Попередня сторінка: 8. Методы разделения смесей
Наступна сторінка: 10. Масса атома. Относительная атомная ...
Материал параграфа поможет вам:
- выяснить состав атомов; понять, что такое химический элемент;
- усвоить названия и символы химических элементов;
- использовать периодическую систему как источник сведений о химических элементах.
Атомы. Гипотезу о том, что все вещества состоят из невидимых и неделимых частиц — атомов, выдвинули еще древнегреческие философы. Наличие запаха некоторых веществ они объясняли движением атомов и их воздействием на органы чувств, а процесс растворения — проникновением атомов одного вещества между атомами другого вещества.
Доказать существование атомов удалось лишь в Х1Х в. с помощью сложных физических экспериментов. Тогда же было обнаружено, что атом не является цельной, моно
литной частицей, а состоит из ядра и электронов. Одна из первых моделей атома — планетарная — была предложена в 1911 г. В соответствии с ней, ядро занимает незначительную часть объема атома, а электроны движутся вокруг ядра (с. 40, рис. 29), как планеты вокруг Солнца.
Электрон намного легче атомного ядра. Он имеет отрицательный заряд, наименьший из существующих в природе. Поэтому величину заряда электрона физики приняли за единицу измерения зарядов мельчайших частиц (кроме электронов, существуют и другие заряженные частицы). Следовательно, заряд электрона равен -1. Эту частицу обозначают так: е~.
Ядро атома заряжено положительно. Заряд ядра и суммарный заряд всех электронов атома одинаковы по величине, но противоположны по знаку. Поэтому атом электронейтральный. Если заряд ядра атома равен +1, то такой атом содержит один электрон, если +2 — два электрона и т. д.
Это интересно
Если атом увеличить до размеров стадиона, ядро будет выглядеть как вишневая косточка.
Ионы. Некоторые атомы в определенных условиях могут терять один или несколько своих электронов. В таком случае атом превращается в положительно заряженную частицу. Другие атомы способны присоединять дополнительные электроны и превращаться в частицы с негативным зарядом. Такие заряженные частицы называют ионами. Если атом теряет один электрон, то образуется ион с зарядом +1, а если присоединяет два электрона, то заряд иона составляет -2. Из противоположно заряженных ионов состоит значительное количество веществ, в частности поваренная соль.
Химические элементы. Атомы различают по величине заряда их ядер.
Вид атомов с определенным зарядом ядра называют химическим элементом.
Атомы с зарядом ядра +1 принадлежат одному химическому элементу, с зарядом +2 — другому элементу и т. д.
Понятие «химический элемент» применяют для классификации атомов. С аналогичной целью, например, введены сорта фруктов, овощей, цветов и т. п. Следует помнить: химический элемент — не частица и не вещество (так же, как сорт яблок — это не яблоко). Он не имеет агрегатного состояния, плотности, температур плавления и кипения, других физических свойств.
В настоящее время известны 115 химических элементов. Заряды ядер их атомов составляют от +1 до +112, а также +114, +116 и +118.
Почти 90 элементов существуют в природе, а остальные (как правило, с наибольшими зарядами атомных ядер) — искусственные элементы. Их атомы получают ученые на уникальном оборудовании. Ядра таких атомов неустойчивы и быстро распадаются.
Информацию о распространенности химических элементов в окружающей среде, растениях, организме человека вы найдете после параграфа в тексте под заголовком «Для любознательных».
Названия химических элементов. Каждый элемент имеет название. Современные названия почти всех химических элементов происходят от латинских названий (табл. 1). Их пишут с большой буквы. Названия элементов используют и для соответствующих атомов.
Названия химических элементов имеют разное происхождение. Одни связаны со свойствами (цветом, запахом) или названиями веществ, другие — с названиями планет, стран и т. п. Несколько элементов названо в честь выдающихся ученых. Среди этих элементов — Менделевий, Эйнштейний, Коперниций. Происхождение некоторых названий неизвестно, поскольку они возникли очень давно.
Это интересно
Современное название одного из элементов — Меркурий.
Оно
отличается от латинского названия (Hydrargyrum), но близкое к английскому (Mercury) и французскому (Mercure).
Таблица 1
Названия и символы некоторых химических элементов
Что вы думаете по поводу происхождения названий таких элементов: Скандий, Нептуний, Прометий, Нобелий?
Символы химических элементов. Кроме названия, каждый элемент имеет еще и сокращенное обозначение — символ, или знак. В наше время используют символы элементов, предложенные почти 200 лет тому назад известным шведским химиком Й. Я. Берцелиусом. Они состоят из одной латинской буквы (первой в латинских названиях элементов) или двух1. В таблице 1 такие буквы в названиях элементов выделены курсивом.
Произношение символов почти всех элементов совпадает с их названиями. Например, символ элемента Иода I читается «йод», а не «и», а элемента Феррума Fe — «фэрум», а не «фэ». Все исключения собраны в таблице 1.
В некоторых случаях используют общее обозначение химического элемента — Е.
Это интересно
Символы химических элементов во всех странах одни и те же.
Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907)
Выдающийся русский ученый-химик, член и почетный член академий наук многих стран. В 1869 г. открыл периодический закон — фундаментальный закон химии. На его основе создал учебник «Основы химии», который неоднократно переиздавали в России и других странах. Проводил исследования растворов, разработал теорию их строения (1865—1887). Вывел общее уравнение газового состояния (1874). Предложил теорию происхождения нефти, разработал технологию изготовления бездымного пороха, сделал весомый вклад в развитие метрологии — науки об измерениях.
Символы и названия химических элементов имеются в периодической системе.
Периодическая система химических элементов. В 1869 г. русский химик Д. И. Менделеев предложил таблицу, в которой разместил известные к тому времени 63 элемента. Она была названа периодической системой химических элементов. В нашем учебнике приведены два ее варианта — короткий (форзац I) и длинный (форзац II).
Периодическая система состоит из горизонтальных строк, называемых периодами, и вертикальных столбцов — групп. Пересекаясь, они образуют клетки, в которых имеется важнейшая информация о химических элементах. Номера периодов указаны арабскими цифрами, а номера групп — римскими.
Каждая клетка пронумерована. В ней указан символ химического элемента, а под ним — название (рис. 38).
Номер клетки является порядковым (атомным) номером размещенного в ней элемента. Его общее обозначение — Z. Выражение «порядковый номер элемента Неона — 10» сокращенно записывают так: £(Ые) = 10.
Рис. 38.
Клетка периодической системы
Порядковый номер элемента совпадает с величиной заряда ядра его атома и количеством электронов в нем. В периодической системе все элементы размещены по возрастанию заряда ядер атомов.
Таким образом, из периодической системы можно получить следующие сведения о химическом элементе:
• символ;
• название;
• порядковый номер;
• заряд ядра атома;
• количество электронов в атоме;
• номер периода, в котором находится элемент;
• номер группы, в которой он размещен.
Найдите в периодической системе элемент с порядковым номером 5 и выпишите в
тетрадь сведения о нем.
Периодическая система химических элементов в большом формате есть в школьном химическом кабинете. Ее можно увидеть в научных лабораториях, а также аудиториях, где студенты слушают лекции по химии. Сведениями, имеющимися в периодической системе, часто пользуются, когда решают задачи, выполняют упражнения.
ВЫВОДЫ
Атом — электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Вид атомов с определенным зарядом ядра называют химическим элементом. Каждый элемент имеет название и символ.
В настоящее время известны 115 химических элементов. Почти 90 элементов существуют в природе.
Важнейшие сведения о химических элементах имеются в периодической системе.
56. Охарактеризуйте строение и состав атома.
57. Что такое химический элемент? Почему его нельзя отождествлять с атомом или веществом?
58. Чем различаются короткий и длинный варианты периодической системы? Сколько периодов и групп в каждом варианте?
59. Найдите в периодической системе и прочитайте такие символы химических элементов: Li, H, Al, O, C, Na, S, Cu, Ag, N, Au. Назовите эти элементы.
60. Какой символ имеет Феррум — F, Fr, Fe или Fm; Силиций — C, Cl, S, Si или Sc; Карбон — K, C, Co, Ca, Cr или Kr?
61. Выпишите из периодической системы символы всех элементов, которые начинаются с буквы А. Сколько существует таких элементов?
62. По материалам из интернета подготовьте небольшое сообщение о происхождении названий Гидрогена, Гелия или любого другого элемента.
63. Заполните пропуски:
64. Заполните таблицу:
Владимир Иванович Вернадский (1863—1945)
Русский и украинский ученый-естествоиспытатель, академик, первый президент Академии наук Украины (1919). Один из основоположников геохимии. Выдвинул теорию происхождения минералов. Развил представление о роли живых организмов в геохимических процессах. Исследовал химический состав литосферы, гидросферы, атмосферы. Организатор нескольких научно-исследовательских учреждений. Основатель школы уче-ных-геохимиков.
ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
Распространенность химических элементов
Некоторые элементы встречаются в природе «на каждом шагу», другие — очень редко. Распределение элементов на нашей планете изучает наука геохимия. Значительный вклад в ее развитие сделал выдающийся ученый В. И. Вернадский.
Распространенность каждого элемента в воздухе, воде, почве оценивают, сравнивая количество его атомов с количеством атомов других элементов.
Атмосфера Земли почти полностью состоит из двух газов — азота и кислорода. Молекул азота
в воздухе в четыре раза
больше, чем молекул кислорода
Следовательно, первое
место по распространенности в атмосфере занимает элемент Нитроген, а второе — Оксиген.
Гидросфера — это реки, озера, моря, океаны, в которых растворены небольшие количества твердых веществ и газов.
Приняв во внимание состав молекулы воды
легко сде
лать вывод, что в гидросфере больше всего атомов Гидрогена.
Литосфера, или земная кора, — твердый поверхностный слой Земли. В нем содержится много элементов. Самыми распространенными являются Оксиген (58 % всех атомов), Силиций (19,6 %) и Алюминий (6,4 %).
Во Вселенной существуют те же элементы, что и на нашей планете. Первое и второе места по распространенности в ней занимают Гидроген (почти 90 % всех атомов) и Гелий — элементы, которые имеют самые простые по составу атомы.
Подсчитано, что в среднем 80 % массы всех растений приходится на воду. В организмах животных и человека это вещество также преобладает. Следовательно, самым распространенным элементом в живой природе, как и в гидросфере, является Гидроген.
Организму человека необходимы более 20 химических элементов. Их называют биоэлементами (рис. 39). Они содержатся в воздухе, воде, а также во многих веществах, которые попадают в организм с пищей. Карбон, Оксиген, Гидроген, Нитроген, Сульфур входят в состав белков, других веществ, из которых состоит наш организм. Калий и Натрий содержатся в крови, клеточных жидкостях. Оксиген, Фосфор и Кальций необходимы для формирования костей. Важными для человека элементами являются также Фер-рум, Флуор, Иод. Недостаток Феррума в организме приводит к малокровию, Флуора — вызывает кариес, а Иода — замедляет умственное развитие ребенка.
Рис. 39.
Химические элементы в организме взрослого человека (в процентах от общего количества атомов)
Растениям необходимо немного меньше элементов. Важней-' шие среди них — Карбон, Оксиген, Гидроген, Нитроген, Фосфор, Калий, Магний, Сульфур. Они поступают в растения из воздуха и почвы с углекислым газом, водой и растворенными в ней веществами.
Это материал учебника Химия за 7 класс Попель
Наступна сторінка: 10. Масса атома. Относительная атомная ...