Cosa atomica (Garg et al 2014); un elemento è un tipo di cosa.

Un atomo è un insieme di protoni, neutroni ed elettroni. Un atomo isolato nello stato neutro ha alcuni protoni, lo stesso numero di elettroni e alcuni neutroni (circa lo stesso numero dei protoni per gli elementi più leggeri, circa il 50% in più per gli elementi più pesanti). Il numero di neutroni o protoni in un atomo cambia solo a seguito di processi radioattivi o di interazioni ad altissima energia, come quelle che si ottengono negli acceleratori di particelle. E intendo Veramente alta energia: Anche se pensi di far esplodere candelotti di dinamite, questa non è abbastanza energia per iniziare a fare confusione con protoni e neutroni. La chimica si verifica quando gli atomi si uniscono e si scambiano elettroni o si scambiano elettroni. Le reazioni chimiche avvengono continuamente e molte di esse non richiedono molta energia: spostare gli elettroni da un atomo all'altro è spesso molto semplice.

Quindi, la chimica di un atomo dipende dal numero di elettroni e il numero di elettroni in un atomo isolato dipende direttamente dal numero di protoni. Gli elettroni sono così facili da aggiungere e rimuovere dagli atomi (basta strofinare un palloncino sui capelli: l'elettricità statica significa trasferire elettroni tra i capelli e palloncino), quindi classifichiamo gli atomi in base al numero di protoni che hanno. I neutroni non sono così rilevanti: ne parlerò alla fine.

Quindi l'elemento un atomo è determinato dal numero di protoni. Tutti gli atomi di idrogeno hanno un protone e tutti gli atomi con un protone sono idrogeno. Due protoni sono elio, tre litio, diciassette cloro, 79 oro, ecc. Un campione puro di un elemento contiene solo atomi di questo tipo: ad esempio un campione puro di ferro contiene solo atomi con 26 protoni. D'altra parte, l'acqua non è un elemento: una molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno (un protone ciascuno) che condividono elettroni con un atomo di ossigeno (otto protoni).

Ora, cosa significa dire che un elemento "non può essere scomposto in una forma più semplice" e perché gli atomi non sono una "forma più semplice"? Beh, non sono niente di più forma semplice, perché l'atomo di ferro - ferro: ha la stessa forma, non è più semplice. Pensatela in questo modo. Se ti do un pezzo di ferro puro, tutto ciò che puoi fare è spezzarlo in pezzi di ferro più piccoli o crearne di più sostanza complessa, ad esempio, lasciandolo arrugginire. - La ruggine è formata da ferro e ossigeno. Il pezzo di ferro più piccolo che potresti produrre è un singolo atomo di ferro, ma è pur sempre solo un pezzo di ferro incredibilmente piccolo. Se volessi rompere un pezzo di ferro oltre i singoli atomi di ferro, dovresti usare reattore nucleare o un acceleratore di particelle o qualcosa del genere, e alla fine potresti ottenere qualcosa che non fosse ferro perché cambieresti il ​​numero di protoni negli atomi.

Confrontiamolo con l'acqua. Se ti do un secchio di acqua pura, allora, come un pezzo di ferro, puoi dividerlo in campioni sempre più piccoli, fino ad ottenere una singola molecola d'acqua. Ma puoi fare qualcos’altro: se fai passare l’elettricità attraverso l’acqua, questa si divide in idrogeno puro e ossigeno puro. Si tratta di sostanze "più semplici" perché ciascuna è composta da atomi di un solo elemento, mentre l'acqua ha atomi di due elementi.

E i neutroni? Bene, da un punto di vista chimico, non fanno molto, e gli atomi con lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni sono molto più simili (hanno essenzialmente la stessa chimica, per esempio) degli atomi che hanno lo stesso numero di neutroni. neutroni, ma diverso numero di protoni. Ha molto più senso classificare in base al numero di protoni, poiché questo determina il numero di elettroni e determina la chimica.

Supponiamo di provare a classificare gli atomi in base al numero di neutroni. Meglio ancora, la maggior parte degli atomi di argon (18 protoni) hanno 22 neutroni, ma anche alcuni atomi di cloro (17 protoni) e una buona parte di atomi di potassio (19 protoni) ne hanno 22. neutroni. Come probabilmente saprai, l'argon, il cloro e il potassio sono completamente diversi l'uno dall'altro. D'altra parte, gli atomi di potassio con 22 neutroni si comportano in modo quasi identico al tipo più comune di atomi di potassio, che hanno 21 neutroni.

Tradotto “atomo” significa indivisibile. È chiamato così perché per molto tempo è stato considerato la parte più piccola della materia. Ma ulteriore sviluppo la scienza ha dimostrato che non è così. Quindi, scopriamo di cosa è fatto un atomo e in che modo differiscono gli atomi di diversi elementi.

Struttura atomica

Ad oggi la scienza conosce 126 specie elementi chimici. La struttura generale dei loro atomi è la stessa. Ciascuno ha un nucleo di protoni e neutroni attorno al quale orbitano gli elettroni. Gli elettroni sono particelle caricate negativamente. Mentre ruotano attorno al nucleo si forma una nuvola di elettroni.

I protoni sono particelle caricate positivamente. A riposo, un atomo contiene lo stesso numero di protoni ed elettroni, quindi un tale elemento chimico non ne ha carica elettrica. Tuttavia, durante le reazioni, può cedere elettroni ad altri elementi, diventando una particella carica positivamente, oppure toglierli, diventando una particella carica negativamente. I neutroni non portano alcuna carica, ma influenzano la massa dell'elemento. È stato inventato un nome unificante per protoni e neutroni: nucleoni.

Atomi di vari elementi

Gli atomi di elementi diversi differiscono tra loro per il numero di protoni nel nucleo. Il numero di elettroni può cambiare, ma il numero di protoni mai. Quanti protoni sono contenuti nel nucleo può essere determinato dal numero di serie dell'elemento nella tavola periodica di Mendeleev. L'idrogeno (n. 1) ha 1 elettrone e 1 protone a riposo, il litio
(n. 3) - 3 elettroni e 3 protoni, carbonio (n. 6) - 6 elettroni e 6 protoni.

Poiché atomi diversi hanno un numero diverso di protoni, anche le loro masse differiscono. La massa di un elemento è formata principalmente da protoni e neutroni, poiché il peso degli elettroni è trascurabile. Ma anche gli atomi dello stesso elemento possono avere pesi diversi a causa del diverso numero di neutroni nel nucleo. Gli atomi in cui il numero di neutroni differisce dal numero di protoni sono chiamati isotopi. Ad esempio, in natura esistono atomi di carbonio C12 (6 protoni e 6 neutroni), C13 (6 protoni e 7 neutroni) e altre varietà con un contenuto di neutroni da 2 a 16.

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Gli antichi greci sapevano che tutte le sostanze sono costituite da particelle. Intorno al 420 a.C e. Il filosofo Democrito propose che la materia fosse costituita da minuscole particelle indivisibili chiamate atomi. Tutte le sostanze sono costituite da atomi e molecole. Sia l'atomo che la molecola furono inizialmente considerati indivisibili, ma solo in seguito si dimostrò che non era così. In cosa differisce un atomo da una molecola?

Atomi- Queste sono le particelle più piccole che compongono una sostanza.
Molecole– queste sono anche le particelle elementari che compongono qualsiasi sostanza.

Confronto tra atomo e molecola

Qual è la differenza tra un atomo e una molecola?
Un atomo è una particella elementare della materia. Ha una propria massa e dimensione ed è responsabile delle proprietà di questa sostanza come elemento chimico. Un atomo è costituito da un nucleo e da elettroni che si muovono nelle loro orbite attorno al nucleo. È la struttura dell'atomo che determina le proprietà chimiche di una sostanza. Gli atomi non si trovano in uno stato libero. Si legano tra loro e formano molecole a causa delle cariche elettriche delle particelle di cui sono costituiti.
Una molecola è ciò di cui è fatta una sostanza. Le molecole possono contenere due o più atomi collegati tra loro da legami interatomici. Più precisamente possiamo dire che la molecola è costituita da nuclei atomici ed elettroni interni che si muovono nelle loro orbite, oltre che da elettroni di valenza esterni. Molecole diverse hanno un numero diverso di atomi certo tipo e quantità diverse. La molecola ha una struttura architettonica complessa, dove ogni atomo ha il proprio posto e i propri vicini ben definiti. Le proprietà di una molecola sono determinate da quanti atomi contiene. Queste proprietà sono influenzate dall'ordine e dalla configurazione della connessione degli atomi. La struttura atomica che forma una molecola può essere rigida, ma non in tutti i casi. Ogni atomo è in movimento continuo, oscilla attorno alla sua posizione di equilibrio. In questo caso, la molecola libera nel processo della sua movimento termico ha varie configurazioni. La molecola è elettricamente una particella neutra. È la più piccola particella di materia che ha il suo proprietà chimiche. Nel caso di molecole monoatomiche come i gas nobili, le proprietà della molecola e dell'atomo sono le stesse. Gli atomi in una molecola sono combinati legami chimici. Un tale legame può essere creato da una o più coppie di elettroni condivisi tra due atomi. La molecola può esistere indipendentemente.

In cosa differisce un atomo da una molecola?

Gli atomi formano una molecola. Un atomo è costituito da un nucleo e da elettroni che si muovono nelle loro orbite attorno al nucleo.
Le molecole sono costituite da atomi.
Un atomo ha una carica elettrica, ma una molecola è neutra.
Solo una molecola può esistere indipendentemente.

In cosa differiscono gli atomi?

Tradotto “atomo” significa indivisibile. È chiamato così perché per molto tempo è stato considerato la parte più piccola della materia. Ma l’ulteriore sviluppo della scienza ha dimostrato che non è così. Quindi, scopriamo di cosa è fatto un atomo e in che modo differiscono gli atomi di diversi elementi.

Struttura atomica

Oggi la scienza conosce 126 tipi di elementi chimici. La struttura generale dei loro atomi è la stessa. Ciascuno ha un nucleo di protoni e neutroni attorno al quale orbitano gli elettroni. Gli elettroni sono particelle caricate negativamente. Mentre ruotano attorno al nucleo si forma una nuvola di elettroni.

I protoni sono particelle caricate positivamente. A riposo, un atomo contiene lo stesso numero di protoni ed elettroni, quindi un tale elemento chimico non ha carica elettrica. Tuttavia, durante le reazioni, può cedere elettroni ad altri elementi, diventando una particella carica positivamente, oppure toglierli, diventando una particella carica negativamente. I neutroni non portano alcuna carica, ma influenzano la massa dell'elemento. È stato inventato un nome unificante per protoni e neutroni: nucleoni.

Atomi di vari elementi

Gli atomi di elementi diversi differiscono tra loro per il numero di protoni nel nucleo. Il numero di elettroni può cambiare, ma il numero di protoni mai. Quanti protoni sono contenuti nel nucleo può essere determinato dal numero di serie dell'elemento nella tavola periodica di Mendeleev. L'idrogeno (n. 1) ha 1 elettrone e 1 protone a riposo, il litio
(n. 3) - 3 elettroni e 3 protoni, carbonio (n. 6) - 6 elettroni e 6 protoni.

Poiché atomi diversi hanno un numero diverso di protoni, anche le loro masse differiscono. La massa di un elemento è formata principalmente da protoni e neutroni, poiché il peso degli elettroni è trascurabile. Ma anche gli atomi dello stesso elemento possono avere pesi diversi a causa del diverso numero di neutroni nel nucleo. Gli atomi in cui il numero di neutroni differisce dal numero di protoni sono chiamati isotopi. Ad esempio, in natura esistono atomi di carbonio C12 (6 protoni e 6 neutroni), C13 (6 protoni e 7 neutroni) e altre varietà con un contenuto di neutroni da 2 a 16.

Tutta la materia che vediamo intorno a noi è composta da vari atomi. Gli atomi differiscono tra loro per struttura, dimensione e massa. Esistono più di 100 tipi di atomi diversi, più di 20 tipi di atomi sono stati ottenuti dall'uomo e non si trovano in natura, poiché sono instabili e decadono in atomi più semplici.

Tuttavia, anche gli atomi appartenenti allo stesso tipo possono differire leggermente tra loro. Pertanto, esiste un elemento chimico: questi sono atomi dello stesso tipo. Hanno tutti la stessa carica nucleare, cioè stesso numero protoni.

Ogni elemento chimico ha un nome e una designazione sotto forma di una o due lettere dal nome latino di questo elemento. Ad esempio, l'elemento chimico idrogeno è indicato con la lettera H (dal nome latino Hydrogenium), cloro - Cl (da Chlorum), carbonio - C (da Carboneum), oro - Au (da Aurum), rame - Cu (da Cuprum), ossigeno - O (da Oxigeium).

Gli elementi chimici esistenti sono elencati nella tavola periodica. Si parla spesso di un sistema ( tavola periodica), perché ci sono alcune regole rigide in base alle quali questo o quell'elemento viene inserito nella cella della tabella. In righe e colonne tavola periodica Si osservano cambiamenti regolari nelle proprietà degli elementi. Pertanto, ogni elemento nella tabella ha il proprio numero.

Gli atomi degli elementi chimici non cambiano a seguito di reazioni chimiche. Cambia l'insieme delle sostanze formate dagli atomi, ma non gli atomi stessi. Ad esempio, se come risultato reazione chimica acido carbonico(H 2 CO 3) decomposto in acqua (H 2 O) e anidride carbonica(CO 2), quindi non si sono formati nuovi atomi. Sono cambiati solo i collegamenti tra loro.

Pertanto, un atomo può essere definito come la più piccola particella chimicamente indivisibile di una sostanza.

L'elemento più abbondante nell'universo è l'idrogeno, seguito dall'elio. Questi sono gli elementi chimici più semplici nella struttura. I restanti elementi chimici rappresentano circa lo 0,1% di tutti gli atomi. Tuttavia, gli atomi di altri elementi chimici hanno una massa maggiore degli atomi di idrogeno ed elio. Pertanto, se esprimiamo il contenuto di altri elementi chimici nell'Universo in percentuali di massa, allora rappresenteranno il 2% della massa della materia totale dell'Universo.

Sulla Terra, l'abbondanza di elementi chimici differisce notevolmente se si considera l'intero Universo. Sulla Terra predominano l’ossigeno (O) e il silicio (Si). Costituiscono circa il 75% della massa terrestre. Seguono in ordine decrescente l'alluminio (Al), il ferro (Fe), il calcio (Ca), il sodio (Na), il potassio (K), il magnesio (Mg), l'idrogeno (H) e molti altri elementi.