cea mai mică particulă neutră din punct de vedere electric, indivizibilă din punct de vedere chimic

Descrieri alternative

Mic, da îndrăzneț (energie)

cea mai mică particulă de materie

Cea mai mică particulă a unui element chimic

Pe planeta Neptun, pentru unul... heliu, există 20 de descendenți similari ai hidrogenului

Ceva mic, în „împărțirea” căruia omenirea a adunat mari necazuri

Când un electron este pierdut sau câștigat, acesta devine un ion.

Cea mai energetică particulă

Componenta moleculă

Gazdă de protoni și neutroni

Ce este o izobară

acceptor de electroni

Nucleon+electron

Împărțit „indivizibil”

. vinovat „pașnic” al dezastrului de la Cernobîl

Numele regizorului de film canadian Egoyan

Un grăunte al universului

Filmul lui Igor Gostev „Marked...”

Acest concept a fost introdus de savantul grec antic Leucip pentru a desemna cele mai mici unități ale ființei.

Litera „A” în centrala nucleară

Ce este un izotop?

În ce constă lumea, potrivit savantului grec antic Democrit?

Deși este „indivizibil”, poate fi împărțit într-un nucleu și un înveliș de electroni

O bucată de materie invizibilă

Mic, da îndrăzneț (energic)

Cea mai mică particulă neutră din punct de vedere electric

. Cernobîl „pașnic”.

caramida moleculara

Vinovatul dezastrului de la Cernobîl

Pana si el este spart

Pașnic, „indivizibil”

Componenta moleculă

. "indivizibil"

parte dintr-o moleculă

particulă de materie

. "caramida universului"

microparticulă

. particulă „pașnică”.

Copil cu electroni

Particulă de materie

cea mai mică particulă

. microparticulă „indivizibilă”.

Este mai mic decât o moleculă

izotop așa cum este

Nucleu + electroni

Pașnic până la despărțire

particulă energetică

Acceptor

Particulă de materie

. „și acum pașnicul nostru...”

Componenta moleculă

Baza lumii după Democrit

. „granul” al unei molecule

Ce are protoni înăuntru?

Filmul lui Gostev „Marked...”

. „detaliu” pentru care se construiesc centrale nucleare

Este împărțit în centrale nucleare

Pur și simplu nu-l poți vedea

Greacă „indivizibil”

Detaliu pentru „asamblarea” moleculei

. parte „indivizibilă” a unei molecule

Cea mai mică particulă dintr-o substanță chimică element

. „cărămidă” moleculei

Filmul „Etichetat...”

Ionii se învârt în jurul lui

Sursă de energie nucleară

„Indivizibilitatea” divizibilă a unei molecule

particulă fisionabilă

. „pașnic”, uciderea tuturor viețuitoarelor

. „blocul” moleculei

Este divizat de nuclear

. „copil” pentru care se construiesc centrale nucleare

Baza „A” în centralele nucleare

Împărțit de nuclear

Ceea ce desparte nuclearul

Cel mai simplu caz al formulei

Sursă nucleară de mari probleme

Bohr și-a creat modelul

Punct cu măsură diferită de zero

Robot din filmul „Real Steel”

Pașnic înainte de despărțire

Particulă a unui element (chimic)

Cea mai mică particulă a unui element chimic, constând dintr-un nucleu și electroni

Energie Atomică

. „Detaliu” al moleculei

. „Detalka” de dragul căreia se construiesc centrale nucleare

. „Mic, dar îndrăzneț” (energetic)

. „Copil” pentru care construiesc centrale nucleare

. „Pașnic”, uciderea tuturor viețuitoarelor

. Parte „indivizibilă” a unei molecule

. "Indivizibil"

. Molecula „granule de nisip”

. „Cărămidă de construcție” a moleculei

. „și acum pașnicul nostru...”

. "caramida universului"

. „cărămidă” moleculei

. vinovat „pașnic” al dezastrului de la Cernobîl

. Cernobîl „pașnic”.

. Particulă „pașnică”.

. Microparticulă „indivizibilă”.

Anagrama pentru „Tom”

Litera „A” în centrala nucleară

Ce are protoni înăuntru

Greacă „indivizibil”

„Indivizibilitatea” divizibilă a unei molecule

Detaliu pentru „asamblarea” moleculei

În ce constă lumea, potrivit savantului grec antic Democrit

M. grecesc. indivizibil; materie în limitele extreme ale divizibilității sale, o bucată invizibilă de praf, din care se presupune că sunt compuse toate corpurile, fiecare substanță, ca din grăunte de nisip. O bucată de praf incomensurabilă, infinit de mică, o cantitate nesemnificativă. chimiști, cuvântul atom capătă sensul unei măsuri a afinității corpurilor: un atom de oxigen absoarbe unul, doi, trei atomi de fier, ceea ce înseamnă: aceste substanțe sunt combinate într-un raport atât de multiplu. Atomism m. doctrină atomistică, atomică, în fizică, luând ca bază că fiecare substanță este formată din atomi indivizibili; atomistica știință, cunoașterea este; atomist m. om de știință care deține această credință. Se opune vorbitorului, o școală dinamică care respinge limita divizibilității materiei și o recunoaște ca o expresie, o manifestare a forțelor în lumea noastră.

O mizerie a cuvântului "Toma"

Pașnic, „indivizibil”

Ceva mic, în „împărțirea” căruia omenirea și-a făcut mari probleme

Baza „A” în centralele nucleare

Împărțit „indivizibil”

Robot din filmul Real Steel

Filmul „Etichetat...”

Filmul lui Gostev „Marked...”

Filmul lui Igor Gostev „Marked...”

Deși este „indivizibil”, poate fi împărțit într-un nucleu și un înveliș de electroni

Ce este un izotop

Nucleu + electroni

Un atom este cea mai mică particulă integrală a materiei. În centrul său se află nucleul, în jurul căruia, asemenea planetelor din jurul Soarelui, se învârt electronii. Destul de ciudat, dar această particulă cea mai mică a fost descoperită și conceptul ei a fost formulat

oameni de știință greci antici și indieni antici care nu au nici echipamentul adecvat, nici baza teoretică. Calculele lor de multe secole au existat pe baza ipotezelor și abia în secolul al XVII-lea, chimiștii au putut să demonstreze experimental validitatea teoriilor antice. Dar știința avansează rapid și, la începutul secolului trecut, fizicienii au descoperit componentele și structurile subatomice ale particulelor. Atunci a fost infirmat un asemenea lucru ca „indivizibil”. Cu toate acestea, conceptul a intrat deja în uz științific și a fost păstrat.

Oamenii de știință antici credeau că un atom este o bucată ultra-mică din orice materie. Parametrii fizici depind de forma, masivitatea, culoarea și alți parametri.De exemplu, Democrit credea că atomii de foc sunt extrem de ascuțiți, deoarece arde, particulele solide au suprafețe aspre care sunt strâns legate între ele, atomii de apă sunt netezi. si alunecoase, pentru ca dau fluiditate fluida.

Democrit a considerat chiar că sufletul unei persoane este format din atomi conectați temporar, care se dezintegrează atunci când individul moare.

O structură mai modernă a fost propusă la începutul secolului al XX-lea de către fizicianul japonez Nagaoka. El a prezentat o dezvoltare teoretică, și anume că atomul este un sistem planetar la scară microscopică, iar structura sa este similară cu cea a lui Saturn. Această structură s-a dovedit a fi greșită. Modelul Bohr-Rutherford al atomului s-a dovedit a fi mai aproape de realitate, dar nici nu a reușit să explice toate proprietățile fizice și electrice ale corpusculilor. Doar presupunerea că un atom este o structură care include nu numai proprietăți corpusculare, ci și pe cele cuantice, ar putea explica cel mai mare număr de realități observate.

Corpusculii pot fi în stare legată sau pot fi în stare liberă. De exemplu, un atom de oxigen se combină cu o altă particulă similară pentru a forma o moleculă. După o descărcare electrică, cum ar fi o furtună, se combină în

structură mai complexă - azina, care constă din molecule triatomice. În consecință, pentru un anumit tip de compuși de atomi, sunt necesare anumite condiții fizico-chimice. Dar există și legături mai puternice între particulele moleculei. De exemplu, un atom de azot este conectat la o altă legătură triplă, în urma căreia molecula este extrem de puternică și aproape că nu se schimbă.

Dacă numărul de protoni din nucleu) orbitează în mod similar, atunci atomul este neutru din punct de vedere electric. Dacă nu există identitate, atunci particula are o descărcare negativă sau pozitivă și se numește ion. De regulă, aceste particule încărcate sunt formate din atomi sub influența câmpurilor electrice, a radiațiilor de diferite naturi sau a temperaturii ridicate. Ionii sunt hiperactivi din punct de vedere chimic. Acești atomi încărcați sunt capabili să reacționeze dinamic cu alte particule.

1. Concepte de bază, definiții și legile chimiei

1.2. Atom. Element chimic. substanță simplă

Atomul este un concept central în chimie. Toate substanțele sunt formate din atomi. Atom - limita zdrobirii unei substanțe prin metode chimice, adică. atom - cea mai mică particulă de materie indivizibilă din punct de vedere chimic. Fisiunea unui atom este posibilă numai în procese fizice - reacții nucleare și transformări radioactive.

Definiția modernă a unui atom: un atom este cea mai mică particulă neutră electric indivizibilă din punct de vedere chimic, constând dintr-un nucleu încărcat pozitiv și electroni încărcați negativ.

În natură, atomii există atât sub formă liberă (individuală, izolată) (de exemplu, gazele nobile constau din atomi individuali), cât și ca parte a diferitelor substanțe simple și complexe. Este clar că în compoziția substanțelor complexe, atomii nu sunt neutri din punct de vedere electric, ci au o sarcină pozitivă sau negativă în exces (de exemplu, Na + Cl − , Ca 2+ O 2−), adică. în substanțele complexe, atomii pot fi sub formă de ioni monoatomici. Se numesc atomii și ionii monoatomici formați din ei particule atomice.

Numărul total de atomi din natură nu poate fi numărat, dar ei pot fi clasificați în tipuri mai înguste, la fel cum, de exemplu, toți copacii dintr-o pădure sunt împărțiți în mesteacăn, stejar, molid, pin etc., după trăsăturile lor caracteristice. Sarcina nucleară este luată ca bază pentru clasificarea atomilor după anumite tipuri, adică. numărul de protoni din nucleul unui atom, deoarece această caracteristică este cea care se păstrează, indiferent dacă atomul este într-o formă liberă sau legată chimic.

Element chimic Un tip de particulă atomică cu aceeași sarcină nucleară.

De exemplu, se înțelege elementul chimic sodiu, indiferent dacă sunt considerați atomii de sodiu liberi sau ionii de Na + din compoziția sărurilor.

Nu confundați conceptele de atom, element chimicși substanță simplă. Un atom este un concept concret, atomii există în realitate, iar un element chimic este un concept abstract, colectiv. De exemplu, în natură există atomi specifici de cupru cu mase atomice relative rotunjite de 63 și 65. Dar elementul chimic cuprul se caracterizează printr-o masă atomică relativă medie dată în tabelul periodic al elementelor chimice de către D.I. Mendeleev, care, ținând cont de conținutul de izotopi, este 63,54 (atomii de cupru cu o astfel de valoare a Ar lipsesc în natură). Un atom în chimie este înțeles în mod tradițional ca o particulă neutră din punct de vedere electric, în timp ce un element chimic din natură poate fi reprezentat atât de particule neutre din punct de vedere electric, cât și de particule încărcate - ioni monoatomici: , , , .

O substanță simplă este una dintre formele existenței unui element chimic în natură (o altă formă este un element chimic în compoziția substanțelor complexe). De exemplu, elementul chimic oxigen în natură există sub forma unei substanțe simple O 2 și ca parte a unui număr de substanțe complexe (H 2 O, Na 2 SO 4  ⋅ 10H 2 O, Fe 3 O 4). Adesea, același element chimic formează mai multe substanțe simple. În acest caz, se vorbește despre alotropie - fenomenul existenței unui element în natură sub forma mai multor substanțe simple. Substanțele simple în sine sunt numite modificări alotropice ( modificari). O serie de modificări alotropice sunt cunoscute pentru carbon (diamant, grafit, carabină, fuleren, grafen, tubulene), fosfor (fosfor alb, roșu și negru), oxigen (oxigen și ozon). Datorită fenomenului de alotropie, se cunosc de aproximativ 5 ori mai multe substanțe simple decât elementele chimice.

Cauzele alotropiei:

• diferențe în compoziția cantitativă a moleculelor (O 2 și O 3);
• diferențe în structura rețelei cristaline (diamant și grafit).

Modificările alotrope ale unui element dat diferă întotdeauna în ceea ce privește proprietățile fizice și activitatea chimică. De exemplu, ozonul este mai activ decât oxigenul, iar punctul de topire al diamantului este mai mare decât cel al fullerenei. Modificările alotropice în anumite condiții (modificări de presiune, temperatură) se pot transforma unele în altele.

În cele mai multe cazuri, denumirile unui element chimic și ale unei substanțe simple coincid (cupru, oxigen, fier, azot etc.), așa că este necesar să se facă distincția între proprietățile (caracteristicile) unei substanțe simple ca colecție de particule și proprietățile unui element chimic ca tip de atomi cu aceeași sarcină nucleară.

O substanță simplă se caracterizează printr-o structură (moleculară sau nemoleculară), densitate, o anumită stare de agregare în condiții date, culoare și miros, conductivitate electrică și termică, solubilitate, duritate, puncte de fierbere și de topire (t bale și t pl ), vâscozitate, proprietăți optice și magnetice, greutate molară (moleculară relativă), formula chimică, proprietăți chimice, metode de preparare și aplicare. Se poate spune că proprietățile unei substanțe sunt proprietățile unui set de particule legate chimic, adică. corp fizic, deoarece un atom sau moleculă nu are gust, miros, solubilitate, puncte de topire și de fierbere, culoare, conductivitate electrică și termică.

Proprietăți (caracteristici) element chimic: număr atomic, semn chimic, masă atomică relativă, masă atomică, compoziție izotopică, abundență în natură, poziție în sistemul periodic, structură atomică, energie de ionizare, afinitate electronică, electronegativitate, stări de oxidare, valență, fenomen de alotropie, masă și fracție molară în compoziția unei substanțe complexe, spectre de absorbție și emisie. Putem spune că proprietățile unui element chimic sunt proprietățile unei singure particule sau ale particulelor izolate.

Diferențele dintre conceptele de „element chimic” și „substanță simplă” sunt prezentate în tabel. 1.2 folosind azotul ca exemplu.

Tabelul 1.2

Diferențele dintre conceptele de „element chimic” și „substanță simplă” pentru azot

Azot - element chimic	Azotul este o substanță simplă
1. Numărul atomic 7.	1. Gaz (n.s.a.) incolor, inodor și fără gust, netoxic.
2. Semnul chimic N.	2. Azotul are o structură moleculară, formula este N 2, molecula este formată din doi atomi.
3. Masa atomică relativă 14.	3. Masa molara 28 g/mol.
4. În natură, este reprezentată de nuclizii 14 N și 15 N.	4. Puțin solubil în apă.
5. Fracția de masă în scoarța terestră 0,030% (locul 16 în prevalență).	5. Densitate (N.O.) 1,25 g/dm 3, puțin mai ușor decât aerul, densitate relativă a heliului 7.
6. Nu are modificări alotropice.	6. Dielectric, conduce prost căldura.
7. Inclus în diverse săruri - nitrați (KNO 3, NaNO 3, Ca (NO 3) 2).	7. t balot = -195,8 °С; t pl \u003d -210,0 ° С.
8. Fracția de masă în amoniac 82,35%, face parte din proteine, amine, ADN.	8. Constanta dielectrica 1,00.
9. Masa unui atom este (pentru 14 N) 14u sau 2,324 10 −23 g.	9. Momentul dipolar este 0.
10. Structura atomului: 7p, 7e, 7n (pentru 14 N), configurație electronică 1s 2 2s 2 2p 3, două straturi de electroni, cinci electroni de valență etc.	10. Are o rețea cristalină moleculară (în stare solidă).
11. În sistemul periodic, este în perioada a 2-a și grupa VA, aparține familiei elementelor p.	11. În atmosferă, fracția de volum este de 78%.
12. Energia de ionizare 1402,3 kJ/mol, afinitate electronică −20 kJ/mol, electronegativitate 3,07.	12. Producția mondială 44 · 10 6 tone pe an.
13. Afișează covalențe I, II, III, IV și stări de oxidare -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.	13. Obțineți: în laborator - prin încălzirea NH 4 NO 2; în industrie - prin încălzirea aerului lichefiat.
14. Raza atomică (orbital) 0,052 nm.	14. Inactiv chimic, atunci când este încălzit, interacționează cu oxigenul, metalele.
15. Linia principală în spectru 399,5 nm.	15. Folosit pentru a crea o atmosferă inertă la uscarea explozivilor, la depozitarea picturilor și manuscriselor valoroase, pentru a crea temperaturi scăzute (azot lichid).
16. Corpul unei persoane medii (greutate corporală 70,0 kg) conține 1,8 kg de azot.
17. Ca parte a amoniacului, participă la formarea unei legături de hidrogen.

Exemplul 1.2. Indicați în care dintre următoarele afirmații oxigenul este menționat ca element chimic:

• a) masa unui atom este 16u;
• b) formează două modificări alotrope;
• c) masa molară este de 32 g/mol;
• d) slab solubil în apă.

Decizie. Enunţurile c), d) se referă la o substanţă simplă, iar enunţurile a), b) - la elementul chimic oxigen.

Răspuns: 3).

Fiecare element chimic are propriul său simbol - un semn chimic (simbol): K, Na, O, N, Cu etc.

Un semn chimic poate exprima și compoziția unei substanțe simple. De exemplu, simbolul pentru elementul chimic Fe reflectă și compoziția substanței simple fier. Totuși, simbolurile chimice O, H, N, Cl denotă doar elemente chimice; substanţele simple au formulele O 2 , H 2 , N 2 , Cl 2 .

După cum sa menționat deja, în majoritatea cazurilor denumirile elementelor chimice și ale substanțelor simple sunt aceleași. Excepție fac denumirile modificărilor alotropice ale carbonului (diamant, grafit, carabină, fuleren) și una dintre modificările oxigenului (oxigen și ozon). De exemplu, când folosim cuvântul „grafit”, ne referim doar la o substanță simplă (dar nu la un element chimic) carbon.

Prevalența elementelor chimice în natură este exprimată în fracții de masă și molare. Fracția de masă w este raportul dintre masa atomilor unui element dat și masa totală a atomilor tuturor elementelor. Fracția molară χ - raportul dintre numărul de atomi ai unui element dat și numărul total de atomi ale tuturor elementelor.

În scoarța terestră (un strat de aproximativ 16 km grosime), atomii de oxigen au cea mai mare masă (49,13%) și fracții molare (55%), atomii de siliciu sunt pe locul doi (w (Si) = 26%, χ(Si) = 16,35%. În Galaxie, aproape 92% din numărul total de atomi sunt atomi de hidrogen, iar 7,9% sunt atomi de heliu. Fracții de masă ale atomilor principalelor elemente din corpul uman: O - 65%, C - 18%, H - 10%, N - 3%, Ca - 1,5%, P - 1,2%.

Valorile absolute ale maselor atomice sunt extrem de mici (de exemplu, masa unui atom de oxigen este de ordinul a 2,7 ⋅ 10 −23 g) și sunt incomode pentru calcule. Din acest motiv, a fost dezvoltată o scară a maselor atomice relative ale elementelor. În prezent, 1/12 din masa unui atom al nuclidului C-12 este acceptată ca unitate de măsură a maselor atomice relative. Această valoare este numită masa atomica constanta sau unitate de masă atomică(a.m.u.) și are denumirea internațională 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.

Este ușor de arătat că valoarea numerică a lui u este 1/N A:

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

1 6,02 ⋅ 10 23 = 1,66 ⋅ 10 − 24 (d).

Masa atomică relativă a unui element A r (E) este o mărime fizică adimensională care arată de câte ori masa unui atom sau masa medie a unui atom (pentru elemente izotopic pure și, respectiv, amestecate izotopic) este mai mare decât 1/12 din masa unui atom a nuclidului C-12:

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

Cunoscând masa atomică relativă, se poate calcula cu ușurință masa unui 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).

Moleculă. Si el. Substanțe cu structură moleculară și nemoleculară. ecuație chimică

Când atomii interacționează, se formează particule mai complexe - molecule.

O moleculă este cel mai mic set izolat electric neutru de atomi capabili să existe independent și să fie purtător al proprietăților chimice ale unei substanțe.

Moleculele au aceeași compoziție calitativă și cantitativă ca și substanța pe care o formează. Legătura chimică dintre atomi dintr-o moleculă este mult mai puternică decât forțele de interacțiune dintre molecule (de aceea molecula poate fi considerată ca o particulă separată, izolată). În reacțiile chimice, moleculele, spre deosebire de atomii, nu sunt conservate (distruse). La fel ca un atom, o singură moleculă nu are proprietăți fizice ale unei substanțe precum culoarea și mirosul, punctele de topire și de fierbere, solubilitatea, conductivitatea termică și electrică etc.

Subliniem că molecula este tocmai purtătoarea proprietăților chimice ale substanței; nu se poate spune că o moleculă păstrează (are exact aceleași) proprietăți chimice ale unei substanțe, deoarece proprietățile chimice ale unei substanțe sunt afectate semnificativ de interacțiunea intermoleculară, care este absentă pentru o moleculă separată. De exemplu, substanța trinitroglicerină are capacitatea de a exploda, dar nu o singură moleculă de trinitroglicerină.

Un ion este un atom sau un grup de atomi care are o sarcină pozitivă sau negativă.

Ionii încărcați pozitiv se numesc cationi și anioni încărcați negativ. Ionii sunt simpli, adică. monoatomic (K +, Cl -) și complex (NH 4 +, NO 3 -), unul - (Na +, Cl -) și cu încărcare multiplicată (Fe 3+, PO 4 3 -).

1. Pentru un element dat, un ion simplu și un atom neutru au același număr de protoni și neutroni, dar diferă prin numărul de electroni: cationul are mai puțini dintre ei, iar anionul are mai mulți decât atomul neutru electric.

2. Masa unui ion simplu sau complex este aceeași cu masa particulei neutre din punct de vedere electric corespunzătoare.

Trebuie avut în vedere faptul că nu toate substanțele sunt compuse din molecule.

Substanțele formate din molecule se numesc substanțe cu structură moleculară. Poate fi atât substanțe simple (argon, oxigen, fuleren) cât și complexe (apă, metan, amoniac, benzen).

Toate gazele și aproape toate lichidele au o structură moleculară (excepția este mercurul); solidele pot avea atât structuri moleculare (zaharoză, fructoză, iod, fosfor alb, acid fosforic) cât și nemoleculare (diamant, fosfor negru și roșu, carborundum SiC, sare comună NaCl). În substanțele cu structură moleculară, legăturile dintre molecule (interacțiune intermoleculară) sunt slabe. Când sunt încălzite, sunt ușor distruse. Din acest motiv, substanțele cu structură moleculară au puncte de topire și de fierbere relativ scăzute, sunt volatile (ca urmare, au adesea un miros).

Substanțe cu structură nemoleculară constau din atomi neutri din punct de vedere electric sau din ioni simpli sau complecși. Atomii neutri din punct de vedere electric constau, de exemplu, din diamant, grafit, fosfor negru, siliciu, bor și săruri, cum ar fi KF și NH4NO3, din ioni simpli și complecși. Metalele sunt formate din atomi încărcați pozitiv (cationi). Carborundum SiC, oxid de siliciu (IV) SiO 2, alcalii (KOH, NaOH), majoritatea sărurilor (KCl, CaCO 3), compuși binari ai metalelor cu nemetale (oxizi bazici și amfoteri, hidruri, carburi, siliciuri, nitruri, fosfuri) ), compuși intermetalici (compuși ai metalelor între ele). În substanțele cu structură nemoleculară, atomii sau ionii individuali sunt interconectați prin legături chimice puternice, prin urmare, în condiții normale, aceste substanțe sunt solide, nevolatile și au puncte de topire ridicate.

De exemplu, zaharoza (structura moleculară) se topește la 185 °C, iar clorura de sodiu (structură nemoleculară) se topește la 801 °C.

În faza gazoasă, toate substanțele sunt compuse din molecule și chiar și cele care la temperatura obișnuită au o structură nemoleculară. De exemplu, moleculele de NaCl, K2 și SiO2 au fost găsite în faza gazoasă la temperaturi ridicate.

Pentru substanțele care se descompun la încălzire (CaCO 3, KNO 3, NaHCO 3), moleculele nu pot fi obținute prin încălzirea substanței.

Substanțele moleculare formează baza lumii organice, iar substanțele nemoleculare formează baza lumii anorganice (minerale).

Formula chimica. unitate de formulă. ecuație chimică

Compoziția oricărei substanțe este exprimată folosind o formulă chimică. Formula chimica- aceasta este o imagine a compoziției calitative și cantitative a unei substanțe folosind simbolurile elementelor chimice, precum și semne numerice, alfabetice și alte semne.

Pentru substanțele simple cu structură nemoleculară, formula chimică coincide cu semnul elementului chimic (de exemplu, Cu, Al, B, P). În formula unei substanțe simple cu o structură moleculară, indicați (dacă este necesar) numărul de atomi dintr-o moleculă: O 3, P 4, S 8, C 60, C 70, C 80 etc. Formulele de gaze nobile sunt întotdeauna scrise cu un atom: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. La scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice, formulele chimice ale unor molecule poliatomice de substanțe simple pot fi scrise (dacă nu se specifică altfel) ca simboluri ale elementelor (atomi individuali): P 4 → P, S 8 → S, C 60 → C ( acest lucru nu se poate face pentru ozon O 3, oxigen O 2, azot N 2, halogeni, hidrogen).

Pentru substanțele complexe cu structură moleculară, există formule empirice (simple) și moleculare (adevărate). Formulă empirică arată cel mai mic raport întreg al numărului de atomi dintr-o moleculă și formulă moleculară este adevăratul raport întreg al atomilor. De exemplu, adevărata formulă a etanului este C 2 H 6, iar cea mai simplă este CH 3. Cea mai simplă formulă se obține prin împărțirea (reducerea) numărului de atomi ai elementelor din formula adevărată la orice număr adecvat. De exemplu, cea mai simplă formulă pentru etan a fost obținută prin împărțirea numărului de atomi de C și H la 2.

Cele mai simple și adevărate formule pot fie să coincidă (metan CH 4 , amoniac NH 3 , apă H 2 O ), fie să nu coincida (fosfor (V) oxid P 4 O 10, benzen C 6 H 6, peroxid de hidrogen H 2 O 2, glucoza C 6 H 12 O 6).

Formulele chimice vă permit să calculați fracțiile de masă ale atomilor elementelor dintr-o substanță.

Fracția de masă w a atomilor elementului E dintr-o substanță este determinată de formula

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

unde N (E) - numărul de atomi ai elementului din formula substanței; M r (B) este masa moleculară relativă (formula) a substanței.

De exemplu, pentru acidul sulfuric M r (H 2 SO 4) = 98, atunci fracția de masă a atomilor de oxigen din acest acid

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

Conform formulei (1.2), numărul de atomi de element dintr-o moleculă sau unitate de formulă se găsește:

N (E) = M r (B) ⋅ w (E) A r (E) (1.3)

sau masa molară (moleculară relativă sau formulă) a unei substanțe:

M r (V) \u003d A r (E) ⋅ N (E) w (E) . (1,4)

În formulele 1.2–1.4, valorile lui w (E) sunt date în fracții de unitate.

Exemplul 1.3. Într-o anumită substanță, fracția de masă a atomilor de sulf este de 36,78%, iar numărul de atomi de sulf dintr-o unitate de formulă este de doi. Specificați masa molară (g/mol) a substanței:

Decizia . Folosind formula 1.4, găsim

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

M = 174 g/mol.

Răspuns: 2).

Următorul exemplu arată cum să găsiți cea mai simplă formulă a unei substanțe din fracțiile de masă ale elementelor.

Exemplul 1.4. La unii oxid de clor, fracția de masă a atomilor de clor este de 38,8%. Găsiți formula pentru oxid.

Decizia . Deoarece w (Cl) + w (O) = 100%, atunci

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

Dacă masa unei substanțe este de 100 g, atunci m (Cl) = 38,8 g și m (O) = 61,2 g.

Să reprezentăm formula oxidului ca Cl x O y . Noi avem

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

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

Împărțind numerele obținute la cel mai mic dintre ele (1,093), aflăm că x: y \u003d 1: 3,5 sau, înmulțind cu 2, obținem x: y \u003d 2: 7. Prin urmare, formula oxidului este Cl 2 O 7.

Răspuns: Cl2O7.

Pentru toate substanțele complexe cu structură nemoleculară, formulele chimice sunt empirice și reflectă compoziția nu a moleculelor, ci a așa-numitelor unități de formulă.

unitate de formulă(FU) - un grup de atomi care corespunde celei mai simple formule a unei substanțe cu structură nemoleculară.

Astfel, formulele chimice ale substanțelor cu structură nemoleculară sunt unități de formulă. Exemple de unități de formulă: KOH, NaCl, CaCO3, Fe3C, SiO2, SiC, KNa2, CuZn3, Al2O3, NaH, Ca2Si, Mg3N2, Na2SO4, K3 PO 4 etc.

Unitățile de formulă pot fi considerate unități structurale ale substanțelor nemoleculare. Pentru substanțele cu structură moleculară, acestea, evident, sunt de fapt molecule existente.

Folosind formule chimice se scriu ecuațiile reacțiilor chimice.

ecuație chimică- aceasta este o înregistrare condiționată a unei reacții chimice folosind formule chimice și alte semne (egal, plus, minus, săgeți etc.).

Ecuația chimică este o consecință a legii conservării masei, deci este întocmită astfel încât numărul de atomi ai fiecărui element din ambele părți să fie egal.

Se numesc numerele din fața formulelor coeficienți stoichiometrici, în timp ce unitatea nu este înregistrată, ci implicită (!) și luată în considerare la calcularea sumei totale a coeficienților stoichiometrici. Coeficienții stoichiometrici arată în ce rapoarte molare reacționează substanțele inițiale și se formează produșii de reacție. De exemplu, pentru o reacție a cărei ecuație este

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 etc.

În schemele de reacție, coeficienții nu sunt plasați și se folosește o săgeată în loc de semnul egal:

FeS 2 + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2

Săgeata este folosită și la scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice care implică substanțe organice (pentru a nu confunda semnul egal cu o legătură dublă):

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

precum și ecuațiile de disociere electrochimică a electroliților puternici:

NaCl → Na + + Cl - .

Legea constanței compoziției

Pentru substanțele cu structură moleculară, legea constanței compoziției(J. Proust, 1808): orice substanță cu structură moleculară, indiferent de metoda și condițiile de preparare, are o compoziție calitativă și cantitativă constantă.

Din legea constanței compoziției rezultă că elementele din compușii moleculari trebuie să fie în proporții de masă strict definite, i.e. au o fracție de masă constantă. Acest lucru este adevărat dacă compoziția izotopică a elementului nu se modifică. De exemplu, fracția de masă a atomilor de hidrogen din apă, indiferent de metoda de producere a acesteia din substanțe naturale (sinteza din substanțe simple, încălzirea sulfatului de cupru CuSO 4 5H 2 O etc.), va fi întotdeauna de 11,1%. Totuși, în apa obținută prin interacțiunea moleculelor de deuteriu (nuclid de hidrogen cu A r ≈ 2) și oxigenul natural (A r = 16), fracția de masă a atomilor de hidrogen

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

Substanțele supuse legii constanței compoziției, i.e. substanțele moleculare se numesc stoichiometrice.

Substanțele cu structură nemoleculară (în special carburi, hidruri, nitruri, oxizi și sulfuri ale metalelor din familia d) nu respectă legea constanței compoziției, de aceea se numesc nestoichiometrice. De exemplu, în funcție de condițiile de producție (temperatură, presiune), compoziția oxidului de titan(II) este variabilă și variază în cadrul TiO 0,7 -TiO 1,3, adică. într-un cristal al acestui oxid, pot exista de la 7 la 13 atomi de oxigen la 10 atomi de titan. Cu toate acestea, pentru multe substanțe cu structură nemoleculară (KCl, NaOH, CuSO 4), abaterile de la constanța compoziției sunt foarte mici, astfel încât putem presupune că compoziția lor este practic independentă de metoda de preparare.

Masa moleculară relativă și greutatea formulei

Pentru a caracteriza substanțele cu structură moleculară și, respectiv, nemoleculară, sunt introduse conceptele de „greutate moleculară relativă” și „greutate relativă de formulă”, care sunt notate cu același simbol - M r

Greutatea moleculară relativă- mărime fizică adimensională, care arată de câte ori masa moleculei este mai mare decât 1/12 din masa atomului nuclidului C-12:

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

Greutatea relativă a formulei- mărime fizică adimensională, care arată de câte ori masa unității de formulă este mai mare decât 1/12 din masa atomului nuclidului C-12:

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

Formulele (1.5) și (1.6) vă permit să aflați masa unei molecule sau PU:

m (să zicem, PU) = uM r . (1,7)

În practică, valorile lui M r se găsesc prin însumarea maselor atomice relative ale elementelor care formează o moleculă sau o unitate de formulă, ținând cont de numărul de atomi individuali. De exemplu:

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

3 ⋅ 1 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98.

Fondatorul „atomismului” - o doctrină filozofică, conform căreia toate elementele naturii însuflețite și neînsuflețite constau din atomi (particule indivizibile din punct de vedere chimic). Atomii există pentru totdeauna și sunt atât de mici încât nu pot fi măsurați, sunt la fel și diferă doar ca aspect, dar păstrează toate proprietățile substanței originale.

În 1808 a reînviat atomismul și a dovedit că atomii sunt reali. Atomii sunt elemente chimice care nu pot fi create din nou, împărțiți în componente mai mici, distruse de orice transformări chimice. Orice reacție chimică schimbă doar ordinea de rearanjare a atomilor.

În 1897, omul de știință J. Thompson a dovedit existența electronilor - particule încărcate negativ. În 1904, el a propus un model al atomului - „budinca de stafide” Un atom este un corp încărcat pozitiv, în interiorul căruia sunt distribuite particule mici cu sarcină negativă, ca stafidele dintr-o budincă.

1911 - Împreună cu studenții săi, a condus un experiment care a respins teoria lui J. Thompson și a propus un model al atomului ca un sistem planetar. În centrul atomului se află un nucleu încărcat pozitiv, în jurul căruia se rotesc electronii încărcați negativ.În acest caz, masa principală a atomului este concentrată în nucleu, masa electronilor este foarte mică. Sarcina totală a nucleului și a electronilor trebuie să fie egală cu zero, deoarece atomul în ansamblu este neutru din punct de vedere electric.

Masa particulei Sarcină Absolută (kg) Relativ Electric Relativ Electron 9,109* .00051,602* Proton 1,673* .602* Neutron 1,675* Z - numărul de protoni (indică numărul de protoni din nucleu și masa lor totală (relativă)) N - numărul de neutroni (afișează numărul de neutroni din nucleu și masa lor totală (relativă)) A - numărul de masă (nucleon) - aceasta este suma neutronilor și protonilor din nucleu și masa lor totală (relativă))

Numărul nucleonilor (egal cu masa atomică relativă) - Numărul protonilor (egal cu numărul ordinal al elementului) A = 23 Z = 11 N = = 12 e = 11

OPȚIUNEA 1 1) Un atom este o particulă formată din ...... 2) Masa unui atom este determinată de suma maselor particulelor: ... 3) Numărul de serie al elementului arată numărul ... .. și numărul ... .. în atom 4) Atomii unui element chimic care diferă ca valoare relativă a masei atomice se numesc ……. 5) Tipul de atomi cu o anumită sarcină nucleară se numește .... 6) Notați compoziția atomului de zinc folosind simboluri (protoni, neutroni, electroni, număr de nucleoni) OPȚIUNEA 2 1) Nucleul atomic este format din .... 2) Izotopii diferă în cantitate... .. 3) Numărul de masă al unui atom este suma maselor de particule.... 4) Numărul.... = număr.... = numărul ordinal al elementului. 5) Un electron este notat cu simbolul ..., are o sarcină .... și o masă relativă .... 6) Scrieți compoziția atomului de cupru folosind simboluri (protoni, neutroni, electroni, număr de nucleoni)