Атом как основной «кирпичик» молекулы. Химические элементы



Очередная беседа по химии в рубрике «Для чайников». Простыми словами, без заумностей рассказываем о сложном.

Молекулы? Напомните!
В прошлой статье мы уяснили, что вся материя состоит из молекул и именно молекулы определяют химические свойства. Молекул очень много, поэтому существует огромное количество веществ.

Почему много разных молекул, что их делает разными?
Отлично, теперь копнем еще глубже в состав молекулы. Молекулы состоят из атомов. Каждый атом принадлежит определенному химическому элементу. Вы уже слышали этот термин. Какие атомы связаны в молекуле и определяет ее свойства, как и вещество, которое оно образует.

Разных атомов много?



Совсем нет. Количество атомов примерно равно количеству элементов. В природе в естественном состоянии находится чуть меньше сотни элементов. Остальные синтезированы. Это уже нестабильные элементы, у них малый срок жизни, они распадаются. Последний открытый элемент носит 118 номер по порядку. 24 элемента синтезированы в лаборатории.

Значит и молекул чуть больше чем сто?
Нет, в одной молекуле может быть, как один, так и множество атомов химических элементов, связанных между собой. Но это не значит, что молекул бесконечное множество. Большинство элементов не вступают между собой ни в какие связи.

Химический элемент равен атому?



Почти так, но элементы, которые в природе не встречаются в одноатомном виде. Всем известный водород всегда состоит из двух атомов водорода. А у кислорода еще веселее. Обычный кислород содержит два атома, но и три атома кислорода могут вступить в связь в одной молекуле. Но такое вещество очень активно, вступает в связи с чем попало и не держится долго. Это знаменитый озон.

Как не запутаться в элементах?
Это долго было проблемой, сначала каждому элементу присвоили значок из первых букв его латинского названия. Так водород стал «Н» (hydrogenium по ненашему), но напомню, что обычно два атома водорода в одной молекуле, значит обозначаться он будет Н2. Кислород записывается как «О» (от слова Oxygenium). Значит обычная молекула кислорода из двух атомов О2, а озон из трех атомов – О3.

Значит атом — это самый маленький «кирпичик»?



Так долго считалось. Разнообразием атомов и объяснялось многообразие веществ. Однако все атомы состоят из одинаковых меньших частиц, а свойства атома определяются количеством этих частиц внутри. Атом состоит из ядра, которое имеет положительный заряд, как в магните. А вокруг ядра вращаются отрицательные электроны. Как мы знаем, плюс и минус притягиваются, поэтому атом обычно стабилен и не имеет заряда.

Как там все устроено, внутри атома?
Ядро состоит из протонов, у них положительный заряд и нейтронов, они не имеют заряда. Ядро и составляет массу атома. Конечно атомная масса очень мала и килограммами ее не измеришь. Как протон, так и нейтрон имеют условную массу – единицу атомной массы. И протон, и нейтрон почти равны по массе. Там отклонения ничтожны, забудем о них.

А электроны не имеют массы?
Имеют, конечно. Но она настолько мала по сравнению с массой ядра, что ей тоже можно пренебречь для нашего рассказа. Для особо любопытных. Если сложить массы ядра и электронов, то они тяжелее массы атома. Это так называемый «дефект массы». Объясняют его тем, что часть совокупной массы атома тратится на энергию удержания его частиц. Это совсем дебри, и мы с этим не столкнемся.

Как электроны вращаются вокруг ядра?



Примерно, как планеты вокруг Солнца. Только планеты в одной плоскости, а электроны во всех. И с очень огромной скоростью. Чаще говорят не об орбите электронов, а об электронном облаке. Так часто мелькает электрон. Кстати, облаков несколько видов. Почти шарообразные и «S» вида, как гантель.

С атомами разобрались. А вот как разобраться с их количеством?


Менделеев

Ученые очень давно заметили, что многие элементы имеют схожие характеристики, но вот систематизировались они плохо. Просто записать в ряд почти 100 штук неудобно и не наглядно. Знаменитый русский ученый Дмитрий Менделеев смог это сделать. И получилось изящно и удобно. Говорят, что таблица химических элементов приснилась ему во сне. Сам Дмитрий Иванович это не отвергал, только обращал внимание, что если биться над этой проблемой 20 лет, еще не то может присниться.

А вот о «Периодической системе химических элементов» и о той самой таблице мы поговорим в следующем выпуске. 
В поиске иллюстраций наткнулся на видео, где тетка заупокойным голосом бубнила про строение атома. Думаю, подсчет петель при вязании гораздо веселее. Теперь я понимаю, почему все ненавидят химию!




Наши каналы в TelegramЯндекс Дзен. Страницы в FacebookVKOKLivejournalG+TumblrTwitter


Использованы материалы wikipedia.org и открытых источников.