Dajte definiciju atoma. Svijet je lijep

Naš svijet je prepun mnogo tajni i neriješenih, jer fizički i hemijski procesi zaista neverovatno. Ali naučnici su neprestano nastojali da shvate suštinu materije od koje je satkan život u svemiru. Ovo pitanje se često počelo postavljati među čovječanstvom već dugo vremena. Ovaj članak će vam reći šta je jednostavan atom, od kojih se elementarnih čestica sastoji i kako su naučnici otkrili postojanje najmanjeg dijela hemijski element.

Šta je atom i kako je otkriven

Atom je najmanji dio hemijskog elementa. Atomi razni elementi razlikuju se po broju protona i neutrona.

Komparativna veličina atoma helija i njegovog jezgra

Prvi koji su počeli ozbiljno razmišljati o tome od čega se sve sastoje bili su stari Grci. Usput, riječ "atom" potiče od grčki i u prijevodu znači "nedjeljiv". Grci su vjerovali da će prije ili kasnije postojati takva čestica koja se ne može podijeliti. Ali njihovo razmišljanje je bilo više spekulativno nego naučno, pa se ne može reći da je ovaj drevni narod bio prvi koji je došao do velikih otkrića o postojanju malih čestica.

Hajde da razmotrimo najranije ideje o tome šta je atom.

Starogrčki filozof Demokrit Pretpostavlja se da su glavni parametri bilo koje tvari oblik i masa, te da se svaka tvar sastoji od malih čestica. Demokrit je dao primjer s vatrom: ako gori, onda su čestice od kojih se sastoji oštre. Voda je, s druge strane, glatka, jer je sposobna da teče. A stanje čestica čvrstih predmeta, po njegovom mišljenju, je grubo, jer su u stanju da se u potpunosti prianjaju jedna uz drugu. Demokrit je također bio uvjeren da se ljudska duša sastoji od atoma.

Zanimljiva činjenica: ako su se do 19. stoljeća samo filozofi bavili pitanjem atoma, onda John Dalton postao prvi eksperimentator koji je proučavao male čestice. U procesu eksperimenata je otkrio da atomi imaju različite mase, kao i različita svojstva. Inače, proučavanje rasporeda atoma u molekulima određenih supstanci mnogo je zanimljivije ako posmatrate hemijske reakcije koje se dešavaju tokom eksperimenata. Iako Daltonovi radovi nisu objasnili šta je atom u cjelini, oni su dali smjernice za neke druge naučnike.

Atome i molekule koje je opisao John Dalton (1808.)

Godine 1904 John Thomson iznio je pretpostavku o modelu atoma: naučnik je vjerovao da se atom sastoji od pozitivno nabijene tvari, unutar koje se nalaze negativno nabijena tijela. Problem sa pretpostavkom je u tome što je Thompson pokušao upotrijebiti vlastiti model kako bi sagledao spektralne linije elemenata, ali njegovi eksperimenti nisu bili baš uspješni.

Istovremeno, japanski fizičar Hataro Nagaoka je priznao da je atom sličan planeti Saturn: navodno se sastoji od jezgra s pozitivnim nabojem i elektrona koji kruže oko njega. Ali njegov model atoma nije bio sasvim tačan.

1911. naučnik Rutherford izneo drugačiju pretpostavku o strukturi atoma. Rezultat njegovih hipoteza postao je zapanjujući: sada je u moderna nauka u velikoj mjeri oslanjati na otkriće ovog fizičara.

Godine 1913 Niels Bohr izneo je poluklasičnu teoriju strukture atoma, zasnovanu na radovima Rutherforda.

Kreiranje Rutherfordovog modela atoma

Pogledajmo ovaj model jer detaljno opisuje neka svojstva atoma. Kao što je ranije spomenuto, Ernest Rutherford, "otac" nuklearne fizike, počeo je raditi na modelu atoma 1911. godine. Fizičar je počeo da postiže željeni rezultat kada je počeo da pobija Thomsonov model atoma. Naučniku je u pomoć pritekao eksperiment o rasejanju alfa čestica koje su sproveli Geiger i Marsden. Naučnik je sugerirao da atom ima vrlo malo pozitivno nabijeno jezgro. Ovi argumenti pomogli su u stvaranju modela atoma, koji je sličan Sunčevom sistemu, zbog čega je i nazvan "Planetarni model atoma".

Planetarni model atoma: jezgro (crveno) i elektroni (zeleno)

U središtu atoma je jezgro, koje sadrži gotovo cijelu masu atoma i ima pozitivan naboj. Jezgro se sastoji od protona i neutrona. Protoni su elementarne čestice s pozitivnim nabojem, a neutroni su elementarne čestice koje nemaju naboj. Oko jezgra kao planete Solarni sistem, elektroni se okreću.

Urednički odgovor

1913. danski fizičar Niels Bohr ponudio svoju teoriju strukture atoma. Za osnovu je uzeo planetarni model atoma, koji je razvio fizičar Rutherford. U njemu je atom upoređen sa objektima makrokosmosa - planetarnog sistema u kojem se planete kreću u orbitama oko velike zvijezde. Slično, u planetarnom modelu atoma, elektroni se kreću po orbitama oko teškog jezgra smještenog u centru.

Bohr je uveo ideju kvantizacije u teoriju atoma. Prema njemu, elektroni se mogu kretati samo u fiksnim orbitama koje odgovaraju određenim energetskim nivoima. Upravo je Bohrov model postao osnova za stvaranje modernog kvantnomehaničkog modela atoma. U ovom modelu, jezgro atoma, koje se sastoji od pozitivno nabijenih protona i bez naboja neutrona, također je okruženo negativno nabijenim elektronima. Međutim, prema kvantnoj mehanici, nemoguće je odrediti bilo kakvu tačnu putanju ili orbitu kretanja za elektron - postoji samo oblast u kojoj se nalaze elektroni sa bliskim energetskim nivoom.

Šta je unutar atoma?

Atomi se sastoje od elektrona, protona i neutrona. Neutroni su otkriveni nakon što su fizičari razvili planetarni model atoma. Tek 1932. godine, provodeći niz eksperimenata, James Chadwick je otkrio čestice koje nemaju naboj. Nedostatak naboja je potvrđen činjenicom da ove čestice nisu ni na koji način reagirale na elektromagnetno polje.

Samu jezgru atoma čine teške čestice - protoni i neutroni: svaka od ovih čestica je skoro dvije hiljade puta teža od elektrona. Protoni i neutroni su također slične veličine, ali protoni imaju pozitivan naboj, a neutroni uopće nemaju naboj.

Zauzvrat, protoni i neutroni se sastoje od elementarnih čestica zvanih kvarkovi. U modernoj fizici, kvarkovi su najmanja, najosnovnija čestica materije.

Dimenzije samog atoma su mnogostruko veće od dimenzija jezgra. Ako se atom poveća na veličinu fudbalskog terena, tada se veličina njegovog jezgra može uporediti s teniskom loptom u središtu takvog terena.

U prirodi postoji mnogo atoma koji se razlikuju po veličini, masi i drugim karakteristikama. Skup atoma jedne vrste naziva se hemijski element. Do danas je poznato više od stotinu hemijskih elemenata. Njihovi atomi se razlikuju po veličini, masi i strukturi.

Elektroni unutar atoma

Negativno nabijeni elektroni kreću se oko jezgra atoma, formirajući neku vrstu oblaka. Masivno jezgro privlači elektrone, ali energija samih elektrona omogućava im da "pobjegnu" dalje od jezgra. Dakle, što je energija elektrona veća, to je dalje od jezgra.

Vrijednost energije elektrona ne može biti proizvoljna, ona odgovara jasno definiranom skupu energetskih nivoa u atomu. To jest, energija elektrona se naglo mijenja s jednog nivoa na drugi. Shodno tome, elektron se može kretati samo unutar ograničene elektronske ljuske koja odgovara određenom energetskom nivou - ovo je značenje Borovih postulata.

Primivši više energije, elektron "skače" na sloj viši od jezgra, gubeći energiju - naprotiv, na niži sloj. Tako je oblak elektrona oko jezgra uređen u obliku nekoliko "prerezanih" slojeva.

Istorija ideja o atomu

Sama riječ "atom" dolazi od grčke riječi "nedjeljiv" i seže do ideja starogrčkih filozofa o najmanjem nedjeljivom dijelu materije. U srednjem vijeku, hemičari su postali uvjereni da se neke tvari ne mogu dalje razgraditi na sastavne elemente. Takve najmanje čestice materije nazivaju se atomi. 1860. godine, na međunarodnom kongresu hemičara u Njemačkoj, ova definicija je službeno ugrađena u svjetsku nauku.

Krajem 19. i početkom 20. stoljeća, fizičari su otkrili subatomske čestice i postalo je jasno da atom zapravo nije nedjeljiv. Teorije o unutrašnja struktura atom, jedan od prvih među kojima je bio Thomsonov model ili model "pudinga od grožđica". Prema ovom modelu, mali elektroni su bili unutar masivnog, pozitivno nabijenog tijela - poput grožđica u pudingu. Međutim, praktični eksperimenti kemičara Rutherforda opovrgnuli su ovaj model i doveli ga do stvaranja planetarnog modela atoma.

Razvoj planetarnog modela od strane Bora, zajedno sa otkrićem neutrona 1932. godine, formirao je osnovu za modernu teoriju strukture atoma. Sljedeće faze u razvoju znanja o atomu već su povezane sa fizikom elementarnih čestica: kvarkova, leptona, neutrina, fotona, bozona i drugih.

Uzmi bilo koji predmet, pa, barem kašiku. Spusti ga - mirno leži, ne miče se. Dodir - hladan stacionarni metal.

Ali u stvarnosti, kašika se, kao i sve oko nas, sastoji od sitnih čestica - atoma, između kojih postoje velike praznine. Čestice se stalno njišu, vibriraju.

Zašto je kašika čvrsta, ako se atomi u njoj nalaze slobodno i stalno se kreću? Poenta je da oni specijalne jedinice kao da su čvrsto vezani jedno za drugo. A praznine između njih, iako su mnogo veće od samih atoma, ipak su zanemarljive i ne možemo ih primijetiti.

Atomi su različiti - u prirodi postoje 92 vrste atoma. Sve što je na svijetu izgrađeno je od njih, kao od 32 slova - sve riječi ruskog jezika. Naučnici su umjetno stvorili još 12 vrsta atoma.

Ljudi su dugo nagađali o postojanju atoma. Prije više od dvije hiljade godina u antičke grčkeživio je veliki naučnik Demokrit, koji je vjerovao da se cijeli svijet sastoji od najsitnijih čestica. Nazvao ih je "atomos", što na grčkom znači "nedjeljiv".

Naučnicima je trebalo mnogo vremena da dokažu da atomi zaista postoje. To se desilo krajem prošlog veka. A onda se ispostavilo da je samo njihovo ime greška. Nijedan od njih nije nedjeljiv: atom se sastoji od još manjih čestica. Naučnici ih nazivaju elementarnim česticama.

Umjetnik je nacrtao atom. U sredini je jezgro oko kojeg se, poput planeta oko Sunca, kreću sićušne kuglice -. Jezgro takođe nije čvrsto. Sastoji se od nuklearnih čestica - protona i neutrona.

Ovo se mislilo nedavno. Ali tada je postalo jasno da atomske čestice nisu kao lopte. Pokazalo se da je atom uređen na poseban način. Ako pokušamo da zamislimo kako čestice izgledaju, onda možemo reći da je elektron poput oblaka. Takvi oblaci okružuju jezgro u slojevima. I nuklearne čestice su također vrsta oblaka.

Imati različite sorte atoma različit broj elektrona, protona, neutrona. Svojstva atoma zavise od toga.

Atom je lako razdvojiti. Elektroni se lako odvajaju od jezgara i vode samostalan život. Na primjer, električna struja u žici je kretanje takvih nezavisnih elektrona.

Ali jezgro je izuzetno izdržljivo. Protoni i neutroni u njemu čvrsto su povezani uz pomoć specijalnih sila. Stoga je vrlo teško razbiti kernel. Ali ljudi su to naučili i dobili. Naučili smo kako promijeniti broj čestica u jezgri i tako pretvoriti jedan atom u druge, pa čak i stvoriti nove atome.

Proučavanje atoma je teško: naučnici zahtijevaju izuzetnu domišljatost i snalažljivost. Uostalom, čak je i njegovu veličinu teško zamisliti: u mikrobu koji nije vidljiv oku, nalaze se milijarde atoma, više nego ljudi na Zemlji. Pa ipak, naučnici su postigli svoj cilj, uspjeli su izmjeriti, uporediti težine svih atoma i čestica koje čine atom, otkrili da je proton ili neutron gotovo dvije hiljade puta masivniji od elektrona, otkrili i nastavljaju otkrivati ​​mnoge druge atomske tajne.

Sastav atoma.

Atom se sastoji od atomsko jezgro i elektronska školjka.

Jezgro atoma sastoji se od protona ( p +) i neutroni ( n 0). Većina atoma vodika ima jedno jezgro protona.

Broj protona N(p +) jednak je nuklearnom naboju ( Z) i redni broj elementa u prirodnom nizu elemenata (i u periodnom sistemu elemenata).

N(str +) = Z

Zbir broja neutrona N(n 0), označen jednostavno slovom N, i broj protona Z pozvao ogroman broj i označeno slovom A.

A = Z + N

Elektronski omotač atoma sastoji se od elektrona koji se kreću oko jezgra ( e -).

Broj elektrona N(e-) u elektronskoj ljusci neutralnog atoma jednak je broju protona Z u svojoj srži.

Masa protona je približno jednaka masi neutrona i 1840 puta je veća od mase elektrona, tako da je masa atoma praktično jednaka masi jezgra.

Oblik atoma je sferičan. Poluprečnik jezgra je oko 100.000 puta manji od poluprečnika atoma.

Hemijski element- vrsta atoma (skup atoma) sa istim nuklearnim nabojem (sa istim brojem protona u jezgru).

Izotop- skup atoma jednog elementa sa istim brojem neutrona u jezgru (ili vrsta atoma sa istim brojem protona i istim brojem neutrona u jezgru).

Različiti izotopi se međusobno razlikuju po broju neutrona u jezgri svojih atoma.

Oznaka jednog atoma ili izotopa: (E je simbol elementa), na primjer:.

Struktura elektronske ljuske atoma

Atomska orbitala- stanje elektrona u atomu. Orbitalni simbol -. Oblak elektrona odgovara svakoj orbitali.

Orbitale stvarnih atoma u osnovnom (nepobuđenom) stanju su četiri tipa: s, str, d i f.

Elektronski oblak- dio prostora u kojem se elektron može detektirati sa vjerovatnoćom od 90 (ili više) posto.

Bilješka: ponekad se pojmovi "atomska orbitala" i "elektronski oblak" ne razlikuju, nazivajući oba "atomska orbitala".

Elektronska ljuska atoma je slojevita. Elektronski sloj formirani od elektronskih oblaka iste veličine. Orbitale jednoslojnog oblika elektronski („energetski“) nivo, njihove energije su iste za atom vodonika, ali različite za druge atome.

Slične orbitale istog nivoa su grupisane u elektronski (energija) podnivoi:
s-podnivo (sastoji se od jednog s-orbitalni), simbol - .
str-podnivo (sastoji se od tri str
d-podnivo (sastoji se od pet d-orbitale), simbol -.
f-podnivo (sastoji se od sedam f-orbitale), simbol -.

Energije orbitala jednog podnivoa su iste.

Prilikom označavanja podnivoa, broj sloja (elektronskog sloja) dodaje se simbolu podnivoa, na primjer: 2 s, 3str, 5d znači s-podnivo drugog nivoa, str-podnivo trećeg nivoa, d-podnivo petog nivoa.

Ukupan broj podnivoa na jednom nivou jednak je broju nivoa n... Ukupan broj orbitala na jednom nivou je n 2. shodno tome, ukupan broj oblaci u jednom sloju su takođe n 2 .

Oznake: - slobodna orbitala (bez elektrona), - orbitala sa nesparenim elektronom, - orbitala sa elektronskim parom (sa dva elektrona).

Redoslijed popunjavanja orbitala atoma elektronima određen je trima zakonima prirode (formulacije su date na pojednostavljen način):

1. Princip najmanje energije - elektroni popunjavaju orbitale po rastućoj energiji orbitala.

2. Paulijev princip - u jednoj orbitali ne može biti više od dva elektrona.

3. Hundovo pravilo - unutar podnivoa, elektroni prvo popunjavaju slobodne orbitale (jednu po jednu), a tek onda formiraju elektronske parove.

Ukupan broj elektrona na elektronskom nivou (ili u elektronskom sloju) je 2 n 2 .

Distribucija podnivoa po energiji izražava se na sljedeći način (redom povećanja energije):

1s, 2s, 2str, 3s, 3str, 4s, 3d, 4str, 5s, 4d, 5str, 6s, 4f, 5d, 6str, 7s, 5f, 6d, 7str ...

Ovaj niz je jasno izražen u energetskom dijagramu:

Raspodjela elektrona atoma po nivoima, podnivoima i orbitalama (elektronska konfiguracija atoma) može se prikazati u obliku elektronske formule, energetskog dijagrama ili, jednostavno, u obliku dijagrama elektronskih slojeva (" elektronsko kolo").

Primjeri elektronske strukture atoma:

Valentni elektroni- elektroni atoma, koji mogu učestvovati u formiranju hemijskih veza. Za bilo koji atom, to su svi vanjski elektroni plus oni predspoljni elektroni, čija je energija veća od energije vanjskih. Na primjer: atom Ca ima vanjske elektrone - 4 s 2, oni su također valentni; atom Fe ima vanjske elektrone - 4 s 2, ali ima 3 d 6, dakle atom gvožđa ima 8 valentnih elektrona. Valentna elektronska formula atoma kalcija je 4 s 2, a atom gvožđa - 4 s 2 3d 6 .

Periodni sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva
(prirodni sistem hemijskih elemenata)

Periodični zakon hemijskih elemenata(moderna formulacija): svojstva hemijskih elemenata, kao i jednostavnih i složenih supstanci nastalih od njih, periodično zavise od vrednosti naelektrisanja iz atomskih jezgara.

Periodični sistem- grafički izraz periodnog zakona.

Prirodni raspon hemijskih elemenata- niz hemijskih elemenata, raspoređenih prema rastućem broju protona u jezgrama njihovih atoma, ili, što je isto, prema rastućem naelektrisanju jezgara ovih atoma. Redni broj elementa u ovom redu jednak broju protona u jezgru bilo kojeg atoma ovog elementa.

Tabela hemijskih elemenata je konstruisana tako što se „preseca“ prirodni niz hemijskih elemenata periodi(horizontalni redovi tabele) i grupisanja (vertikalne kolone tabele) elemenata sa sličnom elektronskom strukturom atoma.

U zavisnosti od načina kombinovanja elemenata u grupe, tabela može biti dug period(elementi sa istim brojem i vrstom valentnih elektrona skupljaju se u grupe) i kratak period(elementi sa istim brojem valentnih elektrona skupljaju se u grupe).

Grupe tabele kratkog perioda podeljene su u podgrupe ( glavni i kolateral) koji odgovaraju grupama dugoperiodične tabele.

Svi atomi elemenata istog perioda isti broj elektronski slojevi jednaki broju perioda.

Broj elemenata u periodima: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Većina elemenata osmog perioda je dobijena umjetno, posljednji elementi ovog perioda još nisu sintetizirani. Svi periodi, osim prvog, počinju elementom koji tvori alkalni metal (Li, Na, K itd.), a završavaju se elementom koji formira plemeniti gas (He, Ne, Ar, Kr itd. ).

U tabeli kratkog perioda ima osam grupa, od kojih je svaka podeljena u dve podgrupe (glavnu i sekundarnu), u tabeli dugog perioda ima šesnaest grupa, koje su numerisane rimskim brojevima sa slovima A ili B, za primjer: IA, IIIB, VIA, VIIB. Grupa IA tabele dugog perioda odgovara glavnoj podgrupi prve grupe tabele sa kratkim periodom; grupa VIIB - sporedna podgrupa sedme grupe: ostale su slične.

Karakteristike hemijskih elemenata se prirodno menjaju u grupama i periodima.

U periodima (sa povećanjem serijskog broja)

• naelektrisanje jezgra se povećava,
• povećava se broj vanjskih elektrona,
• radijus atoma se smanjuje,
• povećava se snaga veze elektrona sa jezgrom (jonizaciona energija),
• povećava se elektronegativnost,
• poboljšana su oksidacijska svojstva jednostavnih supstanci ("nemetalne"),
• redukujuća svojstva jednostavnih supstanci ("metaličnost") slabe,
• slabi osnovni karakter hidroksida i odgovarajućih oksida,
• povećava se kiseli karakter hidroksida i odgovarajućih oksida.

U grupama (sa povećanjem serijskog broja)

• naelektrisanje jezgra se povećava,
• radijus atoma se povećava (samo u A-grupama),
• jačina veze elektrona sa jezgrom opada (energija jonizacije; samo u A-grupama),
• smanjuje elektronegativnost (samo u A-grupama),
• oksidirajuća svojstva jednostavnih supstanci slabe ("nemetalne"; samo u A-grupama),
• pojačavaju se redukciona svojstva jednostavnih supstanci ("metaličnost"; samo u A-grupama),
• povećava se osnovni karakter hidroksida i odgovarajućih oksida (samo u A-grupama),
• kisela priroda hidroksida i odgovarajućih oksida slabi (samo u A-grupama),
• stabilnost vodikovih spojeva se smanjuje (njihova reduktivna aktivnost se povećava; samo u A-grupama).

Zadaci i testovi na temu "Tema 9." Struktura atoma. Periodični zakon DI Mendeljejeva i periodni sistem hemijskih elemenata (PSKhE) "."

• Periodični zakon - Periodični zakon i struktura atoma 8-9 razred
  Treba da znate: zakone punjenja orbitala elektronima (princip najmanje energije, Paulijev princip, Hundovo pravilo), strukturu periodnog sistema elemenata.

  Morate biti u stanju da: odredite sastav atoma prema položaju elementa u periodnom sistemu, i obrnuto, da pronađete element u periodnom sistemu, znajući njegov sastav; prikazati dijagram strukture, elektronsku konfiguraciju atoma, jona i, obrnuto, odrediti položaj hemijskog elementa u PSCE prema dijagramu i elektronskoj konfiguraciji; karakterizirati element i tvari koje on formira prema njegovom položaju u PSCE; određuju promjene poluprečnika atoma, svojstva hemijskih elemenata i supstanci koje oni formiraju unutar jednog perioda i jedne glavne podgrupe periodnog sistema.

  Primjer 1. Odrediti broj orbitala na trećem elektronskom nivou. Koje su to orbitale?
  Za određivanje broja orbitala koristimo formulu N orbitale = n 2, gdje n- broj nivoa. N orbitale = 3 2 = 9. Jedan 3 s-, tri 3 str- i pet 3 d-orbitale.

  Primjer 2. Odredi koji atom kojeg elementa ima elektronsku formulu 1 s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 1 .
  Da bi se utvrdilo o kojem se elementu radi, potrebno je saznati njegov serijski broj, koji je jednak ukupnom broju elektrona atoma. U ovom slučaju: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Ovo je aluminijum.

  Nakon što se uvjerite da ste naučili sve što vam je potrebno, nastavite sa zadacima. Želimo vam puno uspjeha.

  
  Preporučeno čitanje:
  • OS Gabrielyan i dr. Hemija 11 razred. M., Drfa, 2002;
  • G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. Hemija 11 kl. M., Obrazovanje, 2001.

Hemija je nauka o supstancama i njihovim transformacijama jedna u drugu.

Supstance su hemijski čiste supstance

Hemijski čista supstanca je skup molekula koji imaju isti kvalitativni i kvantitativni sastav i istu strukturu.

CH 3 -O-CH 3 -

CH 3 -CH 2 -OH

Molekula - najmanje čestice supstance koje imaju sva njena hemijska svojstva; molekul se sastoji od atoma.

Atom je hemijski nedjeljiva čestica od koje se formiraju molekule. (za plemenite gasove, molekula i atom su isti, He, Ar)

Atom je električki neutralna čestica, koja se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra, oko kojeg su negativno nabijeni elektroni raspoređeni prema svojim strogo definiranim zakonima. Štaviše, ukupni naboj elektrona jednak je naboju jezgra.

Jezgro atoma sastoji se od pozitivno nabijenih protona (p) i neutrona (n) koji ne nose nikakav naboj. Uobičajeni naziv za neutrone i protone je nukleoni. Masa protona i neutrona je praktično ista.

Elektroni (e-) nose negativan naboj jednak naboju protona. Masa e - je otprilike 0,05% mase protona i neutrona. Dakle, čitava masa atoma je koncentrisana u njegovom jezgru.

Broj p u atomu, jednak naboju jezgra, naziva se redni broj (Z), pošto je atom električno neutralan; broj e jednak je broju p.

Maseni broj (A) atoma je zbir protona i neutrona u jezgru. Prema tome, broj neutrona u atomu jednak je razlici između A i Z. (maseni broj atoma i serijski broj) (N = A-Z).

17 35 Cl p = 17, N = 18, Z = 17. 17p +, 18n 0, 17e -.

Nukleoni

Hemijska svojstva atoma određena su njihovom elektronskom strukturom (broj elektrona), koja je jednaka rednom broju atoma (nuklearni naboj). Posljedično, svi atomi s istim nuklearnim nabojem ponašaju se kemijski isto i računaju se kao atomi istog kemijskog elementa.

Hemijski element je skup atoma s istim nuklearnim nabojem. (110 hemijskih elemenata).

Atomi, koji imaju isti nuklearni naboj, mogu se razlikovati po masenom broju, što je povezano s različitim brojem neutrona u njihovim jezgrama.

Atomi koji imaju isti Z, ali različite masene brojeve nazivaju se izotopi.

17 35 Cl 17 37 Cl

Izotopi vodonika H:

Oznaka: 1 1 N 1 2 D 1 3 T

Naziv: protij deuterijum tricijum

Sastav jezgra: 1p 1p + 1n 1p + 2n

Procijum i deuterijum su stabilni

Raspad tricijuma (radioaktivan) Koristi se u hidrogenskim bombama.

Jedinica atomske mase. Avogadrov broj. Krtica.

Mase atoma i molekula su vrlo male (otprilike 10 -28 do 10 -24 g), za praktičan prikaz ovih masa preporučljivo je uvesti vlastitu mjernu jedinicu, što bi dovelo do pogodne i poznate skale.

Budući da je masa atoma koncentrisana u njegovom jezgru, koje se sastoji od protona i neutrona praktički iste mase, logično je uzeti masu jednog nukleona kao jediničnu masu atoma.

Dogovorili smo se da uzmemo jednu dvanaestinu izotopa ugljika, koji ima simetričnu strukturu jezgra (6p + 6n), kao jediničnu masu atoma i molekula. Ova jedinica se naziva jedinica atomske mase (amu), numerički je jednaka masi jednog nukleona. U ovoj skali, mase atoma su bliske cjelobrojnim vrijednostima: He-4; Al-27; Ra-226 amu ……

Izračunajmo masu 1 amu u gramima.

1/12 (12 C) = = 1,66 * 10 -24 g / amu

Izračunajmo koliko amu sadrži 1 g.

N A = 6,02 * -Avogadrov broj

Dobiveni omjer naziva se Avogadro broj, on pokazuje koliko amu sadrži 1g.

Atomske mase date u periodnom sistemu izražene su u amu

Molekulska masa je masa molekula, izražena u amu, nalazi se kao zbir masa svih atoma koji formiraju dati molekul.

m (1 molekul H 2 SO 4) = 1 * 2 + 32 * 1 + 16 * 4 = 98 amu

Za prijelaz sa amu na 1 g, koji se praktično koristi u hemiji, uveden je podjelni proračun količine tvari, a svaki dio sadrži broj N A strukturnih jedinica (atoma, molekula, jona, elektrona). U ovom slučaju, masa takvog dijela, nazvanog 1 mol, izražena u gramima, numerički je jednaka atomskoj ili molekularnoj težini, izraženoj u amu.

Nađimo masu 1 mol H 2 SO 4:

M (1 mol H 2 SO 4) =

98 amu m * 1,66 ** 6,02 * =

Kao što vidite, molekularna i molarna masa su numerički jednake.

1 mol- količina supstance koja sadrži Avogadrov broj strukturnih jedinica (atoma, molekula, jona).

Molekularna težina (M)- masa 1 mol supstance, izražena u gramima.

Količina supstance-V (mol); masa supstance m (g); molarna masa M (g/mol) -vezana omjerom: V =;

2H 2 O + O 2 2H 2 O

2 mol 1 mol

2.Osnovni zakoni hemije

Zakon konstantnosti sastava supstance - hemijski čista supstanca, bez obzira na način proizvodnje, uvek ima stalan kvalitativni i kvantitativni sastav.

CH3 + 2O2 = CO2 + 2H2O

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Supstance sa konstantnim sastavom nazivaju se daltoniti. Izuzetno, poznate su tvari konstantnog sastava - bertoliti (oksidi, karbidi, nitridi)

Zakon održanja mase (Lomonosov) - masa tvari koje su ušle u reakciju uvijek je jednaka masi produkta reakcije. Iz ovoga proizilazi da atomi ne nestaju tokom reakcije i ne nastaju, prelaze iz jedne supstance u drugu. Izbor koeficijenata u jednadžbi hemijske reakcije zasniva se na tome, broj atoma svakog elementa u levoj i desnoj strani jednačine treba da bude jednak.

Ekvivalentni zakon hemijske reakcije supstance reaguju i nastaju u količinama jednakim ekvivalentu (Koliko se ekvivalenta jedne supstance potroši, potpuno ista količina ekvivalenata se potroši ili nastane druga supstanca).

Ekvivalent - količina supstance koja tokom reakcije dodaje, zamenjuje, oslobađa jedan mol atoma (jona) H. Ekvivalentna masa izražena u gramima naziva se ekvivalentna masa (E).

Zakoni o gasu

Daltonov zakon - ukupni pritisak gasne mešavine jednak je zbiru parcijalnih pritisaka svih komponenti gasne mešavine.

Avogadreov zakon Jednake zapremine različitih gasova pod istim uslovima sadrže jednak broj molekula.

Posljedica: jedan mol bilo kojeg plina u normalnim uvjetima (t = 0 stepeni ili 273K i P = 1 atmosfera ili 101255 Pascal ili 760 mm Hg. Kolona.) uzima V = 22,4 litara.

V koji zauzima jedan mol gasa naziva se molarni volumen Vm.

Poznavajući zapreminu gasa (gasne mešavine) i Vm pod datim uslovima, lako je izračunati količinu gasa (gasne mešavine) = V/Vm.

Mendeljejev-Klapejronova jednačina - povezuje količinu gasa sa uslovima pod kojima se nalazi. pV = (m / M) * RT = * RT

Kada se koristi ova jednačina, sve fizičke veličine moraju biti izražene u SI: p-pritisak gasa (pascal), V-zapremina gasa (litri), m- gasna masa (kg.), M-molarna masa (kg/mol), T - temperatura na apsolutnoj skali (K), Nu je količina gasa (mol), R je gasna konstanta = 8,31 J / (mol * K).

D - relativna gustina jednog gasa u drugom - odnos M gasa i M gasa, odabran kao standard, pokazuje koliko je puta jedan gas teži od drugog D = M1 / ​​M2.

Načini izražavanja sastava mješavine tvari.

Maseni udio W- omjer mase tvari i mase cijele smjese W = ((m in-va) / (m rastvor)) * 100%

Molni udio æ je omjer broja otoka i ukupnog broja svih stoljeća. u smjesi.

Većina hemijskih elemenata u prirodi predstavljena je kao mješavina različitih izotopa; znajući izotopski sastav hemijskog elementa, izražen u molarnim frakcijama, izračunava se ponderisana prosečna vrednost atomske mase ovog elementa, koja se prevodi u ISCE. A = Σ (æi * Ai) = æ1 * A1 + æ2 * A2 +… + æn * An, gdje je æi- molarni udio i-tog izotopa, Ai- je atomska masa i-tog izotopa.

Zapreminski udio (φ) je omjer Vi i zapremine cijele smjese. φi = Vi / VΣ

Poznavajući volumetrijski sastav gasne mešavine, izračunava se Mav gasne mešavine. Msr = Σ (φi * Mi) = φ1 * M1 + φ2 * M2 + ... + φn * Mn