kleinstes elektrisch neutrales, chemisch unteilbares Teilchen

Alternative Beschreibungen

Klein, ja gewagt (Energie)

kleinste Materieteilchen

Das kleinste Teilchen eines chemischen Elements

Auf dem Planeten Neptun, zum Beispiel ... Helium, gibt es 20 ähnliche Abkömmlinge von Wasserstoff

Etwas Kleines, in dessen „Teilen“ sich die Menschheit große Mühe gemacht hat

Wenn ein Elektron verloren geht oder hinzukommt, wird es zu einem Ion.

Das energiereichste Teilchen

Molekülbestandteil

Wirt von Protonen und Neutronen

Was ist eine isobare

Elektronenakzeptor

Nukleon + Elektron

Geteilt "unteilbar"

. "friedlicher" Schuldiger der Tschernobyl-Katastrophe

Name des kanadischen Filmregisseurs Egoyan

Ein Korn des Universums

Igor Gostevs Film „Marked…“

Es war dieses Konzept, das von dem antiken griechischen Wissenschaftler Leukippos eingeführt wurde, um die kleinsten Einheiten des Seins zu bezeichnen.

Der Buchstabe "A" im Kernkraftwerk

Was ist ein Isotop?

Woraus besteht die Welt laut dem antiken griechischen Wissenschaftler Demokrit?

Obwohl es "unteilbar" ist, kann es in einen Kern und eine Elektronenhülle unterteilt werden

Unsichtbares Stück Materie

Klein, ja gewagt (energetisch)

Das kleinste elektrisch neutrale Teilchen

. "friedliches" Tschernobyl

Molekularer Ziegelstein

Schuld an der Katastrophe von Tschernobyl

Sogar er ist zersplittert

Friedlich, "unteilbar"

Molekülkomponente

. "unteilbar"

Teil eines Moleküls

Teilchen der Materie

. "Ziegel des Universums"

Mikropartikel

. "friedliches" Teilchen

Baby mit Elektronen

Teilchen der Materie

kleinste Teilchen

. „unteilbare“ Mikropartikel

Es ist kleiner als ein Molekül

Isotop wie es ist

Kern + Elektronen

Friedlich bis zur Trennung

energetisches Teilchen

Akzeptor

Teilchen der Materie

. "und jetzt unsere friedliche..."

Molekülbestandteil

Die Grundlage der Welt nach Demokrit

. "Korn" eines Moleküls

Was enthält Protonen?

Gostevs Film "Marked ..."

. "detail", für die Kernkraftwerke gebaut werden

Es ist in Kernkraftwerke aufgeteilt

Du kannst ihn einfach nicht sehen

Griechisch „unteilbar“

Detail für den "Zusammenbau" des Moleküls

. "unteilbarer" Teil eines Moleküls

Das kleinste Teilchen einer Chemikalie Element

. "Ziegel" des Moleküls

Der Film „Getaggt ...“

Ionen kreisen darum

Nukleare Energiequelle

Teilbare „Unteilbarkeit“ eines Moleküls

spaltbares Teilchen

. "friedlich", alle Lebewesen tötend

. der „Baustein“ des Moleküls

Es wird durch die Kernenergie gespalten

. "Baby", für das Atomkraftwerke gebaut werden

Basis "A" in Kernkraftwerken

Gespalten durch Kernkraft

Das, was das Nukleare spaltet

Der einfachste Fall der Formel

Nukleare Quelle großer Probleme

Bohr schuf sein Modell

Punkt mit Nicht-Null-Maß

Roboter aus dem Film "Real Steel"

Friedlich vor der Trennung

Teilchen eines Elements (chemisch)

Das kleinste Teilchen eines chemischen Elements, bestehend aus einem Kern und Elektronen

Atomenergie

. "Detail" des Moleküls

. "Detalka", für die Kernkraftwerke gebaut werden

. "Klein, aber gewagt" (energetisch)

. "Kid", für die sie Atomkraftwerke bauen

. "Friedlich", alle Lebewesen tötend

. "Unteilbarer" Teil eines Moleküls

. "Unteilbar"

. Molekül "Sandkorn"

. „Baustein“ des Moleküls

. "und jetzt unsere friedliche..."

. "Ziegel des Universums"

. "Ziegel" des Moleküls

. "friedlicher" Schuldiger der Tschernobyl-Katastrophe

. "friedliches" Tschernobyl

. "Friedliches" Teilchen

. "Unteilbares" Mikropartikel

Anagramm für "Tom"

Der Buchstabe "A" im Kernkraftwerk

Was hat Protonen drin

Griechisch „unteilbar“

Teilbare „Unteilbarkeit“ eines Moleküls

Detail für den "Zusammenbau" des Moleküls

Woraus die Welt laut dem antiken griechischen Wissenschaftler Demokrit besteht

M. Griechisch. unteilbar; Materie in den äußersten Grenzen ihrer Teilbarkeit, ein unsichtbares Staubkörnchen, aus dem alle Körper, jede Substanz wie aus Sandkörnern zusammengesetzt sein sollen. Ein unermessliches, unendlich kleines Staubkörnchen, eine unbedeutende Menge. Chemikern nimmt das Wort Atom die Bedeutung eines Maßes für die Affinität von Körpern an: Ein Sauerstoffatom nimmt ein, zwei, drei Eisenatome auf, was bedeutet: Diese Stoffe sind in einem solchen Vielfachverhältnis verbunden. Atomismus m. Atomistik, Atomlehre, in der Physik davon ausgegangen, dass jede Substanz aus unteilbaren Atomen besteht; Atomistik Wissenschaft, Wissen ist; Atomist m. Wissenschaftler, der diese Überzeugung vertritt. Er ist gegen den Sprecher, eine dynamische Schule, die die Grenze der Teilbarkeit der Materie ablehnt und sie als Ausdruck, als Manifestation von Kräften in unserer Welt anerkennt.

Ein Durcheinander des Wortes "Toma"

Friedlich, "unteilbar"

Etwas Kleines, um dessen „Teilen“ sich die Menschheit große Mühe gemacht hat

Basis "A" in Kernkraftwerken

Geteilt "unteilbar"

Roboter aus dem Film Real Steel

Film "Getaggt..."

Gostevs Film "Marked..."

Igor Gostevs Film „Marked…“

Obwohl es "unteilbar" ist, kann es in einen Kern und eine Elektronenhülle unterteilt werden

Was ist ein isotop

Kern + Elektronen

Ein Atom ist das kleinste integrale Teilchen der Materie. In seinem Zentrum befindet sich der Atomkern, um den wie Planeten um die Sonne Elektronen kreisen. Seltsamerweise wurde dieses kleinste Teilchen entdeckt und das Konzept dafür formuliert

altgriechische und altindische Wissenschaftler, die weder die richtige Ausrüstung noch die theoretische Grundlage haben. Ihre Berechnungen bestanden viele Jahrhunderte lang auf der Grundlage von Hypothesen, und erst im 17. Jahrhundert konnten Chemiker die Gültigkeit antiker Theorien experimentell beweisen. Aber die Wissenschaft schreitet schnell voran, und zu Beginn des letzten Jahrhunderts entdeckten Physiker die subatomaren Bestandteile und Strukturen von Teilchen. Damals wurde so etwas wie „unteilbar“ widerlegt. Dennoch ist das Konzept bereits in die wissenschaftliche Nutzung eingegangen und hat sich erhalten.

Alte Wissenschaftler glaubten, dass ein Atom ein ultrakleines Stück Materie ist. Physikalische Parameter hängen von ihrer Form, Massigkeit, Farbe und anderen Parametern ab, zum Beispiel glaubte Demokrit, dass die Feueratome extrem scharf sind, weil sie brennen, feste Partikel raue Oberflächen haben, die fest aneinander haften, Wasseratome glatt sind und rutschig, weil sie flüssige Fließfähigkeit verleihen.

Demokrit betrachtete sogar die Seele eines Menschen als aus vorübergehend verbundenen Atomen, die sich auflösen, wenn das Individuum stirbt.

Eine modernere Struktur wurde Anfang des 20. Jahrhunderts vom japanischen Physiker Nagaoka vorgeschlagen. Er stellte eine theoretische Entwicklung vor, nämlich dass das Atom ein Planetensystem im mikroskopischen Maßstab ist und seine Struktur der des Saturn ähnelt. Diese Struktur stellte sich als falsch heraus. Das Bohr-Rutherford-Modell des Atoms erwies sich als realitätsnäher, konnte aber auch nicht alle physikalischen und elektrischen Eigenschaften von Korpuskeln erklären. Allein die Annahme, dass ein Atom eine Struktur ist, die nicht nur korpuskuläre Eigenschaften, sondern auch Quanteneigenschaften beinhaltet, könnte die größte Zahl beobachteter Realitäten erklären.

Teilchen können in einem gebundenen Zustand oder in einem freien Zustand sein. Beispielsweise verbindet sich ein Sauerstoffatom mit einem anderen ähnlichen Teilchen, um ein Molekül zu bilden. Nach einer elektrischen Entladung, beispielsweise einem Gewitter, verbindet es sich zu

komplexere Struktur - Azin, das aus dreiatomigen Molekülen besteht. Dementsprechend sind für eine bestimmte Art von Atomverbindungen bestimmte physikalisch-chemische Bedingungen notwendig. Aber es gibt auch stärkere Bindungen zwischen den Teilchen des Moleküls. Beispielsweise ist ein Stickstoffatom mit einer anderen Dreifachbindung verbunden, wodurch das Molekül extrem stark ist und sich fast nicht verändert.

Wenn die Anzahl der Protonen im Kern ähnlich umkreist, ist das Atom elektrisch neutral. Wenn es keine Identität gibt, dann hat das Teilchen eine negative oder positive Entladung und wird als Ion bezeichnet. In der Regel werden diese geladenen Teilchen aus Atomen unter dem Einfluss elektrischer Felder, Strahlung verschiedener Art oder hoher Temperatur gebildet. Ionen sind chemisch hyperaktiv. Diese geladenen Atome sind in der Lage, dynamisch mit anderen Teilchen zu reagieren.

1. Grundbegriffe, Definitionen und Gesetze der Chemie

1.2. Atom. Chemisches Element. einfache Substanz

Atom ist ein zentraler Begriff in der Chemie. Alle Stoffe bestehen aus Atomen. Atom - die Grenze der Zerkleinerung einer Substanz durch chemische Methoden, d. H. Atom - das kleinste chemisch unteilbare Materieteilchen. Die Spaltung eines Atoms ist nur bei physikalischen Prozessen möglich - Kernreaktionen und radioaktiven Umwandlungen.

Die moderne Definition eines Atoms: Ein Atom ist das kleinste chemisch unteilbare elektrisch neutrale Teilchen, bestehend aus einem positiv geladenen Kern und negativ geladenen Elektronen.

In der Natur existieren Atome sowohl in freier (individueller, isolierter) Form (z. B. bestehen Edelgase aus einzelnen Atomen) als auch als Teil verschiedener einfacher und komplexer Substanzen. Es ist klar, dass Atome in der Zusammensetzung komplexer Substanzen nicht elektrisch neutral sind, sondern eine überschüssige positive oder negative Ladung haben (z. B. Na + Cl − , Ca 2+ O 2−), d.h. in komplexen Substanzen können Atome in Form von einatomigen Ionen vorliegen. Atome und die daraus gebildeten einatomigen Ionen werden genannt atomare Teilchen.

Die Gesamtzahl der Atome in der Natur kann nicht gezählt werden, aber sie können in engere Typen eingeteilt werden, so wie beispielsweise alle Bäume in einem Wald nach ihren charakteristischen Merkmalen in Birke, Eiche, Fichte, Kiefer usw. eingeteilt werden. Die Kernladung wird als Grundlage für die Klassifizierung von Atomen nach bestimmten Typen genommen, d.h. die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms, da diese Eigenschaft erhalten bleibt, unabhängig davon, ob das Atom in freier oder chemisch gebundener Form vorliegt.

Chemisches Element Eine Art von Atomteilchen mit der gleichen Kernladung.

So ist beispielsweise das chemische Element Natrium gemeint, unabhängig davon, ob freie Natriumatome oder Na + -Ionen in der Zusammensetzung von Salzen betrachtet werden.

Verwechseln Sie nicht die Konzepte von Atom, Chemisches Element und einfache Sache. Ein Atom ist ein konkretes Konzept, Atome existieren in der Realität und ein chemisches Element ist ein abstraktes, kollektives Konzept. Beispielsweise gibt es in der Natur bestimmte Kupferatome mit gerundeten relativen Atommassen von 63 und 65. Das chemische Element Kupfer ist jedoch durch eine durchschnittliche relative Atommasse gekennzeichnet, die im Periodensystem der chemischen Elemente von D.I. Mendeleev, der unter Berücksichtigung des Isotopengehalts 63,54 beträgt (Kupferatome mit einem solchen Ar-Wert fehlen in der Natur). Ein Atom in der Chemie wird traditionell als elektrisch neutrales Teilchen verstanden, während ein chemisches Element in der Natur sowohl durch elektrisch neutrale als auch durch geladene Teilchen dargestellt werden kann - einatomige Ionen: , , , .

Eine einfache Substanz ist eine der Formen der Existenz eines chemischen Elements in der Natur (eine andere Form ist ein chemisches Element in der Zusammensetzung komplexer Substanzen). Beispielsweise kommt das chemische Element Sauerstoff in der Natur in Form einer einfachen Substanz O 2 und als Teil einer Reihe komplexer Substanzen vor (H 2 O, Na 2 SO 4  ⋅ 10H 2 O, Fe 3 O 4). Oft bildet dasselbe chemische Element mehrere einfache Substanzen. In diesem Fall sprechen sie von Allotropie - dem Phänomen der Existenz eines Elements in der Natur in Form mehrerer einfacher Substanzen. Die einfachen Substanzen selbst nennt man allotrope Modifikationen ( Modifikationen) . Für Kohlenstoff (Diamant, Graphit, Karabiner, Fullerene, Graphen, Tubulene), Phosphor (weißer, roter und schwarzer Phosphor), Sauerstoff (Sauerstoff und Ozon) sind eine Reihe allotroper Modifikationen bekannt. Aufgrund des Phänomens der Allotropie sind etwa 5-mal mehr einfache Substanzen bekannt als chemische Elemente.

Ursachen der Allotropie:

• Unterschiede in der quantitativen Zusammensetzung von Molekülen (O 2 und O 3);
• Unterschiede in der Struktur des Kristallgitters (Diamant und Graphit).

Allotrope Modifikationen eines bestimmten Elements unterscheiden sich immer in physikalischen Eigenschaften und chemischer Aktivität. Beispielsweise ist Ozon aktiver als Sauerstoff, und der Schmelzpunkt von Diamant ist höher als der von Fulleren. Allotrope Modifikationen können sich unter bestimmten Bedingungen (Druckänderungen, Temperaturänderungen) ineinander umwandeln.

In den meisten Fällen stimmen die Namen eines chemischen Elements und einer einfachen Substanz überein (Kupfer, Sauerstoff, Eisen, Stickstoff usw.), daher ist es notwendig, zwischen den Eigenschaften (Eigenschaften) einer einfachen Substanz als Ansammlung von Partikeln und zu unterscheiden die Eigenschaften eines chemischen Elements als eine Art von Atomen mit gleicher Kernladung.

Ein einfacher Stoff ist gekennzeichnet durch eine Struktur (molekular oder nichtmolekular), Dichte, einen bestimmten Aggregatzustand unter gegebenen Bedingungen, Farbe und Geruch, elektrische und thermische Leitfähigkeit, Löslichkeit, Härte, Siede- und Schmelzpunkt (t bale und t pl ), Viskosität, optische und magnetische Eigenschaften, Molgewicht (relatives Molekulargewicht), chemische Formel, chemische Eigenschaften, Herstellungs- und Anwendungsverfahren. Man kann sagen, dass die Eigenschaften einer Substanz die Eigenschaften einer Reihe chemisch gebundener Teilchen sind, d.h. physischen Körper, da ein Atom oder Molekül keinen Geschmack, Geruch, Löslichkeit, Schmelz- und Siedepunkt, Farbe, elektrische und thermische Leitfähigkeit hat.

Eigenschaften (Merkmale) Chemisches Element: Ordnungszahl, chemisches Zeichen, relative Atommasse, Atommasse, Isotopenzusammensetzung, Häufigkeit in der Natur, Stellung im Periodensystem, Atomstruktur, Ionisationsenergie, Elektronenaffinität, Elektronegativität, Oxidationsstufen, Wertigkeit, Allotropiephänomen, Massen- und Molenbruch in der Zusammensetzung einer komplexen Substanz, Absorptions- und Emissionsspektren. Wir können sagen, dass die Eigenschaften eines chemischen Elements die Eigenschaften eines einzelnen Teilchens oder isolierter Teilchen sind.

Die Unterschiede zwischen den Begriffen „chemisches Element“ und „einfache Substanz“ sind in der Tabelle dargestellt. 1.2 am Beispiel Stickstoff.

Tabelle 1.2

Unterschiede zwischen den Begriffen "chemisches Element" und "einfache Substanz" für Stickstoff

Stickstoff - chemisches Element	Stickstoff ist eine einfache Substanz
1. Ordnungszahl 7.	1. Gas (n.a.g.) farblos, geruchlos und geschmacklos, ungiftig.
2. Chemisches Zeichen N.	2. Stickstoff hat eine molekulare Struktur, die Formel ist N 2, das Molekül besteht aus zwei Atomen.
3. Relative Atommasse 14.	3. Molmasse 28 g/mol.
4. In der Natur wird es durch die Nuklide 14 N und 15 N dargestellt.	4. Schwer löslich in Wasser.
5. Massenanteil in der Erdkruste 0,030 % (Platz 16 in der Prävalenz).	5. Dichte (N.O.) 1,25 g / dm 3, etwas leichter als Luft, Helium relative Dichte 7.
6. Hat keine allotropen Modifikationen.	6. Dielektrikum, leitet Wärme schlecht.
7. In verschiedenen Salzen enthalten - Nitrate (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2).	7. t Ballen = -195,8 °С; t pl \u003d -210,0 ° C.
8. Massenanteil in Ammoniak 82,35 %, ist Bestandteil von Proteinen, Aminen, DNA.	8. Dielektrizitätskonstante 1,00.
9. Die Masse eines Atoms ist (für 14 N) 14u oder 2,324 · 10 −23 g.	9. Das Dipolmoment ist 0.
10. Die Struktur des Atoms: 7p, 7e, 7n (für 14 N), elektronische Konfiguration 1s 2 2s 2 2p 3, zwei Elektronenschichten, fünf Valenzelektronen usw.	10. Hat ein molekulares Kristallgitter (im festen Zustand).
11. Im Periodensystem steht es in der 2. Periode und VA-Gruppe, gehört zur Familie der p-Elemente.	11. In der Atmosphäre beträgt der Volumenanteil 78 %.
12. Ionisierungsenergie 1402,3 kJ/mol, Elektronenaffinität –20 kJ/mol, Elektronegativität 3,07.	12. Weltproduktion 44 · 10 6 Tonnen pro Jahr.
13. Zeigt die Kovalenzen I, II, III, IV und die Oxidationsstufen -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.	13. Erhalten: im Labor - durch Erhitzen von NH 4 NO 2; in der Industrie - durch Erhitzen von verflüssigter Luft.
14. Atomradius (Orbital) 0,052 nm.	14. Chemisch inaktiv, wenn es erhitzt wird, interagiert es mit Sauerstoff, Metallen.
15. Hauptlinie im Spektrum 399,5 nm.	15. Wird verwendet, um beim Trocknen von Sprengstoffen eine inerte Atmosphäre zu schaffen, wenn wertvolle Gemälde und Manuskripte aufbewahrt werden, um niedrige Temperaturen zu erzeugen (flüssiger Stickstoff).
16. Der Körper einer durchschnittlichen Person (Körpergewicht 70,0 kg) enthält 1,8 kg Stickstoff.
17. Als Bestandteil von Ammoniak ist es an der Bildung einer Wasserstoffbrücke beteiligt.

Beispiel 1.2. Geben Sie an, in welchen der folgenden Aussagen Sauerstoff als chemisches Element erwähnt wird:

• a) die Masse eines Atoms ist 16u;
• b) bildet zwei allotrope Modifikationen;
• c) die Molmasse beträgt 32 g/mol;
• d) schlecht wasserlöslich.

Entscheidung. Aussagen c), d) beziehen sich auf eine einfache Substanz und Aussagen a), b) - auf das chemische Element Sauerstoff.

Antwort: 3).

Jedes chemische Element hat sein eigenes Symbol - ein chemisches Zeichen (Symbol): K, Na, O, N, Cu usw.

Ein chemisches Zeichen kann auch die Zusammensetzung einer einfachen Substanz ausdrücken. So spiegelt beispielsweise das Symbol für das chemische Element Fe auch die Zusammensetzung des einfachen Stoffes Eisen wider. Die chemischen Symbole O, H, N, Cl bezeichnen jedoch nur chemische Elemente; einfache Substanzen haben die Formeln O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 .

Wie bereits erwähnt, sind die Namen chemischer Elemente und einfacher Substanzen in den meisten Fällen gleich. Ausnahmen sind die Namen allotroper Kohlenstoffmodifikationen (Diamant, Graphit, Karabiner, Fulleren) und eine der Sauerstoffmodifikationen (Sauerstoff und Ozon). Wenn wir beispielsweise das Wort „Graphit“ verwenden, meinen wir nur eine einfache Substanz (aber kein chemisches Element) Kohlenstoff.

Das Vorkommen chemischer Elemente in der Natur wird in Massen- und Molanteilen ausgedrückt. Der Massenanteil w ist das Verhältnis der Masse der Atome eines gegebenen Elements zur Gesamtmasse der Atome aller Elemente. Molenbruch χ - das Verhältnis der Anzahl der Atome eines bestimmten Elements zur Gesamtzahl der Atome aller Elemente.

In der Erdkruste (ca. 16 km dicke Schicht) haben Sauerstoffatome die größten Massen- (49,13 %) und Molanteile (55 %), Siliziumatome stehen an zweiter Stelle (w (Si) = 26 %, χ(Si) = 16,35 %. In der Galaxie sind fast 92 % der Gesamtzahl der Atome Wasserstoffatome und 7,9 % Heliumatome. Massenanteile von Atomen der Hauptelemente im menschlichen Körper: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.

Die Absolutwerte der Atommassen sind extrem klein (z. B. liegt die Masse eines Sauerstoffatoms in der Größenordnung von 2,7 ⋅ 10 −23 g) und sind für Berechnungen unpraktisch. Aus diesem Grund wurde eine Skala der relativen Atommassen der Elemente entwickelt. Derzeit wird 1/12 der Masse eines Atoms des Nuklids C-12 als Maßeinheit für relative Atommassen akzeptiert. Dieser Wert wird aufgerufen konstante Atommasse oder atomare Masseneinheit(a.m.u.) und hat die internationale Bezeichnung u:

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

1,66 ⋅ 10 - 24 g = 1,66 ⋅ 10 - 27 kg.

Es ist leicht zu zeigen, dass der Zahlenwert von u 1/N A ist:

1 u = 1 12 m ein (12 C) = 1 12 M (C) N EIN = 1 12 12 N EIN = 1 N EIN =

1 6,02 ⋅ 10 23 = 1,66 ⋅ 10 − 24 (d).

Relative Atommasse eines Elements A r (E) ist eine physikalische dimensionslose Größe, die angibt, wie oft die Masse eines Atoms oder die durchschnittliche Masse eines Atoms (für isotopenreine bzw. isotopengemischte Elemente) größer als 1/12 der Masse eines Atoms ist des Nuklids C-12:

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

Wenn man die relative Atommasse kennt, kann man die Masse eines Atoms leicht berechnen:

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

Ar (E) ⋅ 1,66 ⋅ 10 −27 (kg).

Molekül. Und er. Substanzen molekularer und nichtmolekularer Struktur. chemische Gleichung

Wenn Atome interagieren, entstehen komplexere Teilchen - Moleküle.

Molekül - der kleinste elektrisch neutrale isolierte Satz von Atomen, der unabhängig existieren kann und Träger der chemischen Eigenschaften einer Substanz ist.

Moleküle haben die gleiche qualitative und quantitative Zusammensetzung wie die Substanz, die sie bilden. Die chemische Bindung zwischen Atomen in einem Molekül ist viel stärker als die Wechselwirkungskräfte zwischen Molekülen (weshalb das Molekül als separates, isoliertes Teilchen betrachtet werden kann). Bei chemischen Reaktionen werden Moleküle im Gegensatz zu Atomen nicht konserviert (zerstört). Wie ein Atom hat ein einzelnes Molekül keine physikalischen Eigenschaften einer Substanz wie Farbe und Geruch, Schmelz- und Siedepunkte, Löslichkeit, thermische und elektrische Leitfähigkeit usw.

Wir betonen, dass das Molekül gerade der Träger der chemischen Eigenschaften der Substanz ist; man kann nicht sagen, dass ein Molekül die chemischen Eigenschaften einer Substanz beibehält (genau die gleichen), da die chemischen Eigenschaften einer Substanz erheblich durch intermolekulare Wechselwirkungen beeinflusst werden, die für ein separates Molekül nicht vorhanden sind. Zum Beispiel hat die Substanz Trinitroglycerin die Fähigkeit zu explodieren, aber kein einziges Molekül Trinitroglycerin.

Ein Ion ist ein Atom oder eine Atomgruppe mit positiver oder negativer Ladung.

Positiv geladene Ionen nennt man Kationen, negativ geladene Anionen. Ionen sind einfach, d.h. einatomig (K +, Cl -) und komplex (NH 4 +, NO 3 -), ein - (Na +, Cl -) und mehrfach geladen (Fe 3+, PO 4 3 -).

1. Für ein gegebenes Element haben ein einfaches Ion und ein neutrales Atom die gleiche Anzahl an Protonen und Neutronen, unterscheiden sich aber in der Anzahl an Elektronen: das Kation hat weniger davon und das Anion hat mehr als das elektrisch neutrale Atom.

2. Die Masse eines einfachen oder komplexen Ions ist gleich der Masse des entsprechenden elektrisch neutralen Teilchens.

Es sollte beachtet werden, dass nicht alle Substanzen aus Molekülen bestehen.

Aus Molekülen aufgebaute Substanzen werden genannt Substanzen mit molekularer Struktur. Es können sowohl einfache (Argon, Sauerstoff, Fullerene) als auch komplexe (Wasser, Methan, Ammoniak, Benzol) Substanzen sein.

Alle Gase und fast alle Flüssigkeiten haben eine molekulare Struktur (mit Ausnahme von Quecksilber); Feststoffe können sowohl molekulare (Saccharose, Fruktose, Jod, weißer Phosphor, Phosphorsäure) als auch nichtmolekulare Strukturen (Diamant, schwarzer und roter Phosphor, Karborund SiC, Kochsalz NaCl) aufweisen. In Substanzen mit molekularer Struktur sind die Bindungen zwischen Molekülen (intermolekulare Wechselwirkung) schwach. Beim Erhitzen werden sie leicht zerstört. Aus diesem Grund haben Substanzen mit molekularer Struktur relativ niedrige Schmelz- und Siedepunkte, sind flüchtig (daher haben sie oft einen Geruch).

Stoffe mit nichtmolekularer Struktur bestehen aus elektrisch neutralen Atomen oder einfachen oder komplexen Ionen. Beispielsweise bestehen Diamant, Graphit, schwarzer Phosphor, Silizium, Bor aus elektrisch neutralen Atomen und Salze, beispielsweise KF und NH 4 NO 3 , bestehen aus einfachen und komplexen Ionen. Metalle bestehen aus positiv geladenen Atomen (Kationen). Carborundum SiC, Silicium(IV)oxid SiO 2, Alkalien (KOH, NaOH), die meisten Salze (KCl, CaCO 3), binäre Verbindungen von Metallen mit Nichtmetallen (basische und amphotere Oxide, Hydride, Carbide, Silicide, Nitride, Phosphide ), intermetallische Verbindungen (Verbindungen von Metallen untereinander). In Substanzen mit nichtmolekularer Struktur sind einzelne Atome oder Ionen durch starke chemische Bindungen miteinander verbunden, daher sind diese Substanzen unter normalen Bedingungen fest, nicht flüchtig und haben hohe Schmelzpunkte.

Beispielsweise schmilzt Saccharose (molekulare Struktur) bei 185 °C und Natriumchlorid (nichtmolekulare Struktur) schmilzt bei 801 °C.

In der Gasphase bestehen alle Substanzen aus Molekülen, und sogar solche, die bei gewöhnlicher Temperatur eine nichtmolekulare Struktur haben. Beispielsweise wurden bei hohen Temperaturen NaCl-, K 2 - und SiO 2 -Moleküle in der Gasphase gefunden.

Bei Substanzen, die sich beim Erhitzen zersetzen (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), können Moleküle nicht durch Erhitzen der Substanz erhalten werden

Molekulare Substanzen bilden die Basis der organischen Welt, und nichtmolekulare Substanzen bilden die Basis der anorganischen (mineralischen) Welt.

Chemische Formel. Formeleinheit. chemische Gleichung

Die Zusammensetzung einer Substanz wird durch eine chemische Formel ausgedrückt. Chemische Formel- Dies ist ein Bild der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung eines Stoffes unter Verwendung der Symbole chemischer Elemente sowie numerischer, alphabetischer und anderer Zeichen.

Bei einfachen Substanzen mit nichtmolekularer Struktur stimmt die chemische Formel mit dem Vorzeichen des chemischen Elements überein (z. B. Cu, Al, B, P). Geben Sie in der Formel einer einfachen Substanz mit molekularer Struktur (falls erforderlich) die Anzahl der Atome in einem Molekül an: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80 usw. Edelgasformeln werden immer mit einem Atom geschrieben: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Beim Schreiben der Gleichungen chemischer Reaktionen können die chemischen Formeln einiger mehratomiger Moleküle einfacher Substanzen (sofern nicht anders angegeben) als Symbole von Elementen (einzelne Atome) geschrieben werden: P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C ( dies gilt nicht für Ozon O 3, Sauerstoff O 2, Stickstoff N 2, Halogene, Wasserstoff).

Für komplexe Substanzen mit molekularer Struktur gibt es empirische (einfache) und molekulare (wahre) Formeln. Empirische Formel zeigt das kleinste ganzzahlige Verhältnis der Anzahl der Atome in einem Molekül, und Molekularformel ist das wahre ganzzahlige Verhältnis von Atomen. Zum Beispiel ist die wahre Formel von Ethan C 2 H 6 und die einfachste ist CH 3. Die einfachste Formel erhält man, indem man die Anzahl der Atome der Elemente in der wahren Formel durch eine beliebige geeignete Zahl dividiert (reduziert). Beispielsweise erhält man die einfachste Formel für Ethan, indem man die Anzahl der C- und H-Atome durch 2 dividiert.

Die einfachsten und wahren Formeln können entweder übereinstimmen (Methan CH 4, Ammoniak NH 3, Wasser H 2 O) oder nicht übereinstimmen (Phosphor (V) Oxid P 4 O 10, Benzol C 6 H 6, Wasserstoffperoxid H 2 O 2, Glucose C 6 H 12 O 6).

Mit chemischen Formeln können Sie die Massenanteile von Atomen von Elementen in einer Substanz berechnen.

Der Massenanteil w der Atome des Elements E in einem Stoff wird durch die Formel bestimmt

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

wobei N (E) - die Anzahl der Atome des Elements in der Formel der Substanz; M r (B) ist die relative Molekülmasse (Formel) der Substanz.

Zum Beispiel für Schwefelsäure M r (H 2 SO 4) = 98, dann ist der Massenanteil an Sauerstoffatomen in dieser Säure

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

Nach Formel (1.2) ergibt sich die Anzahl der Elementatome in einem Molekül oder einer Formeleinheit zu:

N (E) = M r (B) ⋅ w (E) A r (E) (1.3)

oder molare (relative Molekül- oder Formel-)Masse eines Stoffes:

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

In den Formeln 1.2–1.4 werden die Werte von w (E) in Bruchteilen einer Einheit angegeben.

Beispiel 1.3. In einigen Stoffen beträgt der Massenanteil an Schwefelatomen 36,78% und die Anzahl der Schwefelatome in einer Formeleinheit beträgt zwei. Geben Sie die Molmasse (g/mol) des Stoffes an:

Entscheidung . Mit Formel 1.4 finden wir

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

M = 174 g/Mol.

Antwort: 2).

Das folgende Beispiel zeigt, wie man aus den Massenanteilen der Elemente die einfachste Formel eines Stoffes findet.

Beispiel 1.4. In einigen Chloroxiden beträgt der Massenanteil an Chloratomen 38,8 %. Finde die Formel für Oxid.

Entscheidung . Da w (Cl) + w (O) = 100 %, dann

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

Wenn die Masse eines Stoffes 100 g beträgt, dann ist m (Cl) = 38,8 g und m (O) = 61,2 g.

Lassen Sie uns die Oxidformel als Cl x O y darstellen. Wir haben

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 .

Wenn wir die erhaltenen Zahlen durch die kleinste von ihnen (1,093) dividieren, stellen wir fest, dass x: y \u003d 1: 3,5 oder durch Multiplizieren mit 2 x: y \u003d 2: 7 erhalten. Daher lautet die Oxidformel Cl 2 O 7.

Antwort: Cl 2 O 7.

Für alle komplexen Substanzen mit nichtmolekularer Struktur sind chemische Formeln empirisch und geben nicht die Zusammensetzung von Molekülen, sondern von sogenannten Formeleinheiten wieder.

Formeleinheit(FU) - eine Gruppe von Atomen, die der einfachsten Formel einer Substanz mit nichtmolekularer Struktur entspricht.

Die chemischen Formeln von Stoffen mit nichtmolekularer Struktur sind also Formeleinheiten. Beispiele für Formeleinheiten: 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 PO4 usw.

Formeleinheiten können als Struktureinheiten von nichtmolekularen Stoffen betrachtet werden. Bei Substanzen mit molekularer Struktur handelt es sich offensichtlich um tatsächlich existierende Moleküle.

Unter Verwendung chemischer Formeln werden die Gleichungen chemischer Reaktionen geschrieben.

chemische Gleichung- Dies ist eine bedingte Aufzeichnung einer chemischen Reaktion mit chemischen Formeln und anderen Zeichen (gleich, plus, minus, Pfeile usw.).

Die chemische Gleichung ist eine Folge des Massenerhaltungsgesetzes und wird daher so aufgestellt, dass die Anzahl der Atome jedes Elements in seinen beiden Teilen gleich ist.

Die Zahlen vor den Formeln werden aufgerufen stöchiometrische Koeffizienten, während die Einheit nicht geschrieben wird, aber impliziert (!) und bei der Berechnung der Gesamtsumme der stöchiometrischen Koeffizienten berücksichtigt wird. Stöchiometrische Koeffizienten zeigen, in welchen molaren Verhältnissen die Ausgangsstoffe reagieren und die Reaktionsprodukte entstehen. Zum Beispiel für eine Reaktion, deren Gleichung ist

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 usw.

In Reaktionsschemata werden die Koeffizienten nicht platziert und anstelle eines Gleichheitszeichens wird ein Pfeil verwendet:

FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2

Der Pfeil wird auch beim Schreiben der Gleichungen chemischer Reaktionen mit organischen Substanzen verwendet (um das Gleichheitszeichen nicht mit einer Doppelbindung zu verwechseln):

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

sowie die Gleichungen der elektrochemischen Dissoziation starker Elektrolyte:

NaCl → Na + + Cl – .

Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung

Für Substanzen mit molekularer Struktur, Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung(J. Proust, 1808): Jede Substanz mit molekularer Struktur hat unabhängig von der Methode und den Herstellungsbedingungen eine konstante qualitative und quantitative Zusammensetzung.

Aus dem Gesetz der Zusammensetzungskonstanz folgt, dass Elemente in molekularen Verbindungen in genau definierten Massenverhältnissen vorliegen müssen, d.h. einen konstanten Massenanteil haben. Dies gilt, wenn sich die Isotopenzusammensetzung des Elements nicht ändert. Beispielsweise beträgt der Massenanteil von Wasserstoffatomen in Wasser unabhängig von der Methode zur Gewinnung aus natürlichen Substanzen (Synthese aus einfachen Substanzen, Erhitzen von Kupfersulfat CuSO 4 · 5H 2 O usw.) immer 11,1%. Allerdings erhält man in Wasser durch die Wechselwirkung von Deuteriummolekülen (Wasserstoffnuklid mit A r ≈ 2) und natürlichem Sauerstoff (A r = 16) den Massenanteil an Wasserstoffatomen

w (H) = 2 ⋅ 2 2 ⋅ 2 + 16 = 0,2 (20%) .

Stoffe, die dem Gesetz der Zusammensetzungskonstanz unterliegen, d.h. molekulare Substanzen genannt werden stöchiometrisch.

Substanzen mit nichtmolekularer Struktur (insbesondere Carbide, Hydride, Nitride, Oxide und Sulfide von Metallen der d-Familie) gehorchen nicht dem Gesetz der Zusammensetzungskonstanz, daher werden sie genannt nicht stöchiometrisch. Beispielsweise ist die Zusammensetzung von Titan(II)oxid je nach Produktionsbedingungen (Temperatur, Druck) variabel und variiert innerhalb von TiO 0,7 - TiO 1,3, d.h. in einem Kristall dieses Oxids können 7 bis 13 Sauerstoffatome pro 10 Titanatome vorhanden sein. Bei vielen Substanzen mit nichtmolekularer Struktur (KCl, NaOH, CuSO 4) sind die Abweichungen von der Konstanz der Zusammensetzung jedoch sehr gering, sodass davon ausgegangen werden kann, dass ihre Zusammensetzung praktisch unabhängig von der Herstellungsmethode ist.

Relatives Molekulargewicht und Formelgewicht

Um Substanzen mit molekularer bzw. nichtmolekularer Struktur zu charakterisieren, werden die Konzepte "relatives Molekulargewicht" und "relatives Formelgewicht" eingeführt, die mit demselben Symbol - M r - bezeichnet werden

Relatives Molekulargewicht- dimensionslose physikalische Größe, die angibt, wie oft die Masse des Moleküls größer ist als 1/12 der Masse des Atoms des C-12-Nuklids:

M r (B) = m mol (B) u . (1.5)

Relatives Formelgewicht- dimensionslose physikalische Größe, die angibt, wie oft die Masse der Formeleinheit größer als 1/12 der Masse des Atoms des C-12-Nuklids ist:

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

Mit den Formeln (1.5) und (1.6) können Sie die Masse eines Moleküls oder einer PU ermitteln:

m (sagen wir, PU) = uM r . (1.7)

In der Praxis werden die Werte von Mr gefunden, indem die relativen Atommassen der Elemente, die ein Molekül oder eine Formeleinheit bilden, unter Berücksichtigung der Anzahl der einzelnen Atome summiert werden. Zum Beispiel:

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

3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.

Der Begründer des "Atomismus" - eine philosophische Lehre, nach der alle Elemente der belebten und unbelebten Natur aus Atomen (chemisch unteilbaren Teilchen) bestehen. Atome existieren ewig und sind so klein, dass sie nicht gemessen werden können, sie sind gleich und unterscheiden sich nur im Aussehen, behalten aber alle Eigenschaften der ursprünglichen Substanz.

1808 belebte er den Atomismus wieder und bewies, dass Atome real sind. Atome sind chemische Elemente, die nicht neu erschaffen werden können, zerlegt in kleinere Bestandteile, zerstört durch irgendwelche chemischen Umwandlungen. Jede chemische Reaktion ändert nur die Reihenfolge der Neuanordnung von Atomen.

1897 bewies der Wissenschaftler J. Thompson die Existenz von Elektronen - negativ geladenen Teilchen. 1904 schlug er ein Modell des Atoms vor - "Rosinenpudding". Ein Atom ist ein positiv geladener Körper, in dem kleine Teilchen mit negativer Ladung verteilt sind, wie Rosinen in einem Pudding.

1911 - Zusammen mit seinen Studenten führte er ein Experiment durch, das die Theorie von J. Thompson widerlegte und ein Modell des Atoms wie ein Planetensystem vorschlug. Im Zentrum des Atoms befindet sich ein positiv geladener Kern, um den sich negativ geladene Elektronen drehen, wobei die Hauptmasse des Atoms im Kern konzentriert ist, die Masse der Elektronen sehr gering ist. Die Gesamtladung von Kern und Elektronen muss gleich Null sein, da das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist.

Partikel Masse Ladung absolut (kg) relativ elektrisch relativ Elektron 9,109* 0,00051,602* Proton 1,673* 0,602* Neutron 1,675* Z – Protonenzahl (zeigt die Anzahl der Protonen im Kern und ihre Gesamtmasse (relativ)) N – Neutronenzahl (zeigt die Anzahl der Neutronen im Kern und ihre Gesamtmasse (relativ)) A - Masse (Nukleonen)zahl - dies ist die Summe der Neutronen und Protonen im Kern und ihre Gesamtmasse (relativ))

Nukleonenzahl (gleich der relativen Atommasse) - Protonenzahl (gleich der Ordnungszahl des Elements) A = 23 Z = 11 N = = 12 e = 11

OPTION 1 1) Ein Atom ist ein Teilchen bestehend aus ...... 2) Die Masse eines Atoms ergibt sich aus der Summe der Massen der Teilchen: ... 3) Die Seriennummer des Elements zeigt die Nummer ... .. und die Zahl ... .. im Atom 4) Atome eines chemischen Elements, die sich im relativen Wert Atommasse unterscheiden, nennt man ……. 5) Die Art der Atome mit einer bestimmten Kernladung heißt .... 6) Schreiben Sie die Zusammensetzung des Zinkatoms mit Symbolen auf (Protonen, Neutronen, Elektronen, Nukleonenzahl) OPTION 2 1) Der Atomkern besteht aus .... 2) Isotope unterscheiden sich in der Menge ... .. 3) Die Massenzahl eines Atoms ist die Summe der Massen von Teilchen .... 4) Zahl .... = Zahl.... = die Ordnungszahl des Elements. 5) Ein Elektron wird mit dem Symbol ... bezeichnet, hat eine Ladung .... und eine relative Masse .... 6) Notiere die Zusammensetzung des Kupferatoms mit Symbolen (Protonen, Neutronen, Elektronen, Nukleonenzahl)