Седьмой класс → Структура атома ↓
Введение в атомы
В основе химии лежит концепция атома. Атомы — это наименьшие единицы простой материи, которые составляют химические элементы. Атомы являются строительными блоками всего вокруг нас. Каждый твердый, жидкий или газообразный объект состоит из атомов. Хотя атомы удивительно малы и в основном состоят из пустоты, они являются фундаментальными для понимания мира и его поведения.
Что такое атом?
Атом является основной единицей материи, определяющей химические элементы. Он состоит из ядра в центре и окружен электронами. Само ядро состоит из протонов и нейтронов. Давайте разберем эти части более подробно:
- Ядро: Ядро — это малая, плотная область в центре атома. Оно содержит протоны и нейтроны.
- Протоны: Протоны — это положительно заряженные частицы, находящиеся в ядре. Количество протонов определяет атомный номер элемента.
- Нейтроны: Нейтроны не имеют заряда и помогают стабилизировать ядро. Они также находятся в ядре.
- Электроны: Электроны — это отрицательно заряженные частицы, которые вращаются вокруг ядра на орбитах, называемых электронными оболочками.
Понимание этих компонентов помогает нам глубже понять конкретные свойства и поведение элементов в периодической таблице.
Размер атомов
Атомы невероятно малы, настолько малы, что их нельзя увидеть невооруженным глазом или даже с помощью обычного микроскопа. Ученые используют специальные инструменты, такие как электронные микроскопы, чтобы увидеть атомы. Обычно размер атома составляет около 0,1–0,5 нанометров (нанометр — это одна миллиардная часть метра). Таким образом, миллионы атомов, выстроенные в ряд, могут покрыть лишь ширину человеческого волоса.
Как атомы соединяются
Атомы могут соединяться, образуя молекулы. Молекула состоит из двух или более атомов, которые могут быть одного или разных типов. При соединении атомов образуются химические связи, приводящие к образованию химических соединений. Например, вода — это соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, представленное как:
H 2 O
Атомная структура: дальнейшие детали
Теперь давайте изучим более подробно атомную структуру и частицы, составляющие атом.
Протон
Протоны положительно заряжены и находятся в ядре атома. Количество протонов в атоме называется его атомным номером и определяет, какой химический элемент представляет атом. Например, любой атом с одним протоном является водородом, а атом с шестью протонами — углеродом.
Нейтрон
Нейтроны нейтральны, что означает, что у них нет электрического заряда, и они также находятся в ядре. Нейтроны играют важную роль в добавлении массы атому и стабилизации ядра.
Электроны
Электроны отрицательно заряжены и вращаются вокруг ядра на электронных оболочках или уровнях энергии. Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов.
Элементы и изотопы
Элементы — это вещества, состоящие из атомов с одинаковым количеством протонов в ядре. Каждый элемент имеет уникальный атомный номер, что делает их отличными друг от друга. Периодическая таблица располагает элементы в порядке увеличения их атомного номера.
Атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов; эти формы называются изотопами. Например, большинство атомов углерода содержит шесть нейтронов и шесть протонов (C-12
), но некоторые атомы углерода содержат семь или восемь нейтронов.
Периодическая таблица
Периодическая таблица — это карта элементов, расположенных в порядке увеличения атомного номера. Она классифицирует элементы на основе схожих химических свойств и выделяет повторяющиеся химические характеристики, известные как периодический закон.
+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+ | 1 | He | | | | | | | | | | Ne | + Li | Be | | | | | | | | | | Ar | +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----
Химические реакции
Химические реакции возникают, когда атомы перестраиваются, чтобы образовать новые вещества. Это может включать передачу или обмен электронами между атомами, что позволяет им образовать стабильные конфигурации.
Например, когда водород вступает в реакцию с кислородом, образуется вода.
2H 2 + O 2 → 2H 2 O
Вывод
Атомы являются основой, на которой строится химия. Понимание их структуры и поведения имеет решающее значение для изучения и понимания удивительного мира химии. От самого маленького атома до самых сложных молекул, взаимодействия и связи между атомами образуют основу всей материи. Оценив сложность атомов, мы начинаем понимать сложность и красоту окружающего мира.