Атом, элемент, молекула
Сравни четыре записи. Цвет обозначает элемент, линия — связь между атомами.
Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.
Атомы — частицы вещества
Вещества построены из мельчайших частиц. Атом — частица химического элемента; атомы могут соединяться друг с другом или входить в протяжённые структуры. Их нельзя рассмотреть невооружённым глазом, поэтому для объяснений используют условные модели.
В обычной химической реакции атомы не исчезают и не превращаются в атомы другого элемента. Меняются связи и сочетания атомов, вследствие чего образуются новые вещества. На рисунках цвет и размер шариков условны: они помогают различать элементы, а не передают их настоящий вид.
До реакции
Атомы входят в исходные вещества
Перегруппировка
Одни связи меняются, возникают другие
После реакции
Те же атомы образуют продукты
В химических реакциях атомы перегруппировываются. Их принадлежность к химическому элементу сохраняется.
Элемент — определённый вид атомов
Химический элемент объединяет атомы одного вида. Все атомы кислорода относятся к элементу кислороду независимо от того, входят они в воду, кислород воздуха или минерал. Вещество и элемент поэтому нельзя считать взаимозаменяемыми понятиями.
В воде присутствуют элементы водород и кислород, но внутри воды нет готовой смеси газов H₂ и O₂. Свойства вещества определяются тем, как его частицы связаны. Разделить воду на водород и кислород обычной фильтрацией невозможно — требуется химическое превращение.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| Атом | Отдельная частица | Один атом O |
| Элемент | Вид атомов | Кислород во всех его соединениях |
| Вещество | Материальная форма существования элементов | Вода H₂O или кислород O₂ |
Элемент может входить в состав разных веществ. Наличие элемента не означает наличие соответствующего простого вещества.
Периодическая система химических элементов
В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.
Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
У каждого элемента свой символ
Химический символ состоит из одной или двух букв латинского алфавита. Первую пишут прописной, вторую — строчной: C, Ca, Cl. Символы служат международным языком химии и позволяют коротко записывать состав веществ.
Часть символов легко связать с привычным названием, часть происходит от латинских названий: Fe — Ferrum, Cu — Cuprum. В формулах важно различать, например, C и Ca. Две заглавные буквы могут обозначать два элемента, поэтому регистр букв меняет смысл записи.
| Символ | Элемент | Принятое чтение символа |
|---|---|---|
| H / O / N | Водород / кислород / азот | Аш / о / эн |
| C / S / P | Углерод / сера / фосфор | Цэ / эс / пэ |
| Na / K / Ca | Натрий / калий / кальций | Натрий / калий / кальций |
| Fe / Cu / Al | Железо / медь / алюминий | Феррум / купрум / алюминий |
Символ элемента записывают с учётом регистра букв. Он позволяет отличить один вид атомов от другого.
От символа к записи числа атомов
Символ O может обозначать химический элемент или один его атом — смысл определяется контекстом. Запись 3O означает три отдельных атома кислорода. Число перед символом называют коэффициентом, а маленькое число справа внизу — индексом.
O₂ — формула простого вещества кислорода: его молекула содержит два атома O. Поэтому 2O и O₂ не равнозначны. В первом случае подчеркнуто число отдельных атомов, во втором — их объединение в одну молекулу. Такое различие понадобится при чтении химических уравнений.
O
Один атом кислорода
2O
Два отдельных атома кислорода
O₂
Одна двухатомная молекула кислорода
2O₂
Две молекулы, всего четыре атома O
Коэффициент и индекс выполняют разные задачи. Записи 2O и O₂ содержат по два атома, но описывают разное объединение частиц.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 7 класс», § 3. Материал переработан для объяснения; источник: 7 класс. Химия — § 03. Атомы. Химические элементы.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах