Работа 4 химические элементы атомы молекулы. Атомно-молекулярное учение

Понятие и структура атома

Одним из основных понятий химии и других естественных наук является атом. Этот термин имеет давнее происхождение; он насчитывает уже около 2500 лет. Впервые понятие атома зародилось в Древней Греции, примерно в V в. до н. э. Основоположниками атомистического учения были древнегреческие философы Левкипп и его ученик Демокрит. Именно они выдвинули идею о дискретном строении материи и ввели термин «АТОМ». Демокрит определял атом как наименьшую, далее неделимую, частицу материи.

Учение Демокрита не получило широкого распространения, и в течение большого исторического периода в химии (а во времена средневековья - алхимии) господствовала теория Аристотеля (384 - 322 гг. до н.э.). Согласно учению Аристотеля, основными началами природы являются абстрактные «принципы»: холод, тепло, сухость и влажность, при комбинации которых образуются четыре основных «элемента-стихии»: земля, воздух, огонь и вода.

Только в начале XIX столетия английский ученый Джон Дальтон возвращается к атомам как наименьшим частицам материи и вводит в науку этот термин. Этому предшествовали работы таких замечательных ученых, как Р. Бойль (в книге «Химик-скептик» он нанес сокрушительный удар по представлениям алхимиков), Дж. Пристли и К. В. Шееле (открытие кислорода), Г. Кавендиш (открытие водорода), А. Л. Лавуазье (попытка составить первую таблицу простых веществ), М. В. Ломоносов (основные положения атомно-молекулярного учения, закон сохранения массы), Ж. Л. Пруст (закон постоянства состава) и многие другие.

Атом (греч. ατομος - неделимый) - это наименьшая частица химического элемента, способная к самостоятельному существованию и являющаяся носителем его свойств. Атом представляет собой электронейтральную микросистему, состоящую из положительно заряженного ядра и соответствующего числа электронов.

Тип атома определяется составом его ядра. Атомы каждого вида одинаковы между собой, но они отличаются от атомов любого другого вида. Так, атомы углерода, азота и кислорода имеют различные размеры, отличаются по физическим и химическим свойствам. Ядро состоит из электронов, протонов и нейтронов, вместе называемых нуклонами.

Электрон [др.греч. ηλεκτρον - янтарь (хорошо электризуется при трении)] - стабильная элементарная частица, имеющая массу покоя, равную 9,109·10 -31 кг = 5,486·10 -4 а.е.м. , и несущая элементарный отрицательный заряд, равный 1,6·10 -19 Кл.

В химии и в физике при решении многих задач заряд электрона принимают за - 1 и заряды всех остальных частиц выражают в этих единицах. Электроны входят в состав всех атомов.

Протон (греч. πρωτοσ - первый) - элементарная частица, являющаяся составной частью ядер атомов всех химических элементов, обладает массой покоя m р = 1,672·10 -27 кг = 1,007 а.е.м. и элементарным положительным электрическим зарядом, равным по величине заряду электрона, т.е. 1,6·10 -19 Кл.

Число протонов в ядре определяет порядковый номер химического элемента.

Нейтрон (лат. neutrum - ни то, ни другое) - электрически нейтральная элементарная частица с массой покоя, несколько превышающей массу покоя протона m n = 1,65·10 -27 кг = 1,009 а.е.м.

Наряду с протоном нейтрон входит в состав всех атомных ядер (за исключением ядра изотопа водорода 1 Н, представляющего собой один протон).

Характеристики отдельных элементарных частиц

Элементарная частица	Обозначение	Масса		Электрический заряд
		в ед. СИ (кг)	в а.е.м.	в Кл	в зарядах электрона
Электрон	e -	9,109·10 -31	5,486·10 -4	1,6·10 -19	-1
Протон	p	1,672·10 -27	1,007	1,6·10 -19	1
Нейтрон	n	1,675·10 -27	1,009	0	0

Обобщающее (групповое) название протонов и нейтронов - нуклоны .

Понятие и формы существования химического элемента

Химический элемент - вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Химический элемент - это понятие, а не материальная частица. Это не атом, а совокупность атомов, характеризующихся определенным признаком - одинаковым зарядом ядра.

Атомы элемента могут иметь различные числа нейтронов в составе ядра, а следовательно, и массу.

Массовое число - общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре.

Ядро атома состоит из протонов, число которых равно порядковому номеру элемента (Z) , и нейтронов (N) . А = Z + N , где А - массовое число.

Нуклиды (лат. nucleus - ядро) - общее название атомных ядер, характеризуются определенным числом протонов и нейтронов (величиной положительного заряда и массовым числом).

Для того чтобы указать химический элемент, достаточно назвать только одну величину - заряд ядра, т.е. порядковый номер элемента в Периодической системе. Для определения нуклида этого недостаточно - надо указать также и его массовое число.

Иногда, не совсем точно, понятие «нуклид» относят не к самому ядру, а ко всему атому.

Изотопы (греч. ισος - одинаковый + τοπος - место) - нуклиды, имеющие одинаковое число протонов, но различающиеся массовыми числами.

Изотопы - нуклиды, занимающие одно и то же место в Периодической системе, т. е. атомы одного и того же химического элемента.

Например: 11 22 Na , 11 23 Na , 11 24 Na .

Изобары (греч. ιςο - равный + βαροσ - вес) - нуклиды, имеющие одинаковые массовые числа, но различное число протонов (т.е. относящиеся к разным химическим элементам).

Например: 90 Sr , 90 Y , 90 Zr .

Изотоны - нуклиды с одинаковым числом нейтронов.

При химическом взаимодействии атомов образуются молекулы.

Молекула (уменьшительное от лат. moles - масса) - это наименьшая частица вещества, определяющая его свойства. Состоит из атомов одного или различных химических элементов и существует как единая система атомных ядер и электронов. В случае одноатомных молекул (например, благородных газов) понятия атома и молекулы совпадают.

Молекулы бывают одноатомные (например, молекулы гелия Не ), двухатомные (азота N 2 , оксида углерода СО ), многоатомные (воды Н 2 О , бензола С 6 Н 6 ) и полимерные (содержащие до сотен тысяч и более атомов - молекулы металлов в компактном состоянии, белков, кварца).

Атомы удерживаются в молекуле с помощью химических связей.

В химии, кроме атомов и молекул, приходится рассматривать и другие структурные единицы: ионы и радикалы.

Ионы (греч. ιον - идущий) - электрически заряженные частицы, образовавшиеся из атомов (или атомных групп) в результате присоединения или потери электронов.

Положительно заряженные ионы называются катионами (греч. κατα вниз + ион), отрицательно заряженные - анионами (греч. ανα - вверх + ион).

Например: К + - катион калия, Fe 2+ - катион железа, NH 4 + - катион аммония, Cl - - анион хлора (хлорид-анион) , S 2- - анион серы (сульфид-анион), SO 4 2- - сульфат-анион.

Радикалы (лат. radicalis - коренной) - частицы (атомы или группы атомов) с неспаренными электронами.

Они обладают высокой реакционной способностью.

Например: Н - радикал водорода, С1 - радикал хлора, СН 3 - радикал-метил.

В то же время парамагнитные молекулы, например, О 2 , NO , NO 2 , имеющие неспаренные электроны, не являются радикалами.

Простое вещество - вещество, состоящее из атомов одного химического элемента.

Простое вещество - это форма существования химического элемента. Многие элементы могут существовать в виде нескольких простых веществ, например, углерод (графит, алмаз, карбин, фуллерены), фосфор (белый, красный, черный), кислород (озон, кислород).

Известно около 400 простых веществ.

Аллотропия (греч. αλλοσ - другой + τροπε - поворот) - способность химического элемента существовать в виде двух или нескольких простых веществ, отличающихся количеством атомов в молекуле (например, О 2 и О 3 ) или разной структурой кристаллов (графит и алмаз).

Полиморфизм (греч. πολιμορφοσ - многообразный) - способность твердых веществ существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической структурой и различными же свойствами. Такие формы называются полиморфными модификациями.

Например: FeS 2 может образовывать два вещества с различными кристаллическими структурами (полиморфные модификации): одно называется пирит, а другое - марказит. Являются ли эти вещества аллотропными модификациями? Не являются.

Аллотропия относится только к простым веществам и рассматривает как различие в составе их молекул, так и различие в строении кристаллических решеток. Если речь идет о различии в строении кристаллических решеток простых веществ, то понятия полиморфизм и аллотропия совпадают, например, о графите и алмазе можно сказать, что это аллотропные формы, а можно - полиморфные формы.

§1. Свойства и состав вещества

Уронить железный таз

Можно десять тысяч раз,

А фарфоровую вазу

Уронить нельзя ни разу,

Ведь на десять тысяч раз

Нужно десять тысяч ваз!

Эти строчки мной выбраны не случайно. Мы точно знаем, как можно использовать тот или иной предмет, если знаем, из какого вещества он состоит. Свойства предмета (или тела) зависят от свойств составляющих его веществ . Зная о горючести нефтепродуктов, люди используют их в качестве топлива. Электропроводность металлов позволяет использовать их для передачи электрического тока, а бактерицидные свойства хлоргексидина - в медицине для дезинфекции ран и оборудования.

От чего же зависят свойства самого вещества? Конечно же, от того, из чего состоит это вещество.

Еще древнегреческий философ Демокрит две с половиной тысячи лет назад высказал мысль о том, что все тела состоят из мельчайших, невидимых, неделимых, вечно движущихся частиц - атомов. В переводе с древнегреческого слово «атом» означает «неделимый».

Учение об атомах в основном было разработано в середине XVIII века великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым. Он утверждал, что все тела в природе состоят из корпускул (молекул), в состав которых входят элементы (атомы). Многообразие веществ ученый объяснял соединением разных атомов в молекулах и различным расположением атомов в них.

§2. Разложение молекулы на атомы

То, что атомы действительно существуют, подтверждают многие химические реакции. Так, например, при пропускании постоянного электрического тока через воду в одной из трубок прибора для электролиза воды собирается газ, в котором тлеющая лучинка ярко вспыхивает. Это кислород. В другой трубке собирается вдвое больше газа, который загорается от зажженной лучинки. Это водород.

Процесс разложения воды сложный, но в упрощенном виде его можно представить так (см. рис.). Мельчайшая частица воды - молекула воды - образована двумя атомами водорода и одним атомом кислорода. При пропускании постоянного электрического тока молекулы воды распадаются, при этом образуются химически неделимые частицы - атомы водорода и кислорода. Затем атомы соединяются по два и из каждых двух молекул воды образуются две двухатомные молекулы водорода и одна двухатомная молекула кислорода.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза…

Ибо лежит за пределами нашего чувства

Вся природа начал…

Эти строки были написаны Титом Лукрецием Каром две тысячи лет назад. Удивительно, что догадки древних, основанные лишь на размышлениях, не так уж далеки от нынешних представлений: существуют молекулы - мельчайшие частицы вещества, сохраняющие его состав и свойства, и атомы - мельчайшие неделимые частицы, которые, соединяясь с другими атомами, дают огромное разнообразие веществ с несхожими свойствами.

§3. Химические элементы. История их открытия

В конце XVII столетия английский ученый Роберт Бойль впервые использовал в науке понятие о химическом элементе как составной части вещества. Он считал, что химический элемент - это вещество, которое нельзя разложить на более простые вещества. Более чем через 100 лет другой английский ученый - Джон Дальтон связал понятие о химическом элементе с атомной гипотезой о строении вещества. Определением, которое дал Дальтон, химики пользуются и в наши дни.

Химический элемент - это совокупность атомов определенного вида.

В природе найдено 89 различных элементов. Достижения ядерной физики позволили получить ряд элементов искусственным путем. Поэтому в настоящее время известно 118 химических элементов. В различных комбинациях атомы химических элементов образуют все известные вещества. Получено и описано уже более 10 миллионов различных веществ.

Открытие каждого химического элемента воспринималось в науке как событие огромной важности. Названия, которые давались им при этом никогда не были случайными. Они отражали либо одно из свойств открытого элемента или вещества, из которого он был выделен, либо были связаны с событием его открытия, а в некоторых случаях элементы названы в честь страны - родины ученого, открывшего элемент. Среди последних - элемент рутений , открытый в 1844 году профессором Казанского университета Карлом Карловичем Клаусом и названный в честь России.

Таким образом, каждое название несет в себе некоторую информацию об обозначаемом элементе. Так, латинское название азота нитрогениум означает «рождающий селитру» (это соединение азота с давних пор хорошо знакомо человеку). Его русское название «азот» переводится с греческого как «безжизненный» («а» - частица отрицания, «зоос» - «живой»), так как вещество азот не поддерживает дыхания и горения. Латинское название водорода гидрогениум значит «рождающий воду» (при соединении водорода с кислородом образуется вода). Алюминий получил своё название от латинского «алумен» - «квасцы», которые ещё в глубокой древности, 3,5 тысячи лет назад, в Древнем Египте использовались в качестве закрепителей красителей на тканях и, как выяснилось значительно позже, содержат алюминий и могут служить сырьём для его получения. Название фосфор составлено из греческих слов «пос» - «свет», «форос» - «несущий». Следовательно, фосфор означает «светоносец». Медь в древности добывали на острове Кипр, отсюда и её латинское название «купрум». В науке существовали и другие способы обозначения химических элементов.

§4. Способы обозначения химических элементов в

Каждый химический элемент имеет условное обозначение - химический знак , или символ, который состоит из первой либо из первой и одной из последующих букв его латинского названия. В первом случае это обозначение произносится как название буквы, а во втором должно звучать его латинское название.

Например: водород (гидрогениум) - Н, произносится «аш». Углерод (карбогениум) - С, «цэ»; сера (сульфур) - S, «эс»; ртуть (гидрогениум) - Hg, «гидраргирум»; медь (купрум) - Си, «купрум».

В рассмотренном правиле есть несколько исключений, например: калий (калиум) - К, произносится полностью «калий» (окончание -ум не произносится).

Все известные человеку химические элементы представлены в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Эта таблица является выражением периодического закона. Научимся пользоваться таблицей. В каждой клетке таблицы, помимо знака и названия элемента, имеется два числа: верхнее - порядковый номер элемента, нижнее - атомная масса, или массовое число .

Атомы одного и того же химического элемента могут незначительно отличаться по массе. Такие разновидности данного элемента называют изотопами (от греч. «изоз» - «равный», «топос» - «место»; таким образом, изотопы - это занимающие одно место, одну клетку в таблице). Число, приведённое около каждого знака химического элемента, указывает среднюю атомную массу изотопов данного элемента.

Атомы очень малы. Например, радиус атома углерода равен 1,5 × 10-10 м (0,00000000015 м)! Осознать значение этого числа очень трудно. Но чтобы составить хотя бы некоторое представление о нём, возьмите простой карандаш (грифель простого карандаша состоит из графита - вещества, образованного атомами углерода) и прочертите им отрезок прямой линии длиной 3 см. Полученная линия содержит 100 миллионов атомов углерода в длину и около 1 млн. - в ширину!

Литература:

Н.Е. Кузнецова. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. - М. Вентана-Граф, 2012.

Для визуального оформления использовались источники:

http://www.google.ru/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.pskgu.ru%2Febooks%2Fkimages%2Fst000_26.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.pskgu.ru%2Febooks%2Fkps018.htm&h=333&w=400&tbnid=aUsXyHOtCzUHGM%3A&zoom=1&docid=G82TADT3Vv3rxM&ei=VwB3VP7OC-a6ygP61oKQDw&tbm=isch&ved=0CEsQMygWMBY&iact=rc&uact=3&dur=1880&page=1&start=0&ndsp=40

1.Основные понятия в химии: вещество, молекула, атом. Строение атома. Химический элемент. Изотопы. Атомная единица массы. Число Авогадро. Моль.

Химия- наука о веществах и их превращениях друг в друга.

Химически чистое вещество- это совокупность молекул, имеющих одинаковый качественный и количественный состав и одинаковое строение.

СН 3 -О-СН 3 -

СН 3 -СН 2 -ОН

Молекула - мельчайшие частицы вещества, обладающие всеми его химическими свойствами; молекула состоит из атомов.

Атом- это химически неделимые частицы, из-за которых образованы молекулы. (для благородных газов молекула и атом одно и тоже, Не, Ar)

Атом- электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра, вокруг которого по своим строго определенным законам распределены отрицательно заряженные электроны. Причём суммарный заряд электронов равен заряду ядра.

Ядро атомов состоит из положительно заряженных протонов (р) и нейтронов (n) не несущих никакого заряда. Общее название нейтронов и протонов – нуклоны. Масса протонов и нейтронов практически одинакова.

Электроны (е -) несут отрицательный, заряд равный заряду протона. Масса е - составляет приблизительно 0,05% от массы протона и нейтрона. Таким образом, вся масса атома сосредоточена в его ядре.

Число р в атоме, равные заряду ядра, называется порядковым номером (Z), так как атом электронейтрален число е - равно числу р.

Массовым числом (А) атома называется сумма протонов и нейтронов в ядре. Соответственно число нейтронов в атоме равно разности между А и Z. (массовым числом атома и порядковым номером).(N=А-Z).

17 35 Cl р=17, N=18, Z=17. 17р + , 18n 0 , 17е - .

Нуклоны
Химические свойства атомов определяется их электронным строением (число электронов), которое равно порядковому номеру атомов (заряду ядра). Следовательно, все атомы с одинаковым зарядом ядра в химическом отношении ведут себя одинаково и рассчитываются как атомы одного и того же химического элемента.

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. (110 химических элементов).

Атомы, имея одинаковый заряд ядра , могут различаться массовым числом, что связанно с различным числом нейтронов в их ядрах.

Атомы, имеющие одинаковый Z, но различное массовое число называются изотопы.

17 35 Cl 17 37 Cl

Изотопы водорода Н:

Обозначение: 1 1 Н 1 2 Д 1 3 Т

Название: протий дейтерий тритий

Состав ядра: 1р 1р+1n 1р+2n

Протий и дейтерий-стабильны

Тритий-распадается(радиоактивный) Используется в водородных бомбах.

Атомная единица массы. Число Авогадро. Моль.

Массы атомов и молекул очень малы (приблизительно 10 -28 до 10 -24 г.), для практического отображения этих масс целесообразно ввести свою единицу измерения, которая бы приводила к удобной и привычной шкале.

Т.к масса атома сосредоточена в его ядре, состоящих из практически одинаковых по массе протонов и нейтронов, то логично за единицу массы атомов принять массу одного нуклона.

Условились за единицу массы атомов и молекул принять одну двенадцатую изотопа углерода, имеющее симметричное строение ядра (6р+6n). Эту единицу называют атомной единицей массы (а.е.м.), она численно равна массе одного нуклона. В этой шкале массы атомов близки к целочисленным значениям: Не-4; Al-27; Ra-226 а.е.м……

Рассчитаем массу 1 а.е.м в граммах.

1/12 (12 С)= =1,66*10 -24 г/а.е.м

Рассчитаем, какое количество а.е.м содержится в 1г.

N A = 6,02 * -число Авогадро

Полученное соотношение называется числом Авогадро, показывает сколько а.е.м содержится в 1г.

Массы атомов, приведенные в Периодической таблице выражены в а.е.м

Молекулярная масса- это масса молекулы, выраженная в а.е.м, находится как сумма масс всех атомов, образующих данную молекулу.

м(1 молекулы Н 2 SO 4)= 1*2+32*1+16*4= 98 а.е.м

Для перехода от а.е.м к практически используемой в химии 1 г ввели порционный подсчёт количества вещества причём в каждой порции содержится число N A структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов). В этом случае масса такой порции , называемой 1 моль, выраженной в граммах, численно равна атомной или молекулярной массе, выраженных в а.е.м.

Найдём массу 1 моль Н 2 SO 4:

М(1 моль Н 2 SO 4)=

98а.е.м*1,66**6,02*=

Как видно молекулярная и молярная массы численно равны.

1 моль – количество вещества, содержащее число Авогадро структурных единиц (атомов, молекул, ионов).

Молекулярная масса(М) - масса 1 моль вещества, выраженная в граммах.
Количество вещества-V(моль); масса вещества м(г); молярная масса М(г/моль)-связаны соотношением: V=;

2Н 2 О+ О 2 2Н 2 О

2 моль 1 моль

2.Основные законы химии

Закон постоянства состава вещества- химически чистое вещество независимо от способа получения всегда имеет постоянный качественный и количественный составы.

CH3+2O2=CO2+2H2O

NaOH+HCl=NaCl+H2O

Вещества с постоянным составом называются- дальтониты. В качестве исключения известны вещества неизменного состава- бертолиты (оксиды, карбиды, нитриды)

Закон сохранения массы (Ломоносов)- масса веществ вступивших в реакцию всегда равна массе продуктов реакции. Из этого следует что атомы в ходе реакции не исчезают и не образуются они переходят из одних веществ в другие. На этом основан подбор коэффициентов в уравнении химической реакции, число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть равно.

Закон эквивалента- в химических реакциях вещества реагируют и образуются в количествах равных эквиваленту (Сколько эквивалента одного вещества израсходовано, ровно столько же эквивалентов израсходовано или образовалось другого вещества).

Эквивалент- количество вещества, которое в ходе реакции присоединяет, замещает, высвобождает один моль атомов (ионов) H. Масса эквивалента выраженная в граммах называется эквивалентной массой (Э).

Газовые законы

Закон Дальтона- общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений всех компонентов газовой смеси.

Закон Авогадро- равные объёмы различных газов при одинаковых условиях содержат равное число молекул.

Следствие: один моль любого газа при нормальных условиях (t=0 градусов или 273K и P=1 атмосфера или 101255 Паскаль или 760 мм. Рт. Столба.) занимает V=22,4 л.

V который занимает один моль газа называется молярным объёмом Vm.

Зная объём газа (смеси газа) и Vm при данных условиях, легко рассчитать количество газа (газовой смеси) =V/Vm.

Уравнение Менделеева- Клапейрона.- связывает количество газа с условиями, при которых он находится. pV=(m/M)*RT= *RT

При использовании данного уравнения все физические величины должны быть выражены в СИ: p-давление газа (паскаль), V-объём газа (литры), m- масса газа (кг.) , М -молярная масса (кг/моль), Т-температура по абсолютной шкале (К), Ню-количество газа (моль), R- газовая постоянная = 8,31 Дж/(моль*К).

Д- относительная плотность одного газа по другому- отношение М газа к М газа, выбранного в качестве стандарта, показывает во сколько раз один газ тяжелее другого Д=М1/М2.

Способы выражения состава смеси веществ.

Массовая доля W- отношение массы вещества к массы всей смеси W=((m в-ва)/(m р-ра))*100%

Мольная доля æ -отношение кол-ва в-ва, к общему кол-ву всех вв. в смеси.

Большинство химических элементов в природе представлены в виде смеси различных изотопов ; зная изотопный состав химического элемента, выраженный в мольных долях, рассчитывают средневзвешенное значение атомной массы этого элемента, которая и переводится в ИСХЭ. А= Σ (æi*Аi)= æ1*А1+ æ2*А2+…+ æn*Аn , где æi- мольная доля i-ого изотопа, Аi- атомная масса i-ого изотопа.

Объёмная доля (φ)- отношение Vi к объёму всей смеси. φi=Vi/VΣ

Зная объёмны состав газовой смеси, рассчитывают Мср смеси газов. Мср= Σ (φi*Mi)= φ1*М1+ φ2*М2+…+ φn*Мn
3.Понятие эквивалента вещества. Определение эквивалента. Определение эквивалентной массы кислот, оснований, солей, оксидов, простых веществ в ОВР. Закон эквивалентов. Объемный анализ.

Эквивалент- количество вещества, которое входе реакции присоединяет, замещает, выделяет 1 моль (атомов) ионов водорода. В ОВР под эквивалентом понимают такое количество вещества, которое отдает или присоединяет 1 моль элементов.

Молярная концентрация(С)-отношение количества растворенного вещества, к общему раствора.

С= моль/л или М

Нормальная концентрация()- отношение числа эквивалента вещества к объему раствора.

Экв/л или Н

Связь нормальной и молярной концентрации С= F* (С)

Эквивалентная масса(Э)-масса одного эквивалента вещества , выраженная в граммах. Э гр/экв

Расчет эквивалентных масс для соединений различных классов.

1 Оксиды- молярную массу вещества делят на число атомов элемента в оксиде, умноженное на его степень окисления.

Э(CuO)== гр/экв (ν=)

2 моль H → 1 моль CuO

1 моль H → 0,5 моль CuO
+ 3 → 2Fe + 3 O

Концентрация, на которую надо умножить массу при расчете эквивалентной массы.

f () f =
2 Кислоты - молярную массу делят на число атомов водорода, замещенных в молекуле кислоты входе реакции.

= = 33 г/экв f =

= = 49 г/экв f =

Для одноосновных кислот молярная масса и эквивалент равны.

3 Основания(щелочи) – молярную массу делят на число гидроксильных групп, замещаемых в молекуле основания входе реакции.

= 7 г/экв f =

4 Соли- молярную массу делят на число атомов металла,умноженных на его валентность.
Закон эквивалентов- в химических реакциях вещества реагируют и образуются в количествах, равных эквивалентам (сколько эквивалентов в-ва расходовано, столько же эквивалентов другого в-ва образовалось)

Объемный анализ- является одним из методов количественного анализа. Сущность метода заключается в измерении объема раствора реактива известной концентрации, затраченного на реакцию. При анализе раствор реактива, концентрация которого известна , из калиброванного по объему сосуда (бюретки) по каплям приливают к исследуемому раствору до тех пор, пока тем или иным способом не будет установлено, что все вещество в исследуемом растворе прореагировало с добавляемым реактивом. Эта процедура называется титрование
4.Электронное строение атомов. Корпускулярно-волновой дуализм электронов. Атомная орбиталь. Энергетические уровни и подуровни. Квантовые числа, их физический смысл .
Электронное строение атома.

В атоме, с точки зрения механики, электрон рассматривается одновременно и как частица(имеет массу и заряд) и как волна(явление дифракции)или как говорят, обладает корпускулярно-волновым дуолизмом.

Область околоядерного пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона -атомная орбиталь.В этой области как бы «размазан» заряд электронов.

Электроны с приблизительно равной энергией, находящиеся приблизительно на одинаковом расстоянии от ядра, образуют электронный слой(энергетический уровень). В пределах одного энергетического уровня электроны могут незначительно различаться по энергии, располагаясь на различных энергетических подуровнях.

Движение электронов в атоме описывается волновым уравнением Шредингера , решение которой- волновая функция пси (Ψ)- может быть отображено набором целых чисел, называемых квантовыми числами.

Главное квантовое число (n)-принимает значение натуральных чисел, показывает на каком энергетическом уровне от ядра расположен электрон.

Орбитальное(побочное) квантовое число(l)-зависит от n, принимая значения от 0 до n-1 включительно. Показывает на каком энергетическом подуровне находится электрон, определяет форму орбитали электрона. Число значений l для данного n показывает число подуровней на данном энергетическом уровне.

Числовым значениям l поставлено в соответствии буквенное обозначение.

Электронное строение атомов всех хим. элементов описывается четырьмя видами орбиталей: s, p, d, f. Электроны, располагающиеся на s подуровне- s электроны, и т. д

Магнитное квантовое число зависит от l, принимает целые значения от –l…., 0….,+l. Определяет взаимную ориентацию орбиталей. Число значений определяет число орбиталей на данном подуровне.

Для полного описания электрона в атоме потребовалось ввести четвертое квантовое число-

Спиновое квантовое число которое принимает 2 значения ±0,5. В приближенной форме можно сказать, что отражает возможность вращения электрона вокруг своей оси как по часовой стрелке, так и против нее.

Учитель химии: Түктібаева А.Қ.

Дата :_______________________

План урока по химии для 8 _______класс a

Тема урока: «Атомы и молекулы. Атомно-молекулярное учение в химии и его значение. »

Цель урока: формирование понятия молекула, атом, химический элемент, атомно-молекулярное учение.

Задачи урока:

Образовательная : сформировать общие представления о молекулярном строении веществ, об атомах и молекулах

Развивающая : развивать коммуникабельные способности по теме, уметь выделять главное; сопоставлять факты, результаты, анализировать, высказывать свою точку зрения по проблеме урока.

Воспитательная: воспитание стремления к учению, умения напряженно трудиться; развивать культуру речи, взаимоотношения, взаимопомощь и сотрудничество.

Тип урока: изучение нового материала

Методы: словесные, наглядные

Програм. дидактическое обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, интерактивная доска

Ожидаемые результаты:

знать определение: молекула, атом, химический элемент, атомно-молекулярное учение;

знать знаки химических элементов, историю происхождения названий элементов;

правильно называть химические элементы;

классифицировать по нескольким признакам;

готовить домашнее задание с использованием компьютера;

выступать перед аудиторией.

Структура урока:

Организационный момент 3 мин

Актуализация знаний: межпредметные связи (химия + природоведение) 7 мин

Изучение нового материала 20 мин

Систем. Закрепление 10 мин

Итог и информация о домашнем заданий 5 мин

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.

В 5-м классе на уроках природоведения вы рассматривали понятие атом и молекула. Что это такое? (Учащиеся дают определение, которое помнят с уроков природоведения).

Люди давно догадывались о том, что вещества состоят из отдельных мельчайших частиц. Их называют атомами . Во многих случаях атомы не существуют по одиночке, а объединяются в группы – молекулы . Атомы и молекулы чрезвычайно малы: в любом крошечном кусочке вещества, который мы в состоянии разглядеть (например, в пылинке) содержится больше атомов, чем звезд во всей нашей Галактике.

Осознать значение числа радиуса атомного ядра очень сложно. Например, радиус атома углерода равен 1,5 –10 м. Возьмите карандаш (графит – это углерод), проведите отрезок прямой линии длиной 3 см. (Учащиеся проводят линию).

Как вы думаете, сколько атомов углерода содержится в проведенной вами линии?

Учащиеся дают свои ответы .

Полученная линия содержит 100 мл атомов углерода в длину и около 1 мл в ширину.

Рассмотрим пример с сахаром: Какими свойствами обладает сахар? (Учащиеся отвечают: растворяется в воде, сладкий, белый) . Представим, что крупинки сахара это молекулы. Раздробим молекулы до атомов, (учитель растирает сахар в ступке, ученик по желанию ему помогает). А сейчас смотрим, мы размельчили наши «молекулы», свойства сахара изменились? (Учащиеся отвечают, что нет). Какой вывод мы можем сделать? (Учащиеся отвечают, что свойства при измельчение не изменяются).

Какое определение вы дадите молекуле и атому? С химической точки зрения.

Дети дают определения, потом записывают их в тетрадь: молекула - это наименьшая частица вещества, определяющая его свойства и способная к самостоятельному существованию; молекулы построены из атомов; атом – это мельчайшая неделимая частица вещества, являющаяся носителем его свойств.

3. Изучение новой темы.

Слайд 1 ().

На следующем слайде мы видим, что молекула воды состоит из атомов двух видов. Это атомы водорода и кислорода.

Рассмотрев изображение модели молекулы воды, какой мы можем сделать вывод?

Учащиеся отвечают, что вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Слайды 2, 3 (приложение 1, портреты Роберт Бойль, Джон Дальтон).

В конце 17 столетия английский ученый Роберт Бойль впервые использовал в науке понятие о химическом элементе как составной части вещества. Он считал химический элемент – это вещество, которое нельзя разложить на более простые. Более чем через 100 лет другой английский ученый – Джон Дальтон связал понятие о химическом элементе с атомной гипотезой о строении вещества. Определение, которое дал Дальтон, химики используют и в наши дни.

Химический элемент – это совокупность атомов определенного вида. (Дети записывают определение ).

В природе найдено 89 различных химических элементов. Достижения ядерной физики позволили получить ряд элементов искусственным путем. Поэтому в настоящее время изучено более 110 химических элементов. Каждый химический элемент имеет условное обозначение – химический знак или символ, название. А сейчас мы прослушаем домашнее задание.

Презентация домашнего задания «Химические элементы в древности», ().

Задание: "Придумайте такие обозначения для химических элементов, чтобы их легко было воспроизвести. Какими ассоциациями Вы пользовались?" Когда большая часть учащихся выполнит это задание в тетради, следует попросить двух – трех учеников записать изобретенные ими символы на доске рядом с алхимическими. (Сравнение записанных на доске символов приводит к идее унификации способов обозначения химических элементов. Эту задачу успешно решил шведский естествоиспытатель Й. Я. Берцелиус).

Учащиеся задают вопросы.

В 1813 году Берцелиус предложил для обозначения химических элементов использовать буквы латинского алфавита. Система Берцелиуса очень проста. Химический элемент обозначают первой буквой латинского названия элемента. В некоторых случаях к первой букве добавляют еще букву с середины названия. Разработанными им знаками мы пользуемся до сих пор. Знаки химических элементов читаются по определенным правилам. Некоторые знаки читаются как буквы латинского алфавита. Исключение Н, который читают как букву Франц. алфавита.

Предложение Берцелиуса было принято всеми учеными, так как такие символы оказались очень удобным: их легко написать в тетради и напечатать в книге, они понятны каждому образованному человеку, независимо от того, на каком языке он говорит. Знаки 10 элементов читают как латинское название этих элементов. Знаки остальных элементов читаются как русские названия.

Слайд 4 ().

Для обозначения химических элементов используют одинаковые знаки во всех странах мира. Знаки химических элементов вы можете найти во всех блицах периодической системы разных стран.

Слайды 5, 6, 7 ().

Ребята обратите внимание: калий и кальций, в название кальция есть буква «цэ», с которой и начинается написание знака, в название калия ее нет. Магний и марганец. Натрий и азот. (Обратить внимание на эти знаки их некоторые учащиеся путают)

Презентация домашнего задания «Биография химических элементов» ().

Презентация домашнего задания «Происхождение названий химических элементов» ()

Вопрос: Ученые древних времен считали, что как слова состоят из букв, так и вещества состоят из элементов. Даже великий французский химик Лавуазье принимал термины элемент и простое вещество как равнозначные. Только Менделеев начал различать эти понятия. Что же такое химический элемент и простое вещество? (химический элемент – это один атом или их совокупность. Простое вещество – форма существования конкретного химического элемента. (Углерод – элемент, уголь, алмаз – простые тела).

Давайте подведем итог урока, что нового вы узнали сегодня на уроке?

Учащиеся отвечают.

4. Систем. Закрепление.

А сейчас ребята проверим, как вы усвоили материал.

Проверочная работа в форме егэ.

Учащиеся выполняют работу по карточкам (см. ).

5. Итог.

Итоги урока: выставление оценок. Домашнее задание.

Приложение №5

Карточка №1

Наиболее распространен в солнечной системе элемент:

1) О; 2) Не; 3)Н; 4) С.

2. Понятие «молекула» не применимо по отношению к структурной единице вещества:

1) хлороформ; 2)алмаз; 3) кислород; 4) озон.

Пара химических элементов, названия которых даны в честь планет солнечной системы:

1) фосфор и плутоний; 2) плутоний и уран; 3) уран и кислород; 4) кислород и фосфор.

Соотнесите.

Химический знак:

1) К; 2) С; 3) Mg ; 4) S

Название элемента:

А) калий; Г) марганец;

Б) кальций; Д) углерод;

В) сера; Е) магний

Карточка №2

Наиболее распространен в земной коре элемент:

1) Al ; 2) О; 3)Н; 4) Fe

Пара химических элементов, названия которых даны в честь великих ученых:

1) кюрий и галлий; 2) галлий и германий; 3) германий и менделевий; 4) менделевий и кюрий.

3. Понятие «молекула» не применимо по отношению к структурной единице вещества:

1) вода; 2) графит; 3) углерод; 4) водород.

4. Соотнесите.

Произношение химического знака:

силициум;

купрум;

аргентум;

феррум.

Химический знак:

А) С; Г) Ag;

Б) Cu ; Д) H ;

В) Fe; Е) Si

Приложение №2

Обозначения химических элементов

Древнегреческие мудрецы первыми сказали слово «Элемент» и произошло это за пять веков до нашей эры. Правда элементами у древних греков считались (слайд 2) земля, вода, воздух и огонь, а вовсе не железо, кислород, водород, азот и другие элементы теперешних химиков. Основой всех алхимических теорий является теория четырех элементов. Эта теория была подробна разработана греческими философами, такими как Платон и . Согласно учению Платона Вселенная была создана Демиургом из одухотворенной Первичной материи. Из нее он создал четыре элемента: огонь, воду, воздух и землю. Аристотель добавил к четырем элементам пятый - квинтесенцию. Именно эти философы, по сути, и заложили фундамент того что принято называть алхимией.

В средние века ученые знали уже 10 химических элементов – семь металлов (золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, ртуть) и три неметалла (сера, углерод и сурьма) (слайд 3).

Алхимики очень долго обходились без химических формул. В употреблении были использованы знаки. А описание химических превращений походили на сказки и легенды. Понимание алхимической символики без знания алхимической теории довольно сложный процесс, хотя при желании можно вывести всю теорию из самих символов, но это под силу далеко не каждому.

Важнейшие алхимические знаки

Золото называлось солнцем, а обозначалось кружком с точкой. Медь-Венерой, символом этого металла служило «венерино зеркальце». Железо – Марсом, как пологается богу войны, обозначение этого металла включало щит и копье.

Триада алхимиков - сера, соль и ртуть. Особенностью этой теории являлась идея макро и микрокосмоса. Т.е. человек в ней рассматривался как мир в миниатюре, как отражение Космоса со всеми присущими тому качествами. Отсюда и значение элементов: сера - дух, ртуть - душа, соль - тело. Т.о. и Космос и человек состоят из одних и тех же элементов - тела, души и духа. Если сравнить эту теорию с теорией четырех элементов то можно увидеть, что Духу соответствует элемент огня, Душе элемент воды и воздуха, а Соли элемент земля. И если при этом учесть что в основе алхимического метода лежит принцип соответствия, который на практике означает что химические и физические процессы, происходящие в природе сходны тем, что происходят в душе человека получим:

Сера - бессмертный дух – то, что без остатка исчезает из материи при обжиге. Ртуть - душа - то что соединяет тело и дух. Соль - тело - то материальное что остается после обжига . из книги "Философский камень" De Lapide Philisophico

Один есть Все" - и все от него, и все в нем, а если

Основным критерием при истолковании символа АЛХИМИКОВ должна служить интуиция.

Пример:

Лев, пожирающий солнце. Сложный символ. Состоит из льва, солнца, крови, камня и фона … Основной идеей сюжета является поглощение львом (ртутью) солнца (золота). Значит, на этой гравюре изображен процесс растворения ртутью золота.

Символика алхимических веществ.

В 18 веке укоренилась система обозначений элементов, которых в то время стало известно уже три десятка в виде геометрических фигур – кружков, полуокружностей, треугольников, квадратов. Этот способ изображения химических элементов придумал английский ученый Джон Дальтон. Однако различать химические символы разных элементов в книгах и научных журналах было довольно трудно. А каково было работать наборщиком в типографиях. Как им было отличать знак водорода, который представлял собой три концентрические окружности, нарисованные сплошной линией и с точкой в центре, от знака кислорода –тоже трех концентрических окружностей, одна из которых пунктирная и без точки. Вот примеры дальтоновых символов элементов: водород, азот, кислород, сера. Наконец, в 1814 году появились символы и названия химических элементов, которыми химики пользуются и по сей день.

Приложение №3

По происхождению названий элементов их можно разделить на шесть групп:

Географические и астрономические объекты

Америций (от англ. America), Берклий (от англ. Berkeley – город на западе США, одно из крупнейших отделений Калифорнийского университета), Галлий (от лат. Gallia – Франция), Гафний (от лат. Hafnia – Копенгаген), Гелий (от греч. helios – Солнце), Германий (от лат. Germania – Германия), Гольмий (от лат. Holmia – Стокгольм), Дубний (в честь Дубны, Международного Объединенного института ядерных исследований), Европий (в честь Европы), Калифорний (от англ. California), Лютеций (от лат. Lutetia – Париж), Магний (от греч. Магнисия – полуостров в Греции), Медь (лат. название от лат. Cuprum – остров Кипр), Нептуний (в честь планеты Нептун), Палладий (в честь астероида Паллада), Плутоний (в честь планеты Плутон), Полоний (в честь Польши), Рений (от лат. Rhenus – Рейн), Ртуть (старое название в честь планеты Меркурий), Рутений (от лат. Ruthenia – Россия), Селен (от греч. selene – луна), Скандий (от лат. Scandia – Скандинавия), Стронций (от названия деревни Strontian в Шотландии, где был обнаружен минерал, содержащий стронций), Тулий (в честь Thule – древнее название Скандинавии), Уран (в честь планеты Уран), Франций (в честь Франции), Хассий (в честь немецкой федеративной земли Гессен), Церий (в честь астероида Церера).

Внешние свойства и вид элемента

Барий (от греч. barys – тяжелый), Бром (от греч. bromos – зловонный), Висмут (от нем. Wiss mat – белая масса), Вольфрам (от нем. Wolf Rahm – волчья слюна, пена, от швед. tung sten – тяжелый камень), Золото (лат. название от aurora – утренняя заря), Индий (по синей спектральной линии (индиго)), Иод (от греч. iodes – фиолетовый), Иридий (от лат. iris – радуга), Кремний (лат. название от silicis – кремень, рус. название от греч. kremnos – утес), Литий (от греч. lithos – камень), Мышьяк (лат. название от греч. arsenikon – желтый пигмент, рус. название связано с использованием в борьбе с грызунами), Никель (от нем. kupfernicel – дьявольская (негодная) медь или медь Святого Николаса), Осмий (от греч. ocme – запах), Платина (от исп. platina – серебро), Празеодим (от греч. prasios didymos – зеленый близнец), Родий (от греч. rhodon – розовый), Рубидий (от греч. rubidius – глубокого красного цвета), Сера (от лат. sulphurium – светло-желтый), Таллий (от греч. thallos – зеленый), Фосфор (от греч. phosphoros – несущий свет), Хлор (от греч. chloros – зеленоватый), Хром (от греч. chroma – цвет), Цезий (от лат. caesius – небесно-голубой), Цирконий (от араб. zargun – цвета золота).

Свойства элемента

Актиний (от греч. actinos – луч), Аргон (от греч. argos – неактивный), Астат (от греч. astatos – неустойчивый), Водород (лат. название от греч. hydro genes – порождающий воду), Диспрозий (от греч. dysprositos – получаемый с трудом), Железо (лат. название от греко-лат. fars – быть твердым), Кислород (лат. название от греч. oxy genes – порождающий кислоты (ошибочное предположение А. Лавуазье)), Криптон (от греч. krypton – скрытый), Ксенон (от греч. xenos – незнакомец), Лантан (от греч. lanthanien – скрываться), Неодим (от греч. neos didymos – новый близнец), Неон (от греч neos – новый), Протактиний (от греч. protos – первый), Радий и Радон (от греч. rados – луч), Ртуть (лат. название от hydragyrum – жидкое серебро), Серебро (лат. название от argentum – светлый, белый), Сурьма (от греч. anti monos – не единственный, по другой версии – средство против монахов), Теллур (от греч. tellus – земля), Технеций (от греч. technikos – искусственный),

Соответствующие соединения

Азот (лат. название от греч. nitron genes – образующий селитру), Алюминий (от лат. alumen – квасцы), Бериллий (от греч. beryllos – минерал берилл), Бор (от араб. buraq – название буры), Иттербий, Иттрий, Тербий и Эрбий (по минералу иттербиту, найденному около селения Иттербю, Швеция), Кадмий (от лат. cadmia – цинковая руда), Калий (от араб. gili – поташ), Кальций (от лат. calx – известь), Марганец (от лат. magnes – магнит), Молибден (от греч. molybdos – свинец), Натрий (от древнееврейского neter – бурлящее вещество), Самарий (по минералу самарскиту), Углерод (лат. название от carbo – уголь).

Мифология

Ванадий (в честь Vanadis – скандинавской богини красоты), Кобальт (от нем. kobold – гном), Ниобий (от греч. Niobe – Ниобея), Прометий (от греч. Прометей – герой, похитивший огонь у богов), Тантал (от греч. Tantalos – тантал, лидийский царь, отец Ниобеи), Титан (в честь Титанов, сыновей богини Гей), Торий (в честь скандинавского бога войны Тора).

Ученые

Борий и Нильсборий (в честь датского физика Нильса Бора (1885-1962)), Гадолиний (в честь финского химика Юхана Гадолина (1760-1852)), Ганий (в честь немецкого радиохимика Отто Гана (1879-1939)), Жолиотий (в честь французских физиков и общественных деятелей, супругов Фредерика (1900-1958) и Ирен (1897-1956) Жолио-Кюри), Курчатовий (в честь советского физика Игоря Васильевича Курчатова (1902/1903-1960)), Кюрий (в честь французских химиков Пьера (1859-1906) и Марии (1867-1934) Кюри), Лоуренсий (в честь американского физика Эрнеста Орландо Лоуренса (1901-1958)), Майтнерий (в честь австрийского физика и радиохимика Лизе Майтнер (1878-1968)), Нобелий (в честь шведского изобретателя Альфреда Нобеля (1833-1896)), Сиборгий (в честь американского химика Гленна Теодора Сиборга (род.1912)), Фермий (в честь итальянского физика Энрико Ферми (1901-1954)), Эйнштейний (в честь американского физика Альберта Эйнштейна (1879-1955)).

Но для элементов Олово, Свинец и Цинк нет четкого определения названий.