Det har fastställts att varje kemiskt element som finns i naturen är en blandning av isotoper (därav de har fraktionerad atommassa). För att förstå hur isotoper skiljer sig från varandra är det nödvändigt att i detalj överväga atomens struktur. En atom bildar en kärna och ett elektronmoln. En atoms massa påverkas av att elektronerna rör sig med en svindlande hastighet i banor i elektronmolnet, neutronerna och protonerna som utgör kärnan.

Vad är isotoper

isotoperär en typ av atom kemiskt element. Det finns alltid lika många elektroner och protoner i vilken atom som helst.

Eftersom de har motsatta laddningar (elektroner är negativa och protoner är positiva) är atomen alltid neutral (denna elementarpartikel bär ingen laddning, den är lika med noll). När en elektron förloras eller fångas förlorar atomen sin neutralitet och blir antingen en negativ eller en positiv jon.

Neutroner har ingen laddning, men deras antal i atomkärnan hos samma grundämne kan vara olika. Detta påverkar inte atomens neutralitet, men det påverkar dess massa och egenskaper.

Till exempel har varje isotop av en väteatom en elektron och en proton vardera. Och antalet neutroner är olika. Protium har bara 1 neutron, deuterium har 2 neutroner och tritium har 3 neutroner. Dessa tre isotoper skiljer sig markant från varandra i egenskaper.

Jämförelse av isotoper

Hur skiljer sig isotoper?

De har olika antal neutroner, olika massor och olika egenskaper. Isotoper har en identisk struktur av elektronskal. Det betyder att de är ganska lika i kemiska egenskaper. Därför tilldelas de en plats i det periodiska systemet.

Stabila och radioaktiva (instabila) isotoper har hittats i naturen. Atomkärnorna i radioaktiva isotoper kan spontant omvandlas till andra kärnor. I processen med radioaktivt sönderfall avger de olika partiklar.

De flesta grundämnen har över två dussin radioaktiva isotoper. Dessutom syntetiseras radioaktiva isotoper på konstgjord väg för absolut alla grundämnen. I en naturlig blandning av isotoper fluktuerar deras innehåll något.

Förekomsten av isotoper gjorde det möjligt att förstå varför grundämnen med lägre atommassa i vissa fall har ett högre serienummer än grundämnen med större atommassa.

Till exempel, i ett argon-kalium-par inkluderar argon tunga isotoper och kalium inkluderar lätta isotoper. Därför är massan av argon större än den för kalium.

Skillnaden mellan isotoper från varandra är följande:

1. De har olika antal neutroner.
2. Isotoper har olika massor av atomer.
3. Värdet av massan av jonatomer påverkar deras totala energi och egenskaper.

För många århundraden sedan gissade folk att alla ämnen på jorden består av mikroskopiska partiklar. En tid gick och forskare bevisade att dessa partiklar verkligen existerar. De kallas atomer. Vanligtvis kan atomer inte existera separat och kombineras i grupper. Dessa grupper kallas molekyler.

Själva namnet "molekyl" kommer från det latinska ordet moles, som betyder tyngd, klump, bulk och diminutivsuffixet - cula. Tidigare användes ordet "kropp" istället för denna term, vilket bokstavligen betyder "liten kropp". För att ta reda på vad en molekyl är, låt oss vända oss till förklarande ordböcker. Ushakovs ordbok säger att detta är den minsta partikel som kan existera autonomt och har alla egenskaper hos det ämne som den refererar till. Molekyler och atomer omger oss överallt, och även om de inte kan kännas, är allt vi ser faktiskt deras gigantiska kluster.

Vatten exempel

Det bästa sättet att förklara vad en molekyl är är med exemplet med ett glas vatten. Om du häller hälften av det kommer smaken, färgen och sammansättningen av det återstående vattnet inte att förändras. Det vore konstigt att förvänta sig något annat. Om du kastar hälften igen kommer mängden att minska, men egenskaperna förblir återigen desamma. Fortsätter vi i samma anda kommer vi så småningom få en liten droppe. Det kan fortfarande delas med en pipett, men denna process kan inte fortsätta på obestämd tid.

I slutändan kommer den minsta partikeln att erhållas, vars återstod från uppdelningen inte längre kommer att vara vatten. För att föreställa dig vad en molekyl är och hur liten den är, försök gissa hur många molekyler som finns i en droppe vatten. Vad tror du? Miljard? Hundra miljarder? Faktum är att det finns ett hundratal sextiljoner där. Detta är ett tal som har tjugotre nollor efter ettan. Det är svårt att föreställa sig ett sådant värde, så låt oss använda en jämförelse: storleken på ett är mindre än ett stort äpple lika många gånger som äpplet i sig är mindre.Därför kan det inte ses ens med det mest kraftfulla optiska mikroskopet.

och atomer

Som vi redan vet är alla mikroskopiska partiklar i sin tur uppbyggda av atomer. Beroende på deras antal, de centrala atomernas banor och typen av bindningar kan den geometriska formen på molekylerna vara olika. Till exempel vrids mänskligt DNA i form av en spiral, och den minsta partikeln av vanligt bordssalt ser ut.Om några atomer på något sätt tas bort från en molekyl kommer den att förstöras. I det här fallet kommer den senare inte att gå någonstans, utan kommer att bli en del av en annan mikropartikel.

När vi har kommit på vad en molekyl är, låt oss gå vidare till en atom. Dess struktur påminner mycket om ett planetsystem: i mitten finns en kärna med neutroner och positivt laddade protoner, och elektroner roterar runt i olika banor. I allmänhet är atomen elektriskt neutral. Med andra ord är antalet elektroner lika med antalet protoner.

Vi hoppas att vår artikel visade sig vara användbar, och nu har du inte längre frågor om vad en molekyl och en atom är, hur de är ordnade och hur de skiljer sig åt.

All materia runt omkring oss som vi ser består av olika atomer. Atomer skiljer sig från varandra i struktur, storlek och massa. Det finns mer än 100 typer av olika atomer, mer än 20 typer av atomer erhölls av människan och finns inte i naturen, eftersom de är instabila och sönderfaller till enklare atomer.

Men även atomer som tillhör samma art kan skilja sig något från varandra. Därför finns det något sådant som ett kemiskt element - det här är atomer av samma typ. De har alla samma kärnladdning, det vill säga samma antal protoner.

Varje kemiskt element har ett namn och en beteckning i form av en eller två bokstäver från det latinska namnet på detta element. Till exempel betecknas det kemiska elementet väte med bokstaven H (från det latinska namnet Hydrogenium), klor - Cl (från klor), kol - C (från Carboneum), guld - Au (från Aurum), koppar - Cu (från Cuprum), syre - O (från Oxigeium).

De befintliga kemiska grundämnena är listade i Mendeleevs periodiska system. Det kallas ofta för ett system ( periodiska systemet), eftersom det finns vissa strikta regler enligt vilka detta eller det elementet placeras i sin tabellcell. Regelbundna förändringar i elementens egenskaper observeras i raderna och kolumnerna i det periodiska systemet. Således har varje element i tabellen sitt eget nummer.

De kemiska grundämnenas atomer förändras inte som ett resultat av kemiska reaktioner. Uppsättningen av ämnen som bildas av atomer förändras, men inte dem själva. Till exempel, om kolsyra (H 2 CO 3) som ett resultat av en kemisk reaktion sönderdelas till vatten (H 2 O) och koldioxid (CO 2), då bildades inga nya atomer. Endast kopplingarna mellan dem har förändrats.

Således kan en atom definieras som den minsta kemiskt odelbara partikeln av materia.

Väte är det vanligaste grundämnet i universum, följt av helium. Dessa är de enklaste kemiska grundämnena. De återstående kemiska grundämnena står för cirka 0,1 % av alla atomer. Emellertid har atomerna av andra kemiska grundämnen en större massa än atomerna av väte och helium. Därför, om vi uttrycker innehållet av andra kemiska element i universum i massprocent, kommer de att stå för 2% av massan av hela universums substans.

På jorden är överflödet av kemiska element väldigt annorlunda, om vi betraktar hela universum. Jorden domineras av syre (O) och kisel (Si). De står för cirka 75 % av jordens massa. Därefter kommer aluminium (Al), järn (Fe), kalcium (Ca), natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg), väte (H) och många andra grundämnen i fallande ordning.

Atomgrejen (Garg et al. 2014); element är en typ av sak.

En atom är en samling av protoner, neutroner och elektroner. En isolerad atom i neutralt tillstånd har ett visst antal protoner, samma antal elektroner och ett visst antal neutroner (ungefär samma antal som protoner för lättare grundämnen, vilket är ungefär 50 % fler för tyngre grundämnen). Antalet neutroner eller protoner i en atom förändras bara som ett resultat av radioaktiva processer eller mycket högenergiinteraktioner som man får i partikelacceleratorer. Och jag menar verkligen hög energi: Även om du funderar på att spränga dynamitstavar, är det inte tillräckligt med energi för att börja pilla med protoner och neutroner. Kemi händer när atomer kommer samman och utbyter elektroner eller ger elektroner till varandra. Kemiska reaktioner sker hela tiden, och många av dem kräver inte mycket energi: att flytta elektroner från atom till atom är ofta väldigt enkelt.

Så en atoms kemi beror på antalet elektroner, och antalet elektroner i en isolerad atom beror direkt på antalet protoner. Elektroner är så lätta att lägga till och ta bort från atomer (gnugga bara en ballong på håret: statisk elektricitet är vad du överförde elektroner mellan håret och ballongen) så vi klassificerar atomer efter antalet protoner de har. Neutroner är inte så relevanta: jag kommer att prata om dem i slutet.

Så elementet en atom bestäms av antalet protoner. Alla väteatomer har en proton, och alla atomer med en proton är väte. Två protoner är helium, tre är litium, sjutton är klor, 79 är guld, etc. Ett rent prov av ett grundämne innehåller bara atomer av denna typ: till exempel innehåller ett rent prov av järn bara atomer med 26 protoner. Å andra sidan är vatten inte ett grundämne: vattenmolekylen består av två väteatomer (en proton vardera) som delar elektroner med en syreatom (åtta protoner).

Nu, vad betyder det att säga att ett element "inte kan brytas ner till en enklare form" och varför är inte atomer en "enklare form"? Tja, de är inte en enklare form, eftersom järnatomen - järn: detta är samma form, inte enklare. Tänk på det så här. Om jag ger dig en bit rent järn kan du bara bryta upp den till mindre järnbitar, eller göra den till en mer komplex substans, till exempel genom att låta den rosta. Rost består av järn och syre. Den minsta möjliga järnbiten du kan göra är en enda järnatom, men det är fortfarande bara en otroligt liten järnbit. Om du ville bryta en bit järn bortom enskilda järnatomer, skulle du behöva använda en kärnreaktor eller en partikelaccelerator eller något, och till slut kunde du få något som inte var järn eftersom du skulle ändra antalet protoner i atomer.

Låt oss jämföra detta med vatten. Om jag ger dig en hink med rent vatten, kan du som en bit järn dela upp den i mindre och mindre prover och så småningom få en enda vattenmolekyl. Men du kan göra något annat: om du kör elektricitet genom vatten delas den i rent väte och rent syre. De är "enklare" ämnen eftersom var och en består av atomer av endast ett element, medan vatten har atomer av två element.

Hur är det med neutroner? Tja, när det gäller kemi gör de inte så mycket, och atomer med samma antal protoner men olika antal neutroner är mycket mer lika (de har i princip samma kemi, till exempel) än atomer som har samma antal neutroner, men ett annat antal protoner. Det är mycket mer lämpligt att klassificera efter antalet protoner, eftersom detta bestämmer antalet elektroner och bestämmer kemin.

Anta att du försökte klassificera atomer efter antalet neutroner. Jo, de flesta argonatomer (18 protoner) har 22 neutroner, men vissa kloratomer (17 protoner) och en bra andel kaliumatomer (19 protoner) har också 22 neutroner. Som du säkert vet är argon, klor och kalium absolut ingenting lika varandra. Å andra sidan beter sig kaliumatomer med 22 neutroner nästan identiskt med den vanligaste typen av kaliumatomer, som har 21 neutroner.

Atom och jon är elementarpartiklar av kemiska grundämnen. Dessa partiklar är bärare av elementens egenskaper. De skiljer sig åt i laddningar: atomen är neutral och jonen är positivt eller negativt laddad.

Definition

Atom- en elektriskt neutral mikroskopisk partikel av ett kemiskt element som bestämmer dess egenskaper. En atoms centrum är en positivt laddad kärna omgiven av ett elektronmoln, längs vars orbitaler elektroner rör sig. Atomer omvandlas till joner genom att få eller ge upp elektroner.

joner- mikroskopiska elektriskt laddade, monoatomiska eller polyatomiska och kemiskt aktiva partiklar. De har en positiv (katjoner) eller negativ (anjoner) laddning. Joner bildas av atomer eller grupper av atomer som får elektroner eller omvänt förlorar dem.

Joner är oberoende partiklar som förekommer i alla aggregationstillstånd. De finns i gaser (i atmosfären), i kristaller, i vätskor (både lösningar och smältor) och i plasma (interstellära rymden.)

Joner i kemiska reaktioner kan interagera med varandra, med molekyler och atomer. I lösningar bildas dessa aktiva partiklar i processen för elektrolytisk dissociation och bestämmer egenskaperna hos elektrolyter.

Jämförelse

En atom är alltid elektriskt neutral, en jon är tvärtom en laddad partikel. I atomer är de externa energinivåerna som regel inte fullbordade (gruppen ädelgaser är ett undantag). För joner är de yttre nivåerna klara.

En jon, i motsats till en atom, är inte kapabel att ha egenskaperna hos ett enkelt ämne. Till exempel går metalliskt kalium in i en våldsam reaktion med vatten, vars produkter är väte och alkali. Och kaliumjoner, som finns i sammansättningen av kaliumsalter, har inte liknande egenskaper. Klor är en gulgrön giftig gas, och dess joner är giftfria och färglösa.

Färgen på koppar är röd, och dess joner i lösningar får en blå färg. Jodkristaller är grå, ångor är lila, alkohollösning är rödbrun, blandad med stärkelse ger det en blå färg. Jodjoner kan inte ändra färgen på stärkelse, de är färglösa.

Fyndsida

1. Atomer och joner av samma kemiska grundämne har olika antal elektroner.
2. Atomernas laddning är noll, för joner kan den vara positiv eller negativ.
3. Joner och atomer har olika redoxegenskaper.