2.1 Вещества. Атомы

Раздел 2. Основные понятия и законы химии

2.1. Вещества. Атомы. Химические элементы

Химия – наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях.

Все тела в природе состоят из веществ. Каждое вещество имеет определенные физические и химические свойства.

Физические свойства вещества – агрегатное состояние, плотность, растворимость, температура плавления, температура кипения, цвет, вкус, запах и др.

Существуют три агрегатных состояния веществ: твердое, жидкое и газообразное. При обычных условиях различные вещества находятся в разных агрегатных состояниях. Например:

Любое вещество при изменении условий может переходить из одного агрегатного состояния в другое. Изменение агрегатного состояния вещества – это пример физических явлений.

Физические явления – это изменения формы или агрегатного состояния веществ, в результате которых не образуются новые вещества.

Химические свойства вещества – это способность данного вещества превращаться в другие вещества.

Превращения одних веществ в другие называются химическими реакциями, или химическими явлениями. В результате химических реакций всегда образуются новые вещества. Исходные вещества, которые вступают в химическую реакцию, называются реагентами, а новые вещества, которые образуются в результате химической реакции, называются продуктами реакции. Например, вода при высокой температуре превращается в водород и кислород:

Характерные признаки химических реакций

Все вещества образованы мельчайшими частицами, которые называются атомами.  Атомы имеют сложное строение. В центре любого атома находится ядро. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые имеют общее название – нуклоны.

Протон – это частица, которая имеет положительный заряд. Заряд протона в условных единицах равен +1. Символ протона – ₁р.

Нейтрон – нейтральная частица, заряд нейтрона равен 0. Символ нейтрона – ₀n.

Ядра атомов имеют положительный заряд, так как состоят из протонов с положительным зарядом и нейтральных нейронов.

Вокруг ядра движутся электроны, которые имеют отрицательный заряд. Заряд электрона в условных единицах равен -1. Символ электрона - ¯е.

Протоны, нейтроны и электроны называются элементарными частицами.

Любой атом содержит равное число протонов и электронов, поэтому сумма положительных зарядов в атоме равна сумме отрицательных зарядов. Следовательно, атомы являются электронейтральными частицами.

Ядра различных атомов содержат разное число протонов и нейтронов. Главной характеристикой любого атома является заряд ядра, который обозначается буквой Z и равен числу протонов.

Вид атомов с одинаковым зарядом ядер называется химическим элементом.

Каждый элемент имеет свое название и свой символ.

Символы элементов состоят из одной или двух букв латинского названия элементов и являются интернациональными.

Все химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Причиной этого деления являются различия в строении атомов. Распространенность различных химических элементов в природе неодинаковая.

УПРАЖНЕНИЯ

1.Укажите, о каких явлениях (физических  или химических)  идет речь:

1.     Сгорание бензина в двигателе автомобиля.

2.     Приготовление порошка из куска мела.

3.     Скисание молока.

4.     Ковка меча.

5.     Гашение чайной соды уксусом.

6.     Вытягивание алюминиевой проволоки.

7.     Таяние снега.

8.     Образование ржавчины.

9.     Горение дров.

10.           Растворение сахара в чае.

11.           Гниение растительных остатков.

12.           Горение угля.

13.           Образование инея на деревьях.

14.           Замерзание воды.

15.           Протухание яйца.

Решение:

Физические явления:2,4,6,7,10,13,14

Химические явления:1,3,5,8,9,11,12,15

____________________________________________________________

2. Какая из стро­чек таб­ли­цы пра­виль­но от­ра­жа­ет струк­ту­ру ядра :

	p — число про­то­нов	n — число ней­тро­нов
1	18	19
2	18	37
3	37	18
4	37	55

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение:

Число внизу перед на­име­но­ва­ни­ем эле­мен­та обо­зна­ча­ет за­ря­до­вое число, то есть ко­ли­че­ство про­то­нов в ядре. Число ввер­ху пред­став­ля­ет­ся собой мас­со­вое число, то есть сум­мар­ное ко­ли­че­ство про­то­нов и ней­тро­нов.

Сле­до­ва­тель­но ядро  имеет 18 про­то­нов и  ней­тро­нов.

Пра­виль­ный ответ: 1.

____________________________________________________________

3. На ри­сун­ке пред­став­лен фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва.

Под на­зва­ни­ем эле­мен­та при­ве­де­ны мас­со­вые числа его ос­нов­ных ста­биль­ных изо­то­пов, ниж­ний ин­декс около мас­со­во­го числа ука­зы­ва­ет (в про­цен­тах) рас­про­стра­нен­ность изо­то­па в при­ро­де. Число про­то­нов и число ней­тро­нов в ядре са­мо­го рас­про­стра­нен­но­го изо­то­па бора со­от­вет­ствен­но равно

1) 6 про­то­нов, 5 ней­тро­нов

2) 10 про­то­нов, 5 ней­тро­нов

3) 6 про­то­нов, 11 ней­тро­нов

4) 5 про­то­нов, 6 ней­тро­нов

Решение:

По­ряд­ко­вый номер эле­мен­та в таб­ли­це Мен­де­ле­е­ва сов­па­да­ет с чис­лом про­то­нов в ядре атома этого эле­мен­та, а мас­со­вое число рав­ня­ет­ся сум­мар­но­му числу про­то­нов и ней­тро­нов. Из при­ве­ден­но­го фраг­мен­та Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы эле­мен­тов видно, что по­ряд­ко­вый номер бора 5, сле­до­ва­тель­но, число про­то­нов в ядре бора равно 5. Наи­бо­лее же рас­про­стра­нен­ным изо­то­пом бора яв­ля­ет­ся изо­топ с мас­со­вым чис­лом 11 (80%). Таким об­ра­зом, число ней­тро­нов в ядре са­мо­го рас­про­стра­нен­но­го изо­то­па бора равно 

11- 5 = 6.

Пра­виль­ный ответ: 4.

____________________________________________________________

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1.      Атом на­трия ₂₃¹¹ Na со­дер­жит:

1) 11 про­то­нов, 23 ней­тро­на и 34 элек­тро­на

2) 23 про­то­на, 11 ней­тро­нов и 11 элек­тро­нов

3) 12 про­то­нов, 11 ней­тро­нов и 12 элек­тро­нов

4) 11 про­то­нов, 12 ней­тро­нов и 11 элек­тро­нов

   2. Ука­жи­те ряд хи­ми­че­ских эле­мен­тов, рас­по­ло­жен­ных в по­ряд­ке уве­ли­че­ния числа про­то­нов в ядре атома.

1) Sn → Ge → Si → С

2) С → Si → Ge → Sn

3) С → Ge → Si → Sn

4) Sn → С → Ge → Si

  3. Напишите русские названия и символы металлов, которые наиболее распространены в земной коре.

  4. Перечислите характерные признаки химических реакций.

  5. Приведите примеры твердых, жидких и газообразных веществ.

  6. Определите массы атомов следующих нуклидов:

      а) ⁴⁶Са;  б) ⁹⁰Sr;  в) ¹³¹I.

  7. Определите химический элемент, масса одного атома которого равна:

      а) 6,64 * 10^-27кг;  б) 2,32 *10^-26 кг.

  8. Определите химический элемент, масса одного атома которого равна:

      а) 6,47 *10^-26кг;    б) 3,77 *10^-25кг.

  9. Заполните свободные клетки в следующей таблице (каждая строка в таблице соответствует одному атому):

10. Известно, что водород объемом 1 дм³ содержит столько же атомов, что и кислород объемом 1 дм³. Плотность водорода равна 0,09 г/дм³, а плотность кислорода – 1,43 г/дм³. Рассчитайте, во сколько раз масса атома водорода меньше массы атома кислорода. 

1.     Химическое явление:
а) таяние снега	б) испарение воды
в) плавление металла	г) горение лучины
2.     Вещество:
а) кастрюля	б) древесина
в) пробирка	г) капля воды
3.     Чистое вещество:
а) кровь	б) сталь
в) железо	г) речная вода
4.     Простое вещество:
а) озон О3	б) вода Н2О
в) метан СН4	г) поваренная соль NaCl
5.     Чёрное, хрупкое, электропроводное вещество:
а) алюминий	б) йод
в) графит	г) железо
6.     Химическое явление:
а) образование инея	б) фотосинтез глюкозы
в) ковка металла	г) кипячение воды.
7.     Химический элемент – это:
а) вид атомов с одинаковой массой	б) вид атомов с одинаковым зарядом ядра
в) мельчайшая химически неделимая частица вещества	г) электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов
8.     Какие выражения верны:
а) атом натрия	б) молекула воды
в) молекула кислорода	г) все ответы верны
9.     Какие утверждения справедливы для понятия «атом»:
а) носитель химических свойств элемента	б) химически неделим
в) электронейтрален	г) все ответы верны
10.                       Физическое явление:
а) коррозия железа	б) гниение мусора
в) плавление металла	г) горение природного газа

Ответы:

1	г
2	б
3	в
4	а
5	в
6	б
7	б
8	г
9	г
10	в