Химическим элементом называют совокупность атомов имеющих

Химическим элементом называется вид атомов с определенной величиной положительного заряда ядра и определенной совокупностью свойств.

Сейчас известно 118 химических элементов. Одни элементы используются человеком с древних времен, другие открыты в природе в 18 – 20 вв. Около 30 элементов в природе не существуют, они получены искусственно с помощью ядерных реакций.

Все элементы имеют названия и символы. Символ элемента – это его обозначение первой буквой или двумя буквами латинского названия химического элемента. Русские, латинские, английские и немецкие названия химических элементов приведены в справочнике (пособие 10).

Выдающийся русский химик Д.И. Менделеев установил (1869), что между всеми химическими элементами существует закономерная связь, которую он назвал периодическим законом. Наглядным отображением этого закона является периодическая система химических элементов. В ней приведены символы, названия и важнейшие характеристики элементов. Сейчас при изучении химии используются две формы периодической системы: короткопериодная (8-клеточная) и длиннопериодная (18-клеточная). Если число химических элементов 118, а элемент – это вид атома, то должно существовать 118 видов атома. В действительности это не так. Установлено, что почти каждый химический элемент является совокупностью нескольких изотопов. Изотопами называются атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра (одинаковым числом протонов), но разным числом нейтронов в ядре. Изотопы обозначаются символами химических элементов с индексами слева внизу и вверху; нижний индекс – это число протонов в ядре атома, а верхний – массовое число. Массовым числом атома (изотопа) называется сумма протонов и нейтронов, содержащихся в ядре атома, например: и т.д. Но нижний индекс обычно отсутствует, т.к. число протонов в ядре атома равно атомному номеру химического элемента, который указан в периодической системе. Поэтому достаточно указать только массовое число: 35 Cl, 37 Cl.

Примечание. Масса ядра атома (изотопа) всегда несколько меньше, чем массовое число. Уменьшение массы при образовании атомных ядер (дефект массы) объясняется тем, что в ядрах атомов действуют огромные силы притяжения между протонами и нейтронами. Возникновение этих сил сопровождается дефектом массы согласно теории относительности Эйнштейна.

Массовое число любого изотопа – целое число, а атомная масса элемента – нет. Объясняется это тем, что атомная масса элемента – средняя величина атомных масс его изотопов с учетом их распространенности в природе.

Пример 1. Вычислить атомную массу кремния, который находится в природе в виде трёх изотопов с массовыми числами 28, 29 и 30, относительное содержание которых составляет 92,23 % ( 28 Si), 4,67 % ( 29 Si) и 3,10 % ( 30 Si).

Ar(Si) = 0,9223·28 + 0,0467·29 + 0,0310·30 = 28,1087

В периодической системе значение атомной массы меньше рассчитанного (28,08555), что объясняется явлением дефекта массы.

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

Вещества- это химически чистые вещества

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

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).

Читайте также:  Сдвижные шторки для ванной

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

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.

Изотопы водорода Н:

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.

==6,02 *

NA= 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.

Для перехода от а.е.м к практически используемой в химии 1 г ввели порционный подсчёт количества вещества причём в каждой порции содержится число NA 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.

=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=;

2О+ О22О

2.Основные законы химии

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

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).

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.

Читайте также:  Как связать кактус спицами

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.

æ = 1/Σ

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

Урок посвящен решению задач из ЕГЭ по теме: Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома. Цель урока – научиться характеризовать общие свойства химических элементов и их соединений на основе положения в химической системе Д.И. Менделеева.

Вопрос

Комментарий

А1. Из каких частиц состоит атомное ядро?

1. из протонов и электронов

2. из нейтронов и протонов

3. только из протонов

4. только из нейтронов

Атом – это электронейтральная частица, состоящая из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны входят в состав ядра атома, а электроны вращаются вокруг.

Правильный ответ 2.

А2. Что такое изотопы?

1. атомы с разным зарядом ядра

2. вещества, имеющие одинаковый состав, но разную массу

3. атомы, имеющие одинаковое число протонов, но разное число нейтронов

4. атомы, имеющие разное число электронов

Изотопы – это атомы одного химического элемента. У них одинаковое число электронов и протонов в атоме, но разное число нейтронов и поэтому разная масса.

Правильный ответ 3.

А3. Что называется химическим элементом?

1. совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра

2. совокупность атомов с одинаковой массой

3. совокупность атомов с одинаковым числом нейтронов

4. совокупность атомов с равным числом протонов и нейтронов

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Правильный ответ 1.

А4. Какая частица состоит из 8 протонов, 10 нейтронов и 8 электронов?

1. изотоп кислорода -8

2. изотоп кислорода -18

3. изотоп аргона -18

4. ион кислорода с зарядом -2

Находим в периодической системе элемент №8. Это кислород. Прибавив к 8 протонам 10 нейтронов, получим массу атома 18. Это 18 О.

Правильный ответ 2.

А5. Электронная формула атома химического элемента – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . Укажите знак элемента и формулу его высшего оксида.

Нужно просуммировать количество электронов, которое равно количеству протонов. Это число 16. Это сера S, формула её высшего оксида – SO3.

Правильный ответ 3.

А6. Наиболее сильно выражены металлические свойства у:

Чем левее и ниже элемент расположен в Периодической системе, тем ярче выражены его металлические свойства. Все приведенные элементы, кроме фосфора, находятся в 6 группе. Фосфор – это типичный неметалл. Теллур (Те) находится ниже всех в группе.

Правильный ответ 4.

А7. Число электронов в атоме равно:

1. числу нейтронов

2. числу протонов

Читайте также:  Плитка рыбья чешуя для ванной

3. номеру периода

4. номеру группы

Атом – это электронейтральная частица, поэтому число электронов равно числу протонов.

Правильный ответ 2.

А8. К р-элементам относится:

Al находится в III-A группе. Электронное строение внешнего энергетического уровня …3s 2 3p 1 .

Правильный ответ 4.

А9. В каком ряду химические элементы расположены в порядке возрастания их атомного радиуса?

По группе сверху вниз атомные радиусы увеличиваются, а по периоду слева направо – уменьшаются.

Правильный ответ 2.

А10. Химический элемент расположен в IV периоде IA группе. Распределению электронов в атоме этого элемента соответствует ряд чисел:

Это 19 К. Сумма электронов в ряду должна быть равна 19.

Правильный ответ 3.

А11. Бром – это элемент

1. главной подгруппы IV группы

2. побочной подгруппы IV группы

3. главной подгруппы VII группы

4. побочной подгруппы VII группы

Бром – это галоген, элемент главной подгруппы VII группы.

Правильный ответ 3.

А 12. Элементу с зарядом ядра +12 соответствует высший оксид:

По заряду ядра находим этот элемент в Периодической системе. Это Mg. Ему соответствует оксид ЭО.

Правильный ответ 1.

А13. Электроное строение внешнего энергeтического уровня атома кремния:

Кремний находится в 3-ем периоде, поэтому у него три энергетических уровня. Не учитываем варианты с цифрой 2. Так как Si – в IV группе, то валентных электронов 4. Только во втором варианте сумма электрона равна 4.

Правильный ответ 2.

В3. Химический элемент железо представлен в природе несколькими изотопами: 54 Fe, 56 Fe, 57 Fe, 58 Fe. Определить, сколько протонов содержат атомы всех этих изотопов.

При обозначении изотопов вверху пишется массовое число, т. е. сумма масс протонов и нейтронов. Для определения числа протонов нужно посмотреть положение железа в Периодической системе. Порядковый номер железа – 26, значит, ядро атома железа содержит 26 протонов.

Правильный ответ 26.

В4. Определить сколько нейтронов содержит ядро атома изотопа неона-22.

Для определения числа нейтронов нужно посмотреть положение неона в Периодической системе. Порядковый номер неона – 10. Это количество протонов. Вычитаем из массового числа количество протонов, получаем число нейтронов. Это 12.

Правильный ответ 12.

В5. Какой заряд ядра имеют изотопы химического элемента фтора?

Порядковый номер фтора – 9. Значит, заряд его ядра будет равен +9.

Правильный ответ +9

В6. Ядро атома одного из изотопов калия содержит 21 нейтрон. Определить массовое число данного изотопа.

Массовое число равно сумме количества нейтронов и протонов. Нужно сложить число протонов (19) и число нейтронов (21).

Правильный ответ 40.

В7. Определить число нейтронов в ядре атома фосфора -31.

Вычитаем из массового числа (31) его порядковый номер (15) получаем число нейтронов. Это 16.

Правильный ответ 16.

В8. Под номерами 1-3 в колонке слева приведены ряды химических элементов. Укажите, какими буквами в колонке справа обозначены закономерности, на основе которых составлен каждый из этих рядов.

1. Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl

А) Электроотрицательность уменьшается

Б) Изменяется характер химических свойств высших оксидов: основные свойства ослабевают, кислотные усиливаются

3. Be, Mg, Ca, Sr, Ba

В) Неметалличность свойств простых веществ, образованных химическими элементами, усиливается

Г) Степени окисления атомов химических элементов в соединении с кислородом увеличиваются

Д) Степени окисления атомов химических элементов в соединении с водородом увеличиваются

Е) Радиусы атомов увеличиваются

Ж) Степень окисления атомов в высших оксидах одинакова

Комментарий к В8. При решении этого задания нужно вспомнить таблицу, которая приводилась в предыдущем уроке.

Закономерности изменения периодических свойств приведены в Табл. 1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *