маса на атома е концентрирана в ядрото, масата на електроните е много малка. Общият заряд на ядрото и електроните трябва да бъде равен на нула, тъй като атомът като цяло е електрически неутрален.

Маса на частицата Абсолютен заряд (kg) Относителен електрически Относителен Електрон 9,109* ,00051,602* Протон 1,673* ,602* Неутрон 1,675* Z - число на протоните (показва броя на протоните в ядрото и тяхната обща маса (относително)) N - число на неутроните (показва броя на неутроните в ядрото и тяхната обща маса (относително)) A - масово (нуклонно) число - това е сумата от неутроните и протоните в ядрото и тяхната обща маса (относително))

Нуклонно число (равно на относителната атомна маса) - Протонно число (равно на поредния номер на елемента) A = 23 Z = 11 N = = 12 e = 11

ВАРИАНТ 1 1) Атомът е частица, състояща се от ...... 2) Масата на атома се определя от сумата от масите на частиците: ... 3) Поредният номер на елемента показва числото ... .. и броят ... .. в атома 4) Атомите на един химичен елемент, които се различават по относителна стойност атомна маса се наричат ​​……. 5) Типът атоми с определен ядрен заряд се нарича .... 6) Запишете състава на атома цинк, като използвате символи (протони, неутрони, електрони, нуклонно число) ВАРИАНТ 2 1) Атомното ядро ​​се състои от .... 2) Изотопите се различават по количество ... .. 3) Масовото число на атома е сумата от масите на частиците .... 4) Номер .... = номер.... = поредният номер на елемента. 5) Електронът се означава със символа ..., има заряд .... и относителна маса .... 6) Запишете състава на медния атом, като използвате символи (протони, неутрони, електрони, нуклонно число)

Атомът е най-малката интегрална частица от материята. В центъра му е ядрото, около което подобно на планетите около Слънцето се въртят електрони. Колкото и да е странно, но тази най-малка частица беше открита и концепцията за нея беше формулирана

древногръцки и древноиндийски учени, които нямат нито подходящото оборудване, нито теоретичната база. Техните изчисления в продължение на много векове съществуваха въз основа на хипотези и едва през 17 век химиците успяха експериментално да докажат валидността на древните теории. Но науката бързо върви напред и в началото на миналия век физиците откриха субатомните компоненти и структури на частиците. Тогава беше опровергано такова нещо като "неделимо". Въпреки това понятието вече е влязло в научна употреба и е запазено.

Древните учени са вярвали, че атомът е ултра-малка част от всяка материя. Физическите параметри зависят от тяхната форма, масивност, цвят и други параметри.Например, Демокрит смята, че атомите на огъня са изключително остри, тъй като той гори, частиците на твърдите тела имат грапави повърхности, които са плътно прилепнали една към друга, атомите на водата са гладки и хлъзгави, защото придават течливост на течността.

Демокрит дори смята, че душата на човек се състои от временно свързани атоми, които се разпадат, когато индивидът умре.

По-модерна структура е предложена в началото на 20 век от японския физик Нагаока. Той представи теоретична разработка, която се състои в това, че атомът е планетарна система в микроскопичен мащаб и структурата му е подобна на тази на Сатурн. Тази структура се оказа грешна. Моделът на атома на Бор-Ръдърфорд се оказва по-близък до реалността, но също така не успява да обясни всички физически и електрически свойства на корпускулите. Само предположението, че атомът е структура, която включва не само корпускулярни свойства, но и квантови, би могло да обясни най-големия брой наблюдавани реалности.

Корпускулите могат да бъдат в свързано състояние или могат да бъдат в свободно състояние. Например, кислороден атом се комбинира с друга подобна частица, за да състави молекула. След електрически разряд, като например гръмотевична буря, той се комбинира в

по-сложна структура - азин, който се състои от триатомни молекули. Съответно, за определен вид съединения на атоми са необходими определени физико-химични условия. Но има и по-силни връзки между частиците на молекулата. Например, азотен атом е свързан с друга тройна връзка, в резултат на което молекулата е изключително здрава и почти не се променя.

Ако броят на протоните в ядрото) орбитира по подобен начин, тогава атомът е електрически неутрален. Ако няма идентичност, тогава частицата има отрицателен или положителен разряд и се нарича йон. По правило тези заредени частици се образуват от атоми под въздействието на електрически полета, радиация от различно естество или висока температура. Йоните са химически хиперактивни. Тези заредени атоми са способни да реагират динамично с други частици.

най-малката електрически неутрална, химически неделима частица

Алтернативни описания

Малък, да смел (енергичен)

най-малката частица материя

Най-малката частица от химичен елемент

На планетата Нептун, за един ... хелий, има 20 подобни потомства на водорода

Нещо малко, в чието "споделяне" човечеството е натрупало големи беди

Когато един електрон се загуби или спечели, той се превръща в йон.

Най-енергийната частица

Молекулна съставка

Гост на протони и неутрони

Какво е изобара

акцептор на електрони

Нуклон+електрон

Разделен "неделим"

. "мирен" виновник за аварията в Чернобил

Името на канадския филмов режисьор Егоян

Зрънце от вселената

Филмът на Игор Гостев "Белязаният..."

Именно тази концепция е въведена от древногръцкия учен Левкип за обозначаване на най-малките единици на битието.

Буквата "А" в атомната електроцентрала

Какво е изотоп?

От какво се състои светът според древногръцкия учен Демокрит?

Въпреки че е "неделимо", то може да бъде разделено на ядро ​​и електронна обвивка

Невидимо парче материя

Малък, да смел (енергичен)

Най-малката електрически неутрална частица

. "мирен" Чернобил

молекулярна тухла

Виновник за катастрофата в Чернобил

Дори той е разцепен

Мирен, "неделим"

Молекулен компонент

. "неделим"

част от молекула

частица материя

. "тухла на вселената"

микрочастица

. "мирна" частица

Бебе с електрони

Частица материя

най-малката частица

. "неделима" микрочастица

Той е по-малък от молекула

изотоп, какъвто е

Ядро + електрони

Спокойно до раздяла

енергийна частица

Акцептор

Частица материя

. "и сега нашият мирен..."

Молекулна съставка

Основата на света според Демокрит

. „зърно“ от молекула

Какво има протони вътре?

Филмът на Гостев "Белязаният ..."

. "детайл", за който се строят АЕЦ

Тя е разделена на атомни електроцентрали

Просто не можеш да го видиш

гръцки "неделим"

Детайл за "сглобяването" на молекулата

. „неделима“ част от молекула

Най-малката частица от химикал елемент

. "тухла" на молекулата

Филмът "Маркирани ..."

Около него се въртят йони

Ядрен източник на енергия

Делима "неделимост" на молекула

деляща се частица

. "мирен", убиващ всичко живо

. "градивната единица" на молекулата

Той е разделен от ядрената

. "бебе", за което се строят АЕЦ

База "А" в атомни електроцентрали

Разделяне от ядрено

Това, което разделя ядрото

Най-простият случай на формулата

Ядрен източник на големи проблеми

Бор създава своя модел

Точка с ненулева мярка

Робот от филма "Истинска стомана"

Спокойно преди разделяне

Частица от елемент (химикал)

Най-малката частица от химичен елемент, състояща се от ядро ​​и електрони

Атомна енергия

. "Детайл" на молекулата

. Деталка, заради която се строят атомни електроцентрали

. "Малък, но дързък" (енергичен)

. „Хлапе“, за което строят АЕЦ

. „Миролюбив“, убиващ всичко живо

. „Неделима“ част от молекула

. "неделима"

. Молекула "песъчинка"

. "Градивна тухла" на молекулата

. "и сега нашият мирен..."

. "тухла на вселената"

. "тухла" на молекулата

. "мирен" виновник за аварията в Чернобил

. "мирен" Чернобил

. "Мирна" частица

. "Неделима" микрочастица

Анаграма за "Том"

Буквата "А" в атомната електроцентрала

Какво има протони вътре

гръцки "неделим"

Делима "неделимост" на молекула

Детайл за "сглобяването" на молекулата

От какво се състои светът според древногръцкия учен Демокрит

М. гръцки. неделима; материя в крайните граници на нейната делимост, невидима прашинка, от която уж са съставени всички тела, всяко вещество, сякаш от песъчинки. Неизмерима, безкрайно малка прашинка, нищожно количество. химиците думата атом приема значението на мярка за афинитета на телата: един кислороден атом абсорбира един, два, три железни атома, което означава: тези вещества се комбинират в такова многократно съотношение. Атомизъм м. атомистично, атомно учение във физиката, като се основава, че всяко вещество се състои от неделими атоми; атомистика наука, знанието е; атомист м. учен, който поддържа това убеждение. Той е противопоставен на оратора, динамична школа, която отхвърля границата на делимостта на материята и я признава като израз, проява на сили в нашия свят.

бъркотия на думата "Тома"

Мирен, "неделим"

Нещо дребно, в чието "споделяне" човечеството си е направило големи бели

База "А" в атомни електроцентрали

Разделен "неделим"

Робот от филма Real Steel

Филмът "Маркирани..."

Филмът на Гостев "Белязаният..."

Филмът на Игор Гостев "Белязаният..."

Въпреки че е "неделимо", то може да бъде разделено на ядро ​​и електронна обвивка

Какво е изотоп

Ядро + електрони

1. Основни понятия, определения и закони на химията

1.2. атом Химичен елемент. просто вещество

Атомът е централно понятие в химията. Всички вещества са изградени от атоми. Атом - границата на раздробяване на вещество чрез химични методи, т.е. атом - най-малката химически неделима частица материя. Деленето на атома е възможно само при физически процеси - ядрени реакции и радиоактивни превръщания.

Съвременната дефиниция на атом: атомът е най-малката химически неделима електрически неутрална частица, състояща се от положително заредено ядро ​​и отрицателно заредени електрони.

В природата атомите съществуват както в свободна (индивидуална, изолирана) форма (например благородните газове се състоят от отделни атоми), така и като част от различни прости и сложни вещества. Ясно е, че в състава на сложните вещества атомите не са електрически неутрални, а имат излишен положителен или отрицателен заряд (например Na + Cl − , Ca 2+ O 2−), т.е. в сложните вещества атомите могат да бъдат под формата на едноатомни йони. Атомите и образуваните от тях едноатомни йони се наричат атомни частици.

Общият брой на атомите в природата не може да бъде преброен, но те могат да бъдат класифицирани в по-тесни типове, както например всички дървета в една гора се делят на бреза, дъб, смърч, бор и т.н. според техните характеристики. Ядреният заряд се приема като основа за класификацията на атомите според определени видове, т.е. броят на протоните в ядрото на атома, тъй като именно тази характеристика се запазва, независимо дали атомът е в свободна или химически свързана форма.

Химичен елементВид атомна частица с еднакъв ядрен заряд.

Например, има се предвид химичният елемент натрий, независимо дали се вземат предвид свободните натриеви атоми или Na + йони в състава на солите.

Не бъркайте понятията атом, химичен елементи проста работа. Атомът е конкретно понятие, атомите съществуват реално, а химическият елемент е абстрактно, събирателно понятие. Например в природата има специфични медни атоми със закръглени относителни атомни маси от 63 и 65. Но химическият елемент мед се характеризира със средна относителна атомна маса, дадена в периодичната таблица на химичните елементи от D.I. Менделеев, което, като се вземе предвид съдържанието на изотопи, е 63,54 (в природата липсват медни атоми с такава стойност на Ar). Атомът в химията традиционно се разбира като електрически неутрална частица, докато химическият елемент в природата може да бъде представен както от електрически неутрални, така и от заредени частици - едноатомни йони: , , , .

Просто вещество е една от формите на съществуване на химичен елемент в природата (друга форма е химичен елемент в състава на сложни вещества). Например химичният елемент кислород в природата съществува под формата на просто вещество O 2 и като част от редица сложни вещества (H 2 O, Na 2 SO 4  ⋅ 10H 2 O, Fe 3 O 4). Често един и същ химичен елемент образува няколко прости вещества. В този случай те говорят за алотропия - феноменът на съществуването на елемент в природата под формата на няколко прости вещества. Самите прости вещества се наричат ​​алотропни модификации ( модификации) . Известни са редица алотропни модификации на въглерод (диамант, графит, карбин, фулерен, графен, тубулени), фосфор (бял, червен и черен фосфор), кислород (кислород и озон). Благодарение на явлението алотропия са известни около 5 пъти повече прости вещества от химичните елементи.

Причини за алотропия:

• разлики в количествения състав на молекулите (O 2 и O 3);
• разлики в структурата на кристалната решетка (диамант и графит).

Алотропните модификации на даден елемент винаги се различават по физични свойства и химична активност. Например озонът е по-активен от кислорода, а точката на топене на диаманта е по-висока от тази на фулерена. Алотропните модификации при определени условия (промени в налягането, температурата) могат да се трансформират една в друга.

В повечето случаи имената на химичен елемент и просто вещество съвпадат (мед, кислород, желязо, азот и т.н.), така че е необходимо да се прави разлика между свойствата (характеристиките) на простото вещество като колекция от частици и свойствата на химичния елемент като вид атоми с еднакъв ядрен заряд.

Едно просто вещество се характеризира със структура (молекулна или немолекулна), плътност, определено агрегатно състояние при дадени условия, цвят и мирис, електрическа и топлопроводимост, разтворимост, твърдост, точки на кипене и топене (t bale и t pl ), вискозитет, оптични и магнитни свойства, моларно (относително молекулно) тегло, химична формула, химични свойства, методи за получаване и приложение. Може да се каже, че свойствата на дадено вещество са свойствата на набор от химически свързани частици, т.е. физическо тяло, тъй като един атом или молекула няма вкус, мирис, разтворимост, точки на топене и кипене, цвят, електрическа и топлопроводимост.

Свойства (характеристики) химичен елемент: атомен номер, химичен знак, относителна атомна маса, атомна маса, изотопен състав, изобилие в природата, позиция в периодичната система, атомна структура, йонизационна енергия, електронен афинитет, електроотрицателност, степени на окисление, валентност, феномен на алотропия, маса и молна фракция в състава на сложно вещество, спектри на абсорбция и излъчване. Можем да кажем, че свойствата на химичния елемент са свойствата на отделна частица или изолирани частици.

Разликите между понятията "химичен елемент" и "просто вещество" са показани в таблица. 1.2, използвайки азот като пример.

Таблица 1.2

Разлики между понятията "химичен елемент" и "просто вещество" за азота

Азот - химичен елемент	Азотът е просто вещество
1. Атомен номер 7.	1. Газ (n.o.s.) без цвят, мирис и вкус, нетоксичен.
2. Химически знак N.	2. Азотът има молекулна структура, формулата е N 2, молекулата се състои от два атома.
3. Относителна атомна маса 14.	3. Моларна маса 28 g/mol.
4. В природата е представена от нуклиди 14 N и 15 N.	4. Слабо разтворим във вода.
5. Масова фракция в земната кора 0,030% (16-то място по разпространение).	5. Плътност (N.O.) 1,25 g / dm 3, малко по-лек от въздуха, относителна плътност на хелий 7.
6. Няма алотропни модификации.	6. Диелектрик, лошо провежда топлина.
7. Включени в различни соли - нитрати (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2).	7. t бала = -195,8 °С; t pl \u003d -210,0 ° С.
8. Масова част в амоняка 82,35%, е част от протеини, амини, ДНК.	8. Диелектрична константа 1,00.
9. Масата на един атом е (за 14 N) 14u или 2,324 10 −23 g.	9. Диполният момент е 0.
10. Структурата на атома: 7p, 7e, 7n (за 14 N), електронна конфигурация 1s 2 2s 2 2p 3, два електронни слоя, пет валентни електрона и др.	10. Има молекулна кристална решетка (в твърдо състояние).
11. В периодичната система е във 2-ри период и VA-група, принадлежи към семейството на p-елементите.	11. В атмосферата обемната част е 78%.
12. Енергия на йонизация 1402,3 kJ/mol, електронен афинитет −20 kJ/mol, електроотрицателност 3,07.	12. Световно производство 44 · 10 6 тона годишно.
13. Показва ковалентности I, II, III, IV и степени на окисление -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.	13. Получете: в лабораторията - чрез нагряване на NH 4 NO 2; в промишлеността - чрез нагряване на втечнен въздух.
14. Атомен радиус (орбитала) 0,052 nm.	14. Химически неактивен, при нагряване взаимодейства с кислород, метали.
15. Основна линия в спектъра 399,5 nm.	15. Използва се за създаване на инертна атмосфера при сушене на експлозиви, при съхраняване на ценни картини и ръкописи, за създаване на ниски температури (течен азот).
16. Тялото на средностатистически човек (телесно тегло 70,0 kg) съдържа 1,8 kg азот.
17. Като част от амоняка участва в образуването на водородна връзка.

Пример 1.2. Посочете в кое от следните твърдения кислородът е посочен като химичен елемент:

• а) масата на атома е 16u;
• б) образува две алотропни модификации;
• в) моларната маса е 32 g/mol;
• г) слабо разтворим във вода.

Решение. Твърденията в), г) се отнасят за просто вещество, а твърденията а), б) - за химичния елемент кислород.

Отговор: 3).

Всеки химичен елемент има свой символ - химичен знак (символ): K, Na, O, N, Cu и др.

Химическият знак може да изразява и състава на просто вещество. Например символът за химичния елемент Fe отразява и състава на простото вещество желязо. Химическите символи O, H, N, Cl обаче означават само химични елементи; простите вещества имат формули O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 .

Както вече беше отбелязано, в повечето случаи имената на химичните елементи и простите вещества са еднакви. Изключение правят имената на алотропните модификации на въглерода (диамант, графит, карбин, фулерен) и една от модификациите на кислорода (кислород и озон). Например, когато използваме думата "графит", имаме предвид само просто вещество (но не химичен елемент) въглерод.

Разпространението на химичните елементи в природата се изразява в масови и молни фракции. Масовата част w е съотношението на масата на атомите на даден елемент към общата маса на атомите на всички елементи. Молна фракция χ - отношението на броя на атомите на даден елемент към общия брой атоми на всички елементи.

В земната кора (слой с дебелина около 16 km) кислородните атоми имат най-голяма маса (49,13%) и молни (55%) фракции, силициевите атоми са на второ място (w (Si) = 26%, χ (Si) = 16,35%. В Галактиката почти 92% от общия брой атоми са водородни атоми, а 7,9% са хелиеви атоми. Масови фракции на атомите на основните елементи в човешкото тяло: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.

Абсолютните стойности на атомните маси са изключително малки (например масата на кислороден атом е от порядъка на 2,7 ⋅ 10 −23 g) и са неудобни за изчисления. Поради тази причина е разработена скала на относителните атомни маси на елементите. Понастоящем като единица за измерване на относителните атомни маси се приема 1/12 от масата на атом от нуклида С-12. Тази стойност се нарича постоянна атомна масаили единица атомна маса(a.m.u.) и има международното обозначение u:

m u = 1 а. e.m. = 1 u = 1/12 (m a 12 C) =

1,66 ⋅ 10 - 24 g = 1,66 ⋅ 10 - 27 kg.

Лесно е да се покаже, че числената стойност на u е 1/N A:

1 u = 1 12 m a (12 C) = 1 12 M (C) N A = 1 12 12 N A = 1 N A =

1 6,02 ⋅ 10 23 = 1,66 ⋅ 10 − 24 (d).

Относителна атомна маса на елемент A r (E) е физическо безразмерно количество, което показва колко пъти масата на атом или средната маса на атом (съответно за изотопно чисти и изотопно смесени елементи) е по-голяма от 1/12 от масата на атома на нуклида C-12:

A r (E) \u003d m a (E) 1 a. е. м. \u003d m a (E) 1 u. (1.1)

Познавайки относителната атомна маса, човек може лесно да изчисли масата на атома:

m a (E) \u003d A r (E)u \u003d A r (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −24 (g) \u003d

A r (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −27 (kg).

Молекула. И той. Вещества с молекулярна и немолекулна структура. химично уравнение

При взаимодействието на атомите се образуват по-сложни частици - молекули.

Молекула - най-малкият електрически неутрален изолиран набор от атоми, способен на независимо съществуване и носител на химичните свойства на веществото.

Молекулите имат същия качествен и количествен състав като веществото, което образуват. Химическата връзка между атомите в една молекула е много по-силна от силите на взаимодействие между молекулите (затова молекулата може да се разглежда като отделна, изолирана частица). При химичните реакции молекулите, за разлика от атомите, не се запазват (унищожават). Подобно на атома, една молекула няма такива физични свойства на вещество като цвят и мирис, точки на топене и кипене, разтворимост, топлинна и електрическа проводимост и др.

Подчертаваме, че молекулата е именно носител на химичните свойства на веществото; не може да се каже, че една молекула запазва (има абсолютно същите) химични свойства на дадено вещество, тъй като химичните свойства на дадено вещество са значително повлияни от междумолекулно взаимодействие, което отсъства за отделна молекула. Например веществото тринитроглицерин има способността да експлодира, но нито една молекула тринитроглицерин.

Йонът е атом или група от атоми, които имат положителен или отрицателен заряд.

Положително заредените йони се наричат ​​катиони, а отрицателно заредените аниони. Йоните са прости, т.е. едноатомни (K +, Cl -) и сложни (NH 4 +, NO 3 -), едно - (Na +, Cl -) и много заредени (Fe 3+, PO 4 3 -).

1. За даден елемент прост йон и неутрален атом имат еднакъв брой протони и неутрони, но се различават по броя на електроните: катионът има по-малко от тях, а анионът има повече от електрически неутралния атом.

2. Масата на прост или сложен йон е същата като масата на съответната електрически неутрална частица.

Трябва да се има предвид, че не всички вещества са съставени от молекули.

Веществата, изградени от молекули, се наричат вещества с молекулярна структура. Това могат да бъдат както прости (аргон, кислород, фулерен), така и сложни (вода, метан, амоняк, бензен) вещества.

Всички газове и почти всички течности имат молекулярна структура (изключение е живакът); твърдите вещества могат да имат както молекулни (захароза, фруктоза, йод, бял фосфор, фосфорна киселина), така и немолекулни структури (диамант, черен и червен фосфор, карборунд SiC, готварска сол NaCl). При веществата с молекулярна структура връзките между молекулите (междумолекулно взаимодействие) са слаби. При нагряване те лесно се разрушават. Поради тази причина веществата с молекулярна структура имат относително ниски точки на топене и кипене, летливи са (в резултат на което често имат миризма).

Вещества с немолекулна структурасе състоят от електрически неутрални атоми или прости или сложни йони. Електрически неутралните атоми се състоят например от диамант, графит, черен фосфор, силиций, бор и соли, като KF и NH 4 NO 3, от прости и сложни йони. Металите са изградени от положително заредени атоми (катиони). Карборунд SiC, силициев (IV) оксид SiO 2, алкали (KOH, NaOH), повечето соли (KCl, CaCO 3), бинарни съединения на метали с неметали (основни и амфотерни оксиди, хидриди, карбиди, силициди, нитриди, фосфиди ), интерметални съединения (съединения на метали един с друг). Във вещества с немолекулна структура отделните атоми или йони са свързани помежду си чрез силни химични връзки, следователно при нормални условия тези вещества са твърди, нелетливи и имат високи точки на топене.

Например захарозата (молекулна структура) се топи при 185 °C, а натриевият хлорид (немолекулна структура) се топи при 801 °C.

В газовата фаза всички вещества са съставени от молекули и дори тези, които при обикновена температура имат немолекулна структура. Например, молекулите на NaCl, K 2 и SiO 2 са открити в газовата фаза при високи температури.

За вещества, които се разлагат при нагряване (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), молекулите не могат да бъдат получени чрез нагряване на веществото

Молекулните вещества са в основата на органичния свят, а немолекулните вещества са в основата на неорганичния (минералния) свят.

Химична формула. формулна единица. химично уравнение

Съставът на всяко вещество се изразява с помощта на химична формула. Химична формула- това е изображение на качествения и количествения състав на веществото, използвайки символите на химичните елементи, както и цифрови, буквени и други знаци.

За прости вещества с немолекулна структура химическата формула съвпада със знака на химичния елемент (например Cu, Al, B, P). Във формулата на просто вещество с молекулярна структура посочете (ако е необходимо) броя на атомите в молекулата: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80 и др. Формулите за благороден газ винаги се записват с един атом: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Когато пишете уравненията на химичните реакции, химичните формули на някои многоатомни молекули на прости вещества могат (освен ако не е посочено друго) да бъдат написани като символи на елементи (единични атоми): P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C ( това не може да се направи за озон O 3, кислород O 2, азот N 2, халогени, водород).

За сложни вещества с молекулярна структура има емпирични (прости) и молекулярни (истински) формули. Емпирична формулапоказва най-малкото цяло число на съотношението на броя на атомите в молекулата и молекулярна формулае истинското цяло число на атомите. Например, истинската формула на етан е C 2 H 6, а най-простата е CH 3. Най-простата формула се получава чрез разделяне (намаляване) на броя на атомите на елементите в истинската формула на всяко подходящо число. Например най-простата формула за етан се получава чрез разделяне на броя на С и Н атомите на 2.

Най-простите и верни формули могат или да съвпадат (метан CH 4, амоняк NH 3, вода H 2 O), или да не съвпадат (фосфорен (V) оксид P 4 O 10, бензен C 6 H 6, водороден пероксид H 2 O 2, глюкоза C 6 H 12 O 6).

Химичните формули ви позволяват да изчислите масовите фракции на атомите на елементите в дадено вещество.

Масовата част w на атомите на елемента E в дадено вещество се определя по формулата

w (E) = A r (E) ⋅ N (E) M r (B) , (1.2)

където N (E) - броят на атомите на елемента във формулата на веществото; M r (B) е относителната молекулна (формула) маса на веществото.

Например, за сярна киселина M r (H 2 SO 4) = 98, тогава масовата част на кислородните атоми в тази киселина

w (O) \u003d A r (O) ⋅ N (O) M r (H 2 SO 4) \u003d 16 ⋅ 4 98 ≈ 0,653 (65,3%) .

Съгласно формула (1.2) се намира броят на атомите на елемента в молекула или формулна единица:

N (E) = M r (B) ⋅ w (E) A r (E) (1.3)

или моларна (относителна молекулна или формулна) маса на вещество:

M r (V) \u003d A r (E) ⋅ N (E) w (E) . (1.4)

Във формули 1.2–1.4 стойностите на w (E) са дадени във фракции от единица.

Пример 1.3. В някои вещества масовата част на серните атоми е 36,78%, а броят на серните атоми в една формулна единица е два. Посочете моларната маса (g/mol) на веществото:

Решение . Използвайки формула 1.4, намираме

M r = A r (S) ⋅ N (S) w (S) = 32 ⋅ 2 0,3678 = 174 ,

М = 174 g/mol.

Отговор: 2).

Следващият пример показва как да намерите най-простата формула на вещество от масовите части на елементите.

Пример 1.4. В някои хлорни оксиди масовата част на хлорните атоми е 38,8%. Намерете формулата на оксида.

Решение . Тъй като w (Cl) + w (O) = 100%, тогава

w (O) \u003d 100% - 38,8% \u003d 61,2%.

Ако масата на веществото е 100 g, тогава m (Cl) = 38,8 g и m (O) = 61,2 g.

Нека представим формулата на оксида като Cl x O y. Ние имаме

x   :   y = n (Cl)   :   n (O) = m (Cl) M (Cl) : m (O) M (O) ;

x   :   y = 38,8 35,5   :   61,2 16 = 1,093   :   3,825 .

Разделяйки получените числа на най-малкия от тях (1,093), откриваме, че x: y = 1: 3,5 или, умножавайки по 2, получаваме x: y = 2: 7. Следователно формулата на оксида е Cl 2 O 7.

Отговор: Cl 2 O 7.

За всички сложни вещества с немолекулна структура химичните формули са емпирични и отразяват състава не на молекули, а на така наречените формулни единици.

формулна единица(FU) - група от атоми, съответстваща на най-простата формула на вещество с немолекулна структура.

По този начин химичните формули на веществата с немолекулна структура са формулни единици. Примери за формулни единици: KOH, NaCl, CaCO 3 , Fe 3 C, SiO 2 , SiC, KNa 2 , CuZn 3, Al 2 O 3 , NaH, Ca 2 Si, Mg 3 N 2 , Na 2 SO 4 , K 3 PO 4 и др.

Формулните единици могат да се разглеждат като структурни единици на немолекулни вещества. За вещества с молекулярна структура това очевидно са действително съществуващи молекули.

С помощта на химични формули се записват уравненията на химичните реакции.

химично уравнение- това е условен запис на химическа реакция с помощта на химични формули и други знаци (равно, плюс, минус, стрелки и др.).

Химическото уравнение е следствие от закона за запазване на масата, така че е съставено така, че броят на атомите на всеки елемент в двете му части да е равен.

Числата пред формулите се наричат стехиометрични коефициенти, докато единицата не е написана, а се подразбира (!) и се взема предвид при изчисляване на общата сума на стехиометричните коефициенти. Стехиометричните коефициенти показват в какви моларни съотношения реагират изходните вещества и се образуват реакционните продукти. Например за реакция, чието уравнение е

3Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 9Fe + 4Al 2 O 3

n (Fe 3 O 4) n (Al) \u003d 3 8; n (Al) n (Fe) = 8 9 и т.н.

В реакционните схеми коефициентите не се поставят и вместо знак за равенство се използва стрелка:

FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2

Стрелката се използва и при писане на уравненията на химични реакции, включващи органични вещества (за да не се обърка знакът за равенство с двойна връзка):

CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → CH 2 Br–CH 2 Br,

както и уравненията на електрохимичната дисоциация на силни електролити:

NaCl → Na + + Cl - .

Закон за постоянството на състава

За вещества с молекулярна структура, закон за постоянство на състава(J. Proust, 1808): всяко вещество с молекулярна структура, независимо от метода и условията на получаване, има постоянен качествен и количествен състав.

От закона за постоянството на състава следва, че елементите в молекулните съединения трябва да бъдат в строго определени масови пропорции, т.е. имат постоянна масова част. Това е вярно, ако изотопният състав на елемента не се променя. Например, масовата част на водородните атоми във водата, независимо от метода на нейното производство от естествени вещества (синтез от прости вещества, нагряване на меден сулфат CuSO 4 5H 2 O и др.), Винаги ще бъде 11,1%. Въпреки това, във вода, получена чрез взаимодействие на молекули на деутерий (водороден нуклид с A r ≈ 2) и естествен кислород (A r = 16), масовата част на водородните атоми

w (H) = 2 ⋅ 2 2 ⋅ 2 + 16 = 0,2 (20%).

Вещества, подчинени на закона за постоянство на състава, т.е. молекулярните вещества се наричат стехиометричен.

Веществата с немолекулна структура (особено карбиди, хидриди, нитриди, оксиди и сулфиди на метали от d-семейство) не се подчиняват на закона за постоянство на състава, поради което се наричат нестехиометрични. Например, в зависимост от производствените условия (температура, налягане), съставът на титанов(II) оксид е променлив и варира в рамките на TiO 0.7 -TiO 1.3, т.е. в кристал от този оксид може да има от 7 до 13 кислородни атома на 10 титанови атома. Въпреки това, за много вещества с немолекулна структура (KCl, NaOH, CuSO 4) отклоненията от постоянството на състава са много малки, така че можем да предположим, че техният състав е практически независим от метода на получаване.

Относително молекулно и формулно тегло

За характеризиране на вещества с молекулярна и немолекулна структура, съответно, се въвеждат понятията "относително молекулно тегло" и "относително формулно тегло", които се обозначават със същия символ - M r

Относително молекулно тегло- безразмерна физическа величина, която показва колко пъти масата на молекулата е по-голяма от 1/12 от масата на атома на нуклида С-12:

M r (B) = m mol (B) u. (1,5)

Относително формулно тегло- безразмерна физическа величина, която показва колко пъти масата на формулната единица е по-голяма от 1/12 от масата на атома на нуклида С-12:

M r (B) = m FU (B) u. (1.6)

Формули (1.5) и (1.6) ви позволяват да намерите масата на молекула или PU:

m (да речем, PU) = uM r . (1,7)

На практика стойностите на M r се намират чрез сумиране на относителните атомни маси на елементите, които образуват молекула или формулна единица, като се вземе предвид броят на отделните атоми. Например:

M r (H 3 PO 4) = 3A r (H) + A r (P) + 4A r (O) =

3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.