Атомы. Химические элементы и их знаки

Опорный конспект № 1.2 Атомы. Химические элементы и их знаки.
Проверяемый элемент содержания:
ОГЭ 1.2. Атомы и молекулы. Химические элементы. Символы химических элементов.
Вернуться к Списку конспектов

Как зарождалось учение об атомах

Представьте: Древняя Греция, V век до нашей эры. Философ Демокрит сидит на берегу моря, смотрит на песок и размышляет: «А можно ли бесконечно делить песчинку?» И приходит к гениальному выводу: существует мельчайшая, неделимая частица, из которой состоит всё вокруг. Он назвал её атомос – «неделимый». Так родилось понятие атома.

Шли века. В XVIII веке великий русский учёный М.В. Ломоносов утверждал, что тела в природе состоят из корпускул (молекул), в состав которых входят элементы (атомы). Многообразие веществ учёный объяснял соединением разных атомов в молекулах и различным расположением атомов в них.

А в 1803 году английский учёный Джон Дальтон (скромный школьный учитель, между прочим!) впервые предложил таблицу относительных атомных масс. Он нарисовал первые химические символы в виде кружочков с точками и буквами. Сегодня мы используем более удобную систему, но именно Дальтона считают основателем атомно-молекулярного учения в его современном виде.

Интересный факт: Дальтон был учителем математики и никогда не получал формального образования в области химии – он был самоучкой!

Окончательно атомно-молекулярное учение признали только в 1860 году на Всемирном съезде химиков в немецком городе Карлсруэ. Там собрались лучшие умы Европы и договорились, что такое атом и молекула.

Что такое атом и молекула

Атом – это мельчайшая химически неделимая частица вещества. Это «кирпичик», из которого построено всё вокруг. Атомы – это строительные блоки для молекул.

Молекула – это мельчайшая частица вещества, сохраняющая его состав и химические свойства. Молекулы состоят из атомов. При химических реакциях молекулы распадаются на атомы, а атомы перегруппировываются в новые молекулы.

Размеры атомов невероятно малы. Диаметр атома примерно 0,00000001 см (10⁻⁸ см). Если выложить в ряд 100 миллионов атомов водорода, получится цепочка длиной всего 1 сантиметр! А в одной капле воды содержится около 3•10²² молекул – это 300 000 000 000 000 000 000 000 штук. Попробуйте представить такое число!

Существуют вещества, состоящие из отдельных одинаковых атомов. Мельчайшими частицами, сохраняющими характерные химические свойства таких веществ, являются атомы. Из отдельных атомов состоят благородные газы – гелий, неон, аргон и др. Атомы в отличие от молекул в ходе химических реакций не делятся на более мелкие части.

Элементарные частицы: что внутри атома

Долгое время считали, что атом неделим. Но в конце XIX – начале XX века учёные заглянули внутрь атома и обнаружили, что он состоит из ещё более мелких частиц. Их назвали элементарными частицами.

Современная модель атома напоминает Солнечную систему: в центре находится массивное положительно заряженное ядро, а вокруг него вращаются отрицательно заряженные частицы – электроны.

Ядро атома, в свою очередь, состоит из:

• Протонов – положительно заряженных частиц (+1)
• Нейтронов – нейтральных частиц (без заряда)

Заряд протона численно равен заряду электрона, но имеет противоположный знак.

Интересный факт: если увеличить атом до размеров футбольного стадиона, то ядро будет размером с теннисный мячик в центре поля. Всё остальное пространство – пустота! Атомы на 99,9999% состоят из пустоты.

Атом водорода – самый простой атом: в его ядре всего один протон, а вокруг него вращается один электрон. Атом гелия уже сложнее: 2 протона, 2 нейтрона и 2 электрона. Атом лития – 3 протона, 4 нейтрона и 3 электрона.

Химический элемент – что это такое

Химический элемент – это определённый вид атомов. Все атомы кислорода – это химический элемент кислород. Все атомы водорода – это химический элемент водород. И так далее.

В настоящее время известно 118 химических элементов. Из этого небольшого числа атомов образовано всё многообразие веществ на Земле и за её пределами. Для сравнения: из 118 букв (если бы у нас был такой алфавит) можно было бы составить бесконечное количество слов и книг. Так и атомы, соединяясь друг с другом в разных комбинациях, образуют миллионы веществ.

Важно различать химический элемент и простое вещество. Это не одно и то же!

Например, кислород как химический элемент входит в состав воды (H₂O), углекислого газа (CO₂), песка (SiO₂) и многих других веществ. А кислород как простое вещество – это тот самый газ O₂, которым мы дышим.

Говорят: «Растворённым в воде кислородом дышат рыбы» – речь о простом веществе O₂. Говорят: «Кислород входит в состав воды» – речь о химическом элементе.

Химические знаки: как договорились записывать элементы

Представьте, что каждый химический элемент нужно было бы записывать полным названием. Это было бы неудобно! Поэтому химики придумали специальные знаки (символы) химических элементов.

В 1814 году шведский химик Йёнс Берцелиус предложил обозначать элементы начальной буквой их латинского названия. Иногда к начальной букве добавляют ещё одну, чтобы различать похожие названия.

Например:

• Водород – лат. Hydrogenium → H
• Кислород – лат. Oxygenium → O
• Углерод – лат. Carboneum → C
• Железо – лат. Ferrum → Fe
• Медь – лат. Cuprum → Cu
• Золото – лат. Aurum → Au
• Серебро – лат. Argentum → Ag

Интересный факт: почему символ золота Au? Потому что по-латински золото – Aurum. А слово «аурум» происходит от слова «заря» – золото ассоциировалось с утренним сиянием солнца.

💡 Химический символ обозначает один атом данного химического элемента. Например, запись «О» означает один атом кислорода. А запись «3О» – три атома кислорода.

В названиях элементов можно проследить историю науки. Некоторые элементы названы в честь учёных (эйнштейний, менделевий, кюрий), некоторые – в честь стран и городов (германий, франций, полоний), некоторые – в честь планет (уран, нептуний, плутоний).

Металлы и неметаллы

Все химические элементы и образуемые ими простые вещества можно разделить на две большие группы: металлы и неметаллы.

Металлы – железо, алюминий, медь, золото, серебро, натрий, калий и другие. Их легко узнать по характерным признакам:

• Металлический блеск (поверхность блестит)
• Пластичность (их можно ковать, тянуть в проволоку)
• Хорошо проводят электрический ток (поэтому делают провода)
• Хорошо проводят тепло (металлическая ложка нагревается в горячем чае)

Неметаллы – сера, фосфор, водород, кислород, азот, хлор и другие. Их свойства очень разнообразны:

• Сера – жёлтое хрупкое твёрдое вещество
• Фосфор – бывает белым (светится в темноте!) и красным
• Кислород и водород – газы без цвета и запаха
• Бром – единственный жидкий неметалл (красно-бурая жидкость)

Интересный факт: если вы посмотрите на Периодическую таблицу, то граница между металлами и неметаллами проходит по диагонали от бора (B) к астату (At). Элементы, стоящие на этой границе (кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур), обладают промежуточными свойствами – они называются полуметаллами.

Вы смотрели конспект урока химии по теме «Атомы. Химические элементы и их знаки«. Выберите дальнейшее действие:

• Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии