Составители:
Рубрика:
45
А. И. Павлов. Избранные главы курса химии
Тема 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПОНЯТИЯ ХИМИИ
Все вещества состоят из атомов. Атомы представляют собой мель-
чайшие частицы вещества, которые химическим путем невозможно
разделить на составные части, превратить друг в друга или уничто-
жить.
Атом – наименьшая часть химического элемента, обладающая
всеми его химическими свойствами. Например, атом железа состоит
из 26 протонов, 30 нейтронов и 26 электронов. Совокупность этих ча-
стиц – единое целое. Атом железа будет вступать в определенные хи-
мические реакции: растворяться в сильных кислотах, взаимодейство-
вать с кислородом, серой и т. д. В эти же реакции будет вступать и 1 г
железа, и 56 г железа (в 56 г железа содержится 6,02 ⋅ 10
23
атомов),
и 1 кг железа. Если же мы разобьем атом на более мелкие составные
части, отдельно протоны, отдельно нейтроны, то мы уже не будем на-
блюдать свойств железа. Это будут свойства элементарных частиц.
Атомы различных элементов различаются по массе.
Два атома или более, связанные химической связью, образуют
молекулу. Одинаковые атомы образуют простые вещества, например,
H
2
, N
2
, O
3
. Разные атомы образуют сложные молекулы, содержащие от
двух атомов (HF, NaH) до сотен тысяч атомов (молекулы полимеров).
В настоящее время известно более 110 химических элементов,
из них 90 встречаются в природе, остальные получены искусственно
путем ядерных превращений.
Распространенность различных химических элементов в приро-
де неодинакова. В земной коре наиболее распространенными элемен-
тами являются: кислород О (≈49 %), кремний Si (≈27 %), алюминий
Al (≈8 %), железо Fe (≈5 %), кальций Са, натрий Na, калий K, магний Mg,
титан Ti, водород Н. Эти десять элементов составляют более 98 % мас-
сы земной коры.
Атомы – очень маленькие частицы, имеющие форму шара. Са-
мым маленьким атомом является атом водорода, его диаметр прибли-
зительно равен 1 ⋅ 10
–10
м.
Для выражения атомных размеров используются специальные
единицы длины: ангстрем (Å) и нанометр (нм).
1 Å = 10
–10
м; 1 нм = 10
–9
м.
В этих единицах диаметр атома водорода ≈ 1 Å, или 0,1 нм.
В химии обычно используют относительные атомные массы.
Относительная атомная масса А
r
– это число, которое показывает,
во сколько раз масса атома данного элемента больше так называемой
атомной единицы массы.
Атомная единица массы (а. е. м.) приблизительно равна массе
самого легкого атома водорода, но более точно она определяется как
1/12 часть массы изотопа углерода
12
С. Абсолютная масса атома этого
изотопа равна 19,93 ⋅ 10
–27
кг, отсюда
19,93 ∙ 10
−27
кг
1 а. е. м. = = 1,66 ∙ 10
−27
кг.
12
Например, если известно, что абсолютная масса атома кислорода
равна 26,27 ⋅ 10
−27
кг, то относительная атомная масса кислорода
26,27 ∙ 10
−27
кг
А
r
(О) = ≈ 16.
1,66 ∙ 10
−27
кг
Это значит, что масса атома кислорода в 16 раз больше, чем
1/12 часть массы атома
12
С.
Значения относительных атомных масс всех химических элементов
указаны под символами элементов в периодической системе. При
проведении различных расчетов обычно используют приближенные
целочисленные значения относительных атомных масс. Исключение
делается для хлора, для которого берется относительная атомная масса 35,5.
Названия и символы наиболее распространенных химических
элементов представлены в табл. 1.
Рассмотрим примеры произношения символов в химических
формулах:
H
2
O – «аш-два-о»;
NaCl – «натрий-хлор»;
AgNO
3
– «аргентум-эн-о-три»;
Ca
3
(PO
4
)
2
– «кальций-три-пэ-о-четыре-дважды»;
SiO
2
– «силициум-о-два»;
H
2
CO
3
– «аш-два-це-о-три».
Тема 1. Основные законы и понятия химии
