Химия

ru.natapa.org

Атом и ион — это два различных термина, которые составляют главную долю химии.

Эти два термина составляют главную основу химии, и человек, который желает понять, как все устроено, обнаружит, что ему придется полностью понимать данные термины. Атом — это очень маленькая часть каждого объекта.

Ион — это атом или молекула, общее число электронов которых не равно общему количеству протонов. Это немного сбивает с толку учеников, пока они не понизят идею.

Атомы — это ключевые единицы, из которых состоит вся материя.

Ионная, ковалентная и металлическая связи

Атомы крошечные, шириной от 0,1 до 0,5 нанометров. Они настолько крошечные, что их даже не видно через микроскоп.

Имеется множество типов атомов.

Каждый атом имеет уникальное имя, массу и размер. Разные типы атомов называются элементами.

Компонент — это чистое вещество, которое имеет один или один вид атома, выделяющийся собственным атомным номером. Ядерный номер выходит из протонов, присутствующих в ядре элемента.

Всего было идентифицировано 118 элементов, разделенных на металлы, металлоиды и неметаллы. Любой компонент имеет собственный набор параметров.

Большинство элементов доступно на Земля, тогда как отдельные из них были созданы искусственно в результате ядерных реакций.

Компонент уже находится в его самой сырой форме и не может быть дальше сломан. Все детали можно отыскать в периодической таблице, перечисленные по атомному номеру.

Каждый атом каждого элемента состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны составляют ядро ??атома и размещены в середине атома.

Ядро окружено облаком электронов, которые связаны с ядром электромагнитной силой. Электроны имеют негативный заряд, который притягивает их к ядру, так как протоны в ядре имеют позитивный заряд.

Нейтроны, с другой стороны, не имеют заряда.

Кол-во протонов, нейтронов и электронов в атоме определяет, каким элементом он считается. К примеру: атом железа имеет 26 протонов, 30 нейтронов и 26 электронов.

Каждый атом железа станет иметь эту конфигурацию.

Как видно из примера, атом железа имеет 26 протонов и 26 электронов. Каждый атом, который не создал никакой связи, станет иметь равное кол-во протонов и электронов.

Потому как атом не может свободно существовать в естественном мире, они без проблем связываются с другими атомами, которые доступны. Когда атом связывается, он либо теряет, либо получает электроны.

Если один атом связывается с иным атомом, один атом должен потерять электрон, тогда как другой атом получит электрон. Это даёт атому позитивный или негативный электрический заряд.

Атомы, протоны которых не равны его электронам, являются ионами.
Ионы делаются химическими или физическими средствами.

Существует два типа ионов: катион и анион.

Считается, что нейтральный атом, который теряет электрон, имеет позитивный заряд из-за большего количества протонов и известный как катион. Атом, который получает электрон, имеет большее число электронов, чем протоны, и считается, что он имеет негативный заряд и рассматривается как анион.

Чем атом отличается от иона?

Ион, который состоит из одного атома, собой представляет ядерный или одноатомный ион; если он состоит из 2-ух или более атомов, это молекулярный или многоатомный ион.
Ионы обладают высокой реакционной способностью и связываются с ионами противоположного заряда, чтобы стать стабильными.

Ионы на стадии, аналогичной газу, являются огнеопасными и встречаются на Земля только в минимальных количествах, например как пламя, молния, электрические искры и остальные виды плазмы. Ионы, которые будут в жидком или твёрдом состоянии, часто взаимодействуют и связываются с экстрагентами, чтобы стать намного стабильными.

Все ионы заряжены, что означает, что они имеют несколько главных параметров: они притягиваются к противоположным электрическим зарядам, отталкиваются похожими зарядами, во время движения они двигаются по траекториям и отклоняются магнитным полем.

«Атомы, молекулы и ионы»

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.

Атомно-молекулярное учение 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 (читать Конспект «Электронно-ионная теория»)

Конспект урока «Атомы, молекулы и ионы».

Следующая тема: «Простые и сложные вещества».

Тест по химии по теме «Строение атома». Ответы.

Современные представления о строении атомов. Изотопы. Строение электронных оболочек атомов элементов первых четырех периодов. Атомные орбитали, s- и p- d- элементы. Электронная конфигурация атома. Основное и возбужденное состояние атомов

1. Восьмиэлектронную внешнюю оболочку имеет ион1) Р3+ 2) S2- 3) С15+ 4) Fe2+ 2. Двухэлектронную внешнюю оболочку имеет ион1) S6+ 2) S2- 3) Вг5+ 4) Sn4+ 3. Число электронов в ионе железа Fe2+ равно1) 54 2) 28 3) 58 4) 24 4. Электронная конфигурация Is22s22p63s23p6 соответствует иону 1) Sn2+ 2) S2- 3) Cr3+ 4) Fe2 5. В основном состоянии три неспаренных электрона имеет атом1) кремния2) фосфора3) серы4) хлора 6. Элемент с электронной конфигурацией внешнего уровня … 3s23p3 образует водородное соединение состава1) ЭН₄ 2) ЭН 3) ЭН₃ 4) ЭН₂ 7. Электронная конфигурация Is22s22p63s23p6 соответствует иону 1) Сl- 2) N3- 3) Br- 4) О2- 8. Электронная конфигурация Is22s22p6 соответствует иону1) А13+ 2) Fe3+ 3) Zn2+ 4) Cr3+ 9. Одинаковую электронную конфигурацию внешнего уровня имеют Са2+ и 1) К+ 2) Аr 3) Ва 4) F- 10. Атом металла, высший оксид которого Ме₂О₃, имеет электронную формулу внешнего энергетического уровня1) ns2пр1 2) ns2пр2 3) ns2np3 4) ns2nps 11. Элемент, которому соответствует высший оксид состава R₂O₇ имеет электронную конфигурацию внешнего уровня:1) ns2np3 2)ns2np5 3) ns2np1 4) ns2np2 12. Высший оксид состава R₂O₇ образует химический элемент, в атоме которого заполнение электронами энергетических уровней соответствует ряду чисел:1) 2, 8, 1 2) 2, 8, 7 3) 2, 8, 8, 1 4) 2, 5 13. Наибольший радиус имеет атом1) олова 2} кремния 3) свинца 4} углерода 14. В ряду химических элементовNa —>Mg —> Al —> Si1) увеличивается число валентных электронов в атомах2) уменьшается число электронных слоев а атомах3) уменьшается число протонов в ядрах атомов4) увеличиваются радиусы атомов 15.Наибольший радиус имеет атом1) брома 2) мышьяка 3) бария 4) олова 16.Электронную конфигурацию 1s22s22р63.s2Зр63d1 имеет ион1) Са2+ 2) А13+ 3) K+ 4) Sc2+ 17. У атома серы число электронов на внешнем энергетическом уровне и заряд ядра равны соответственно1)4 и + 16 2)6 и + 32 3)6 и + 16 4)4 и + 32 18. Число валентных электронов у марганца равно1) 1 2) 3 3) 5 4) 7 19. Одинаковое электронное строение имеют частицы1) Na и Na+ 2) Na и K 3) Na+ и F- 4) Cr2+ и Сr3+ 20. Высший оксид состава ЭО3 образует элемент с электронной конфигурацией внешнего электронного слоя1) ns₂np₁ 2) ns₂np₃ 3) ns₂np₄ 4) ns₂np₆ 21. Число энергетических слоев и число электронов во внешнем энергетическом слое атомов мышьяка равны соответственно 1) 4, 62) 2, 53) 3, 74) 4, 522. Какую электронную конфигурацию имеет атом наиболее активного металла? 1) 1s22s22p12) 1s22s22p63s13) 1s22s24) 1s22s22p63s23p123. Количество электронов в атоме определяется 1) числом протонов2) числом нейтронов3) числом энергетических уровней4) величиной относительной атомной массы24. Ядро атома  81Br содержит 1)81p и 35n 2) 35p и 46n 3)46p и 81n 4) 46p и 35n 25. Ион, в составе которого 16 протонов и 18 электронов, имеет заряд1) +4 2) -2 3) +2 4) -4 26. Внешний энергетический уровень атома элемента, образующего высший оксид состава ЭО_з, имеет формулу1) ns2np1 2) ns2nр2 3) nз2nр3 4) ns2nр4 27. Конфигурация внешнего электронного слоя атома серы в невозбужденном состоянии1) 4s2 2) 3s23р6 3) 3s23р4 4) 4s24р4 28. Электронную конфигурацию Is22s22p63s23p64s1 в основном состоянии имеет атом1) лития2) натрия3) калия4) кальция 29. Число протонов и нейтронов, содержащихся в ядре атома изотопа 40K, равно соответственно1) 19 и 40 2) 21 и 19 3) 20 и 40 4) 19 и 2130. Химический элемент, один из изотопов которого имеет массовое число 44 и содержит в ядре 24 нейтрона, — это1) хром2) кальций3) рутений4) скандийОтветы: 1-2, 2-3,3-4,4-2,5-2,6-3,7-1,8-1,9-1, 10-1, 11-2, 12-2, 13-3, 14-1, 15-3, 16-4, 17-3, 18-4, 19-3, 20-3, 21-4, 22-2, 23-1, 24-2, 25-2, 26-4, 27-3, 28-3, 29-4, 30-2.

Изучить химию поможет решебник

Подростковые проблемы и игра гормонов нередко заставляют школьников халатно относиться к учебе. На данном этапе, когда программа стала по-настоящему серьезной, допускать пробелы в знаниях нельзя ни в коем случае. Особенно по такому сложному предмету как химия. Знание этой науки нужно не только в рамках школьного образования, но и пригодится в быту. Например, починить проводку, приготовить еду, утеплить стены или поменять лампочку. ГДЗ по Химиии 8 класс к учебнику Габриеляна О.С (Просвещение, 2023 г.) позволит учащимся полноценно освоить текущий курс.

Во время учебного процесса возможны трудности при изучении следующих тем:

1. Агрегатные состаяния веществ.
2. Атомно-молекулярное учение. Химические элементы.
3. Валентность.
4. Типы химических реакций.
5. Растворы. Массовая доля растворённого вещества.
6. Соли, их классификация и химические свойства.

Химия — очень интересная наука. Многие подростки начинают это понимать после нескольких уроков. Чего только стоят опыты, которые проводит учитель! Однако эта дисциплина включает в себя не только наглядную демонстрацию, но и решение непростых уравнений. С ними-то у ребят и возникают проблемы. Устранить их поможет решебник.

Квантовые числа

У каждого взрослого человека есть жизненно важные документы: паспорт, СНИЛС, медицинский полис и другие. У электрона тоже есть свои важнейшие «документы» —  набор квантовых чисел:

• главное квантовое число (n);
• орбитальное квантовое число (l);
• магнитное квантовое число (m_l);
• спиновое квантовое число (m_s).

Главное квантовое число (n) характеризует номер энергетического уровня атома.

Главное квантовое число численно равно номеру периода.

Принимает значения: 1, 2, 3,….∞. Однако на сегодняшний день максимальным главным квантовым числом является 7, так как в таблице Менделеева всего 7 периодов. Например, главное квантовое число атома фосфора (P) равно трем, так как этот элемент находится в третьем периоде.

Орбитальное квантовое число (l), или его еще называют побочным квантовым числом, определяет форму атомных орбиталей (траекторий движения электрона).

Определить l можно по формуле: 

l=n-1, гдеn — это главное квантовое число.

Максимально возможное орбитальное число всегда будет на единицу меньше главного квантового числа.

Важно помнить, что количество атомных орбиталей на каждом уровне равно номеру этого уровня. 

Например, фосфор, находящийся в третьем периоде, имеет на первом энергетическом уровне одну атомную орбиталь (s), на втором — две (s и p), на третьем — три (s, p и d). То есть атом фосфора имеет три разных по энергии, но одинаковые по форме s-орбитали – на первом, втором и третьем энергетических уровнях.

Магнитное квантовое число (m_l) определяет количество атомных орбиталей (ячеек).

Оно рассчитывается по формуле:

m_l =2l+1, гдеl – это орбитальное квантовое число.

Например, у атома фосфора главное квантовое число n=3; орбитальное квантовое число l=3-1=2 (d-орбиталь); магнитное квантовое число m_l =2 · 2+1=5. Таким образом делаем вывод, что на третьем (n) энергетическом уровне у фосфора находится пять (m_l) различных по энергии d-орбиталей (l). 

Спиновое квантовое число (m_s) характеризует собственное движение электрона — спин. 

Как мы уже сказали, спиновое квантовое число характеризует движение электрона вокруг ядра атома. То есть атом может двигаться как по часовой, так и против часовой стрелки. Это очень напоминает спиннер (вращающаяся игрушка). Более того, понятия «спиновый» и «спиннер» созвучны, что позволяет без труда вспомнить смысл этого квантового числа.

Расчеты главного, орбитального и магнитного квантовых чисел приведены в таблице.

Квантовые числа позволяют нам собрать информацию о строении атома химического элемента, о распределении его электронов, чтобы затем составить «паспорт».

Модели атомов

На протяжении долго времени ученые стремились познать природу атома. На раннем этапе большой вклад внес древнегреческий философ Демокрит. Хотя сейчас его теория и кажется нам банальной и слишком простой, в тот период, когда представления об элементарных частицах только начинало зарождаться, его теория о кусочках материи воспринималась совершенно серьезно. Демокрит считал, что свойства любого вещества зависят от формы, массы и других характеристик атомов. Так, например, у огня, полагал он, острые атомы – поэтому огонь обжигает; у воды атомы гладкие, поэтому она способна течь; у твердых предметов, по его представлению, атомы были шереховатые.

Демокрит считал, что из атомов состоит абсолютно все, даже душа человека.

В 1904 году Дж. Дж. Томсон предложил свою модель атома. Основные положения теории сводились к тому, что атом представлялся положительно заряженным телом, внутри которого находились электроны с отрицательным зарядом. Позже эта теория была опровергнута Э. Резерфордом.

Рис. 2. Модель атома Томсона.

Также в 1904 году японским физиком Х. Нагаока была предложена ранняя планетарная модель атома по аналогии с планетой Сатурн. Электроны по этой теории объединены в кольца и вращаются вокруг положительно заряженного ядра. Эта теория оказалась ошибочной.

В 1911 году Э. Резерфорд, проделав ряд опытов, сделал выводы, что атом по своему строению похож на планетную систему. Ведь электроны, словно планеты, движутся по орбитам вокруг тяжелого положительно заряженного ядра. Однако это описание противоречило классической электродинамике. Тогда датский физик Нильс Бор в 1913 году ввел постулаты, суть которых заключалась в том, что электрон, находясь в некоторых специальных состояниях, не излучает энергию. Таким образом, постулаты бора показали, что для атомов классическая механика неприменима. Планетарная модель, описанная Резерфордом и дополненная Бором, получила название – планетарная модель Бора-Резерфорда.

Рис. 3. Планетарная модель Бора-Резерфорда.

Дальнейшее изучение атома привело к созданию такого раздела, как квантовая механика, с помощью которого объяснялись многие научные факты. Современные представления об атоме развились из планетарной модели Бора-Резерфорда.

Что мы узнали?

В данной статье по химии (8 класс) рассказывается кратко и понятно о строении атома. На протяжении многих веков ученые разных стран изучали мельчайшие частицы вещества. Появлялись разные теории, модели и разные формулы строения атома. Современные представления об атоме основываются на модели Бора-Резерфорда, по которой атом состоит из ядра и электронного облака, в котором электроны движутся вокруг ядра.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Валентные и неспаренные электроны

Валентные электроны — электроны, способные участвовать в образовании химических связей. 

Представим вкусный большой многослойный ягодный торт. Каждый слой — своего рода уровень. На слоях располагаются ягоды, они же электроны. Но самые вкусные (валентные) всегда располагают сверху на торте. То есть валентные электроны могут быть как на внешнем (в качестве украшения торта), так и на предвнешнем (верхнем бисквитном слое) энергетическом уровне.

Поэтому важно научиться определять количество валентных электронов для различных элементов:

• для элементов главных подгрупп — это все электроны внешнего уровня;
• для элементов побочных подгрупп — это электроны внешнего слоя и предвнешнего d-подуровня. 

Среди валентных электронов есть как спаренные электроны, так и неспаренные. 

Неспаренными называют электроны, которые находятся поодиночке на орбитали атома, соответственно, спаренные — всегда вдвоем. 

Например, у атома водорода один неспаренный электрон на внешнем энергетическом уровне, а вот у атома гелия неспаренных электронов уже нет, но так как оба они находятся на внешнем (и в данном случае единственном) энергетическом уровне, они будут валентными.

Запоминалка: существует последовательность чисел, которая позволяет определить количество неспаренных электронов для атомов главных подгрупп: 1-0-1-2-3-2-1-0.

Таким образом, все неспаренные электроны являются валентными, но не все валентные электроны должны быть неспаренными.

Разберем еще один пример задания №1 ЕГЭ по химии.Задание. Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов имеют одинаковое количество неспаренных электронов.1) Li    2) Ca    3) N    4) Ne    5) HРешение. Чтобы решить задание, нужно вспомнить последовательность чисел, которая позволяет определить количество неспаренных электроновдля атомов главных подгрупп: 1-0-1-2-3-2-1-0.Li — элемент IA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него один неспаренный электрон.Ca — элемент IIA группы (1—1-2-3-2-1-0), значит, у него нет неспаренных электронов.N — элемент VA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него три неспаренных электрона.Ne — элемент VIIIA группы (1-0-1-2-3-2-1-), значит, у него нет неспаренных электронов.H — элемент IA группы (1-0-1-2-3-2-1-0), значит, у него один неспаренный электрон.Ответ: 15

Строение атома — это тема, с которой всегда начинают познание химии, потому что приступать к изучению химических свойств веществ можно только с пониманием поведения элементарных частиц на атомарном уровне. Изучить тему подробнее и разобрать все ее тонкости поможет статья «Особенности строения электронных оболочек атомов переходных элементов».