1.Основные понятия и определения химии. Атом. Химический элемент. Молекула. Строение вещества. Массовое число, нуклиды, изотопы. Аллотропия, полиморфизм, изоморфизм. Примеры.

Атом (греч. - неделимый) – это наименьшая частица химического элемента, способная к самостоятельному существованию и являющаяся носителем его свойств. Атом представляет собой электронейтральную микросистему, состоящую из положительно заряженного ядра и соответствующего числа электронов.

Химический элемент – вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Химический элемент – это понятие, а не материальная частица. Это не атом, а совокупность атомов, характеризующихся определенным признаком – одинаковым зарядом ядра.

Молекула (уменьшительное от лат. moles - масса) – это наименьшая частица вещества, определяющая его свойства. Состоит из атомов одного или различных химических элементов и существует как единая система атомных ядер и электронов. В случае одноатомных молекул (например, благородных газов) понятия атома и молекулы совпадают. Атомы удерживаются в молекуле с помощью химических связей.

В химии, кроме атомов и молекул, приходится рассматривать и другие структурные единицы: ионы и радикалы.

Ионы (греч. - идущий) – электрически заряженные частицы, образовавшиеся из атомов (или атомных групп) в результате присоединения или потери электронов.

Положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательно заряженные – анионами.

Например, К⁺ - катион калия, Fe³⁺ - катион железа, Cl¯ - анион хлора (хлорид-анион), S^2– - анион серы (сульфид-анион).

Радикалы – частицы (атомы или группы атомов) с неспаренными электронами.

Они обладают высокой реакционный способностью. Например, Н∙ - радикал водорода, Cl∙ - радикал хлора,  ∙СН₃ – радикал – метил. В тоже время, парамагнитные молекулы, например О₂, NO, NO₂, имеющие неспаренные электроны, не являются радикалами.

Простое вещество – вещество, состоящее из атомов одного химического элемента.

Простое вещество – это форма существования химического элемента. Многие элементы могут существовать в виде нескольких простых веществ, например, углерод (графит, алмаз, карбин, фуллерены), фосфор (белый, красный, черный), кислород (озон, кислород).

Известно около 400 простых веществ.

Аллотропия – способность химического элемента существовать в виде двух или нескольких простых веществ, отличающихся количеством атомов в молекуле (например, О₂ и О₃) или разной структурой кристаллов (графит и алмаз).

Полиморфизм – способность твердых веществ существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической структурой и различными же свойствами. Такие формы называются полиморфными модификациями.

Например, FeS₂ может образовывать два вещества с различными кристаллическими структурами (полиморфные модификации): одно называется пирит, а другое – марказит. Являются ли эти вещества аллотропными модификациями? Не являются.

Аллотропия относится только к простым веществам и рассматривает как различие в составе их молекул, так и различие в строении кристаллических решеток. Если речь идет о различии в строении кристаллических решеток простых веществ, то понятия полиморфизм и аллотропия совпадают, например, о графите и алмазе можно сказать, что это аллотропные формы, а можно – полиморфные формы.

Сложное вещество, или соединение – вещество, состоящее из атомов разных химических элементов.

Изоморфизм – способность сходных по составу веществ образовывать смешанные кристаллы, в которых близкие по размеру атомы, ионы или атомные группировки случайным образом замещают друг друга.