Атом вещь (Garg и др 2014.); элемент - это тип вещи.

Атом представляет собой набор протонов, нейтронов и электронов. Один изолированный атом в нейтральном состоянии имеет некоторое количество протонов, такое же количество электронов и некоторое число нейтронов (примерно столько же, сколько протонов для более легких элементов, что примерно на 50% больше, для более тяжелых элементов). Число нейтронов или протонов в атоме изменяется только в результате радиоактивных процессов или очень высокоэнергетических взаимодействий, таких как вы получаете в ускорителях частиц. И я имею в виду действительно высокая энергия: даже если вы думаете о раздувании палочек динамита, это не достаточно энергии, чтобы начать возиться с протонами и нейтронами. Химия происходит, когда атомы объединяются и обмениваются электронами или дают электроны друг другу. Химические реакции происходят все время, и многие из них не нуждаются в большой энергии: перемещение электронов с атома на атом часто очень просто.

Итак, химия атома зависит от числа электронов, а число электронов в изолированном атоме напрямую зависит от числа протонов. Электроны настолько легко добавлять и удалять из атомов (просто натереть воздушный шар на волосы: статическое электричество - это то, что вы переводили электроны между вашими волосами и воздушным шаром), поэтому мы классифицируем атомы в соответствии с количеством протонов в них. Нейтроны не так актуальны: я расскажу о них в конце.

Таким образом, элемент атома определяется числом протонов. Все атомы водорода имеют один протон, и все атомы с одним протоном являются водородом. Два протона - это гелий, три - литий, семнадцать - хлор, 79 - золото и т. Д. Чистый образец элемента содержит только атомы такого типа: например, чистый образец железа содержит только атомы с 26 протонами. С другой стороны, вода не является элементом: молекула воды состоит из двух атомов водорода (по одному протону), разделяющих электроны с атомом кислорода (восемь протонов).

Теперь, что значит утверждать, что элемент «нельзя разбить на более простую форму» и почему атомы не являются «более простой формой»? Ну, они не более простая форма, потому что атом железа - железо: это та же форма, что не проще. Подумайте об этом так. Если я дам вам кусок чистого железа, все, что вы можете сделать, это разбить его на более мелкие куски железа или сделать его более сложным веществом, например, разрешив ему ржавчину. - ржавчина образована из железа и кислорода. Самый маленький возможный кусок железа, который вы могли бы сделать, - это единственный атом железа, но это все еще просто невероятно крошечный кусок железа. Если бы вы хотели сломать кусок железа за пределы отдельных атомов железа, вам нужно будет использовать ядерный реактор или ускоритель частиц или что-то в этом роде, а затем, наконец, вы сможете получить то, что не было железом, потому что вы бы изменили количество протонов в атомах.

Давайте сравним это с водой. Если я дам вам ведро с чистой водой, то, подобно куску железа, вы можете разделить его на более мелкие и мелкие образцы, в конечном итоге получив единственную молекулу воды. Но вы можете сделать что-то еще: если вы пропускаете электричество через воду, он расщепляется на чистый водород и чистый кислород. Это «более простые» вещества, потому что каждый состоит из атомов только одного элемента, тогда как вода имеет атомы двух элементов.

Что относительно нейтронов? Ну, с точки зрения химии, они не делают много, а атомы с таким же числом протонов, но с различным числом нейтронов, гораздо более похожи (они имеют, по существу, одну и ту же химию, например), чем атомы, имеющие одинаковые число нейтронов, но различное количество протонов. Гораздо более целесообразно классифицировать по числу протонов, поскольку это определяет количество электронов и определяет химию.

Предположим, вы попытались классифицировать атомы в соответствии с количеством нейтронов.Наилучшим образом, большинство атомов аргона (18 протонов) имеют 22 нейтрона, но некоторые атомы хлора (17 протонов) и приличная доля атомов калия (19 протонов) также имеют 22 нейтрона. Как вы, наверное, знаете, аргон, хлор и калий абсолютно ничем не похожи друг на друга. С другой стороны, атомы калия с 22 нейтронами ведут себя почти одинаково с наиболее распространенным видом атомов калия, которые имеют 21 нейтрон.

Установлено, что каждый химический элемент, находящийся в природе – это смесь изотопов (отсюда у них дробные атомные массы). Чтобы понять, чем отличаются изотопы один от другого, необходимо детально рассмотреть строение атома. Атом образует ядро и электронное облако. На массу атома влияют электроны, движущиеся с ошеломительной скоростью по орбиталям в электронном облаке, нейтроны и протоны, входящие в состав ядра.

Что такое изотопы

Изотопы – это разновидность атомов какого-либо химического элемента. Электронов и протонов в любом атоме всегда равное количество.

Поскольку они обладают противоположными зарядами (электроны – отрицательным, а протоны – положительным), атом всегда нейтрален (эта элементарная частица не несет заряда, он равен у нее нулю). При потере или захвате электрона атом теряет нейтральность, становясь либо отрицательным, либо положительным ионом.

Нейтроны не имеют заряда, зато их количество в атомном ядре одного и того же элемента может быть разным. Это никак не сказывается на нейтральности атома, однако влияет на его массу и свойства.

Например, в любом изотопе атома водорода есть по одному электрону и протону. А количество нейтронов разное. В протии имеется всего лишь 1 нейтрон, в дейтерии – 2 нейтрона и в тритии – 3 нейтрона. Эти три изотопа заметно отличаются друг от друга по свойствам.

Сравнение изотопов

Чем различаются изотопы?

В них разное количество нейтронов, неодинаковая масса и различные свойства. Изотопы обладают идентичным строением электронных оболочек. Это значит, что они довольно близки по химическим свойствам. Поэтому им отведено в периодической системе одно место.

В природе обнаружены изотопы стабильные и радиоактивные (нестабильные). Ядра атомов радиоактивных изотопов способны самопроизвольно превращаться в другие ядра. В процессе радиоактивного распада они испускают различные частицы.

Большинство элементов имеет свыше двух десятков радиоактивных изотопов. К тому же радиоактивные изотопы искусственно синтезированы абсолютно для всех элементов. В естественной смеси изотопов их содержание незначительно колеблется.

Существование изотопов позволило понять, почему в отдельных случаях элементы с меньшей атомной массой обладают большим порядковым номером, чем элементы с большей атомной массой.

Например, в паре аргон-калий аргон включает тяжелые изотопы, а калий – легкие изотопы. Поэтому масса аргона больше, чем калия.

Отличие изотопов друг от друга заключается в следующем:

1. Они обладают разным числом нейтронов.
2. Изотопы имеют разную массу атомов.
3. Значение массы атомов ионов влияет на их полную энергию и свойства.

Вся материя вокруг нас, которую мы видим, состоит из различных атомов. Атомы отличаются друг от друга строением, размером и массой. Существует более 100 видов различных атомов, более 20 видов атомов были получены человеком и не встречаются в природе, так как неустойчивы и распадаются по более простые атомы.

Однако даже атомы принадлежащие к одному виду немного могут между собой различаться. Поэтому существует такое понятие как химический элемент - это атомы одного вида. У всех у них одинаковый заряд ядра, то есть одинаковое число протонов.

Каждый химический элемент имеет название и обозначение в виде одной или двух букв из латинского названия этого элемента. Например, химический элемент водород обозначается буквой H (от латинского названия Hydrogenium) , хлор - Cl (от Chlorum), углерод - C (от Carboneum), золото - Au (от Aurum), медь - Cu (от Cuprum), кислород - O (от Oxigeium).

Существующие химические элементы перечислены в Периодической таблице Менделеева. Часто о ней говорят как о системе (периодическая система), потому что существуют определенные строгие правила по которым тот или иной элемент помещается в свою ячейку таблицы. В строках и столбцах периодической таблицы наблюдаются закономерные изменения свойств элементов. Таким образом, у каждого элемента в таблице есть свой номер.

Атомы химических элементов не изменяются в результате химических реакций. Изменяется набор веществ, образуемых атомами, но не они сами. Например, если в результате химической реакции угольная кислота (H 2 CO 3) разложилась на воду (H 2 O) и углекислый газ (CO 2), то никаких новых атомов не образовалось. Изменились лишь связи между ними.

Таким образом, атом можно определить как мельчайшую химически неделимую частицу вещества.

Самым распространенным элементом во Вселенной является водород, затем следует гелий. Это самые простые по строению химические элементы. На остальные химические элементы приходится около 0,1% от всех атомов. Однако атомы остальных химических элементов имеют большую массу, чем атомы водорода и гелия. Поэтому если выражать содержание остальных химических элементов во Вселенной в массовых процентах, то на них придется 2% от массы всего вещества Вселенной.

На Земле распространенность химических элементов сильно отличается, если рассматривать всю Вселенную. На Земле преобладают кислород (O) и кремний (Si). На их долю приходится около 75% массы Земли. Далее идут по убыванию алюминий (Al), железо (Fe), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), водород (H) и многие другие элементы.

О том, что все вещества состоят из частиц, знали еще древние греки. Около 420 г. до н. э. философ Демокрит выдвинул предположение, что материя состоит из крошечных, неделимых частиц, которые назвали атомами. Все вещества состоят из атомов и молекул. И атом, и молекулу считали вначале не делимыми, и только впоследствии было доказано, что это не так. Чем атом отличается от молекулы.

Атомы – это мельчайшие частицы, из которых состоит вещество.
Молекулы – это также элементарные частицы, из которых состоит любое вещество.

Сравнение атома и молекулы

В чем же разница между атомом и молекулой?
Атом является элементарной частицей вещества. Он имеет свою массу и размер и отвечает за свойства этого вещества, как химического элемента. Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра. Именно строением атома обуславливаются химические свойства вещества. Атомы не встречаются в свободном состоянии. Они связываются друг с другом и образуют молекулы, благодаря электрическим зарядам частиц, из которых они состоят.
Молекула – это то, из чего состоит вещество. В состав молекул могут входить два и более атомов, которые между собой связаны межатомными связями. Более точно можно сказать так, что молекула состоит из атомных ядер и внутренних электронов, которые движутся по своим орбитам, а также внешних валентных электронов. В разных молекулах находится разное количество атомов определенного вида и разного количества. Молекула имеет сложную архитектурную постройку, где у каждого атома свое место и свои вполне определенные соседи. Свойства молекулы определяется тем, сколько в ней атомов. На эти свойства влияет порядок и конфигурация соединения атомов. Атомная постройка, которая образует молекулу, может быть жесткой, но не во всех случаях. Каждый атом находится в непрерывном движении, он колеблется около своего положения равновесия. При этом свободная молекула в процессе ее теплового движения имеет различные конфигурации. Молекула электрически является нейтральной частицей. Она является наименьшей частицей вещества, которая обладает его химическими свойствами. В случае одноатомных молекул таких, как инертные газы, свойства молекулы и атома совпадают. Атомы в молекуле объединены химическими связями. Такая связь может создаваться одной или несколькими парами электронов, которыми сообща владеют два атома. Молекула может существовать самостоятельно.

Чем атом отличается от молекулы

Атомы образуют молекулу. В состав атома входят ядро и электроны, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра.
Молекулы состоят из атомов.
Атом имеет электрический заряд, а молекула нейтральна.
Только молекула может существовать самостоятельно.

Атом и ион – элементарные частицы химических элементов. Эти частицы являются носителями свойств элементов. Отличаются они зарядами: атом нейтрален, а ион бывает положительно или отрицательно заряженным.

Определение

Атом – электрически нейтральная микроскопическая частица химического элемента, определяющая его свойства. Центр атома – положительно заряженное ядро, окруженное электронным облаком, по орбиталям которого движутся электроны. Атомы, присоединяя или отдавая электроны, превращаются в ионы.

Ионы – микроскопические электрически заряженные, одноатомные или многоатомные и химически активные частицы. Они обладают положительным (катионы) или отрицательным (анионы) зарядом. Ионы образуются из атомов или групп атомов, приобретающих электроны или, наоборот, теряющих их.

Ионы – самостоятельные частицы, встречающиеся в любых агрегатных состояниях. Они есть в газах (в атмосфере), в кристаллах, в жидкостях (и растворах, и расплавах) и в плазме (межзвездном пространстве.)

Ионы в химических реакциях способны взаимодействовать между собой, с молекулами и атомами. В растворах эти активные частицы образуются в процессе электролитической диссоциации и определяют свойства электролитов.

Сравнение

Атом всегда электрически нейтрален, ион, напротив, заряженная частица. У атомов внешние энергетические уровни, как правило, не завершены (исключением является группа благородных газов). У ионов же внешние уровни завершены.

Ион в противоположность атому не способен обладать свойствами простого вещества. Например, металлический калий вступает в бурную реакцию с водой, продуктами которой становится водород и щелочь. А ионы калия, имеющиеся в составе солей калия, не обладают подобными свойствами. Хлор – желто-зеленый ядовитый газ, а его ионы не ядовиты и бесцветны.

Цвет меди – красный, а ее ионы в растворах приобретают голубую окраску. Кристаллы йода – серые, пары – фиолетовые, спиртовой раствор – красно-бурого цвета, в смеси с крахмалом он дает синее окрашивание. Ионы йода не могут изменить окраску крахмала, они бесцветны.

Выводы сайт

1. Атомы и ионы одного химического элемента имеют разное количество электронов.
2. Заряд атомов равен нолю, у ионов он может быть положительным или отрицательным.
3. Ионы и атомы обладают различными окислительно-восстановительными свойствами.