misc / 32846_e06b06cd6e9ad04f315d37bd4131ce33

Атомы. Химические элементы

31

а

Рис. 29. Содержание химических элементов в организме ч ло

т

ка

е

0,10 % — на атомы всех остальных элементов. Именно эти два самых

легких элемента составляют основу звездной м терии.

в

с

Атомы — мельчайшие, химически неделимые частицы.

При химических реакциях атомы не исчезают и не возникают

а

из ничего, а только переходят из одних веществ в другие.

Каждый

отдельный

вид

томов

называется

химическим

элементом. Он имеет свое н зв ниеяи обозначение — химиче-

ский символ (знак).

а

Атомы разных химических элементов различаются массой, раз-

мерами и строением.

н

Вопросы и заданияд

1. Какие химические элементы обозначаются символами: Mg,

о

Na, Si, P, Cu, Ag, Hg, N?

2. Напишите химические символы следующих элементов: меди,

р

калия, цинка, фосфора, железа, ртути, золота, магния, углерода,

серы.

а

3. Какие элементы занимают первые три места по распростра-

ненности в земной коре? Подсчитайте, какая доля от общей мас-

сы приходитсяН

на остальные элементы.

4. Назовите химические элементы (не менее 5), атомы которых

входят в состав известных вам веществ.

32

Основные химические понятия

5. Выпишите из таблицы 2 названия элементов: а) женского

рода; б) среднего рода; в) мужского рода.

6. Разгадайте два кроссворда, вписав в пустые клетки по го-

ризонтали буквы из названий химических элементов.

а

т

7. Составьте самостоятельно такой же кроссворд для слова

е

«символ». Одно условие: нельзя и пользо ать первую букву на-

звания элемента.

в

8*. Рассчитайте массу атомов углерода, водорода и азота в

вашем теле.

с

а

§ 6. Относительная атомная масса химических элементов

Чем различаются

томы р зных элементов между собой? Вы уже

знаете: массой, размер ми и строениемя

. На рисунке 30 показаны ша-

ровые модели атомов

екоторых химических элементов, конечно, не в

а

реальных размерах, а м огократно увеличенные. В действительности

атомы настолько малы, что их невозможно рассмотреть даже в самые

н

лучшие оптические микроскопы.

д

о

р

а

Рис. 30. Шаровые модели атомов химических элементов

В конце XX в. у ученых появились более совершенные микроскопы, поз-

воляющие достигать увеличения в несколько десятков миллионов раз. Они

Н

называются туннельными микроскопами. На рисунке 31 показана фотография

поверхности кремния. На ней отчетливо видны отдельные атомы, располо-

женные на поверхности этого вещества.

Относительная атомная масса химических элементов

33

а

т

е

Рис. 31. Фотография поверхности

в

Рис. 32. Сравни льные разме-

кремния при большом увеличении

ры атомов г лия и франция

Размеры и масса атомов

а

я

кг.

водорода. Его масса равна 0,0000000000000000000000000016735с

ких элементов по своим размер м з

чительно больше атома гелия.

д

Самый большой из них — атомаэлемента франция Fr. Его диаметр в

о

a

са атома с мого тяжелого из существующих на Земле элемен-

тов — ур на U р— почти в 237 раз больше массы атома водорода.

Атомная единицаа

массы

34

Основные химические понятия

тывались по массовым отношениям простых

веществ в реакциях друг с другом. Химики

предположили, что эти отношения пропор-

циональны массам соответствующих томов.

Именно так в начале XIX в. Дж. Д льтон ввел

понятие относительной

омной массы,

приняв за единицу сравнения массу самого

легкого атома — водорода.

а

Рис. 33.

1 часть атома

В настоящее

р мя

качтстве такой еди-

ницы сравнения используется

1

часть мас-

12

углерода

е

12

сы атома углерода (рис. 33). Она получила

в

название атомной единицы массы ( . е. м.). Ее международное обо-

значение — u (от английского слова «unit»с— единица):

m (C)

19,94 10−27 кг

−27

1 u =

a

=

а

кг.

12

12

≈1,66 10

Относительная атомн я м сса

Сравнивая сред ие м ссы

я

томов различных элементов с атомной

единицей массы, получаютаз ачения относительных атомных масс

химических элементов.

н

Относительная атомная масса элемента — это физическая

д

величина, к т рая показывает, во сколько раз масса атома

данного химического элемента больше 1

части массы атома

о

12

угле

ода.

р

Относительная атомная масса обозначается символами Ar (А —

перваяабуква английского слова «atomic» — атомный, r — первая

буква английского слова «relative», что значит относительный), сле-

довательно:

Н

Ar(X) =

ma(X)

,

u

где Х — символ данного элемента.

Относительная атомная масса химических элементов

35

A (H) =

m (H)

=

1,6735

10−27 кг

≈1,008,

a

u

1,66

10−27 кг

r

а кислорода:

A (O) =

ma (O)

=

26,56 10−27 кг

≈16.

u

r

1,66 10−27 кг

Как видите, относительная атомная масса показывает, во

а

т

е

сколько раз масса атома данного элемента больше а омной

единицы массы u.

в

тельные атомные массы всех элементов. В ра четах при решении за-

а

дач мы будем пользоваться округленными до целых значениями этих

величин (см. табл. 2).

я

Внимание! Очень часто относительнуюстомную массу на-

(m

(O) = 26,56 10−27 кг) или

томных единицах массы (m (O) =16 u).

a

a

Пример. Во сколько раз атом ртути тяжелее атома кальция?

а

Реше ие

Относительные ат мныенмассы элементов равны:

Ar(Hg) = 201;

Ar(Ca) = 40.

Масса атома тути

д

авна: ma(Hg) = Ar(Hg) u (кг).

о

Масса тома к льция равна: ma(Са) = Ar(Са) u (кг).

р

m (Hg)

=

A (Hg) u

=

A (Hg)

.

a

r

r

ma (Ca)

Ar (Ca) u

Ar (Ca)

Другимиасловами, отношение масс атомов этих элементов равно

отношению их относительных атомных масс.

Следовательно, отношение масс атомов ртути и кальция равно:

Н

ma (Hg)

=

201 = 5,03.

m (Ca)

40

a

Атомная единица массы представляет собой

1

часть массы

12

атома углерода.

а

Относительная атомная масса химического элемента равна от-

ношению массы его атома к

1

т

12

является

Относительная атомная масса химического элемен

е

величиной безразмерной и показывает, во сколько раз масса атома

в

данного элемента больше атомной единицы массы.

Вопросы и задания

с

а

1. Заполнитетаблицувтетради, и пользуяданныеизтаблицы2.

Название элемента

хлор

кремний

я

Символ элемента

Р

Ag

Относительная

40

32

атомная масса

н

2. Пользуясь данными т блицы 2, запишите символы химичес-

ких элементов в порядке возр стания их относительных атомных

масс.

а

3. Во сколько раз: а) атом кислорода легче атома серы;

о

б) атом углеро а легче атома серебра?

4. Рассчитайте, во сколько раз атомная единица массы мень-

ше 1 г.

д

а

5. Масса скольких атомов кислорода равна массе одного ато-

ма меди?

6*. Р ссчитайте относительные атомные массы элементов:

р

−25

кг); б) ура-

а) пл тины Pt (средняя масса атомов равна 3,24 10

на U (средняя масса атомов равна 3,95 10−22 г).

§ 7. Молекулы. Простые вещества

НАтомы химических элементов существуют в природе как в свобод-

Молекулы. Простые вещества

37

воздухе в виде одиночных атомов. Атомы всех остальных элементов в

природе не существуют изолированно друг от друга. Они всегда стре-

мятся соединиться, связаться с другими атомами за счет особых сил.

Почему? Так они достигают более устойчивого состояния. Это одна из

иллюстраций всеобщего принципа природы — стремления к м кси-

мально устойчивому состоянию.

а

Молекулы

Из курса физики вы уже немного знаете о мол кулах — частицах

т

вещества, состоящих обычно из двух и более атомов. Что же такое

молекула?

е

Молекула — наименьшая частица веще тва,

пособная суще-

в

ствовать самостоятельно и сохраняющ я его химические свой-

ства.

с

а

Молекулы

благородных

газов

одноатомны,

а молекулы т ких ве-

Рис. 34. Модели молекул кислоро-

ществ, как кислород, водород,

зотя,

хлор, бром, состоят из двух атомов

да, водорода и азота

а

(рис. 34). Молекула фосфора содер-

жит четыре атома, а серы — восемь

(рис. 35).

н

д

Простые вещества

Если вещества состоято

из атомов

одного вида, то они относятся к прос-

Рис. 35. Модели молекул: 1 — бе-

р

лого фосфора; 2 — серы

тым веществ м.

а

Простыми называются вещества, которые образованы атома-

ми одного химического элемента.

ПростыеН

вещества — одна из форм существования химических

элементов в природе. Простые вещества, состоящие из молекул, отно-

сятся к веществам молекулярного строения. При обычных условиях

38

Основные химические понятия

а

т

с

е

Рис. 36. Простые вещества немолекулярного строения: образцы

железа и меди (а) и модели кристаллов железа (б) и меди (в)

а

кулярного строения: одно из них (просто кислород) состоит из двух-

а

атомных молекул, а второе (озон) — из трехатомных.

н

Связываясь друг с другом, томы образуют не только молекулы.

Гораздо больше простых веществя, которые имеют немолекулярное

д

Большинство простых веществ — металлы, и все они имеют не-

молекулярноеН

строение.

Молекулы. Простые вещества

39

а

т

е

в

Рис. 37. Твердые простые вещества: а — кремний; б — с ра; в — иод

с

металлы. Почти все они плохо проводят электриче кий ток и теп-

а

д

ют немолекулярное строе ие, свойства этих веществ сильно отличаются:

алмаз — прозрачное, самое твердоеав природе вещество, а графит —

о

темно-серое, непрозрачное, мягкое вещество (рис. 40). Их свойства раз-

личны потому, что различнонстроение их кристаллов, хотя состоят эти

р

кристаллы из одних и тех же атомов — атомов углерода.

а

Н

Рис. 38. Газообразные

Рис. 39. Бром —

Рис. 40. Простые веще-

простые вещества: 1 —

жидкое простое ве-

ства углерода: 1 — алмаз;

хлор; 2 — фтор

щество

2 — графит

рода есть простое вещество озон.

а

Необходимо различать понятия простое в щ с во и химичес-

кий элемент, поскольку в большинст е случа

тих названия совпа-

дают.

е

Химический элемент — это определенный

ид атомов. Поэтому

в

с

а

знака.

а

В то же время понятие простое вещество обозначает конкретное

химическое вещество, обр зов нное атомами одного вида. Оно харак-

н

теризуется определенными состявом, строением, физическими

и

д

химическими свойствами.

когда говорят

б аз те, который входит в состав воздуха, то, конечно,

речь идет пр ст м веществе.

а

бно различии понятий «простое вещество» и «хи-

Более п д

мический элементо» вы узнаете в главах 3, 4.

Н

Молекулар— наименьшаячастицавещества, способнаясущест-

вовать самостоятельно и сохраняющая его химические свойства.

Простые вещества состоят из атомов одного химического

элемента.

Простые вещества имеют молекулярное или немолекулярное

строение.

Простые вещества делят на металлы и неметаллы.