Тема. Атомы, молекулы, ионы. Химические элементы, их названия и символы. Глоссарий к главе «Атомы, молекулы и ионы

Молекула – наименьшая частица вещества, определяющая его свойства, способная к самостоятельному существованию. Состоит из одинаковых или разных атомов.

Соединения, образованные одинаковыми атомами, называют простыми (He, O 2, O 3, H 2, S 8), а образованные разными атомами – сложными (H 2O, H 2O 2, NH 3, CCl 4, C 2H 5OH).

Атомы в молекуле удерживаются химическими связями, возникающими в результате обобществления или перераспределения внешних (валентных) электронов. Каждая обобществленная пара электронов изображается чертой, соединяющей связываемые атомы.

Ионы – заряженные одно- или многоатомные частицы, образующиеся в результате отрыва (присоединения) электрона (электронов) от атома или молекулы с образованием энергетически устойчивых электронных оболочек:

Образование поваренной соли NaCl из простых веществ сопровождается полным переходом электрона от натрия к хлору с образованием ионов Na + и Cl –. В кристаллическом NaCl нет молекул. Кристалл поваренной соли состоит из катионов Na + и анионов Cl –, которые образуют трехмерную решетку. Каждый из ионов занимает центр октаэдра, вершины которого заняты ионами противоположного знака.

Способность атома присоединять или замещать определенное число других атомов называют валентностью . Мерой валентности считают число атомов водорода или кислорода, присоединенных к элементу (ЭH n , ЭO m ), при условии, что водород одно- , а кислород двухвалентен.

Степень окисления – условный заряд атома элемента, полученный в предположении, что соединение состоит из ионов. Она может быть положительной, отрицательной, нулевой, дробной и обозначается арабской цифрой со знаком «+» или «–» в виде верхнего правого индекса символа элемента: Cl –, Cl 7+, O 2–, H +, Mg 2+, N 3–, N 5+, Cr 6+.

Для определения степени окисления (с. о.) элемента в соединении (ионе) пользуются следующими правилами:

Радикалы – частицы, образующиеся при разрыве химической связи, и (или) содержащие нескомпенсированную валентность:

Электроотрицательность (ЭО) – способность атома оттягивать на себя электрон в химическом соединении.

В основу электроотрицательности положены следущие физические обоснования (шкалы):

Шкала Полинга базируется на энергии связи при образовании сложного вещества из простых.

Шкала Малликена – ЭО пропорциональна полуразности первого потенциала ионизации и сродства к электрону ЭО ~ 0,5 ∙ (I 1 + E ср).

Шкала Олреда–Рохова основана на электростатической силе, действующей на внешний электрон

где Z эф – эффективный заряд ядра атома, e – заряд электрона; r – ковалентный радиус.

Разность электроотрицательностей элементов в соединении пропорциональна ионности связи взаимодействующих атомов; нулевая разность соответствует образованию ковалентной связи.

Эмпирическая формула составляется из атомных символов элементов, записываемых в определенном порядке друг за другом.

Молекулярная формула соответствует истинному молекулярному составу соединения: S 2Cl 2, C 6H 6, а не SCl, CH. При изменении состава молекулы в зависимости от температуры берут самую простую формулу: S, P, NO 2 вместо S 8, P 4, N 2O 4.

В структурной формуле указываются последовательность соединения атомов в молекуле (плоская структурная формула) и пространственное расположение атомов в соединении (проекционная структурная формула).

Катион в формулах солей всегда ставится на первое место: MgCl 2, KMnO 4, (NH 4) 2CO 3.

Если соль содержит более одного катиона или более одного аниона, то в формуле они записываются в алфавитном порядке их символов: KCr(SO 4) 2, PtBr 2Cl 2.

Кислоты рассматриваются как соли протона H +: HCl, H 2SO 4, H 3PO 4.

Основания – соединения, у которых анионом служит гидроксил-ион OH –: KOH, Al(OH) 3.

На рис. 1.4. приведены важнейшие классы неорганических соединений.

Моль – количество вещества, содержащее столько же частиц или структурных единиц (атомов, ионов, молекул, радикалов, электронов, эквивалентов и др.), что и в 12 а. е. м. изотопа углерода-12.

Хим элемент – это вид атома с опр-ным зарядом ядра. Атом – мельчайшая хим-ки неделимая электронейтральная частица вещества. Молекула – мельчайшая электронейтральная частица вещества, кот обуславливает хим и физ свойства этого вещ-ва.

Ион – мельчайшая заряженная частица вещества (электролита), которая обуславливает хим и физ свойства этого вещ-ва. Вещество - вид материи, обладающее массой покоя и состоящий главным образом из элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов). Любое в-во состоит из структурных единиц – атомов, молекул, ионов.

2.Сколько химических элементов известно в настоящее время? в чём заключаются различия между химическим элементом и простым веществом?

В наст время известно 110 видов атомов. Об атомах одного вида говорят, что они являются атомами одного хим элемента. Т.е. хим эл-т – то же самое, что вид атома.

Если молекулы состоят из атомов только одного вида, то вещество называют простым.

3.Чем отличаются вещества молекулярного строения от веществ немолекулярного строения? Какие физические свойства присущи тем и другим веществам?

Среди органических веществ преобладают молекулярные вещества, среди неорганических - немолекулярные. Молекулярные вещества состоят из молекул, связанных между собой слабыми межмолекулярными связями, к ним относятся: H 2 , O 2 , N 2 , Cl 2 , Br 2 , S 8 , P 4 и другие простые вещества; CO 2 , SO 2 , N 2 O 5 , H 2 O, HCl, HF, NH 3 , CH 4 , C 2 H 5 OH, органические полимеры и многие другие вещества. Эти вещества не обладают высокой прочностью, имеют низкие температуры плавления и кипения, не проводят электрический ток, некоторые из них растворимы в воде или других растворителях. Немолекулярные вещества с ковалентными связями или атомные вещества (алмаз, графит, Si, SiO 2 , SiC и другие) образуют очень прочные кристаллы (исключение - слоистый графит), они нерастворимы в воде и других растворителях, имеют высокие температуры плавления и кипения, большинство из них не проводит электрический ток (кроме графита, обладающего электропроводностью, и полупроводников - кремния, германия и пр.) Все ионные вещества, естественно, являются немолекулярными. Это твердые тугоплавкие вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Многие из них растворимы в воде. Следует отметить, что в ионных веществах, кристаллы которых состоят из сложных ионов, есть и ковалентные связи, например: (Na +) 2 (SO 4 2-), (K +) 3 (PO 4 3-), (NH 4 +)(NO 3-) и т. д.

4.Чем определяется химическое количество вещества? Сформулируйте определение понятия моль. Каков физический смысл постоянной Авогадро и чему равно ее значение?

Количество вещества п - физическая величина, определяе­мая числом элементарных объектов (структурных единиц), из которых это вещество состоит. Под элементарными объектами понимают атомы, молекулы, ионы, электроны, любые условные части или фрагменты молекулы. За единицу количества вещества принят моль, определяе­мый как количество вещества системы, содержащей столько же структурных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг уг­лерода 12 С. Эта величина является фундаментальной физической константой, называется постоянной Авогадро и обозначается N A:= 6,02*10 23 моль -1

§ 1 Частицы вещества

Разделим плитку шоколада на восемь равных частей.

Это у нас получится без особого труда. А можно ли каждую восьмую часть плитки поделить еще на восемь кусочков? Да, конечно, но у нас при этом возникнут определенные трудности. Точно также можно поступить и с любым другим телом. А теперь посмотрим на руки. Мы увидим, что на руках при делении остались мельчайшие частицы шоколада. Это означает, что тело обладает свойством делимости до неимоверно малых размеров.

О том, что все вещества состоят из мельчайших частиц, догадывались еще древние ученые. Подтверждением этого является дошедшая до нас поэма «О природе вещей» Лукреция Кара:

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нём оседает,

Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза.

Расстояние между молекулами может увеличиваться при переходе вещества из одного состояния в другое. Так, например, стакан воды объемом 0,2 литра при превращении в пар занимает объем 320 литров. Это означает, что частицы воды расположены ближе друг к другу, чем частицы водяного пара.

Существование таких мельчайших частиц было доказано лишь в 19 веке. Эти частицы получили название молекул. Молекула - это мельчайшая частица вещества, имеющая физические и химические свойства данного вещества. Таким образом, делить любое тело можно до размера молекул. Размер молекулы настолько мал, что представить его можно только с помощью сравнений. Например, молекула воды со столько раз меньше крупного яблока, во сколько раз яблоко меньше земного шара.

На сегодняшний день факт существования молекул доказан при помощи мощного электронного микроскопа, дающего увеличение в 10 000 000 раз.

Далее уместен вопрос, как расположены частицы вещества друг относительно друга. Для ответа на этот вопрос можно провести эксперимент в домашних условиях. Если взять полстакана гороха и полстакана манной крупы и смешать их, то мы в результате не получим полный стакан, так как крупинки манки займут промежутки между горохом. Таким образом, ученые пришли к выводу о том, что между молекулами существуют промежутки. Если попытаться сжать закупоренный шприц с воздухом, то объем газа уменьшится. Это также доказывает существование межмолекулярных промежутков.

Промежутки существуют между частицами у твердых тел и жидкостей, однако они в несколько раз меньше промежутков между частицами газа.

§ 2 Делимость вещества

А можно ли разделить молекулу? Из курса окружающего мира нам известно, что вода состоит из кислорода и водорода. Это означает, что молекулу воды можно разделить на две составляющие - кислород и водород. Однако в этом случае составляющие части не будут сохранять свойства вещества. Так ученым стали известны атомы. Атом - наименьшая неделимая часть вещества. Молекулы могут состоять из одинаковых и различных атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одной молекулы кислорода, а молекула водорода из двух одинаковых атомов водорода.

Таким образом, делаем вывод о том, что все вещества состоят из молекул, повторяющих свойства этого вещества, а молекулы, в свою очередь, состоят из наименьших неделимых частей - атомов водорода из двух одинаковых атомовводорода.

§ 3 Итоги урока

1. Тело обладает свойством делимости до неимоверно малых размеров.

2. Молекула - мельчайшая частица вещества, имеющая физические и химические свойства данного вещества. Таким образом, делить любое тело можно до размера молекул.

3. Между молекулами существуют промежутки.

4. Промежутки существуют между частицами у твердых тел и жидкостей, однако они в несколько раз меньше промежутков между частицами газа. Расстояние между молекулами может увеличиваться при переходе вещества из одного состояния в другое.

5. Атом - наименьшая неделимая часть вещества. Молекулы могут состоять из одинаковых и различных атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одной молекулы кислорода, а молекула

Использованные изображения:

помогите пожалуйста. 2 недели болел, теперь надо сдать это, чтобы пройти дальше.

2 вариант

1.Схема электронного строения атома наименее активного металла это
1) 2е, 8е, 1е
2) 2е, 8е, 3е
3) 2е, 8е, 18е, 28е, 3е
4) 2е, 8е,18е, 3е

2.Все металлы обладают высокой
1) пластичностью
2) хрупкостью
3) способностью возгоняться
4)растворимостью в воде

3.В узлах кристаллической решетки металла находятся
1) молекулы
2) атомы
3) ионы
4) ионы-атомы

4.Самым распространённым в земной коре металлом является
1) железо
2) хром
3) никель
4) серебро

5.Число электронов, участвующих в реакции восстановления оксида железа(III) оксидом углерода(II), равно
1) 2
2) 4
3) 6
4) 8

6.Оба вещества могут быть использованы для получения металлов из руд
1) CO и Al
2) Al и Cu
3) Al и CO2
4) CO2 и O2

7.Какое суждение верно:
А. Все металлы обладают высокой тепло- и электропроводностью.
Б. Меньшая химических элементов, известных на сегодняшний день, относится к металлам.
1) верно только А
2) верно только Б
3) оба верны
4) оба неверны

Часть Б
1.Металлы, которые могут существовать в земной коре только в виде соединений - это...(выбранные номера запишите в порядке возрастания)
1) золото
2) натрий
3) алюминий
4) серебро
5) кальций

2. Вычислите содержание железа(% по массе) в образце Fe2O3, содержащем 14,28% примесей. Ответ запишите в виде целого числа.

1.Галогенирование-это процесс взаимодействия ________________ 2.Этилен при обычных условиях находится в ________ агрегатном состоянии.

3.Количество атомов Гидрогена в молекуле равняется ___________
4.Гидрогалогенирование-это процесс взаимодействия с __________
5.Процесс присоединения водорода называется ______________
6.В молекуле этилена типом химической связи между атомами является ___________

Тест «Химическая связь»1. Какое из указанных веществ имеет ковалентную неполярную связь: 1) KCl, 2) H2, 3) H2S, 4) SO22.Между атомами каких химических

элементов химическая связь будет иметь ионный характер:1)N и O; 2) Si и Cl; 3) Na и O; 4) P и Br3.Только ковалентная связь наблюдается в соединении с формулой: 1) Ba(OH)2, 2) H2SO4, 3) Li2CO3, 4) NH4NO34.Неполярная ковалентная связь наблюдается в веществе: 1) углекислом газе, 2) аммиаке, 3) алмазе, 4) воде.5.В молекуле какого вещества содержится ковалентная неполярная связь: 1) воде, 2) поваренной соли, 3) водороде, 4) магнии6.В каком веществе наблюдается металлическая связь: 1) мышьяк, 2) галлий, 3) фосфор, 4) йод7.В узлах металлической кристаллической решетки находятся: 1) атомы металла, 2) ионы металла, 3) атомы и ионы металла, 4) верного ответа нет8. Ковалентной неполярной связью характеризуется пара веществ: 1) водород и графит, 2) кислород и алюминий, 3) хлор и аргон, 4) азот и аммиак.9.Какая связь наблюдается в молекуле аммиака: 1) ковалентная неполярная, 2) ковалентная полярная, 3) ионная, 4) металлическая10.Только ионные связи имеют место в веществе: 1) пероксид натрия, 2) гашеная известь, 3) медный купорос, 4) поваренная соль11.Выберите вещества, имеющие только ионную связь: 1) хлорид натрия, 2) сульфат бария, 3) йодид кальция, 4) углекислый газ, 5) фторид калия12.Выберите вещества, имеющие только ковалентную полярную связь: 1) вода, 2) кислород, 3) фтор, 4) углекислый газ, 5) этанол

1) атомы каких элементов могут отдать электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы:а) С б) Li в) Ba г) Р

2) атомы каких элементов могут принимать электроны, превращаясь в отрицательно заряженные ионы: а) Са б) Na в) F г) Br
3) вещества с ионной связью а) SO3 б) КCL в) BaCL2 г) NH3
4) вещества с полярной ковалентной связью а) P2O5 б) СsF в) BaF2 г) H2S
5) вещества с ионной кристаллической решёткой а) KF б) СsCL в) HJ г) CL2
6) вещества с молекулярной кристаллической решёткой а) HF б) Н2 в) LiF г) BaCL2
7) наибольшая температура плавления у а) LiF б) HJ в) J2 г) HCL
8) наибольшая температура плавления у а) KF б) HBr в) Br2 г) Н2О
9) степень окисления углерода +4 имеется в соединении а) Na2CO3 б) CH4 в) CO2 г) SiC
10) в каком соединении степень окилсения углерода -4 а) CO2 б) CCL4 в) СН4 г) H2CO3
11) какой процесс является окислением а) S-2 (сера с двумя отрицательными зарядами)-->S+4 б) Mg0-->Mg+2 в) S+6-->S+4 г) S+4-->S0
12) какой процесс является восстановлением а) N0-->N-3 б) N-1--> N0 в) N-3-->N+2 Г) N+5-->N+2
13)коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции AL+CuCl2-->ALCL3+Cu а) 1 б) 2 в) 3 г) 6
14) коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции NO2+O2-->NO2 а) 1 б) 2 в) 3 г) 6
15) выберите правильные утверждения а) наиболее сильными металлическими свойствами обладают те элементы, атомы которых легко отдают электроны
б) ионная связь возникает в результате образования электронных пар
в) ионы - нейтральные частицы в которые прекращаются атомы в результате отдачи или присоединения электронов
г) в соединениях Н2, HF, Н2О ковалентная связь
д) стекло - твёрдое кристаллическое вещество
е) атомы или ионы которые в реакциях присоединяют электроны называются восстановителями
ж) в реакции 4Li+O2-->2Li2O, Li - восстановитель, О- окислитель
з) в соединениях сумма степеней окисления элементов равна 0

Ключевые слова конспекта: Атомно-молекулярное учение, атомы, молекулы и ионы, элементарные частицы, ядро, электрон, протон, нейтрон.

Древнегреческий философ Демокрит 2500 лет назад предположил, что все тела состоят из мельчайших, невидимых, неделимых, вечно движущихся частиц - атомов . В переводе «атом» означает «неделимый».

Учение о молекулах и атомах в основном было разработано в XVIII- XIX вв. Великий русский учёный М. В. Ломоносов утверждал, что тела в природе состоят из корпускул (молекул), в состав которых входят элементы (атомы). Многообразие веществ учёный объяснял соединением разных атомов в молекулах и различным расположением атомов в них.

Основоположником атомно-молекулярного учения принято считать известного английского учёного Джона Дальтона . Тем не менее некоторые представления об атомах и молекулах, высказанные Ломоносовым за полвека до Дальтона, оказались более достоверными, научными. Например, английский учёный отрицал возможность существования молекул, образованных одинаковыми атомами.

Получило окончательное признание только в 1860 г. на Всемирном съезде химиков в Карлсруэ.

Молекулы

Каждое отдельно взятое вещество состоит из одинаковых молекул. Например, вещество вода состоит из молекул воды. Но размеры молекул воды очень малы, поэтому даже маленькая капелька воды содержит огромное количество молекул, которые имеют одинаковые состав и свойства.

Молекулы - это мельчайшие частицы многих веществ, состав и химические свойства которых такие же, как у данного вещества. При химических реакциях молекулы распадаются, то есть они являются химически делимыми частицами. Молекулы состоят из атомов.

Атомы

Следует иметь в виду, что существуют также вещества, состоящие из отдельных одинаковых атомов. Мельчайшими частицами, сохраняющими характерные химические свойства таких веществ, являются атомы . Так, из отдельных атомов состоят благородные газы - гелий, неон, аргон и др. Атомы в отличие от молекул в ходе химических реакций не делятся на более мелкие части.

Атомы - это мельчайшие химически неделимые частицы вещества.

Элементарные частицы

В конце XIX-начале XX в. было обнаружено, что атомы состоят из ешё более мелких частиц. Эти частицы были названы элементарными частицами . В центре атома находится положительно заряженное ядро , вокруг которого находятся отрицательно заряженные частицы - электроны . Заряд электрона принято считать равным -1.

Ядро атома, в свою очередь, также состоит из элементарных частиц. В состав ядер атомов входят положительно заряженные частицы - протоны и частицы, имеющие почти такую же массу, как протоны, но не имеющие заряда,- нейтроны. Заряд протона численно равен заряду электрона , но имеет противоположный знак (+1).

Например, атом водорода состоит из ядра, в котором находится только один протон и один электрон. Атом гелия состоит из ядра, в котором находятся 2 протона и 2 нейтрона, а также 2 электрона. Атом лития состоит из ядра, в котором находятся 3 протона, 4 нейтрона, а также 3 электрона.

Ионы

Одни атомы, взаимодействуя с другими атомами, могут терять или, наоборот, приобретать один или более электронов. В результате электрически нейтральный атом превращается в заряженную частицу - ион . Если атом теряет один или несколько электронов, его называют положительно заряженным ионом. Атом, дополнительно присоединивший один или несколько электронов, называют отрицательно заряженным ионом. Противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу. Подробнее электронно-ионная теория рассматривается в курсе физики ()