Химия

Тема 1: Краткий курс химии

Урок 1: Химические элементы и вещества в свете электронной теории. Строение атомов и молекул

  • Видео
  • Тренажер
  • Теория
Заметили ошибку?

Строение атомов и молекул

Атомы — это мельчайшие неделимые частицы, из которых состоит вещество.

Ядро атома состоит из частиц, которые он назвал протонами и нейтронами. Протоны и нейтроны имеют сложное строение и состоят из кварков. Они сосредоточены в ядре, чья масса составляет около 99,97% от массы атома. Радиус атома, как правило, составляет несколько ангстрем (1010 м), радиус ядра в 10 000 раз меньше радиуса самого атома.

Большую часть объема атома занимает пустое пространство между элементарными частицами. Отрицательно заряженные электроны удерживаются на своих энергетических уровнях силой притяжения к положительно заряженным протонам ядра.

Есть в атоме и другие элементарные частицы — электроны; они вращаются вокруг ядра.

Электрон — главная элементарная частица в химии, благодаря обмену электронами могут образовываться новые химические соединения.

Электрон имеет двойственную природу. С одной стороны, обладая малой массой, электрон проявляет свойства частицы.

С другой стороны, электрон движется с такой высокой скоростью, что фактически «размазан» по атому, он находится не в одной конкретной точке, а образует «электронное облако». В этой области пространства электронная плотность достаточно велика. Этим объясняются волновые свойства электрона.

Для потока электронов, как и для световых волн, характерны явления интерференции (наложения) и дифракции (огибание препятствия).

Электронное облако или атомная орбиталь — это область пространства, в которой вероятность нахождения электрона максимальна.

Электронные орбитали имеют определенную форму и энергию.

Правила при заполнении орбиталей электронами

● Принцип минимума энергии.

● Принцип Паули: на каждой орбитали может находиться не более двух электронов.

● Правило Хунда (Гунда): атом в основном состоянии должен иметь максимально возможное число неспаренных электронов в пределах определенного подуровня.

У большинства элементов существуют изотопы (совокупность атомов одного химического элемента с различным массовым числом), атомы которых имеют несколько отличное строение. Количество протонов и электронов в атомах изотопов одного элемента всегда неизменно. Атомы изотопов различаются числом нейтронов в ядре. Следовательно, у всех изотопов одного элемента один и тот же атомный номер, но разная атомная масса.

Атомы редко встречаются и свободном состоянии. Как правило, они связываются друг с другом и образуют молекулы либо другие, более массивные структуры.

В современной химии молекула – мельчайшая частица какого-либо вещества. Даже одна молекула любого вещества обладает всеми свойствами, которые характерны для этого вещества. Если молекулу разделить на составные части, вещество, которое она составляла, уничтожается, распавшись на более простые элементы – атомы.