Чем отличаются атомы? Что такое атом и химический элемент? Атомы различных элементов.

Чем отличаются атомы? Что такое атом и химический элемент? Атомы различных элементов.

Атом и ион – элементарные частицы химических элементов. Эти частицы являются носителями свойств элементов. Отличаются они зарядами: атом нейтрален, а ион бывает положительно или отрицательно заряженным.

Определение

Атом – электрически нейтральная микроскопическая частица химического элемента, определяющая его свойства. Центр атома – положительно заряженное ядро, окруженное электронным облаком, по орбиталям которого движутся электроны. Атомы, присоединяя или отдавая электроны, превращаются в ионы.

Ионы – микроскопические электрически заряженные, одноатомные или многоатомные и химически активные частицы. Они обладают положительным (катионы) или отрицательным (анионы) зарядом. Ионы образуются из атомов или групп атомов, приобретающих электроны или, наоборот, теряющих их.

Ионы – самостоятельные частицы, встречающиеся в любых агрегатных состояниях. Они есть в газах (в атмосфере), в кристаллах, в жидкостях (и растворах, и расплавах) и в плазме (межзвездном пространстве.)

Ионы в химических реакциях способны взаимодействовать между собой, с молекулами и атомами. В растворах эти активные частицы образуются в процессе электролитической диссоциации и определяют свойства электролитов.

Сравнение

Атом всегда электрически нейтрален, ион, напротив, заряженная частица. У атомов внешние энергетические уровни, как правило, не завершены (исключением является группа благородных газов). У ионов же внешние уровни завершены.

Ион в противоположность атому не способен обладать свойствами простого вещества. Например, металлический калий вступает в бурную реакцию с водой, продуктами которой становится водород и щелочь. А ионы калия, имеющиеся в составе солей калия, не обладают подобными свойствами. Хлор – желто-зеленый ядовитый газ, а его ионы не ядовиты и бесцветны.

Цвет меди – красный, а ее ионы в растворах приобретают голубую окраску. Кристаллы йода – серые, пары – фиолетовые, спиртовой раствор – красно-бурого цвета, в смеси с крахмалом он дает синее окрашивание. Ионы йода не могут изменить окраску крахмала, они бесцветны.

Выводы сайт

  1. Атомы и ионы одного химического элемента имеют разное количество электронов.
  2. Заряд атомов равен нолю, у ионов он может быть положительным или отрицательным.
  3. Ионы и атомы обладают различными окислительно-восстановительными свойствами.

Атом вещь (Garg и др 2014.); элемент - это тип вещи.

Атом представляет собой набор протонов, нейтронов и электронов. Один изолированный атом в нейтральном состоянии имеет некоторое количество протонов, такое же количество электронов и некоторое число нейтронов (примерно столько же, сколько протонов для более легких элементов, что примерно на 50% больше, для более тяжелых элементов). Число нейтронов или протонов в атоме изменяется только в результате радиоактивных процессов или очень высокоэнергетических взаимодействий, таких как вы получаете в ускорителях частиц. И я имею в виду действительно высокая энергия: даже если вы думаете о раздувании палочек динамита, это не достаточно энергии, чтобы начать возиться с протонами и нейтронами. Химия происходит, когда атомы объединяются и обмениваются электронами или дают электроны друг другу. Химические реакции происходят все время, и многие из них не нуждаются в большой энергии: перемещение электронов с атома на атом часто очень просто.

Итак, химия атома зависит от числа электронов, а число электронов в изолированном атоме напрямую зависит от числа протонов. Электроны настолько легко добавлять и удалять из атомов (просто натереть воздушный шар на волосы: статическое электричество - это то, что вы переводили электроны между вашими волосами и воздушным шаром), поэтому мы классифицируем атомы в соответствии с количеством протонов в них. Нейтроны не так актуальны: я расскажу о них в конце.

Таким образом, элемент атома определяется числом протонов. Все атомы водорода имеют один протон, и все атомы с одним протоном являются водородом. Два протона - это гелий, три - литий, семнадцать - хлор, 79 - золото и т. Д. Чистый образец элемента содержит только атомы такого типа: например, чистый образец железа содержит только атомы с 26 протонами. С другой стороны, вода не является элементом: молекула воды состоит из двух атомов водорода (по одному протону), разделяющих электроны с атомом кислорода (восемь протонов).

Теперь, что значит утверждать, что элемент «нельзя разбить на более простую форму» и почему атомы не являются «более простой формой»? Ну, они не более простая форма, потому что атом железа - железо: это та же форма, что не проще. Подумайте об этом так. Если я дам вам кусок чистого железа, все, что вы можете сделать, это разбить его на более мелкие куски железа или сделать его более сложным веществом, например, разрешив ему ржавчину. - ржавчина образована из железа и кислорода. Самый маленький возможный кусок железа, который вы могли бы сделать, - это единственный атом железа, но это все еще просто невероятно крошечный кусок железа. Если бы вы хотели сломать кусок железа за пределы отдельных атомов железа, вам нужно будет использовать ядерный реактор или ускоритель частиц или что-то в этом роде, а затем, наконец, вы сможете получить то, что не было железом, потому что вы бы изменили количество протонов в атомах.

Давайте сравним это с водой. Если я дам вам ведро с чистой водой, то, подобно куску железа, вы можете разделить его на более мелкие и мелкие образцы, в конечном итоге получив единственную молекулу воды. Но вы можете сделать что-то еще: если вы пропускаете электричество через воду, он расщепляется на чистый водород и чистый кислород. Это «более простые» вещества, потому что каждый состоит из атомов только одного элемента, тогда как вода имеет атомы двух элементов.

Что относительно нейтронов? Ну, с точки зрения химии, они не делают много, а атомы с таким же числом протонов, но с различным числом нейтронов, гораздо более похожи (они имеют, по существу, одну и ту же химию, например), чем атомы, имеющие одинаковые число нейтронов, но различное количество протонов. Гораздо более целесообразно классифицировать по числу протонов, поскольку это определяет количество электронов и определяет химию.

Предположим, вы попытались классифицировать атомы в соответствии с количеством нейтронов.Наилучшим образом, большинство атомов аргона (18 протонов) имеют 22 нейтрона, но некоторые атомы хлора (17 протонов) и приличная доля атомов калия (19 протонов) также имеют 22 нейтрона. Как вы, наверное, знаете, аргон, хлор и калий абсолютно ничем не похожи друг на друга. С другой стороны, атомы калия с 22 нейтронами ведут себя почти одинаково с наиболее распространенным видом атомов калия, которые имеют 21 нейтрон.

Вся материя вокруг нас, которую мы видим, состоит из различных атомов. Атомы отличаются друг от друга строением, размером и массой. Существует более 100 видов различных атомов, более 20 видов атомов были получены человеком и не встречаются в природе, так как неустойчивы и распадаются по более простые атомы.

Однако даже атомы принадлежащие к одному виду немного могут между собой различаться. Поэтому существует такое понятие как химический элемент - это атомы одного вида. У всех у них одинаковый заряд ядра, то есть одинаковое число протонов.

Каждый химический элемент имеет название и обозначение в виде одной или двух букв из латинского названия этого элемента. Например, химический элемент водород обозначается буквой H (от латинского названия Hydrogenium) , хлор - Cl (от Chlorum), углерод - C (от Carboneum), золото - Au (от Aurum), медь - Cu (от Cuprum), кислород - O (от Oxigeium).

Существующие химические элементы перечислены в Периодической таблице Менделеева. Часто о ней говорят как о системе (периодическая система), потому что существуют определенные строгие правила по которым тот или иной элемент помещается в свою ячейку таблицы. В строках и столбцах периодической таблицы наблюдаются закономерные изменения свойств элементов. Таким образом, у каждого элемента в таблице есть свой номер.

Атомы химических элементов не изменяются в результате химических реакций. Изменяется набор веществ, образуемых атомами, но не они сами. Например, если в результате химической реакции угольная кислота (H 2 CO 3) разложилась на воду (H 2 O) и углекислый газ (CO 2), то никаких новых атомов не образовалось. Изменились лишь связи между ними.

Таким образом, атом можно определить как мельчайшую химически неделимую частицу вещества.

Самым распространенным элементом во Вселенной является водород, затем следует гелий. Это самые простые по строению химические элементы. На остальные химические элементы приходится около 0,1% от всех атомов. Однако атомы остальных химических элементов имеют большую массу, чем атомы водорода и гелия. Поэтому если выражать содержание остальных химических элементов во Вселенной в массовых процентах, то на них придется 2% от массы всего вещества Вселенной.

На Земле распространенность химических элементов сильно отличается, если рассматривать всю Вселенную. На Земле преобладают кислород (O) и кремний (Si). На их долю приходится около 75% массы Земли. Далее идут по убыванию алюминий (Al), железо (Fe), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), водород (H) и многие другие элементы.

В переводе «атом» означает неделимый. Назван он так потому, что долгое время его считали наименьшей частью вещества. Но дальнейшее развитие науки показало, что это не так. Итак, давайте разберемся, из чего состоит атом и чем отличаются атомы различных элементов.

Строение атома

На сегодняшний день науке известно 126 видов химических элементов. Общий план строения их атомов одинаков. Каждый из них имеет ядро, состоящее из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Электроны - это негативно заряженные частицы. При их вращении вокруг ядра образуется электронное облако.

Протоны - это позитивно заряженные частицы. В состоянии покоя в атоме содержится одинаковое количество протонов и электронов, поэтому такой химический элемент не имеет электрического заряда. Однако, в процессе реакций он может отдавать электрон другим элементам, превращаясь в позитивно заряженную частицу, или забирать их, становясь отрицательно заряженной частицей. Нейтроны никакого заряда не несут, но влияют на массу элемента. Для протонов и нейтронов придумано объединяющее название - нуклоны.

Атомы различных элементов

Атомы различных элементов отличаются друг от друга количеством протонов в ядре. Количество электронов может меняться, а протонов - никогда. Сколько протонов содержится в ядре, можно узнать по порядковому номеру элемента в периодической системе Менделеева. У водорода (№1) в состоянии покоя 1 электрон и 1 протон, у лития
(№3) - 3 электрона и 3 протона, у углерода (№6) - 6 электронов и 6 протонов.

Поскольку количество протонов у различных атомов разное, массы у них тоже отличаются. Масса элемента в основном формируется протонами и нейтронами, ведь вес электронов ничтожно мал. Но даже у атомов одного и того же элемента вес может отличаться из-за разного количества нейтронов в ядре. Атомы, у которых количество нейтронов отличается от количества протонов, называют изотопами. Например, в природе существуют атомы углерода С12 (6 протонов и 6 нейтронов), С13 (6 протонов и 7 нейтронов) и другие разновидности с содержанием нейтронов от 2 до 16.


Внимание, только СЕГОДНЯ!

ДРУГОЕ

Иностранное слово «альфа» прочно прижилось в русском языке и встречается в самых разных сочетаниях. О том,…

Безусловно, каждый из нас в самом общем смысле хорошо представляет, что такое элемент. Элемент - это составная часть…

Слово "ядро" означает сердцевину чего-либо, имеющую форму шара. Однако значения у данного понятия могут быть разными, в…

Каждый из нас хоть раз, но любовался прекрасным ночным небом, усыпанным множеством звёзд. Не задумывались ли вы о том,…

Определение большого адронного коллайдера звучит так: БАК является ускорителем заряженных частиц, и создан он с целью…

Электрон - это элементарная частица, которая имеет отрицательный электрический заряд. Он равен -1. Электрон входит в…

Существует невидимая сила, которая протекает внутри биологических объектов и неживой среды. Эта сила называется…

Не так много людей хорошо разбираются в различных терминах, теориях и законах физики и химии. А некоторые, может быть,…

Реакции между разного рода химическими веществами и элементами являются одним из главных предметов изучения в химии.…

Понятие вещества изучается сразу несколькими науками. Вопрос о том, какие есть вещества, мы разберём с двух точек…

На уроках химии в школе учат решать различные задачи, популярными среди которых являются задачи на вычисление…

Электрический заряд – физическая величина, которая определяет способность тела принимать участие в электромагнитных…

Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, он получает атом в результате полного принятия электронов, его…

Еще много веков назад люди догадывались, что любое вещество на земле состоит из микроскопических частиц. Прошло какое-то время, и ученые доказали, что эти частицы действительно существуют. Их назвали атомами. Обычно атомы не могут существовать отдельно и объединяются в группы. Эти группы и называются молекулами.

Само название "молекула" происходит от латинского слова moles, означающего тяжесть, глыбу, громаду, и уменьшительного суффикса - cula. Раньше вместо этого термина употреблялось слово «корпускула», дословно означающее «маленькое тело». Для того чтобы выяснить, что такое молекула, обратимся к толковым словарям. В словаре Ушакова говорится, что это мельчайшая частица, которая может существовать автономно и обладает всеми свойствами вещества, к которому она относится. Молекулы и атомы окружают нас повсюду, и хоть их нельзя пощупать, все, что мы видим, на самом деле - это их гигантские скопления.

Пример с водой

Лучше всего объяснить, что такое молекула, можно на примере стакана с водой. Если отлить из него половину, то вкус, цвет и состав оставшейся воды не изменится. Было бы странно ожидать чего-то другого. Если снова отлить половину, количество уменьшится, но свойства опять останутся теми же. Продолжая в том же духе, мы в итоге получим маленькую капельку. Ее еще можно поделить пипеткой, но до бесконечности продолжать этот процесс не получится.

В конечном счете получится мельчайшая частица, остаток от деления которой водой уже не будет. Для того чтобы представить себе, что такое молекула и насколько она мала, попробуйте угадать, сколько молекул находится в одной капельке воды. Как вы думаете? Миллиард? Сто миллиардов? На самом деле их там примерно сто секстильонов. Это число, у которого после единицы идет двадцать три нуля. Такую величину сложно себе представить, поэтому воспользуемся сравнением: размер одной меньше крупного яблока во столько раз, во сколько само яблоко меньше Поэтому ее нельзя увидеть даже в самый мощный оптический микроскоп.

и атомов

Как мы уже знаем, все микроскопические частицы в свою очередь состоят из атомов. В зависимости от их количества, орбит центральных атомов и типа связей геометрическая форма молекул может быть различной. К примеру, человеческая ДНК закручена в форме спирали, а мельчайшая частица обычной поваренной соли имеет вид Если у молекулы каким-то образом забрать несколько атомов, произойдет ее разрушение. При этом последние никуда не денутся, а войдут в состав другой микрочастицы.

После того как мы разобрались, что такое молекула, перейдем к атому. Его структура очень напоминает планетарную систему: в центре находится ядро с нейтронами и положительно заряженными протонами, а вокруг на разных орбитах вращаются электроны. В целом атом электронейтрален. Другими словами, число электронов равно числу протонов.

Надеемся, наша статья оказалась полезной, и теперь у вас больше нет вопросов о том, что такое молекула и атом, как они устроены и чем отличаются.