3. Химические реакции

Во всех описанных процессах атомы и ионы не меняли своих на­парников но конечно возможны обстоятельства в которых сочетания атомов меняются образуя новые молекулы Это показано на рис.9

Рис 9: уголь, горящий в огне

Процесс в котором атомные партнёры меняются местами называется хи­мической реакцией

Рассмотренные нами ранее процессы называются физическими Но трудно указать резкую границу между теми и другими

На рисунке 9 хотел показать как горит уголь в кислороде

Молекула кислорода состоит из двух атомов сцепленных очень крепко

Предположим что атомы углерода образуют твёрдый кристалл (графит или алмаз)

Одна из молекул кислорода может пробраться к углероду каждый её атом подхватит по атому углерода и улетит в новом сочетании углерод- кислород

Молекулы СО образуют газ называемый угарным

А почему протекает данная реакция?

Это связано с тем что углерод притягивает к себе кислород намного сильнее чем кислород притягивает кислород или углерод притягивает к себе углерод

Поэтому кислород для этого процесса может поступать с малой энер­гией но схватясь с неимоверной жадностью с углерод высвобождает энергию поглощаемую всеми соседними атомами

Образуется большое количество энергии движенья (энергии движения) Это конечно и есть горение Мы получаем тепло от сочетания углерода и кислорода

Теплота проявляется в виде движения молекул нагретого газа но иногда её может быть так много что она вызывает свет

Так получается пламя

Вдобавок молекулы СО могут присоединить ещё один атом кислорода При этом протекает следующая реакция

Молекулы СО₂ образуют углекислый газ

Процесс горения углерода в кислороде можно выразить следующей ре­акцией

2С+O₂=2CO+274 кДж

Анализируя химические формулы которыми пользуются химики Это просто схематическое изображение структуры молекулы

Таким образом всё состоит из атомов Это самое основное утверждение Но откуда мы всё-таки знаем что атомы существуют?

А здесь идёт в ход уже описанный на предыдущей лекции приёмы предполагаем их существование и все результаты один за другим оказывается такими как мы предскажем какими они должны быть если всё состоит из атомов

Существуют и более прямые доказательства вот одно из них

Атомы так малы что ни в какой микроскоп их не увидишь(даже в электронный) Но атомы всё время движутся и если бросить в воду большой (по сравнению с атомами) шарик то и он начнёт подрагивать

Всё равно как в игре в футбол где большущий мяч толкают с разных сторон две команды и куда мяч покатится не угадаешь

Точно так же будет двигаться и " большущий мяч" в воде в разные моменты времени с разных сторон на него будут сыпаться неоди­наковые удары

Поэтому когда мы глядим в хороший микроскоп на мельчайшие час­тички в воде то видим их непрерывное метание - итог бомбардировки их атомами Называется это броуновским движением

Другие доказательства существования атомов можно извлечь из строения кристаллов

Во многих случаях их строение определённое из опытов прохожде­ния рентгеновских лучей через кристаллы согласуется по своему пространственному расположению с формой самого природного крис­талла

Углы между гранями кристалла согласуются с точностью до секунд дуги с углами высчитанными в предположении что кристалл сложен из множества "слоёв" атомов