Інформація про новину
  • Переглядів: 141
  • Дата: 2-11-2020, 01:26
2-11-2020, 01:26

9. Атомы. Химические элементы

Категорія: Учебники » Химия





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

 



Попередня сторінка:  8. Методы разделения смесей
Наступна сторінка:   10. Масса атома. Относительная атомная ...



^