Молекула

АТОМ

Атомно-молекулярного вчення

НАЙВажливіші поняття

Основні положення атомно-молекулярної теорії

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ЗАКОНИ ХІМІЇ

Самостійна робота

N з/п	Назва теми
	Поняття і закони хімії
	Будова електронної оболонки атома
	Хімічний зв’язок
	Хімічний зв'язок у комплексних сполуках
	Сплави металів
	Класифікація хімічних реакцій
	Походження природного газу і кам’яного вугілля
	Походження нафти
	Риформінг і піроліз
	Термодинаміка
	Радіоактивність
	Реальні гази. Газоподібний стан
	Метали і напівпровідники
	Каталіз
	Розчини. Теорія електролітичної дисоціації
	Вимірювання електрорушійної сили
	Електроліз
	Молекулярно-кінетичні властивості колоїдних розчинів
	Поверхневі явища
	Адсорбція
	Властивості золей
	Властивості колоїдних розчинів та їх приготування
	Предмет аналітичної хімії. Загальні відомості
	Теоретичні основи аналітичної хімії
	Методи якісного аналізу
	Аналіз речовини
	Розрахунки в ваговому аналізі
	Титриметрія. Трилонометрія
	Розрахунки об’ємного аналізу
	Спектральний аналіз

1 Основні положення атомно-молекулярної теорії

2 Найважливіші поняття атомно-молекулярного вчення

2.1 Атом

2.2 Молекула

2.3 Хімічний елемент

2.4 Прості та складні сполуки

3 Основні закони хімії

3.1 Закон збереження маси і енергії

3.2 Закон сталості складу

3.3 Закон об’ємних співвідношень Гей-Люссака

3.4 Закон Авогадро

3.5 Основні газові закони

3.6 Закон еквівалентів

4 Приклади розв’язання типових задач

5 Висновки

6 Запитання для самоперевірки

Згідно з сучасними уявленнями основні положення атомно-молекулярної теорії зводяться до наступних тез:

1. Речовини мають дискретну природу. Вони складаються з частинок (структурних елементів речовини) – молекул, атомів, йонів;
2. Частинки речовин безперервно рухаються;
3. Між частинками речовини діють сили взаємного притягання і відштовхування;
4. Між складовими частинками речовини є відстані, розмір яких залежить від агрегатного стану;
5. Молекули складаються із атомів;
6. Молекули зберігаються при фізичних явищах і руйнуються під час хімічних реакцій;
7. Атоми під час хімічних процесів залишаються неподільними, але перегрупуються, внаслідок чого утворюються нові сполуки;
8. Різноманітність речовин у природі зумовлена різними сполученнями атомів, завдяки чому можуть виникати речовини з молекулярною або немолекулярною будовою.

Згідно з атомно-молекулярним вченням, головними об’єктами хімії є атоми, молекули, хімічні елементи, прості та складні речовини.

Атоми – хімічно неподільні частинки, що зберігаються під час хімічних реакцій,але при цьому частково може змінюватися будова електронної оболонки. Проте атоми руйнуються у процесі ядерних реакцій.

Атом – це найменша, хімічно неподільна, електронейтральна частинка елемента, яка складається з позитивно зарядженого ядра і негативно зарядженої електронної оболонки.

Атом – це система, що складається з ядра і електронної оболонки (рис.1.1). До складу атомного ядра, радіус якого у 10000 разів менший (10^–14–10^–15м) за радіус атома (~10^–10м), входять ядерні частинки нуклони. Нуклони – це позитивно заряджені протони й електронейтральні нейтрони. Електронна оболонка, розмір якої визначає радіус усього атома, – це сукупність електронів. Позитивний заряд ядра визначається кількістю протонів і дорівнює за абсолютною величиною негативному заряду електронної оболонки, який відповідає кількості електронів.Завдяки рівності за абсолютною величиною зарядів протонів і електронів атом є електронейтральним. Протони, нейтрони і

Рисунок 1.1 – Спрощена модель будови атома и атомного ядра

електрони об’єднуюються спільною назвою – субатомні частинки.

Маси протону і нейтрону практично однакові, а маса електрона у 1836 разів менше, тому уся маса атома фактично зосереджена в його ядрі. З цієї причини густина речовини в ядрі фантастично велика – порядку 10¹³–10¹⁴г/см³. Маси атомоврізних елементів коливаються від 1,67·10^–27кг (атом гідрогену) до 4,42·10^–25кг (атом мейтнерію – елемента № 109).

Кількісними характеристиками атома є заряд ядра і відносна атомна маса А _r. Ці величини зазначаються у періодичній системі елементів. Заряд ядра атома дорівнює порядковому номеру елемента (закон Мозлі).

Оскільки маси атомів дуже малі, в хімії впроваджена позасистемна одиниця вимірювання, яка називається атомною одиницею маси (а.о.м.) і дорівнює одній дванадцятій маси атома ізотопу карбону–12 (m(атома¹²С) = 19,92·10^–27кг):

Відносна атомна маса А_r – це фізична величина, що дорівнює відношенню середньої маси атома елемента до однієї дванадцятої маси атома ізотопу карбону-12:

У системі вимірювань СI А_r – безрозмірна величина. Позасистемна одиниця вимірювання відносної атомної маси – а.о.м. Абсолютна маса атома дорівнює добутку його відносної атомної маси на 1/12 маси атома карбону –12, наприклад:

m(ат.О)=А _r (О)·1,66·10^–27 = 16·1,66·10^–27 = 26,56·10^–27кг.

Атом є носієм хімічних властивостей елемента. Разом з цим у атомів одного елемента можуть бути різні маси внаслідок явища ізотопії, при якому атоми одного елемента містять однакову кількість протонів у ядрі, але різну кількість нейтронів, що позначається на їх масі.

Молекули – це реально існуючі природні об’єкти, що підтверджується багатьма експериментально доведеними фактами.

Молекула – це найменша частинка речовини, яка здатна самостійно існувати і має всі хімічні властивості речовини.

Як матеріальні частинки молекули мають розміри і маси. Розміри молекул коливаються у межах 10^–10–10^–7м. Маса окремої молекули надзвичайно мала. Так, маса молекули води складає 2,895·10^–26кг.

Молекула зберігає хімічні властивості речовини. Відомо, що речовина характеризується певними фізичними і хімічними властивостями. Фізичні властивості – це агрегатний стан, густина, температури кипіння і плавлення, електропровідність, діелектрична проникність, колір, запах, смак тощо. Зрозуміло, що перелічені властивості речовин можуть бути притаманні не одній молекулі, а досить великій їх сукупності. Однак молекула має й власні фізичні властивості: дипольний та магнітний моменти, здатність до поляризації тощо. А хімічні властивості речовини (здатність вступати у хімічну взаємодію з іншими речовинами) повною мірою належать і кожній окремій молекулі.

Молекули складаються з атомів, які сполучені між собою хімічними зв’язками у певній послідовності і певним чином орієнтовані у просторі (рис.1.2). Кількість атомів у молекулі коливається від двох (Н2, О2, НСl) до декількох тисяч (вітаміни, гормони, білки). Атоми благородних газів (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) іноді називають одноатомними молекулами. Склад молекули – найважливіша характеристика молекули і речовини – описується хімічними формулами. Між молекулами є відстані, що зумовлені агрегатним станом речовини: у газах вони

Рисунок 1.2 – Схематична модель молекули NH3

складають 10^–8–10^–7м, у твердих тілах – приблизно 10^–10м.

При фізичних явищах молекули зберігаються, а при хімічних перетвореннях – руйнуються, утворюючи нові речовини.

Кількісною характеристикою молекули є відносна молекулярна маса М _r.

Відносна молекулярна маса М_r – це відношення середньої маси молекули речовини до 1/12 маси атома Карбону –12.

У системі СІ відносна молекулярна маса M_r – безрозмірна величина, а позасистемною одиницею її вимірювання є а.о.м.

Відносна молекулярна маса М_r дорівнює сумі відносних атомних мас А_r елементів, що входять до складу молекули, з урахуванням кількості атомів кожного елемента, наприклад:

M _r (SO₂) = A _r (S) + 2 A _r (O) = 32 + 2·16 = 64а.о.м.×

Абсолютна маса молекули визначається як добуток М _r на атомну одиницю маси:

m(молекули SO₂) = M _r (SO₂)·1,66·10^–27 = 64·1,66·10^–27 = 1,06·10^–25кг.

Молекулярну будову мають органічні сполуки і частина неорганічних речовин, але більшість неорганічних речовин складається з йонів, в яких носіями хімічних властивостей є умовні частинки – асоціати йонів. Тому до речовин йонної будови неможливо застосовувати поняття «молекула» так само як і до металів та їх сплавів, кристалічна rратка яких має свої специфічні особливості. Таким чином, з сучасної точки зору молекула – це найменша електронейтральна замкнута сукупність атомів, що утворює певну структуру за допомогою хімічних зв’язків.

Дата добавления: 2015-05-23