Det er den minste udelelige partikkel av materie. Grunnleggende deler av et atom

Grunnleggeren av "atomisme" - en filosofisk doktrine, ifølge hvilken alle elementer av livlig og livløs natur består av atomer (kjemisk udelelige partikler). Atomer eksisterer for alltid og er så små at de ikke kan måles, de er like og skiller seg bare i utseende, men beholder alle egenskapene til det opprinnelige stoffet.

I 1808 gjenopplivet han atomismen og beviste at atomer er ekte. Atomer er kjemiske elementer som ikke kan lages på nytt, deles inn i mindre komponenter, ødelagt av noen kjemiske transformasjoner. Enhver kjemisk reaksjon endrer bare rekkefølgen for omorganisering av atomer.

I 1897 beviste forskeren J. Thompson eksistensen av elektroner - negativt ladede partikler. I 1904 foreslo han en modell av atomet - "rosinpudding" Et atom er et positivt ladet legeme, inni hvilket små partikler med negativ ladning er fordelt, som rosiner i en pudding.

1911 – Sammen med elevene gjennomførte han et eksperiment som tilbakeviste teorien til J. Thompson og foreslo en modell av atomet som et planetsystem. I sentrum av atomet er det en positivt ladet kjerne, som negativt ladede elektroner roterer rundt.I dette tilfellet er hovedmassen til atomet konsentrert i kjernen, massen av elektroner er veldig liten. Den totale ladningen til kjernen og elektronene må være lik null, siden atomet som helhet er elektrisk nøytralt.

Partikkelmasseladning Absolutt (kg) Relativ elektrisk Relativt elektron 9,109* ,00051,602* Proton 1,673* ,602* Nøytron 1,675* Z - protontall (viser antall protoner i kjernen og deres totale masse (relativ)) N - nøytrontall (viser antall nøytroner i kjernen og deres totale masse (relativ)) A - masse (nukleon) tall - dette er summen av nøytroner og protoner i kjernen og deres totale masse (relativ))

Nukleonnummer (lik den relative atommassen) - Protonnummer (lik ordinærtallet til grunnstoffet) A = 23 Z = 11 N = = 12 e = 11

ALTERNATIV 1 1) Et atom er en partikkel som består av ...... 2) Massen til et atom bestemmes av summen av partiklenes masse: ... 3) Serienummeret til grunnstoffet viser antallet ... .. og tallet ... .. i atomet 4) Atomer av ett kjemisk grunnstoff som er forskjellige i relativ verdi atommasse kalles ……. 5) Den typen atomer med en viss kjerneladning kalles .... 6) Skriv ned sammensetningen av sinkatomet ved hjelp av symboler (protoner, nøytroner, elektroner, nukleonnummer) ALTERNATIV 2 1) Atomkjernen består av .... 2) Isotoper er forskjellige i mengde ... .. 3) Massetallet til et atom er summen av massene av partikler .... 4) Antall .... = tall.... = ordenstallet til elementet. 5) Et elektron er betegnet med symbolet ..., har en ladning ...., og en relativ masse .... 6) Skriv ned sammensetningen av kobberatomet ved hjelp av symboler (protoner, nøytroner, elektroner, nukleonnummer)

Et atom er den minste integrerte partikkel av materie. I sentrum er kjernen, som elektroner kretser rundt som planeter rundt solen. Merkelig nok, men denne minste partikkelen ble oppdaget og konseptet med den ble formulert

antikke greske og gamle indiske forskere som verken har riktig utstyr eller teoretisk grunnlag. Beregningene deres i mange århundrer eksisterte på grunnlag av hypoteser, og først på 1600-tallet var kjemikere i stand til eksperimentelt å bevise gyldigheten av gamle teorier. Men vitenskapen går raskt fremover, og i begynnelsen av forrige århundre oppdaget fysikere de subatomære komponentene og strukturene til partikler. Det var da noe slikt som «udelelig» ble tilbakevist. Likevel er konseptet allerede tatt i vitenskapelig bruk og er bevart.

Gamle forskere trodde at et atom er en ultrasmå biter av enhver sak. Fysiske parametere avhenger av deres form, massivitet, farge og andre parametere. For eksempel trodde Demokritus at ildatomene er ekstremt skarpe, fordi det brenner, partiklene av faste stoffer har grove overflater som er tett festet til hverandre, atomene til vann er glatt og glatt, fordi de gir flytende flyt.

Demokrit betraktet til og med at sjelen til en person består av midlertidig tilkoblede atomer, som går i oppløsning når individet dør.

En mer moderne struktur ble foreslått på begynnelsen av 1900-tallet av den japanske fysikeren Nagaoka. Han presenterte en teoretisk utvikling, som går ut på at atomet er et planetsystem i mikroskopisk skala, og dets struktur ligner på Saturns. Denne strukturen viste seg å være feil. Bohr-Rutherford-modellen av atomet viste seg å være nærmere virkeligheten, men den klarte heller ikke å forklare alle de fysiske og elektriske egenskapene til blodlegemer. Bare antakelsen om at atomet er en struktur som ikke bare inkluderer korpuskulære egenskaper, men også kvanteegenskaper, kan forklare det største antallet observerte realiteter.

Korpuskler kan være i en bundet tilstand, eller de kan være i en fri tilstand. For eksempel kombineres et oksygenatom med en annen lignende partikkel for å utgjøre et molekyl. Etter en elektrisk utladning, for eksempel et tordenvær, kombineres det til

mer kompleks struktur - azin, som består av triatomiske molekyler. Følgelig, for en viss type forbindelser av atomer, er visse fysisk-kjemiske forhold nødvendige. Men det er også sterkere bindinger mellom partiklene i molekylet. For eksempel er et nitrogenatom koblet til en annen trippelbinding, som et resultat av at molekylet er ekstremt sterkt og nesten ikke endres.

Hvis antallet protoner i kjernen) er i bane på samme måte, er atomet elektrisk nøytralt. Hvis det ikke er noen identitet, har partikkelen en negativ eller positiv utladning og kalles et ion. Som regel er disse ladede partiklene dannet av atomer under påvirkning av elektriske felt, stråling av forskjellig natur eller høy temperatur. Ioner er kjemisk hyperaktive. Disse ladede atomene er i stand til å reagere dynamisk med andre partikler.

minste elektrisk nøytrale, kjemisk udelelige partikkel

Alternative beskrivelser

Liten, ja vågal (energi)

minste materiepartikkel

Den minste partikkelen i et kjemisk grunnstoff

På planeten Neptun, for én ... helium, er det 20 lignende avkom av hydrogen

Noe lite, i "delingen" som menneskeheten har samlet store problemer av

Når et elektron går tapt eller oppnås, blir det et ion.

Den mest energiske partikkelen

Molekylbestanddel

En rekke protoner og nøytroner

Hva er en isobar

elektronakseptor

Nukleon+elektron

Delt "udelelig"

. "fredelig" skyldig i Tsjernobyl-katastrofen

Navn på den kanadiske filmregissøren Egoyan

Et korn av universet

Igor Gostevs film "Marked..."

Det var dette konseptet som ble introdusert av den antikke greske vitenskapsmannen Leucippus for å betegne de minste enhetene av væren.

Bokstaven "A" i kjernekraftverket

Hva er en isotop?

Hva består verden av ifølge den antikke greske vitenskapsmannen Demokritos?

Selv om den er "udelelig", kan den deles inn i en kjerne og et elektronskall

Usynlig stykke materie

Liten, ja vågal (energisk)

Den minste elektrisk nøytrale partikkelen

. "fredelig" Tsjernobyl

molekylær murstein

Gjerningsmannen bak Tsjernobyl-katastrofen

Selv er han splittet

Fredelig, "udelelig"

Molekylkomponent

. "udelelig"

del av et molekyl

partikkel av materie

. "universets murstein"

mikropartikkel

. "fredelig" partikkel

Baby med elektroner

Partikkel av materie

minste partikkel

. "delelig" mikropartikkel

Det er mindre enn et molekyl

isotop som den er

Kjerne + elektroner

Fredelig til splittelse

energisk partikkel

Akseptør

Partikkel av materie

. "og nå vår fredelige ..."

Molekylbestanddel

Grunnlaget for verden ifølge Demokrit

. "korn" av et molekyl

Hva har protoner inni?

Gostevs film "Marked ..."

. «detalj» for hvilke kjernekraftverk som bygges

Den er delt opp i atomkraftverk

Du kan bare ikke se ham

gresk "udelelig"

Detalj for "montering" av molekylet

. "udelelig" del av et molekyl

Den minste partikkelen i et kjemikalie element

. "murstein" av molekylet

Filmen "Tagged ..."

Ioner kretser rundt det

Kjernekraftkilde

Delbar "udelelighet" av et molekyl

spaltbar partikkel

. "fredelig", dreper alle levende ting

. "byggesteinen" til molekylet

Den er splittet av atomkraftverket

. «baby» som det bygges atomkraftverk for

Base "A" i kjernekraftverk

Splittet med atomkraft

Det som splitter atomkraftverket

Det enkleste tilfellet av formelen

Kjernefysisk kilde til store problemer

Bohr skapte sin modell

Punkt med mål som ikke er null

Robot fra filmen "Real Steel"

Fredelig før splitting

Partikkel av et grunnstoff (kjemisk)

Den minste partikkelen av et kjemisk grunnstoff, som består av en kjerne og elektroner

Atomenergi

. "Detalj" av molekylet

. "Detalka" for hvilke kjernekraftverk bygges

. "Liten, men vågal" (energisk)

. "Kid" som de bygger atomkraftverk for

. "Fredelig", dreper alle levende ting

. "Udelelig" del av et molekyl

. "Udelelig"

. Molekyl "sandkorn"

. "Byggestein" av molekylet

. "og nå vår fredelige ..."

. "universets murstein"

. "murstein" av molekylet

. "fredelig" skyldig i Tsjernobyl-katastrofen

. "fredelig" Tsjernobyl

. "Fredelig" partikkel

. "Udelelig" mikropartikkel

Anagram for "Tom"

Bokstaven "A" i kjernekraftverket

Hva har protoner inni

gresk "udelelig"

Delbar "udelelighet" av et molekyl

Detalj for "montering" av molekylet

Hva verden består av ifølge den gamle greske vitenskapsmannen Demokritos

M. Gresk. udelelig; materie i de ytterste grensene for dens delbarhet, et usynlig støvkorn, som alle kropper angivelig er sammensatt av, hver substans, som fra sandkorn. Et umåtelig, uendelig lite støvkorn, en ubetydelig mengde. kjemikere, får ordet atom betydningen av et mål på affiniteten til legemer: ett oksygenatom absorberer ett, to, tre jernatomer, som betyr: disse stoffene er kombinert i et slikt multiplum forhold. Atomisme m. atomistisk, atomlære, i fysikk, som tar utgangspunkt i at hvert stoff består av udelelige atomer; atomistikk vitenskap, kunnskap er; atomist m. vitenskapsmann som har denne troen. Han er motstander av taleren, en dynamisk skole som avviser grensen for materiens delbarhet og anerkjenner den som et uttrykk, en manifestasjon av krefter i vår verden.

Et rot av ordet "Toma"

Fredelig, "udelelig"

Noe lite, i "delingen" som menneskeheten har laget store problemer for seg selv

Base "A" i kjernekraftverk

Delt "udelelig"

Robot fra filmen Real Steel

Filmen "Tagget..."

Gostevs film "Marked..."

Igor Gostevs film "Marked..."

Selv om den er "udelelig", kan den deles inn i en kjerne og et elektronskall

Hva er en isotop

Kjerne + elektroner

1. Kjemiens grunnleggende begreper, definisjoner og lover

1.2. Atom. Kjemisk element. enkelt stoff

Atom er et sentralt begrep i kjemi. Alle stoffer er bygd opp av atomer. Atom - grensen for å knuse et stoff ved kjemiske metoder, dvs. atom - den minste kjemisk udelelige partikkel av materie. Spaltningen av et atom er bare mulig i fysiske prosesser - kjernefysiske reaksjoner og radioaktive transformasjoner.

Den moderne definisjonen av et atom: et atom er den minste kjemisk udelelige elektrisk nøytrale partikkelen, bestående av en positivt ladet kjerne og negativt ladede elektroner.

I naturen eksisterer atomer både i fri (individuell, isolert) form (for eksempel består edelgasser av individuelle atomer), og som en del av ulike enkle og komplekse stoffer. Det er klart at i sammensetningen av komplekse stoffer er atomer ikke elektrisk nøytrale, men har en overflødig positiv eller negativ ladning (for eksempel Na + Cl - , Ca 2+ O 2-), dvs. i komplekse stoffer kan atomer være i form av monoatomiske ioner. Atomer og de monoatomiske ionene dannet av dem kalles atompartikler.

Det totale antallet atomer i naturen kan ikke telles, men de kan klassifiseres i smalere typer, på samme måte som for eksempel alle trær i en skog deles inn i bjørk, eik, gran, furu osv. etter deres karakteristiske trekk. Kjerneladningen er tatt som grunnlag for klassifisering av atomer etter visse typer, dvs. antall protoner i kjernen til et atom, siden det er denne egenskapen som er bevart, uavhengig av om atomet er i fri eller kjemisk bundet form.

Kjemisk element En type atompartikkel med samme kjerneladning.

For eksempel menes det kjemiske grunnstoffet natrium, uavhengig av om frie natriumatomer eller Na + ioner i sammensetningen av salter vurderes.

Ikke forveksle begrepene atom, kjemisk element Og enkel sak. Et atom er et konkret begrep, atomer eksisterer i virkeligheten, og et kjemisk element er et abstrakt, kollektivt begrep. For eksempel er det i naturen spesifikke kobberatomer med avrundede relative atommasser på 63 og 65. Men det kjemiske grunnstoffet kobber er karakterisert ved en gjennomsnittlig relativ atommasse gitt i det periodiske systemet for kjemiske elementer av D.I. Mendeleev, som, tatt i betraktning innholdet av isotoper, er 63,54 (kobberatomer med en slik verdi av Ar er fraværende i naturen). Et atom i kjemi er tradisjonelt forstått som en elektrisk nøytral partikkel, mens et kjemisk grunnstoff i naturen kan representeres av både elektrisk nøytrale og ladede partikler - monoatomiske ioner: , , , .

Et enkelt stoff er en av formene for eksistensen av et kjemisk element i naturen (en annen form er et kjemisk element i sammensetningen av komplekse stoffer). For eksempel eksisterer det kjemiske elementet oksygen i naturen i form av et enkelt stoff O 2 og som en del av en rekke komplekse stoffer (H 2 O, Na 2 SO 4  ⋅ 10H 2 O, Fe 3 O 4). Ofte danner det samme kjemiske elementet flere enkle stoffer. I dette tilfellet snakker de om allotropi - fenomenet med eksistensen av et element i naturen i form av flere enkle stoffer. De enkle stoffene i seg selv kalles allotropiske modifikasjoner ( modifikasjoner). En rekke allotropiske modifikasjoner er kjent for karbon (diamant, grafitt, karbin, fulleren, grafen, tubulener), fosfor (hvitt, rødt og svart fosfor), oksygen (oksygen og ozon). På grunn av fenomenet allotropi er omtrent 5 ganger flere enkle stoffer kjent enn kjemiske elementer.

Årsaker til allotropi:

• forskjeller i den kvantitative sammensetningen av molekyler (O 2 og O 3);
• forskjeller i strukturen til krystallgitteret (diamant og grafitt).

Allotropiske modifikasjoner av et gitt element er alltid forskjellige i fysiske egenskaper og kjemisk aktivitet. For eksempel er ozon mer aktivt enn oksygen, og smeltepunktet for diamant er høyere enn fulleren. Allotropiske modifikasjoner under visse forhold (endringer i trykk, temperatur) kan forvandle seg til hverandre.

I de fleste tilfeller er navnene på et kjemisk grunnstoff og et enkelt stoff sammenfallende (kobber, oksygen, jern, nitrogen osv.), så det er nødvendig å skille mellom egenskapene (karakteristikkene) til et enkelt stoff som en samling av partikler og egenskapene til et kjemisk grunnstoff som en type atomer med samme kjerneladning.

Et enkelt stoff er karakterisert ved en struktur (molekylær eller ikke-molekylær), tetthet, en viss aggregeringstilstand under gitte forhold, farge og lukt, elektrisk og termisk ledningsevne, løselighet, hardhet, koke- og smeltepunkter (t balle og t pl ), viskositet, optiske og magnetiske egenskaper, molar (relativ molekylvekt), kjemisk formel, kjemiske egenskaper, metoder for fremstilling og påføring. Man kan si at egenskapene til et stoff er egenskapene til et sett med kjemisk bundne partikler, dvs. fysisk kropp, siden ett atom eller molekyl ikke har smak, lukt, løselighet, smelte- og kokepunkt, farge, elektrisk og termisk ledningsevne.

Egenskaper (karakteristikker) kjemisk element: atomnummer, kjemisk tegn, relativ atommasse, atommasse, isotopsammensetning, overflod i naturen, posisjon i det periodiske systemet, atomstruktur, ioniseringsenergi, elektronaffinitet, elektronegativitet, oksidasjonstilstander, valens, allotropifenomen, masse og molfraksjon i sammensetningen av et komplekst stoff, absorpsjons- og emisjonsspektra. Vi kan si at egenskapene til et kjemisk grunnstoff er egenskapene til en enkelt partikkel eller isolerte partikler.

Forskjellene mellom begrepene "kjemisk grunnstoff" og "enkelt stoff" er vist i tabell. 1.2 med nitrogen som eksempel.

Tabell 1.2

Forskjeller mellom begrepene "kjemisk grunnstoff" og "enkelt stoff" for nitrogen

Nitrogen - kjemisk element	Nitrogen er et enkelt stoff
1. Atomnummer 7.	1. Gass (n.o.s.) fargeløs, luktfri og smakløs, ikke giftig.
2. Kjemisk tegn N.	2. Nitrogen har en molekylstruktur, formelen er N 2, molekylet består av to atomer.
3. Relativ atommasse 14.	3. Molar masse 28 g/mol.
4. I naturen er det representert av nuklider 14 N og 15 N.	4. Dårlig løselig i vann.
5. Massefraksjon i jordskorpen 0,030 % (16. plass i prevalens).	5. Tetthet (N.O.) 1,25 g / dm 3, litt lettere enn luft, helium relativ tetthet 7.
6. Har ikke allotropiske modifikasjoner.	6. Dielektrisk, leder dårlig varme.
7. Inkludert i ulike salter - nitrater (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2).	7. t balle = -195,8 °С; t pl \u003d -210,0 ° С.
8. Massefraksjon i ammoniakk 82,35 %, er en del av proteiner, aminer, DNA.	8. Dielektrisk konstant 1,00.
9. Massen til et atom er (for 14 N) 14u eller 2,324 10 −23 g.	9. Dipolmomentet er 0.
10. Atomets struktur: 7p, 7e, 7n (for 14 N), elektronisk konfigurasjon 1s 2 2s 2 2p 3, to elektronlag, fem valenselektroner, etc.	10. Har et molekylært krystallgitter (i fast tilstand).
11. I det periodiske systemet er det i 2. periode og VA-gruppe, tilhører familien av p-elementer.	11. I atmosfæren er volumfraksjonen 78 %.
12. Ioniseringsenergi 1402,3 kJ/mol, elektronaffinitet −20 kJ/mol, elektronegativitet 3,07.	12. Verdensproduksjon 44 · 10 6 tonn per år.
13. Viser kovalenser I, II, III, IV og oksidasjonstilstander -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.	13. Få: i laboratoriet - ved å varme opp NH 4 NO 2; i industrien - ved å varme opp flytende luft.
14. Atomradius (orbital) 0,052 nm.	14. Kjemisk inaktiv, ved oppvarming, interagerer med oksygen, metaller.
15. Hovedlinje i spekteret 399,5 nm.	15. Brukes til å skape en inert atmosfære ved tørking av eksplosiver, ved oppbevaring av verdifulle malerier og manuskripter, for å skape lave temperaturer (flytende nitrogen).
16. Kroppen til en gjennomsnittlig person (kroppsvekt 70,0 kg) inneholder 1,8 kg nitrogen.
17. Som en del av ammoniakk deltar den i dannelsen av en hydrogenbinding.

Eksempel 1.2. Angi hvilke av følgende utsagn oksygen er nevnt som et kjemisk grunnstoff:

• a) massen til et atom er 16u;
• b) danner to allotropiske modifikasjoner;
• c) molmassen er 32 g/mol;
• d) dårlig løselig i vann.

Løsning. Utsagnene c), d) refererer til et enkelt stoff, og utsagn a), b) - til det kjemiske elementet oksygen.

Svar: 3).

Hvert kjemisk element har sitt eget symbol - et kjemisk tegn (symbol): K, Na, O, N, Cu, etc.

Et kjemisk tegn kan også uttrykke sammensetningen av et enkelt stoff. For eksempel gjenspeiler symbolet for det kjemiske elementet Fe også sammensetningen av det enkle stoffet jern. Imidlertid angir de kjemiske symbolene O, H, N, Cl bare kjemiske elementer; enkle stoffer har formlene O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 .

Som allerede nevnt, i de fleste tilfeller er navnene på kjemiske elementer og enkle stoffer de samme. Unntakene er navnene på allotropiske modifikasjoner av karbon (diamant, grafitt, karbyn, fulleren) og en av modifikasjonene av oksygen (oksygen og ozon). For eksempel, når vi bruker ordet "grafitt", mener vi bare et enkelt stoff (men ikke et kjemisk element) karbon.

Forekomsten av kjemiske elementer i naturen uttrykkes i masse og molfraksjoner. Massefraksjon w er forholdet mellom massen av atomer til et gitt grunnstoff og den totale massen av atomer til alle grunnstoffene. Molfraksjon χ - forholdet mellom antall atomer til et gitt grunnstoff og det totale antallet atomer til alle grunnstoffene.

I jordskorpen (et lag ca. 16 km tykt) har oksygenatomer den største massen (49,13%) og molare (55%) fraksjoner, silisiumatomer er på andreplass (w (Si) = 26%, χ(Si) = 16,35 %. I galaksen er nesten 92 % av det totale antallet atomer hydrogenatomer, og 7,9 % er heliumatomer. Massefraksjoner av atomer av hovedelementene i menneskekroppen: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.

De absolutte verdiene av atommassene er ekstremt små (for eksempel er massen til et oksygenatom i størrelsesorden 2,7 ⋅ 10 −23 g) og er upraktisk for beregninger. Av denne grunn ble en skala av relative atommasser av grunnstoffer utviklet. For tiden er 1/12 av massen til et atom av nuklidet C-12 akseptert som en måleenhet for relative atommasser. Denne verdien kalles konstant atommasse eller atommasseenhet(a.m.u.) og har den internasjonale betegnelsen u:

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

1,66 ⋅ 10 - 24 g = 1,66 ⋅ 10 - 27 kg.

Det er lett å vise at den numeriske verdien av u er 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 (g).

Relativ atommasse til et grunnstoff A r (E) er en fysisk dimensjonsløs størrelse som viser hvor mange ganger massen til et atom eller gjennomsnittlig masse til et atom (for henholdsvis isotopisk rene og isotopisk blandede grunnstoffer) er større enn 1/12 av massen til et atom av C-12 nuklidet:

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

Når man kjenner den relative atommassen, kan man enkelt beregne massen til et atom:

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).

Molekyl. Og han. Stoffer med molekylær og ikke-molekylær struktur. kjemisk ligning

Når atomer samhandler, dannes mer komplekse partikler - molekyler.

Et molekyl er det minste elektrisk nøytrale isolerte settet med atomer som er i stand til å eksistere uavhengig og er bærer av de kjemiske egenskapene til et stoff.

Molekyler har samme kvalitative og kvantitative sammensetning som stoffet de danner. Den kjemiske bindingen mellom atomer i et molekyl er mye sterkere enn interaksjonskreftene mellom molekyler (det er derfor molekylet kan betraktes som en separat, isolert partikkel). I kjemiske reaksjoner blir molekyler, i motsetning til atomer, ikke bevart (ødelagt). Som et atom har ikke et enkelt molekyl slike fysiske egenskaper til et stoff som farge og lukt, smelte- og kokepunkter, løselighet, termisk og elektrisk ledningsevne, etc.

Vi understreker at molekylet nettopp er bæreren av stoffets kjemiske egenskaper; det kan ikke sies at et molekyl beholder (har nøyaktig de samme) kjemiske egenskapene til et stoff, siden de kjemiske egenskapene til et stoff påvirkes betydelig av intermolekylær interaksjon, som er fraværende for et separat molekyl. For eksempel har stoffet trinitroglyserin evnen til å eksplodere, men ikke et eneste molekyl av trinitroglyserin.

Et ion er et atom eller en gruppe atomer som har en positiv eller negativ ladning.

Positivt ladede ioner kalles kationer, og negativt ladede anioner. Ioner er enkle, dvs. monoatomisk (K +, Cl -), og kompleks (NH 4 +, NO 3 -), en - (Na +, Cl -) og multiplisere ladet (Fe 3+, PO 4 3 -).

1. For et gitt grunnstoff har et enkelt ion og et nøytralt atom like mange protoner og nøytroner, men er forskjellige i antall elektroner: kationen har færre av dem, og anionet har flere enn det elektrisk nøytrale atomet.

2. Massen til et enkelt eller komplekst ion er den samme som massen til den tilsvarende elektrisk nøytrale partikkelen.

Det bør huskes at ikke alle stoffer er sammensatt av molekyler.

Stoffer som består av molekyler kalles stoffer med molekylær struktur. Det kan være både enkle (argon, oksygen, fulleren) og komplekse (vann, metan, ammoniakk, benzen) stoffer.

Alle gasser og nesten alle væsker har en molekylær struktur (unntaket er kvikksølv); faste stoffer kan ha både molekylære (sukrose, fruktose, jod, hvit fosfor, fosforsyre) og ikke-molekylære strukturer (diamant, svart og rødt fosfor, karborundum SiC, vanlig salt NaCl). I stoffer med molekylær struktur er bindingene mellom molekyler (intermolekylær interaksjon) svake. Ved oppvarming blir de lett ødelagt. Det er av denne grunn at stoffer med en molekylær struktur har relativt lave smelte- og kokepunkter, er flyktige (som et resultat har de ofte en lukt).

Stoffer med ikke-molekylær struktur består av elektrisk nøytrale atomer eller enkle eller komplekse ioner. Elektrisk nøytrale atomer består for eksempel av diamant, grafitt, svart fosfor, silisium, bor og salter, som KF og NH 4 NO 3, av enkle og komplekse ioner. Metaller er bygd opp av positivt ladede atomer (kationer). Karborundum SiC, silisium (IV) oksid SiO 2, alkalier (KOH, NaOH), de fleste salter (KCl, CaCO 3), binære forbindelser av metaller med ikke-metaller (basiske og amfotere oksider, hydrider, karbider, silicider, nitrider, fosfider ), intermetalliske forbindelser (forbindelser av metaller med hverandre). I stoffer med en ikke-molekylær struktur er individuelle atomer eller ioner forbundet med sterke kjemiske bindinger, derfor er disse stoffene under normale forhold faste, ikke-flyktige og har høye smeltepunkter.

For eksempel smelter sukrose (molekylær struktur) ved 185 °C, og natriumklorid (ikke-molekylær struktur) smelter ved 801 °C.

I gassfasen er alle stoffer sammensatt av molekyler, og også de som ved vanlig temperatur har en ikke-molekylær struktur. For eksempel ble NaCl, K 2 og SiO 2 molekyler funnet i gassfasen ved høye temperaturer.

For stoffer som spaltes ved oppvarming (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), kan ikke molekyler oppnås ved å varme opp stoffet

Molekylære stoffer danner grunnlaget for den organiske verden, og ikke-molekylære stoffer danner grunnlaget for den uorganiske (mineralske) verden.

Kjemisk formel. formelenhet. kjemisk ligning

Sammensetningen av ethvert stoff uttrykkes ved hjelp av en kjemisk formel. Kjemisk formel- dette er et bilde av den kvalitative og kvantitative sammensetningen av et stoff ved hjelp av symbolene til kjemiske elementer, samt numeriske, alfabetiske og andre tegn.

For enkle stoffer med en ikke-molekylær struktur faller den kjemiske formelen sammen med tegnet til det kjemiske elementet (for eksempel Cu, Al, B, P). I formelen til et enkelt stoff med en molekylstruktur, angi (om nødvendig) antall atomer i et molekyl: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80, etc. Edelgassformler skrives alltid med ett atom: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Når du skriver ligningene for kjemiske reaksjoner, kan de kjemiske formlene til noen polyatomiske molekyler av enkle stoffer (med mindre annet er oppgitt) skrives som symboler for elementer (enkeltatomer): P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C ( dette kan ikke gjøres for ozon O 3, oksygen O 2, nitrogen N 2, halogener, hydrogen).

For komplekse stoffer med molekylær struktur er det empiriske (enkle) og molekylære (sanne) formler. Empirisk formel viser det minste heltallsforholdet mellom antall atomer i et molekyl, og molekylær formel er det sanne heltallsforholdet mellom atomer. For eksempel er den sanne formelen for etan C 2 H 6, og den enkleste er CH 3. Den enkleste formelen oppnås ved å dele (redusere) antall atomer til elementene i den sanne formelen med et hvilket som helst passende tall. For eksempel ble den enkleste formelen for etan oppnådd ved å dele antallet C- og H-atomer med 2.

De enkleste og sanne formlene kan enten falle sammen (metan CH 4, ammoniakk NH 3, vann H 2 O), eller ikke sammenfalle (fosfor (V) oksid P 4 O 10, benzen C 6 H 6, hydrogenperoksid H 2 O 2, glukose C6H12O6).

Kjemiske formler lar deg beregne massefraksjonene av atomer av elementer i et stoff.

Massefraksjonen w av atomene til grunnstoffet E i et stoff bestemmes av formelen

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

hvor N (E) - antall atomer av elementet i formelen til stoffet; M r (B) er den relative molekylære (formel) massen til stoffet.

For eksempel, for svovelsyre M r (H 2 SO 4) = 98, er massefraksjonen av oksygenatomer i denne syren

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

I henhold til formel (1.2) er antall elementatomer i et molekyl eller formelenhet funnet:

N (E) = M r (B) ⋅ w (E) A r (E) (1,3)

eller molar (relativ molekylær eller formel) masse av et stoff:

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

I formlene 1.2–1.4 er verdiene til w (E) gitt i brøkdeler av en enhet.

Eksempel 1.3. I noen stoffer er massefraksjonen av svovelatomer 36,78%, og antall svovelatomer i en formelenhet er to. Spesifiser stoffets molare masse (g/mol):

Løsning . Ved å bruke formel 1.4 finner vi

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

M = 174 g/mol.

Svar: 2).

Følgende eksempel viser hvordan du finner den enkleste formelen til et stoff fra massefraksjonene til grunnstoffer.

Eksempel 1.4. I noen kloroksider er massefraksjonen av kloratomer 38,8%. Finn formelen for oksid.

Løsning . Siden w (Cl) + w (O) = 100%, da

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

Hvis massen til et stoff er 100 g, så er m (Cl) = 38,8 g og m (O) = 61,2 g.

La oss representere oksidformelen som Cl x O y . Vi har

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 .

Ved å dele tallene oppnådd med den minste av dem (1,093), finner vi at x: y \u003d 1: 3,5 eller, multiplisert med 2, får vi x: y \u003d 2: 7. Derfor er oksidformelen Cl 2 O 7.

Svar: Cl 2 O 7.

For alle komplekse stoffer med en ikke-molekylær struktur er kjemiske formler empiriske og gjenspeiler sammensetningen av ikke molekyler, men de såkalte formelenhetene.

formelenhet(FU) - en gruppe atomer som tilsvarer den enkleste formelen til et stoff med en ikke-molekylær struktur.

Dermed er de kjemiske formlene for stoffer med en ikke-molekylær struktur formelenheter. Eksempler på formelenheter: 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 osv.

Formelenheter kan betraktes som strukturelle enheter av ikke-molekylære stoffer. For stoffer med molekylær struktur er disse åpenbart faktisk eksisterende molekyler.

Ved hjelp av kjemiske formler skrives ligningene for kjemiske reaksjoner.

kjemisk ligning- dette er en betinget registrering av en kjemisk reaksjon ved bruk av kjemiske formler og andre tegn (lik, pluss, minus, piler, etc.).

Den kjemiske ligningen er en konsekvens av loven om bevaring av masse, så den er trukket opp slik at antallet atomer til hvert element i begge deler er likt.

Tallene foran formlene kalles støkiometriske koeffisienter, mens enheten ikke er skrevet, men er underforstått (!) og tatt i betraktning ved beregning av den totale summen av støkiometriske koeffisienter. Støkiometriske koeffisienter viser i hvilke molforhold utgangsstoffene reagerer og reaksjonsproduktene dannes. For eksempel for en reaksjon hvis ligning er

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 osv.

I reaksjonsskjemaer er koeffisientene ikke plassert, og en pil brukes i stedet for et likhetstegn:

FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2

Pilen brukes også når du skriver ligningene for kjemiske reaksjoner som involverer organiske stoffer (for ikke å forveksle likhetstegnet med en dobbeltbinding):

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

så vel som ligningene for elektrokjemisk dissosiasjon av sterke elektrolytter:

NaCl → Na + + Cl-.

Loven om komposisjonens konstanthet

For stoffer med molekylær struktur, lov om sammensetningens konstanthet(J. Proust, 1808): ethvert stoff med molekylær struktur, uavhengig av metoden og betingelsene for fremstilling, har en konstant kvalitativ og kvantitativ sammensetning.

Det følger av loven om sammensetningskonstans at grunnstoffer i molekylære forbindelser må være i strengt definerte masseforhold, dvs. har en konstant massefraksjon. Dette gjelder hvis den isotopiske sammensetningen av elementet ikke endres. For eksempel vil massefraksjonen av hydrogenatomer i vann, uavhengig av produksjonsmetoden fra naturlige stoffer (syntese fra enkle stoffer, oppvarming av kobbersulfat CuSO 4 5H 2 O, etc.), alltid være 11,1%. I vann oppnådd ved interaksjon av deuteriummolekyler (hydrogennuklid med A r ≈ 2) og naturlig oksygen (A r = 16), er imidlertid massefraksjonen av hydrogenatomer

w (H) = 2 ⋅ 2 2 ⋅ 2 + 16 = 0,2 (20%).

Stoffer underlagt lov om sammensetningskonstans, dvs. molekylære stoffer kalles støkiometrisk.

Stoffer med ikke-molekylær struktur (spesielt karbider, hydrider, nitrider, oksider og sulfider av metaller fra d-familien) overholder ikke loven om sammensetningskonstans, derfor kalles de ikke-støkiometrisk. For eksempel, avhengig av produksjonsforholdene (temperatur, trykk), er sammensetningen av titan(II)oksid variabel og varierer innenfor TiO 0,7 -TiO 1,3, dvs. i en krystall av dette oksydet kan det være fra 7 til 13 oksygenatomer per 10 titanatomer. For mange stoffer med en ikke-molekylær struktur (KCl, NaOH, CuSO 4) er imidlertid avvikene fra sammensetningens konstans svært små, så vi kan anta at sammensetningen deres er praktisk talt uavhengig av fremstillingsmetoden.

Relativ molekylvekt og formelvekt

For å karakterisere stoffer med henholdsvis molekylær og ikke-molekylær struktur, introduseres begrepene "relativ molekylvekt" og "relativ formelvekt", som er betegnet med samme symbol - M r

Relativ molekylvekt- dimensjonsløs fysisk mengde, som viser hvor mange ganger massen til molekylet er større enn 1/12 av massen til atomet til nuklidet C-12:

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

Relativ formelvekt- dimensjonsløs fysisk mengde, som viser hvor mange ganger massen til formelenheten er større enn 1/12 av massen til atomet til C-12 nuklidet:

M r (B) = m FU (B) u. (1,6)

Formler (1.5) og (1.6) lar deg finne massen til et molekyl eller PU:

m (si PU) = uM r . (1,7)

I praksis blir verdiene til M r funnet ved å summere de relative atommassene til elementene som danner et molekyl eller formelenhet, tatt i betraktning antall individuelle atomer. For eksempel:

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

3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.