Главная » Штукатурка » Введение в химию. Молекулы, радикалы и ионы. Тема. Атомы, молекулы, ионы. Химические элементы, их названия и символы

Введение в химию. Молекулы, радикалы и ионы. Тема. Атомы, молекулы, ионы. Химические элементы, их названия и символы

Над тем, как устроено вещество, люди размышляли с глубокой древности. Античные греческие ученые предполагали, что вещества состоят из мельчайших, невидимых глазу частиц разной формы, которые соединяются друг с другом при помощи различных крючков и присосок. Слово «атом» в переводе с греческого означает «неделимый».

Так ли это? Действительно ли атом неделим? Существование атома было доказано лишь в XIX веке путем эксперимента. Установлено, что атом содержит еще более мелкие по размеру частицы. Атом состоит из ядра и электронов, находящихся в околоядерном пространстве. В ядре сосредоточена практически вся масса атома. Вклад электронов в массу атома крайне мал. Масса электрона составляет 9,1 · 10−31 кг. Каждый электрон заряжен отрицательно, условно его заряд принимают равным –1. Символ, которым принято обозначать электрон – ē.

Электроны движутся вокруг ядра, перемещаясь по сложным траекториям. Ядро атома состоит из двух типов частиц: протонов и нейтронов. Протоны обозначают буквой р , а нейтроны – n.

В целом атом электронейтрален, то есть его заряд равен нулю. С учетом электронейтральности атома, количество электронов в атоме всегда совпадает с количеством протонов.

С учетом того, что в ядре только протоны заряжены (нейтроны заряда не имеют), и заряд каждого протона +1, ядро имеет заряд.

Заряд ядра определяется количеством протонов, и всегда имеет знак + Заряд ядра обозначают символом Z (протонное число)

Как определить количество электронов и протонов в атоме?

На приведена схема строения атома водорода. Видно, что атом водорода состоит из одного отрицательно заряженного электрона и положительно заряженного ядра, состоящего из одного протона.

Количество электронов и протонов в атоме химического элемента совпадает с его порядковым номером

Рассмотрим другой пример. Определим количество электронов, протонов и заряд ядра для атома кислорода. Порядковый номер кислорода – 8 . Значит, в его атоме содержится 8 электронов, 8 протонов, заряд ядра +8.

Как определить количество нейтронов? В начале параграфа уже упоминалось, что практически вся масса атома сосредоточена в его ядре. В свою очередь ядро состоит из протонов и нейтронов. Относительная атомная масса элемента, записанная в Периодической Системе, приблизительно равна сумма масс протонов и нейтронов, поскольку масса электронов очень мала. Сумму масс протонов и нейтронов, равную округленной атомной массе химического элемента, называют массовым (нуклонным) числом и обозначают А.

Определим количество нейтронов в атоме кислорода. Относительная атомная масса кислорода с учетом округления равна 16. Вычтем количество протонов: 16 – 8 = 8. В атоме кислорода 8 нейтронов.

С учетом вышесказанного можем записать несколько простых выражений:

количество электронов равно количеству протонов ē = p;
заряд ядра равен количеству протонов и имеет знак +, Z = p

Атом

Протоны и нейтроны имеют общее название – нуклоны (от лат. nucleus – «ядро») .

Термином нуклид обозначают атом с определённым порядковым номером Z и массовым числом А , т.е. с определённым набором протонов и нейтронов. Нуклиды с одним и тем же атомным номером, но с разными массовыми числами называются изотопными нуклидами или просто изотопами (от греч. «изос» – «равный» и «топос» – «место»). Другими словами, в ядрах всех изотопов данного элемента содержится одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

Нуклиды обозначают символом элемента и массовым числом: 12С, 14N, 16O; другая форма записи: углерод-12, азот-14, кислород-16. Если массовое число не указывать, то подразумеваются все природные изотопы данного элемента. Иногда указывают и атомный номер элемента, но это не обязательно, поскольку символ элемента однозначно связан с определённым Z.

Так, для атомов водорода Z = 1, для азота Z = 7, для кислорода Z = 8 и т.д. Разных нуклидов значительно больше, чем элементов. Например, в природе найдены три изотопа водорода – нуклиды 1Н, 2Н (другое обозначение D – дейтерий) и 3Н (или Т – тритий), три изотопа углерода (12С, 13С и 14С), четыре – серы, пять – кальция, шесть – селена, семь – молибдена, восемь – кадмия, девять – ксенона и десять – олова (это рекорд) . Есть и элементы- одиночки, представленные всего одним нуклидом: 9Ве, 19F, 23Na, 27Al, 31P и др.

Некоторые природные нуклиды нестабильны: со временем они распадаются; это – радионуклиды.

Ионы

В отличие от атомов, ионы – это заряженные частицы. Ионы образуются в том случае, если нейтральный атом «потеряет» или «приобретет» часть электронов.

Например, в результате некоторой реакции, атом натрия утратил один электрон. Обратимся к Периодической Системе, согласно которой узнаем, что в атоме натрия 11 электронов. Если один электрон покинет атом, их останется 10, тогда нарушится принцип электронейтральности атома и положительно заряженное ядро будет доминировать, то есть частица приобретет положительный заряд.

Частица Na+ и есть ион. Возможен и другой вариант, атом, в результате химической реакции, может присоединять электроны. В этом случае образуется избыток электронов и, следовательно, суммарный отрицательный заряд электронов больше, чем положительный заряд ядра. Такой ион будет заряжен отрицательно.

Молекулы

Из курса природоведения вам известно, что молекулы образуются из атомов посредством их взаимодействия в результате химических реакций. Например, молекула водорода Н2, образуется при взаимодействии двух атомов водорода.

Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами, состоящая из двух или более атомов

Подобно молекулам водорода образуются и другие молекулы, например: молекула азота N2, кислорода О2, хлора Cl2 и другие молекулы.

Конечно же, существуют и более сложные молекулы, состоящие из большего числа атомов. Например, сладкий вкус фруктам придает глюкоза.

Существуют очень большие молекулы, в состав которых входят десятки, сотни и даже тысячи атомов! Например, молекулы белков, из которых состоят все живые организмы, состоят из сотен и тысяч различных атомов!

Атомно-молекулярная теория

Процесс познания складывается таким образом, что блестящие догадки и великие теории, являвшиеся в свое время результатом гениального творчества, через более или менее продолжительное время становятся едва ли не тривиальными фактами, которые большинство людей принимает на веру. Многие ли из нас могли бы самостоятельно, на основе наблюдений и размышлений, догадаться, что Земля круглая, или что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, и наконец, что существуют атомы и молекулы?

С высоты современной науки основные положения атомно-молекулярной теории выглядят всем известными положениями. Но для ученых прошлого, пытавшихся решить два основных вопроса:

1) из чего состоят вещества? и 2) почему вещества бывают разными , и почему одни вещества могут превращаться в другие? на решение их ушло более 2000 лет. Результатом стала атомно- молекулярная теория, основные положения которой можно сформулировать следующим образом:

Все вещества состоят из молекул. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Молекулы состоят из атомов. Атом – наименьшая частица элемента в химических соединениях. Разным элементам соответствуют разные атомы.
Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении.
При химических реакциях молекулы одних веществ превращаются в молекулы других веществ. Атомы при химических реакциях не изменяются.

Вывод из статьи про Атомы, ионы, молекулы

Атом – мельчайшая частица вещества, состоящая из ядра и электронов, движущихся в околоядерном пространстве
Атом состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтроно
Заряд ядра определяется количеством протонов, и всегда имеет знак +. Заряд ядра обозначают символом Z (протонное число)
Количество электронов и протонов в атоме химического элемента совпадает с его порядковым номером Z
Округленная до целочисленного значения относительная атомная масса элемента называется массовым (нуклонным) числом и обозначается А
Ион – заряженная частица, образовавшаяся в результате потери или присоединения атомом части электронов
Катионы – ионы, заряженные положительно
Анионы – ионы, заряженные отрицательно
Молекула – нейтральная частица, состоящая из двух или более атомов
Атомно-молекулярная теория является результатом развития представлений человека об окружающем мире

Молекула - наименьшая частица вещества, определяющая его свойства, способная к самостоятельному существованию. Состоит из одинаковых или разных атомов.

Соединения, образованные одинаковыми атомами, называют простыми (He, O 2 , O 3 , H 2 , S 8), а образованные разными атомами - сложными (H 2 O, H 2 O 2 , NH 3 , CCl 4 , C 2 H 5 OH).

Рисунок 1.1 - Молекула воды Рисунок 1.2 - Молекула этанола.

Атомы в молекуле удерживаются химическими связями, возникающими в результате обобществления или перераспределения внешних (валентных) электронов. Каждая обобществленная пара электронов изображается чертой, соединяющей связываемые атомы.

Ионы - заряженные одно- или многоатомные частицы, образующиеся в результате отрыва (присоединения) электрона (электронов) от атома или молекулы с образованием энергетически устойчивых электронных оболочек:

Образование сложных ионов возможно путем присоединения к нейтральным молекулам других ионов:

Образование поваренной соли NaCl из простых веществ сопровождается полным переходом электрона от натрия к хлору с образованием ионов Na + и Cl-. В кристаллическом NaCl нет молекул. Кристалл поваренной соли состоит из катионов Na + и анионов Cl-, которые образуют трехмерную решетку. Каждый из ионов занимает центр октаэдра, вершины которого заняты ионами противоположного знака.

Способность атома присоединять или замещать определенное число других атомов называют валентностью . Мерой валентности считают число атомов водорода или кислорода, присоединенных к элементу (ЭH n , ЭO m ), при условии, что водород одно- , а кислород двухвалентен.

Степень окисления - условный заряд атома элемента, полученный в предположении, что соединение состоит из ионов. Она может быть положительной, отрицательной, нулевой, дробной и обозначается арабской цифрой со знаком «+» или «-» в виде верхнего правого индекса символа элемента: Cl- I , Cl +VII , O- II , H +I , Mg +II , N- III , N +V , Cr +VI .

Для определения степени окисления (с. о.) элемента в соединении (ионе) пользуются следующими правилами:

1. В простых веществах (H 2 , S 8 , P 4) с. о. равна нулю.
2. Постоянную с. о. имеют щелочные (Э +I) и щелочно-земельные (Э +II) элементы, а также фтор F- I .
3. Водород в большинстве соединений имеет с. о. H + (H 2 O, CH 4 , HCl), в гидридах - H- (NaH, CaH 2); с. о. кислорода, как правило, равна -II (O- II), в пероксидах (-O-O-) - -I (O- I).

4. В бинарных соединениях неметаллов отрицательная с. о. приписывается элементу, расположенному справа).

5. Алгебраическая сумма с. о. молекулы равна нулю, иона - его заряду.

Радикалы - частицы, образующиеся при разрыве химической связи, и (или) содержащие нескомпенсированную валентность:

Особую группу составляют свободные радикалы (СР) - химические частицы, содержащие нескомпенсированную валентность (электрон), они могут быть нейтральными или заряженными (ион-радикалы).

Формульная единица - электронейтральное образование немолекулярного строения. Термин особенно применим к соединениям непостоянного состава.

Классификация атомно-молекулярных частиц и образований приведена на рис. 1.3.

Рисунок 1.3 - Классификация атомно-молекулярных

Электроотрицательность (ЭО) - способность атома оттягивать на себя электрон в химическом соединении.

В основу электроотрицательности положены следущие физические обоснования (шкалы):

Шкала Полинга базируется на энергии связи при образовании сложного вещества из простых.

Шкала Малликена - ЭО пропорциональна полуразности первого потенциала ионизации и сродства к электрону ЭО ~ 0,5 (I 1 + E ср).

Шкала Олреда основана на электростатической силе, действующей на внешний электрон

где Z эф - эффективный заряд ядра атома,

e - заряд электрона;

r - ковалентный радиус.

Разность электроотрицательностей элементов в соединении пропорциональна ионности связи взаимодействующих атомов; нулевая разность соответствует образованию ковалентной связи.

Эмпирическая формула составляется из атомных символов элементов, записываемых в определенном порядке друг за другом с учетом числа атомов каждого элемента (показано нижним индексом при символах соответствующих атомов).

Молекулярная формула соответствует истинному молекулярному составу соединения: S 2 Cl 2 , C 6 H 6 , а не SCl, CH. При изменении состава молекулы в зависимости от температуры берут самую простую формулу: S, P, NO 2 вместо S 8 , P 4 , N 2 O 4 .

В структурной формуле указываются последовательность соединения атомов в молекуле (плоская структурная формула) и пространственное расположение атомов в соединении (проекционная структурная формула).

Катион в формулах солей всегда ставится на первое место: MgCl 2 , KMnO 4 , (NH 4) 2 CO 3 .

Модель 1.3 - Калькулятор молекулярных масс

Если соль содержит более одного катиона или более одного аниона, то в формуле они записываются в порядке роста электроотрицательности: KCr(SO 4) 2 , PtBr 2 Cl 2 .

Кислоты рассматриваются как соли протона H + : HCl, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 .

Основания - соединения, у которых анионом служит гидроксид-ион OH-: KOH, Al(OH) 3 .

На рис. 1.4 приведены важнейшие классы неорганических соединений.

Рисунок 1.4 - Важнейшие классы неорганических соединений

Моль - количество вещества, содержащее столько же частиц или структурных единиц (атомов, ионов, молекул, радикалов, электронов, эквивалентов и др.), сколько содержится атомов углерода в 12 г изотопа углерода-12 (число Авогадро).

§ 1 Частицы вещества

Разделим плитку шоколада на восемь равных частей.

Это у нас получится без особого труда. А можно ли каждую восьмую часть плитки поделить еще на восемь кусочков? Да, конечно, но у нас при этом возникнут определенные трудности. Точно также можно поступить и с любым другим телом. А теперь посмотрим на руки. Мы увидим, что на руках при делении остались мельчайшие частицы шоколада. Это означает, что тело обладает свойством делимости до неимоверно малых размеров.

О том, что все вещества состоят из мельчайших частиц, догадывались еще древние ученые. Подтверждением этого является дошедшая до нас поэма «О природе вещей» Лукреция Кара:

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нём оседает,

Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза.

Расстояние между молекулами может увеличиваться при переходе вещества из одного состояния в другое. Так, например, стакан воды объемом 0,2 литра при превращении в пар занимает объем 320 литров. Это означает, что частицы воды расположены ближе друг к другу, чем частицы водяного пара.

Существование таких мельчайших частиц было доказано лишь в 19 веке. Эти частицы получили название молекул. Молекула - это мельчайшая частица вещества, имеющая физические и химические свойства данного вещества. Таким образом, делить любое тело можно до размера молекул. Размер молекулы настолько мал, что представить его можно только с помощью сравнений. Например, молекула воды со столько раз меньше крупного яблока, во сколько раз яблоко меньше земного шара.

На сегодняшний день факт существования молекул доказан при помощи мощного электронного микроскопа, дающего увеличение в 10 000 000 раз.

Далее уместен вопрос, как расположены частицы вещества друг относительно друга. Для ответа на этот вопрос можно провести эксперимент в домашних условиях. Если взять полстакана гороха и полстакана манной крупы и смешать их, то мы в результате не получим полный стакан, так как крупинки манки займут промежутки между горохом. Таким образом, ученые пришли к выводу о том, что между молекулами существуют промежутки. Если попытаться сжать закупоренный шприц с воздухом, то объем газа уменьшится. Это также доказывает существование межмолекулярных промежутков.

Промежутки существуют между частицами у твердых тел и жидкостей, однако они в несколько раз меньше промежутков между частицами газа.

§ 2 Делимость вещества

А можно ли разделить молекулу? Из курса окружающего мира нам известно, что вода состоит из кислорода и водорода. Это означает, что молекулу воды можно разделить на две составляющие - кислород и водород. Однако в этом случае составляющие части не будут сохранять свойства вещества. Так ученым стали известны атомы. Атом - наименьшая неделимая часть вещества. Молекулы могут состоять из одинаковых и различных атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одной молекулы кислорода, а молекула водорода из двух одинаковых атомов водорода.

Таким образом, делаем вывод о том, что все вещества состоят из молекул, повторяющих свойства этого вещества, а молекулы, в свою очередь, состоят из наименьших неделимых частей - атомов водорода из двух одинаковых атомовводорода.

§ 3 Итоги урока

1. Тело обладает свойством делимости до неимоверно малых размеров.

2. Молекула - мельчайшая частица вещества, имеющая физические и химические свойства данного вещества. Таким образом, делить любое тело можно до размера молекул.

3. Между молекулами существуют промежутки.

4. Промежутки существуют между частицами у твердых тел и жидкостей, однако они в несколько раз меньше промежутков между частицами газа. Расстояние между молекулами может увеличиваться при переходе вещества из одного состояния в другое.

5. Атом - наименьшая неделимая часть вещества. Молекулы могут состоять из одинаковых и различных атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одной молекулы кислорода, а молекула

Использованные изображения:

ТЕМА 1: Структура материалов

ЧАСТЬ 1. «Материаловедение. Технология конструкционных

материалов”

Понятие структуры………………………….………………………

Атом, молекула, химическая связь ……………………………….

Фазовое состояние вещества …………………………………… ..

Газ и жидкость ……………………………………………………..

Твердое вещество……………………………………………….…..

Техническая значимость материалов зависит от строения и выражается в их свойствах. Строение материалов характеризует их структура.

Структура –совокупность устойчивых связей материала, обеспечивающих его целостность и сохранение основных свойств при внешних и внутренних изменениях.

Структура материалов определяется множеством факторов: строением атомов, ионов, молекул, распределением в них электронов, типом связей между частицами и т.д. В материаловедении принято рассматривать три уровня строения материалов: атом–молекула–фаза.

Всякое вещество не является чем-то сплошным, а состоит из отдельных очень маленьких частиц. Различия между веществами обусловлены различием между их частицами: частицы одного вещества одинаковы, частицы различных веществ различны. При всех условиях частицы вещества находятся в движении и чем выше температура тела, тем интенсивнее это движение.

Для большинства веществ частицы представляют собой молекулы. Молекулы в свою очередь состоят из атомов.

Молекула– наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

Атом –наименьшая частица химического элемента, обладающая его химическими свойствами.

Атом представляет собой систему, состоящую из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны. Электроны притягивается к ядру и отталкиваются друг от друга. Расположенные ближе к ядру электроны подвержены большему притяжению; они ослабляют притяжение внешних электронов, которые находятся на большем расстоянии от ядра. Внешние электроны могут оторваться от одного атома и присоединяться к другому атому, изменяя число его внешних электронов. Такие электроны называются валентными .

В состав молекулы может входить различное число атомов. При этом атомы могут соединяться друг с другом не только в различных соотношениях, но и различным образом. Поэтому при сравнительно небольшом числе химических элементов число различных веществ очень велико.

Атом, вступив во взаимодействие с атомами другого простого вещества, нарушает своё стабильное строение и утрачивает химические свойства исходного простого вещества. Он образует с другими атомами молекулу нового химического вещества с новым комплексом химических и физических свойств. Молекулы сложных веществ состоят из различных атомов, вступивших в химическое взаимодействие, например , где верхние индексы означают номер группы Периодической системы элементов, а нижние – число атомов этого элемента в соединении. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, также взаимодействующих между собой .

К таким простым веществам относятся инертные газы и металлы.

В веществах, имеющих ионное или атомное строение, носителем химических свойств является не молекулы, а те комбинации ионов и атомов, которые образуют данное вещество.

Атом представляет собой сложную систему из отрицательно заряженных электронов и положительно заряженного ядра. Благодаря взаимодействию электрических полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекулы или кристалла, возникает химическая связь , которая может быть ковалентной, ионной, металлической, молекулярной. Силы притяжения возникают благодаря взаимодействию электронов с положит. заряж. ядром собственного атома, а также с положит. заряж. ядрами состедних атомов. Силы отталкивания образуются в результате взаимодействия положит зараж ядер соседних атомов при их сближении Они проявляются при сильном сближении и растут интенсивнее, чем силы притяжения.

Отталкивание

Результирующая сила

Притяжение d0

Рис. Изменение силы взаимодействия (а) и энергии связи (б) при сближении атомов в кристалле

Уравновешивание сил происходит при сближении частиц на расстояние d0 .Этому сближению соотвествует минимум энергии связи Есв, что делает кристалл термодинамически стабильным Энергия связи для различных кристаллов приведена в таблице

Она определяет температуру плавления, модуль упругости, температурный коэффициент линейного расширения и др.

Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами, причем эта электронная пара принадлежит двум атомам. Кристаллы, в котопрых преобладает ковал. Тип связи,называют ковалентными.Их образуют элементы IV,V,VI подгруппы В Период.табл.Мендел.:углерод, кремний,германий,сурьма, висмут и др. При взамиодействии атомы обобществляют свои валентные электроны с соседними атомами, достраивая таким образом валентную зону. Каждая связь образуется парой электронов, движущихся по замкнутым орбитам между двумя атомами. Число атомов n , c которыми происходит обобщ.электронов,зависит от валентности элемента и определ.по форм.

где N- валентность элементов.

Например, для углерода это число n=4, т.е. атом углерода имеет четыре валентных электрона, посредством которых он образует четыре направленные связи и вступает в обменное взаимодействие с четырьмя соседними атомами.

Образование химической связи между атомами является результатом взаимопроникновения («перекрывания») электронных облаков, происходящего при сближении взаимодействующих атомов. Вследствие такого взаимопроникновения плотность отрицательного электрического заряда в межъядерном пространстве возрастает. Положительно заряженные ядра атомов притягиваются к области перекрывания электронных облаков, что и приводит к образованию устойчивой молекулы.

Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

Если двухатомная молекула состоит из атомов одного элемента (например, молекулы и т.п.), то каждое электронное облако, образованное общей парой электронов и осуществляющее ковалентную связь, распределяется в пространстве симметрично относительно обоих атомов. В подобном случае ковалентная связь называется неполярной. Если двухатомная молекула состоит из атомов различных элементов, то общее электронное облако смещено в сторону одного из атомов, так что возникает ассиметрия в распределении заряда. В таких случаях ковалентная связь называется полярной.

Например, в молекуле HCl общая электронная пара смещена в сторону атома хлора. Следовательно, молекула хлористого водорода является полярной молекулой.

Полярность молекул оказывает заметное влияние на свойства образуемых ими веществ. Вещества, образованные полярными молекулами, обладают, как правило, более высокими температурами плавления и кипения, чем вещества из неполярных молекул.

Ионная связь –осуществляется в результате взаимного электростатического притяжения противоположно заряженных ионов.

Во время химических реакций атомы присоединяют электроны атомов других элементов или отдают электроны другим атомам.

Атомы, отдавшие часть электронов приобретают положительный заряд и становятся положительно заряженными ионами . Атомы, присоединившие электроны, превращаются в отрицательно заряженные ионы. Разноимённо заряженные ионы удерживаются друг около друга силами электростатического притяжения.

Два разноименных иона, притянувшихся друг к другу, сохраняют способность электростатически взаимодействовать с другими ионами. Данный ион может координировать вокруг себя еще некоторое число ионов противоположного знака. Ионные молекулы способны соединяться друг с другом.

Вещества с ионной связью в молекуле характеризуются высокими температурами плавления и кипения.

Металлическая связь –это связь, в которой электроны каждого отдельного атома принадлежат всем атомам, находящимися в контакте. При этом валентные электроны способны свободно перемещаться в объеме кристалла. Металлическая связь характерна для металлов, их сплавов и интерметаллических соединений.

Металлическое состояние возникает в комплексе атомов, когда при их сближении внешние электроны теряют связь с отдельными атомами, становятся общими, т.е. коллективизируются и свободно перемещаются между положительно заряженными и периодически расположенными ионами.

Устойчивость металла, представляющего собой, таким образом, ионно-электронную систему, определяется электрическим притяжением между положительно заряженными ионами и обобщенными электронами.

Сила связи в металлах определяется силами отталкивания и силами притяжения между ионами и электронами и не имеет резко выраженного направленного характера. Атомы в металле располагаются закономерно, образуя правильную кристаллическую решетку, что соответствует минимальной энергии взаимодействия атомов.

Металлическая связь ненапрвленная. Следствием этого является высокое координационное число и большая компактность кристаллических структур металлов.

Среди металлических кристаллов распространено явление полиморфизма – способность в твердом состоянии при различных температурах (или давлении) иметь различные типы кристаллических структур. Эти кристаллические структуры называют аллотропическими формами , или модификациями. Низкоиемпратурную модификацию обозначают a, а высокотемпературную - b,g,d и т.д.

Специфическими свойствами металлической связи объясняются характерные свойства металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов. Которые перемещаются в потенциальном поле решетки. С повышением температуры усиливаются колебания атомов (ионов), что затрудняет движение электронов, в результате чего электросопротивление возрастает. При низких температурах колебательное движение ионов (атомов) сильно уменьшается и электропроводность возрастает.

Высокая пластичность металлов объясняется периодичностью их атомной структуры и отсутствием направленности металлической связи. При механическом воздействии на твердое тело отдельные слои его кристаллической решетки смещаются относительно друг друга. В кристаллах с атомной структурой это приводит к разрыву ковалентных связей меджу атомами, принадлежащими к различным слоям, и кристалл разрушается. В кристаллах с ионной структурой при взаимном смещении слоев неизбежно создается такое положение, при котором рядом оказываются одноименно заряженные ионы, при том возникают силы электростатического отталкивания и кристалл разрушается. В случае же металла при смещении отдельных слоев его кристаллической решетки происходит лишь некоторое перераспределение электронного газа, связывающего друг с другом атомы металла, но разрыва химических связей не происходит–металл деформируется не разрушаясь.

Молекулярная связь – самая слабая связь (связь Ван-дер-Ваальса) существует между молекулами в некоторых веществах с ковалентной внутримолекулярной связью. Притяжение между молекулами здесь обеспечивается согласованным движением электронов в соседних молекулах: в любой момент времени электроны максимально удалены друг от друга и максимально приближены к (+) ионам. При этом сила притяжения электронов с (+) ионами выше, чем сила отталкивания между электронами внешних орбит.

Цели урока: углубить знания учащихся о атомы и молекулы как сложные структурные частицы вещества; дать понятие о ионы как заряженные частицы; на основании строения атома дать понятие о химический элемент как определенный вид атомов; ознакомить учащихся с современной украинской номенклатурой; дать представление о распространении химических элементов в природе.

Тип урока: комбинированный.

Формы работы: эвристическая беседа, рассказ, работа с опорной схемой.

Оборудование: периодическая система химических элементов.

II. Проверка домашнего задания

1. Заслушиваем способ разделения смеси: соль + спирт + вода + железные опилки.

Декантація и фильтрации.

Дистилляция.

Выпаривание и кристаллизация.

2. Несколько учеников на выбор предлагают свою смесь. Заслушиваем способ разделения, обсуждаем предложенный вариант.

III. Актуализация опорных знаний

Вспомните из курсов природоведения и физики основные этапы развития учения о строении атома.

Эвристическая беседа

1. Теория атомов Демокрита.

2. Создание атомно-молекулярного учения М. В. Ломоносовым и Дж. Дальтоном.

3. Ядерная модель строения атома Е. Резерфорда:

Атомы состоят из положительно заряженного ядра и электронной оболочки.

Заряд ядра атома и суммарный заряд всех электронов одинаковый. Атом електронейтральний.

Электроны движутся вокруг ядра с различным запасом энергии, на разном расстоянии от ядра и образуют энергетические уровни.

Рассматриваем схему строения атома.

Ядро состоит из протонов и нейтронов.

Заряд ядра равен порядковому номеру элемента в периодической системе (заполняем схему).

Итак, подведем итог.

Атом - мельчайшая электронейтральная частица вещества, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

А что будет, если количество протонов и электронов в атоме будет разной?

Он вступит заряда, причем если

np < ne - , то отрицательного;

np > ne , то позитивного.

Заряженные частицы называются ионами. Положительные ионы - катионы, а отрицательные ионы - анионы.

Например: H + - положительный ион Водорода (катион Водорода);

F - - отрицательный ион Фтора (анион Фтора).

Изобразим схему строения атомов и ионов Водорода и Фтора.

Самостоятельно заполним свободные места:

IV. Изучение нового материала

Вид атомов с одинаковым зарядом ядра называется химическим элементом.

Рассмотрим периодическую систему химических элементов. В ней с помощью химических символов изображены все химические элементы, известные человеку.

Химические символы в таком виде предложил шведский химик Й. Я. Берцелиус. Они обозначают первую букву латинского названия химических элементов. Если названия нескольких элементов начинаются с одинаковой буквы, то к химическому символу добавляют еще одну букву. Эти обозначения химических элементов являются международными и понятными химикам и другим ученым во всем мире.

Кроме химического символа элементы имеют свои названия. Познакомимся с некоторыми из них по современной украинской номенклатуре. (За учебником или схемой знакомимся с названиями, химическими символами элементов и произношением названий 20-ти элементов.)

В природе химические элементы распространены неравномерно. Рассмотрим диаграмму их распространения во Вселенной.

V . Закрепление нового материала

1. Построим схему строения атома Лития с помощью периодической системы.

Порядковый номер - 3, следовательно, заряд ядра Li +3, количество электронов - 3. Схему можно изобразить так:

Самостоятельно составьте схему для Be .

Порядковый номер - 4.

Заряд ядра - +4.

Количество электронов - 4.

2. Найдите в периодической системе обозначения следующих химических элементов:

Феррум - Fe ; Аурум - Au ; Сульфур - S ; Карбон - C .

3. С помощью периодической системы заполните пропущенные ячейки в таблице.

Символ химического элемента	Название химического элемента	Порядковый номер	Заряд ядра	Количество электронов