pienin sähköisesti neutraali, kemiallisesti jakamaton hiukkanen
Vaihtoehtoiset kuvauksetPieni, kyllä rohkea (energia)
aineen pienin hiukkanen
Kemiallisen alkuaineen pienin hiukkanen
Planeetalla Neptunus, yksi ... heliumia, on 20 samanlaista vedyn jälkeläistä
Jotain pientä, jonka "jakamiseen" ihmiskunta on kerännyt suuria ongelmia
Kun elektroni katoaa tai saadaan, siitä tulee ioni.
Energisin hiukkanen
Molekyylin ainesosa
Protonien ja neutronien joukko
Mikä on isobar
elektronin vastaanottaja
Nukleoni+elektroni
Jaettu "jakamaton"
. Tšernobylin katastrofin "rauhanomainen" syyllinen
Kanadalaisen elokuvaohjaajan Egoyanin nimi
Universumin jyvä
Igor Gostevin elokuva "merkitty..."
Juuri tämän käsitteen esitteli antiikin kreikkalainen tiedemies Leucippus merkitsemään olemisen pienimpiä yksiköitä.
Kirjain "A" ydinvoimalassa
Mikä on isotooppi?
Mistä maailma koostuu antiikin kreikkalaisen tiedemiehen Demokritoksen mukaan?
Vaikka se on "jakamaton", se voidaan jakaa ytimeen ja elektronikuoreen
Näkymätön ainesosa
Pieni, kyllä rohkea (energiainen)
Pienin sähköisesti neutraali hiukkanen
. "rauhallinen" Tshernobyl
molekyylinen tiili
Tshernobylin katastrofin syyllinen
Jopa hän on hajonnut
Rauhallinen, "jakamaton"
Molekyylikomponentti
. "jakamaton"
osa molekyyliä
aineen hiukkanen
. "universumin tiili"
mikropartikkeli
. "rauhallinen" hiukkanen
Vauva elektronien kanssa
Aineen hiukkanen
pienin hiukkanen
. "jakamaton" mikropartikkeli
Se on pienempi kuin molekyyli
isotooppi sellaisenaan
Ydin + elektronit
Rauhallinen eroon asti
energinen hiukkanen
Tunnustaja
Aineen hiukkanen
. "ja nyt meidän rauhallinen..."
Molekyylin ainesosa
Demokritoksen mukaan maailman perusta
. molekyylin "jyvä".
Mitä protoneja on sisällä?
Gostevin elokuva "merkitty ..."
. "yksityiskohta", jota varten ydinvoimaloita rakennetaan
Se on jaettu ydinvoimaloihin
Et vain näe häntä
kreikkalainen "jakamaton"
Yksityiskohta molekyylin "kokoonpanosta".
. molekyylin "jakamaton" osa
Kemikaalin pienin hiukkanen elementti
. molekyylin "tiili".
Elokuva "Tagged ..."
Ionit pyörivät sen ympärillä
Ydinvoimalähde
Molekyylin jaettavissa oleva "jakamattomuus".
fissioituva hiukkanen
. "rauhallinen", tappaen kaiken elävän
. molekyylin "rakennuspalikka".
Sen jakaa ydinvoima
. "vauva", jota varten ydinvoimaloita rakennetaan
Tukikohta "A" ydinvoimaloissa
Jaettu ydinvoimalla
Se, joka jakaa ydinvoiman
Kaavan yksinkertaisin tapaus
Suurten ongelmien ydinlähde
Bohr loi mallinsa
Piste nollasta poikkeavalla mittalla
Robotti elokuvasta "Real Steel"
Rauhallinen ennen eroa
Alkuaineen hiukkanen (kemiallinen)
Kemiallisen alkuaineen pienin hiukkanen, joka koostuu ytimestä ja elektroneista
Atomienergia
. Molekyylin "yksityiskohta".
. "Detalka", jonka vuoksi ydinvoimaloita rakennetaan
. "Pieni, mutta rohkea" (energinen)
. "Kid", jolle he rakentavat ydinvoimaloita
. "Rauhallinen", tappaa kaikki elävät olennot
. Molekyylin "jakamaton" osa
. "jakamaton"
. Molekyyli "hiekanjyvä"
. Molekyylin "rakennustiili".
. "ja nyt meidän rauhallinen..."
. "universumin tiili"
. molekyylin "tiili".
. Tšernobylin katastrofin "rauhanomainen" syyllinen
. "rauhallinen" Tshernobyl
. "Rauhallinen" hiukkanen
. "Jakamaton" mikropartikkeli
Anagrammi sanalle "Tom"
Kirjain "A" ydinvoimalassa
Minkä sisällä on protoneja
kreikkalainen "jakamaton"
Molekyylin jaettavissa oleva "jakamattomuus".
Yksityiskohta molekyylin "kokoonpanosta".
Mistä maailma koostuu antiikin kreikkalaisen tiedemiehen Demokritoksen mukaan
M. Kreikka. jakamaton; aine sen jakaantuvuuden äärirajoilla, näkymätön pölyhiukkanen, josta kaikki ruumiit väitetään koostuvan, jokainen aine, ikään kuin hiekkajyväistä. Mittaamaton, äärettömän pieni pölyhiukkanen, mitätön määrä. Kemistit, sana atomi saa merkityksen kappaleiden affiniteetin mittana: yksi happiatomi absorboi yhden, kaksi, kolme rautaatomia, mikä tarkoittaa: nämä aineet yhdistyvät sellaisessa moninkertaisessa suhteessa. Atomismi m. atomistinen, atomioppi, fysiikassa, jonka perustana on, että jokainen aine koostuu jakamattomista atomeista; atomistiikka tiede, tieto on; atomisti m. tiedemies, jolla on tämä usko. Hän vastustaa puhujaa, dynaamista koulukuntaa, joka hylkää aineen jakokyvyn rajan ja tunnistaa sen ilmaisuksi, voimien ilmentymäksi maailmassamme.
Sanan "Toma" sotku
Rauhallinen, "jakamaton"
Jotain pientä, jonka "jakamisessa" ihmiskunta on tehnyt itselleen suuren vaivan
Tukikohta "A" ydinvoimaloissa
Jaettu "jakamaton"
Robotti elokuvasta Real Steel
Elokuva "Tagged..."
Gostevin elokuva "merkitty..."
Igor Gostevin elokuva "merkitty..."
Vaikka se on "jakamaton", se voidaan jakaa ytimeen ja elektronikuoreen
Mikä on isotooppi
Ydin + elektronit
Atomi on aineen pienin yhtenäinen hiukkanen. Sen keskellä on ydin, jonka ympärillä elektronit kiertävät, kuten aurinkoa ympäröivät planeetat. Kummallista kyllä, mutta tämä pienin hiukkanen löydettiin ja sen käsite muotoiltiin
antiikin kreikkalaiset ja muinaiset intialaiset tiedemiehet, joilla ei ole asianmukaista laitteistoa eikä teoreettista perustaa. Heidän laskelmiensa vuosisatojen ajan olivat olemassa hypoteesien perusteella, ja vasta 1600-luvulla kemistit pystyivät todistamaan kokeellisesti muinaisten teorioiden pätevyyden. Mutta tiede etenee nopeasti, ja viime vuosisadan alussa fyysikot löysivät hiukkasten subatomiset komponentit ja rakenteet. Silloin sellainen asia kuin "jakamaton" kumottiin. Siitä huolimatta käsite on jo tullut tieteelliseen käyttöön ja se on säilynyt.
Muinaiset tiedemiehet uskoivat, että atomi on erittäin pieni kappale mistä tahansa aineesta. Fysikaaliset parametrit riippuvat niiden muodosta, massiivisuudesta, väristä ja muista parametreista.Esimerkiksi Demokritos uskoi, että tulen atomit ovat erittäin teräviä, koska se palaa, kiinteiden aineiden hiukkasilla on karkeat pinnat, jotka ovat tiukasti kiinni toisiinsa, vesiatomit ovat sileitä. ja liukkaita, koska ne antavat nesteen juoksevuutta.
Demokritos jopa katsoi ihmisen sielun koostuvan tilapäisesti toisiinsa yhdistetyistä atomeista, jotka hajoavat yksilön kuollessa.
Nykyaikaisempaa rakennetta ehdotti 1900-luvun alussa japanilainen fyysikko Nagaoka. Hän esitteli teoreettisen kehityksen, jonka mukaan atomi on planeettajärjestelmä mikroskooppisessa mittakaavassa ja sen rakenne on samanlainen kuin Saturnuksen. Tämä rakenne osoittautui vääräksi. Bohr-Rutherfordin atomin malli osoittautui lähempänä todellisuutta, mutta se ei myöskään pystynyt selittämään kaikkia solujen fysikaalisia ja sähköisiä ominaisuuksia. Ainoastaan oletus, että atomi on rakenne, joka sisältää paitsi korpuskulaarisia myös kvanttiominaisuuksia, voisi selittää suurimman joukon havaittuja todellisuuksia.
Korpuskkelit voivat olla sitoutuneessa tilassa tai ne voivat olla vapaassa tilassa. Esimerkiksi happiatomi yhdistyy toisen samanlaisen hiukkasen kanssa muodostaen molekyylin. Sähköpurkauksen, kuten ukkosmyrskyn, jälkeen se yhdistyy
monimutkaisempi rakenne - aziini, joka koostuu triatomisista molekyyleistä. Näin ollen tietyntyyppisille atomiyhdisteille tarvitaan tietyt fysikaalis-kemialliset olosuhteet. Mutta molekyylin hiukkasten välillä on myös vahvempia sidoksia. Esimerkiksi typpiatomi kytkeytyy toiseen kolmoissidokseen, minkä seurauksena molekyyli on erittäin vahva ja melkein ei muutu.
Jos protonien määrä ytimessä) kiertää samalla tavalla, atomi on sähköisesti neutraali. Jos identiteettiä ei ole, hiukkasella on negatiivinen tai positiivinen purkaus ja sitä kutsutaan ioniksi. Yleensä nämä varautuneet hiukkaset muodostuvat atomeista sähkökenttien, erityyppisen säteilyn tai korkean lämpötilan vaikutuksesta. Ionit ovat kemiallisesti hyperaktiivisia. Nämä varautuneet atomit pystyvät reagoimaan dynaamisesti muiden hiukkasten kanssa.
1. Kemian peruskäsitteet, määritelmät ja lait
1.2. Atomi. Kemiallinen alkuaine. yksinkertainen aine
Atomi on keskeinen käsite kemiassa. Kaikki aineet koostuvat atomeista. Atomi - aineen murskaamisen raja kemiallisilla menetelmillä, ts. atomi - aineen pienin kemiallisesti jakamaton hiukkanen. Atomin fissio on mahdollista vain fysikaalisissa prosesseissa - ydinreaktioissa ja radioaktiivisissa muunnoksissa.
Nykyaikainen atomin määritelmä: atomi on pienin kemiallisesti jakamaton sähköisesti neutraali hiukkanen, joka koostuu positiivisesti varautuneesta ytimestä ja negatiivisesti varautuneista elektroneista.
Luonnossa atomeja esiintyy sekä vapaassa (yksittäisessä, eristetyssä) muodossa (esimerkiksi jalokaasut koostuvat yksittäisistä atomeista) että osana erilaisia yksinkertaisia ja monimutkaisia aineita. On selvää, että kompleksisten aineiden koostumuksessa atomit eivät ole sähköisesti neutraaleja, vaan niillä on ylimääräinen positiivinen tai negatiivinen varaus (esim. Na + Cl − , Ca 2+ O 2−), ts. monimutkaisissa aineissa atomit voivat olla monoatomisten ionien muodossa. Atomeja ja niistä muodostuneita monoatomisia ioneja kutsutaan atomihiukkasia.
Luonnossa olevien atomien kokonaismäärää ei voida laskea, mutta ne voidaan luokitella kapeampiin tyyppeihin, kuten esimerkiksi kaikki metsän puut jaetaan ominaisten piirteidensä mukaan koivuihin, tammi-, kuusi-, mänty- jne. Ydinvaraus otetaan perustaksi atomien luokittelulle tiettyjen tyyppien mukaan, ts. protonien lukumäärä atomin ytimessä, koska juuri tämä ominaisuus säilyy riippumatta siitä, onko atomi vapaassa vai kemiallisesti sitoutuneessa muodossa.
Kemiallinen alkuaine Tyyppi atomihiukkanen, jolla on sama ydinvaraus.
Esimerkiksi kemiallisella alkuaineella tarkoitetaan natriumia riippumatta siitä, otetaanko suolojen koostumuksessa huomioon vapaita natriumatomeja vai Na + -ioneja.
Älä sekoita atomin käsitteitä, kemiallinen alkuaine ja yksinkertainen asia. Atomi on konkreettinen käsite, atomit ovat olemassa todellisuudessa ja kemiallinen alkuaine on abstrakti, kollektiivinen käsite. Esimerkiksi luonnossa on tiettyjä kupariatomeja, joiden pyöristetyt suhteelliset atomimassat ovat 63 ja 65. Mutta kemialliselle alkuaineelle kuparille on ominaista D.I.:n kemiallisten alkuaineiden jaksollisessa taulukossa antama keskimääräinen suhteellinen atomimassa. Mendeleev, joka isotooppien pitoisuus huomioon ottaen on 63,54 (kupariatomit, joilla on tällainen Ar-arvo, puuttuvat luonnosta). Kemiassa atomi ymmärretään perinteisesti sähköisesti neutraaliksi hiukkaseksi, kun taas kemiallinen alkuaine luonnossa voidaan esittää sekä sähköisesti neutraaleilla että varautuneilla hiukkasilla - monoatomisilla ioneilla: , , , .
Yksinkertainen aine on yksi kemiallisen alkuaineen olemassaolon muodoista luonnossa (toinen muoto on kemiallinen alkuaine monimutkaisten aineiden koostumuksessa). Esimerkiksi kemiallinen alkuaine happi esiintyy luonnossa yksinkertaisen aineen O 2 muodossa ja osana useita monimutkaisia aineita (H 2 O, Na 2 SO 4 ⋅ 10H 2 O, Fe 3 O 4). Usein sama kemiallinen alkuaine muodostaa useita yksinkertaisia aineita. Tässä tapauksessa he puhuvat allotropiasta - ilmiöstä elementin olemassaolosta luonnossa useiden yksinkertaisten aineiden muodossa. Itse yksinkertaisia aineita kutsutaan allotrooppisiksi modifikaatioiksi ( muutoksia) . Hiilelle (timantti, grafiitti, karbiini, fullereeni, grafeeni, tubuleenit), fosforille (valkoinen, punainen ja musta fosfori), hapelle (happi ja otsoni) tunnetaan useita allotrooppisia modifikaatioita. Allotropia-ilmiön vuoksi tunnetaan noin 5 kertaa enemmän yksinkertaisia aineita kuin kemiallisia alkuaineita.
Allotropian syyt:
- erot molekyylien kvantitatiivisessa koostumuksessa (O 2 ja O 3);
- erot kidehilan rakenteessa (timantti ja grafiitti).
Tietyn alkuaineen allotrooppiset modifikaatiot eroavat aina fysikaalisista ominaisuuksista ja kemiallisesta aktiivisuudesta. Esimerkiksi otsoni on aktiivisempi kuin happi, ja timantin sulamispiste on korkeampi kuin fullereenin. Allotrooppiset muutokset tietyissä olosuhteissa (paineen, lämpötilan muutokset) voivat muuttua toisikseen.
Useimmissa tapauksissa kemiallisen alkuaineen ja yksinkertaisen aineen nimet ovat samat (kupari, happi, rauta, typpi jne.), joten on tarpeen erottaa yksinkertaisen aineen ominaisuudet (ominaisuudet) hiukkaskokoelmana ja kemiallisen alkuaineen ominaisuudet atomityyppinä, jolla on sama ydinvaraus.
Yksinkertaiselle aineelle on tunnusomaista rakenne (molekyylinen tai ei-molekyyli), tiheys, tietty aggregaatiotila tietyissä olosuhteissa, väri ja haju, sähkö- ja lämmönjohtavuus, liukoisuus, kovuus, kiehumis- ja sulamispisteet (t paali ja t pl ), viskositeetti, optiset ja magneettiset ominaisuudet, moolimassa (suhteellinen molekyylipaino), kemiallinen kaava, kemialliset ominaisuudet, valmistus- ja käyttömenetelmät. Voidaan sanoa, että aineen ominaisuudet ovat kemiallisesti sitoutuneiden hiukkasten joukon ominaisuuksia, ts. fyysinen kappale, koska yhdellä atomilla tai molekyylillä ei ole makua, hajua, liukoisuutta, sulamis- ja kiehumispistettä, väriä, sähkön- ja lämmönjohtavuutta.
Ominaisuudet (ominaisuudet) kemiallinen alkuaine: atomiluku, kemiallinen merkki, suhteellinen atomimassa, atomimassa, isotooppikoostumus, runsaus luonnossa, sijainti jaksollisessa järjestelmässä, atomirakenne, ionisaatioenergia, elektroniaffiniteetti, elektronegatiivisuus, hapetustilat, valenssi, allotropiailmiö, massa ja mooliosuus monimutkaisen aineen koostumuksessa, absorptio- ja emissiospektrit. Voimme sanoa, että kemiallisen alkuaineen ominaisuudet ovat yksittäisen hiukkasen tai eristettyjen hiukkasten ominaisuuksia.
Erot käsitteiden "kemiallinen alkuaine" ja "yksinkertainen aine" välillä on esitetty taulukossa. 1.2 käyttäen typpeä esimerkkinä.
Taulukko 1.2
Erot typen käsitteiden "kemiallinen alkuaine" ja "yksinkertainen aine" välillä
| Typpi - kemiallinen alkuaine | Typpi on yksinkertainen aine |
|---|---|
| 1. Atominumero 7. | 1. Kaasu (n.o.s.) väritön, hajuton ja mauton, myrkytön. |
| 2. Kemiallinen merkki N. | 2. Typellä on molekyylirakenne, kaava on N 2, molekyyli koostuu kahdesta atomista. |
| 3. Suhteellinen atomimassa 14. | 3. Molekyylimassa 28 g/mol. |
| 4. Luonnossa sitä edustavat nuklidit 14 N ja 15 N. | 4. Liukenee heikosti veteen. |
| 5. Massaosuus maankuoressa 0,030 % (16. sija esiintyvyyden mukaan). | 5. Tiheys (N.O.) 1,25 g / dm 3, hieman kevyempi kuin ilma, heliumin suhteellinen tiheys 7. |
| 6. Ei sisällä allotrooppisia modifikaatioita. | 6. Dielektrinen, johtaa huonosti lämpöä. |
| 7. Sisältää erilaisia suoloja - nitraatteja (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2). | 7. t paali = -195,8 °С; t pl \u003d -210,0 ° С. |
| 8. Ammoniakin massafraktio 82,35%, on osa proteiineja, amiineja, DNA:ta. | 8. Dielektrisyysvakio 1,00. |
| 9. Atomin massa on (14 N:lle) 14u tai 2,324 10 −23 g. | 9. Dipolimomentti on 0. |
| 10. Atomin rakenne: 7p, 7e, 7n (14 N:lle), elektronikonfiguraatio 1s 2 2s 2 2p 3, kaksi elektronikerrosta, viisi valenssielektronia jne. | 10. Siinä on molekyylikidehila (kiinteässä tilassa). |
| 11. Periodisessa järjestelmässä se on 2. jaksossa ja VA-ryhmässä, kuuluu p-alkioiden perheeseen. | 11. Ilmakehässä tilavuusosuus on 78 %. |
| 12. Ionisaatioenergia 1402,3 kJ/mol, elektroniaffiniteetti -20 kJ/mol, elektronegatiivisuus 3,07. | 12. Maailmantuotanto 44 · 10 6 tonnia vuodessa. |
| 13. Näyttää kovalenssit I, II, III, IV ja hapetustilat -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5. | 13. Hanki: laboratoriossa - kuumentamalla NH 4 NO 2; teollisuudessa - lämmittämällä nesteytettyä ilmaa. |
| 14. Atomisäde (kiertorata) 0,052 nm. | 14. Kemiallisesti inaktiivinen kuumennettaessa vuorovaikutuksessa hapen, metallien kanssa. |
| 15. Pääviiva spektrissä 399,5 nm. | 15. Käytetään inertin ilmakehän luomiseen kuivattaessa räjähteitä, säilytettäessä arvokkaita maalauksia ja käsikirjoituksia, luomaan alhaisia lämpötiloja (nestetyppi). |
| 16. Keskivertoihmisen (paino 70,0 kg) kehossa on 1,8 kg typpeä. | |
| 17. Osana ammoniakkia se osallistuu vetysidoksen muodostumiseen. |
Esimerkki 1.2. Ilmoita, missä seuraavista väitteistä happi mainitaan kemiallisena alkuaineena:
- a) atomin massa on 16u;
- b) muodostaa kaksi allotrooppista modifikaatiota;
- c) moolimassa on 32 g/mol;
- d) liukenee heikosti veteen.
Päätös. Lausunnot c), d) viittaavat yksinkertaiseen aineeseen ja lauseet a), b) - kemialliseen alkuaineeseen happea.
Vastaus: 3).
Jokaisella kemiallisella alkuaineella on oma symbolinsa - kemiallinen merkki (symboli): K, Na, O, N, Cu jne.
Kemiallinen merkki voi ilmaista myös yksinkertaisen aineen koostumuksen. Esimerkiksi kemiallisen alkuaineen Fe symboli heijastaa myös yksinkertaisen raudan koostumusta. Kemialliset symbolit O, H, N, Cl tarkoittavat kuitenkin vain kemiallisia alkuaineita; Yksinkertaisilla aineilla on kaavat O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 .
Kuten jo todettiin, useimmissa tapauksissa kemiallisten alkuaineiden ja yksinkertaisten aineiden nimet ovat samat. Poikkeuksena ovat hiilen allotrooppisten muunnelmien (timantti, grafiitti, karbiini, fullereeni) ja yhden hapen muunnelman (happi ja otsoni) nimet. Esimerkiksi kun käytämme sanaa "grafiitti", tarkoitamme vain yksinkertaista ainetta (mutta ei kemiallista alkuainetta) hiiltä.
Kemiallisten alkuaineiden esiintyvyys luonnossa ilmaistaan massa- ja mooliosuuksina. Massaosuus w on tietyn alkuaineen atomien massan suhde kaikkien alkuaineiden atomien kokonaismassaan. Mooliosuus χ - tietyn alkuaineen atomien lukumäärän suhde kaikkien alkuaineiden atomien kokonaismäärään.
Maankuoressa (noin 16 km paksuinen kerros) happiatomeilla on suurin massa (49,13 %) ja mooliosuudet (55 %), piiatomit ovat toisella sijalla (w (Si) = 26%, χ(Si) = 16 ,35 %. Galaksissa lähes 92 % atomien kokonaismäärästä on vetyatomeja ja 7,9 % heliumatomeja. Ihmiskehon pääalkuaineiden atomien massaosuudet: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.
Atomimassojen absoluuttiset arvot ovat äärimmäisen pieniä (esim. happiatomin massa on luokkaa 2,7 ⋅ 10 −23 g) ja ne ovat epämukavia laskelmissa. Tästä syystä kehitettiin elementtien suhteellisten atomimassojen asteikko. Tällä hetkellä 1/12 nuklidin C-12 atomin massasta hyväksytään suhteellisten atomimassojen mittayksiköksi. Tätä arvoa kutsutaan vakio atomimassa tai atomimassayksikkö(a.m.u.) ja sillä on kansainvälinen nimitys 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.
On helppo osoittaa, että u:n numeerinen arvo on 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).
Alkuaineen suhteellinen atomimassa A r (E) on fysikaalinen dimensioton suure, joka osoittaa kuinka monta kertaa atomin massa tai atomin keskimääräinen massa (isotooppisesti puhtaille ja isotooppisesti sekoitettuille alkuaineille) on suurempi kuin 1/12 atomin massasta C-12-nuklidista:
A r (E) \u003d m a (E) 1 a. e. m. \u003d m a (E) 1 u. (1.1)
Kun tiedetään suhteellinen atomimassa, voidaan helposti laskea atomin massa:
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).
Molekyyli. Ja hän. Molekyyli- ja ei-molekyylirakenteiset aineet. kemiallinen yhtälö
Kun atomit ovat vuorovaikutuksessa, muodostuu monimutkaisempia hiukkasia - molekyylejä.
Molekyyli on pienin sähköisesti neutraali eristetty atomijoukko, joka kykenee olemaan itsenäisesti ja joka on aineen kemiallisten ominaisuuksien kantaja.
Molekyyleillä on sama laadullinen ja määrällinen koostumus kuin niiden muodostamalla aineella. Molekyylin atomien välinen kemiallinen sidos on paljon vahvempi kuin molekyylien väliset vuorovaikutusvoimat (siksi molekyyliä voidaan pitää erillisenä, eristettynä hiukkasena). Kemiallisissa reaktioissa molekyylit, toisin kuin atomit, eivät säily (tuhoa). Kuten atomilla, yksittäisellä molekyylillä ei ole sellaisia aineen fysikaalisia ominaisuuksia kuin väri ja haju, sulamis- ja kiehumispisteet, liukoisuus, lämmön- ja sähkönjohtavuus jne.
Korostamme, että molekyyli on juuri aineen kemiallisten ominaisuuksien kantaja; ei voida sanoa, että molekyyli säilyttää (on täsmälleen samat) aineen kemialliset ominaisuudet, koska aineen kemiallisiin ominaisuuksiin vaikuttaa merkittävästi molekyylien välinen vuorovaikutus, joka puuttuu erillisestä molekyylistä. Esimerkiksi trinitroglyseriiniaineella on kyky räjähtää, mutta ei yhtäkään trinitroglyseriinimolekyyliä.
Ioni on atomi tai atomiryhmä, jolla on positiivinen tai negatiivinen varaus.
Positiivisesti varautuneita ioneja kutsutaan kationeiksi ja negatiivisesti varautuneiksi anioneiksi. Ionit ovat yksinkertaisia, ts. yksiatominen (K +, Cl -), ja kompleksinen (NH 4 +, NO 3 -), yksi - (Na +, Cl -) ja moninkertaisesti varattu (Fe 3+, PO 4 3 -).
1. Tietylle alkuaineelle yksinkertaisessa ionissa ja neutraalissa atomissa on sama määrä protoneja ja neutroneja, mutta ne eroavat elektronien lukumäärästä: kationissa on niitä vähemmän ja anionissa enemmän kuin sähköisesti neutraalissa atomissa.
2. Yksinkertaisen tai monimutkaisen ionin massa on sama kuin vastaavan sähköisesti neutraalin hiukkasen massa.
On pidettävä mielessä, että kaikki aineet eivät koostu molekyyleistä.
Molekyyleistä koostuvia aineita kutsutaan molekyylirakenteen aineet. Se voi olla sekä yksinkertaisia (argon, happi, fullereeni) että monimutkaisia (vesi, metaani, ammoniakki, bentseeni) aineita.
Kaikilla kaasuilla ja lähes kaikilla nesteillä on molekyylirakenne (poikkeus on elohopea); kiinteillä aineilla voi olla sekä molekyylisiä (sakkaroosi, fruktoosi, jodi, valkoinen fosfori, fosforihappo) että ei-molekyylirakenteita (timantti, musta ja punainen fosfori, karborundi SiC, tavallinen suola NaCl). Molekyylirakenteisissa aineissa molekyylien väliset sidokset (molekyylien välinen vuorovaikutus) ovat heikkoja. Kuumennettaessa ne tuhoutuvat helposti. Tästä syystä molekyylirakenteen aineilla on suhteellisen alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet, ne ovat haihtuvia (seurauksena niillä on usein haju).
Aineet, joilla on ei-molekyylirakenne koostuvat sähköisesti neutraaleista atomeista tai yksinkertaisista tai monimutkaisista ioneista. Sähköisesti neutraalit atomit koostuvat esimerkiksi timantista, grafiitista, mustasta fosforista, piistä, boorista ja yksinkertaisten ja monimutkaisten ionien suoloista, kuten KF ja NH 4 NO 3. Metallit koostuvat positiivisesti varautuneista atomeista (kationeista). Carborundum SiC, pii(IV)oksidi SiO 2, alkalit (KOH, NaOH), useimmat suolat (KCl, CaCO 3), metallien binääriset yhdisteet ei-metallien kanssa (emäksiset ja amfoteeriset oksidit, hydridit, karbidit, silidit, nitridit, fosfidit ), metallien väliset yhdisteet (metallien yhdisteet keskenään). Aineissa, joilla on ei-molekyylirakenne, yksittäiset atomit tai ionit ovat yhteydessä toisiinsa vahvoilla kemiallisilla sidoksilla, joten normaaleissa olosuhteissa nämä aineet ovat kiinteitä, haihtumattomia ja niillä on korkeat sulamispisteet.
Esimerkiksi sakkaroosi (molekyylirakenne) sulaa 185 °C:ssa ja natriumkloridi (ei-molekyylirakenne) sulaa 801 °C:ssa.
Kaasufaasissa kaikki aineet koostuvat molekyyleistä, ja jopa ne, joilla on tavallisessa lämpötilassa ei-molekyylirakenne. Esimerkiksi NaCl-, K2- ja SiO2-molekyylejä löydettiin kaasufaasista korkeissa lämpötiloissa.
Aineille, jotka hajoavat kuumennettaessa (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), molekyylejä ei voida saada kuumentamalla ainetta
Molekyyliaineet muodostavat orgaanisen maailman perustan ja ei-molekyyliset aineet muodostavat epäorgaanisen (mineraali) maailman perustan.
Kemiallinen kaava. kaavan yksikkö. kemiallinen yhtälö
Minkä tahansa aineen koostumus ilmaistaan kemiallisella kaavalla. Kemiallinen kaava- tämä on kuva aineen laadullisesta ja kvantitatiivisesta koostumuksesta käyttämällä kemiallisten alkuaineiden symboleja sekä numeerisia, aakkosllisia ja muita merkkejä.
Yksinkertaisille aineille, joilla on ei-molekyylirakenne, kemiallinen kaava on sama kuin kemiallisen alkuaineen merkki (esimerkiksi Cu, Al, B, P). Ilmoita (tarvittaessa) molekyylirakenteen yksinkertaisen aineen kaavassa atomien lukumäärä molekyylissä: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80 jne. Jalokaasukaavat kirjoitetaan aina yhdellä atomilla: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Kemiallisten reaktioiden yhtälöitä kirjoitettaessa joidenkin yksinkertaisten aineiden moniatomisten molekyylien kemialliset kaavat voidaan (ellei toisin mainita) kirjoittaa alkuaineiden (yksittäisten atomien) symboleiksi: P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C ( tätä ei voida tehdä otsonille O 3, hapelle O 2:lle, typelle N 2, halogeeneille, vedylle).
Molekyylirakenteen monimutkaisille aineille on olemassa empiiriset (yksinkertaiset) ja molekyyliset (todelliset) kaavat. Empiirinen kaava näyttää pienimmän kokonaislukusuhteen molekyylin atomien lukumäärästä, ja molekyylikaava on atomien todellinen kokonaislukusuhde. Esimerkiksi etaanin todellinen kaava on C 2 H 6 ja yksinkertaisin on CH 3. Yksinkertaisin kaava saadaan jakamalla (vähentämällä) todellisen kaavan alkuaineiden atomien lukumäärä millä tahansa sopivalla luvulla. Esimerkiksi etaanin yksinkertaisin kaava saatiin jakamalla C- ja H-atomien lukumäärä kahdella.
Yksinkertaisimmat ja todelliset kaavat voivat joko kohdata (metaani CH 4, ammoniakki NH 3, vesi H 2 O) tai olla samat (fosfori (V) oksidi P 4 O 10, bentseeni C 6 H 6, vetyperoksidi H 2 O 2, glukoosi C6H12O6).
Kemiallisten kaavojen avulla voit laskea aineen alkuaineiden atomien massaosuudet.
Alkuaineen E atomien massaosuus w aineessa määritetään kaavalla
w (E) = A r (E) ⋅ N (E) M r (B) , (1.2)
missä N (E) - alkuaineen atomien lukumäärä aineen kaavassa; M r (B) on aineen suhteellinen molekyylimassa (kaava).
Esimerkiksi rikkihapolle Mr (H 2 SO 4) = 98, sitten happiatomien massaosuus tässä hapossa
w (O) \u003d A r (O) ⋅ N (O) M r (H 2SO 4) \u003d 16 ⋅ 4 98 ≈ 0,653 (65,3 %).
Kaavan (1.2) mukaan saadaan alkuaineatomien lukumäärä molekyylissä tai kaavayksikössä:
N (E) = M r (B) ⋅ w (E) A r (E) (1,3)
tai aineen moolimassa (suhteellinen molekyylimassa tai kaava):
M r (V) \u003d A r (E) ⋅ N (E) w (E) . (1.4)
Kaavoissa 1.2–1.4 w:n (E) arvot on annettu yksikön murto-osina.
Esimerkki 1.3. Joissakin aineissa rikkiatomien massaosuus on 36,78%, ja rikkiatomien lukumäärä yhdessä kaavayksikössä on kaksi. Ilmoita aineen moolimassa (g/mol):
Päätös. Kaavan 1.4 avulla löydämme
M r = A r (S) ⋅ N (S) w (S) = 32 ⋅ 2 0,3678 = 174,
M = 174 g/mol.
Vastaus: 2).
Seuraava esimerkki näyttää kuinka löytää aineen yksinkertaisin kaava alkuaineiden massaosuuksista.
Esimerkki 1.4. Joissakin kloorioksidissa klooriatomien massaosuus on 38,8 %. Etsi oksidin kaava.
Päätös. Koska w (Cl) + w (O) = 100%, niin
w (O) \u003d 100 % - 38,8 % \u003d 61,2 %.
Jos aineen massa on 100 g, niin m (Cl) = 38,8 g ja m (O) = 61,2 g.
Esitetään oksidikaava muodossa Cl x O y . Meillä on
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.
Jakamalla saadut luvut pienimmällä niistä (1,093), huomaamme, että x: y \u003d 1: 3,5 tai kertomalla 2:lla, saadaan x: y \u003d 2: 7. Siksi oksidikaava on Cl 2 O 7.
Vastaus: Cl 2 O 7.
Kaikille monimutkaisille aineille, joilla on ei-molekyylirakenne, kemialliset kaavat ovat empiirisiä eivätkä heijasta molekyylien, vaan niin kutsuttujen kaavayksiköiden koostumusta.
kaavan yksikkö(FU) - atomiryhmä, joka vastaa ei-molekyylirakenteen aineen yksinkertaisinta kaavaa.
Siten ei-molekyylirakenteisten aineiden kemialliset kaavat ovat kaavayksiköitä. Esimerkkejä kaavan yksiköistä: 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 jne.
Kaavayksiköitä voidaan pitää ei-molekyylisten aineiden rakenneyksiköinä. Molekyylirakenteen omaaville aineille nämä ovat tietysti olemassa olevia molekyylejä.
Kemiallisten kaavojen avulla kirjoitetaan kemiallisten reaktioiden yhtälöt.
kemiallinen yhtälö- tämä on ehdollinen tallenne kemiallisesta reaktiosta käyttämällä kemiallisia kaavoja ja muita merkkejä (yhtä, plus, miinus, nuolet jne.).
Kemiallinen yhtälö on seuraus massan säilymisen laista, joten se on laadittu siten, että kunkin alkuaineen atomien lukumäärä sen molemmissa osissa on yhtä suuri.
Kaavojen edessä olevia numeroita kutsutaan stoikiometriset kertoimet, kun taas yksikköä ei kirjoiteta, vaan se on oletettu (!) ja se otetaan huomioon laskettaessa stoikiometristen kertoimien kokonaissummaa. Stökiömetriset kertoimet osoittavat, missä moolisuhteissa lähtöaineet reagoivat ja reaktiotuotteita muodostuu. Esimerkiksi reaktiolle, jonka yhtälö on
3Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 9Fe + 4Al 2 O 3
n (Fe 3O 4) n (Al) = 3 8; n (Al) n (Fe) = 8 9 jne.
Reaktiokaavioissa kertoimia ei sijoiteta ja yhtäläisyysmerkin sijaan käytetään nuolta:
FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2
Nuolta käytetään myös kirjoitettaessa orgaanisia aineita sisältävien kemiallisten reaktioiden yhtälöitä (jotta ei sekoita yhtäläisyysmerkkiä kaksoissidoksella):
CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → CH 2 Br – CH 2 Br,
sekä vahvojen elektrolyyttien sähkökemiallisen dissosiaation yhtälöt:
NaCl → Na+ + Cl-.
Koostumuksen pysyvyyden laki
Molekyylirakenteen omaaville aineille, koostumuksen pysyvyyden laki(J. Proust, 1808): millä tahansa molekyylirakenteen aineella, valmistusmenetelmästä ja -olosuhteista riippumatta, on jatkuva laadullinen ja määrällinen koostumus.
Koostumuksen pysyvyyden laista seuraa, että molekyyliyhdisteiden alkuaineiden on oltava tiukasti määritellyissä massasuhteissa, ts. niillä on vakio massaosuus. Tämä on totta, jos alkuaineen isotooppinen koostumus ei muutu. Esimerkiksi vedessä olevien vetyatomien massaosuus on aina 11,1 % riippumatta menetelmästä, jolla se valmistetaan luonnollisista aineista (synteesi yksinkertaisista aineista, kuparisulfaatin CuSO 4 5H 2 O kuumennus jne.). Kuitenkin vedessä, joka on saatu deuteriummolekyylien (vetynuklidi, jonka A r ≈ 2) ja luonnollisen hapen (A r = 16) vuorovaikutuksessa, vetyatomien massaosa
w (H) = 2 ⋅ 2 2 ⋅ 2 + 16 = 0,2 (20 %).
Aineet, joihin sovelletaan koostumuksen pysyvyyden lakia, ts. molekyyliaineita kutsutaan stoikiometrinen.
Ei-molekyylirakenteiset aineet (erityisesti d-perheen metallien karbidit, hydridit, nitridit, oksidit ja sulfidit) eivät noudata koostumuksen pysyvyyden lakia, joten niitä kutsutaan ns. ei-stoikiometrinen. Esimerkiksi valmistusolosuhteista (lämpötila, paine) riippuen titaani(II)oksidin koostumus vaihtelee ja vaihtelee TiO 0,7 -TiO 1,3:n sisällä, ts. tämän oksidin kiteessä voi olla 7 - 13 happiatomia 10 titaaniatomia kohti. Monilla ei-molekyylirakenteisilla aineilla (KCl, NaOH, CuSO 4) poikkeamat koostumuksen pysyvyydestä ovat kuitenkin hyvin pieniä, joten voidaan olettaa, että niiden koostumus on käytännössä riippumaton valmistusmenetelmästä.
Suhteellinen molekyylipaino ja kaavapaino
Molekyylirakenteen ja ei-molekyylirakenteen aineiden karakterisoimiseksi otetaan käyttöön käsitteet "suhteellinen molekyylipaino" ja "suhteellinen kaavapaino", jotka on merkitty samalla symbolilla - M r
Suhteellinen molekyylipaino- dimensioton fysikaalinen suure, joka osoittaa kuinka monta kertaa molekyylin massa on suurempi kuin 1/12 C-12-nuklidin atomin massasta:
M r (B) = m mol (B) u. (1.5)
Suhteellinen kaavan paino- dimensioton fysikaalinen suure, joka osoittaa kuinka monta kertaa kaavayksikön massa on suurempi kuin 1/12 C-12-nuklidin atomin massasta:
Mr(B) = mFU(B)u. (1.6)
Kaavojen (1.5) ja (1.6) avulla voit löytää molekyylin tai PU:n massan:
m (sanotaan, PU) = uM r . (1.7)
Käytännössä M r:n arvot saadaan laskemalla yhteen molekyylin tai kaavayksikön muodostavien alkuaineiden suhteelliset atomimassat, ottaen huomioon yksittäisten atomien lukumäärä. Esimerkiksi:
Mr (H3PO4) = 3A r (H) + A r (P) + 4A r (O) =
3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.
"Atomismin" perustaja - filosofinen oppi, jonka mukaan kaikki elävän ja elottoman luonnon elementit koostuvat atomeista (kemiallisesti jakamattomista hiukkasista). Atomit ovat olemassa ikuisesti ja ovat niin pieniä, että niitä ei voida mitata, ne ovat samoja ja eroavat vain ulkonäöltään, mutta säilyttävät kaikki alkuperäisen aineen ominaisuudet.
Vuonna 1808 hän herätti henkiin atomismin ja osoitti, että atomit ovat todellisia. Atomit ovat kemiallisia alkuaineita, joita ei voida luoda uudelleen, jakaa pienempiin komponentteihin, tuhota kemiallisten muutosten seurauksena. Mikä tahansa kemiallinen reaktio muuttaa vain atomien uudelleenjärjestelyjärjestystä.
Vuonna 1897 tiedemies J. Thompson osoitti elektronien - negatiivisesti varautuneiden hiukkasten - olemassaolon. Vuonna 1904 hän ehdotti atomin mallia - "rusinavanukas" Atomi on positiivisesti varautunut kappale, jonka sisällä pienet hiukkaset, joilla on negatiivinen varaus, jakautuvat, kuten rusinat vanukkaassa.
1911 - Hän suoritti yhdessä oppilaidensa kanssa kokeen, joka kumosi J. Thompsonin teorian ja ehdotti planeettajärjestelmän kaltaista atomin mallia. Atomin keskellä on positiivisesti varautunut ydin, jonka ympärillä negatiivisesti varautuneet elektronit pyörivät, jolloin atomin päämassa on keskittynyt ytimeen, elektronien massa on hyvin pieni. Ytimen ja elektronien kokonaisvarauksen tulee olla nolla, koska atomi kokonaisuudessaan on sähköisesti neutraali.
Hiukkasten massavarauksen absoluuttinen (kg) Suhteellinen sähköinen Suhteellinen elektroni 9,109* ,00051,602* Protoni 1,673* ,602* Neutroni 1,675* Z - protoniluku (näyttää protonien määrän ytimessä ja niiden kokonaismassan (suhteellinen) N) (näyttää ytimessä olevien neutronien lukumäärän ja niiden kokonaismassan (suhteellinen)) A - massa(nukleoni)luku - tämä on ytimessä olevien neutronien ja protonien summa ja niiden kokonaismassa (suhteellinen))
Nukleoniluku (yhtä kuin suhteellinen atomimassa) - Protoniluku (yhtä kuin alkuaineen järjestysluku) A = 23 Z = 11 N = = 12 e = 11
VAIHTOEHTO 1 1) Atomi on hiukkanen, joka koostuu ...... 2) Atomin massa määräytyy hiukkasten massojen summan perusteella: ... 3) Alkuaineen sarjanumero näyttää numeron ... .. ja numero ... .. atomissa 4) Yhden kemiallisen alkuaineen atomeja, jotka eroavat suhteellisesta atomimassasta, kutsutaan ……. 5) Tietyn ydinvarauksen omaavien atomien tyyppiä kutsutaan .... 6) Kirjoita muistiin sinkkiatomin koostumus käyttämällä symboleja (protonit, neutronit, elektronit, nukleoniluku) VAIHTOEHTO 2 1) Atomiydin koostuu .... 2) Isotoopit eroavat määrältään ... .. 3) Atomin massaluku on hiukkasten massojen summa .... 4) Numero .... = numero.... = elementin järjestysnumero. 5) Elektroni on merkitty symbolilla ..., sillä on varaus .... ja suhteellinen massa .... 6) Kirjoita muistiin kupariatomin koostumus käyttämällä symboleja (protonit, neutronit, elektronit, nukleoniluku)
