Химия — это магия по-научному! Посмотрев наш курс, вы убедитесь в этом. Мы не только расскажем вам о неорганических веществах, их превращениях, физических и химических свойствах, но и наглядно покажем всё это в настоящей химической лаборатории. (Спойлер: у нас взорвался натрий, да и вообще много чего интересного произошло). В курсе вы узнаете об основных химических элементах Периодической системы: сначала главных подгрупп, а затем уже переходных металлов. Вряд ли в школе вы говорили об этом так подробно и увлекательно. Химия каждого элемента рассматривается на «продвинутом» уровне, поэтому в начале курса мы напомним вам основы общей химии и ключевые понятия неорганики. При рассмотрении химических свойств поддерживается концепция их разделения на три главнейшие группы: кислотно-основные свойства, окислительно-восстановительные превращения и реакции комплексообразования. Добро пожаловать в красивый (и немного опасный) мир неорганической химии! Вводный модуль. Основы общей химии (10 видео) Неделя 1. Неорганические вещества и их реакции (11 видео) Неделя 2. Водород, галогены, кислород (11 видео) Неделя 3. Сера, азот (11 видео) Неделя 4. Фосфор, углерод, кремний, металлы главных подгрупп (10 видео) Неделя 5. Переходные элементы (10 видео)
1.1. Атом: кекс или планетарная модель?
Loading...
Do curso por Novosibirsk State University
Неорганическая химия
13 classificações
Conheça os instrutores
Константин Коваленкокандидат химических наук, доцент
Факультет естественных наук
[БЕЗ_ЗВУКА]
Здравствуйте!
Итак, мы начинаем.
Начинаем мы с основ общей химии,
которые нам будут очень важны при изучении химии неорганической.
Если вы уже давно изучаете химию и хорошо знаете и общую химию,
и основы неорганической химии, то вы можете спокойно пропустить
эту неделю и переходить сразу к выполнению теста по неделе.
Но я рекомендую обязательно послушать, потому что, может быть,
какая-то информация окажется для вас новой.
Итак, мы начнем с атома.
«Атом» в переводе с греческого означает «неделимый».
Это одноядерная неделимая частица химического элемента,
носитель свойства вещества.
Отмечу, что все вещества состоят из атомов.
При этом атомы могут объединяться в начале в молекулы,
так получаются молекулярные вещества, или же напрямую образовывать
кристаллические и не очень кристаллические решетки веществ.
Это будут вещества не молекулярного строения.
Надо сказать, что представления об атомах возникли очень-очень давно.
Еще в IV веке до нашей эры Демокрит говорил о том,
что вещество можно измельчить,
но всегда мы сможем измельчить только лишь до каких-то мельчайших частичек.
Их он и назвал атомами.
Конечно, эти представления очень далеки от того, что сегодня мы понимаем под атомом,
но как же возникли эти представления?
В конце XIX века был открыт электрон,
и тогда же Томсон предложил свою первую модель атома.
В 1898 году он сказал, что атом очень похож на кекс.
В этом случае положительный заряд размазан равномерно по всему объему,
а электроны, отрицательно заряженные частички, как изюминки в кексе,
распределены в этом объеме.
Конечно же, такая модель не выдерживала критики ученных того времени.
В 1910 году Эрнст Резерфорд предлагает свою, планетарную модель атома, которая
появилась в результате открытия протона — положительно заряженной частички.
Оказалось, что в атомах есть очень маленькое ядро,
которе заряжено положительно, а вокруг него должны, по модели Резерфорда,
обращаться электроны, подобно тому, как планеты обращаются вокруг солнца.
Но эта модель также оказалась не очень состоятельна, поскольку электроны —
заряженные частицы, и при вращении вокруг ядра они должны излучать энергию,
вследствие этого будет падать их скорость, и они непременно упали бы на ядро.
На основе представлений квантовой физики,
Нильс Бор сформулировал правило, что в атомах должны быть некие орбиты,
орбитали, на которых электроны могут находиться и не излучать энергию.
Так появились современные представления о строении атома.
По современным представлениям атом состоит из ядра и электронной оболочки.
В ядре расположены, помимо протонов, также и нейтроны.
Вместе они называются нуклоны.
Это тяжелые частички атома.
Они составляют более 99 % массы атома,
тогда как на их объем приходится очень маленькая доля.
Размер ядра — 10‾¹⁵м, а размер атома — 10‾¹⁰м.
Электронная оболочка атомов довольно сложна.
Там присутствуют так называемые атомные орбитали, то есть геометрическое место,
где могут находиться электроны и при этом не излучать энергию.
Атомы с одинаковым количеством протонов в ядре называются химическим элементом.
Химический элемент — это совокупность атомов,
обладающих одинаковым зарядом ядра.
Именно заряд ядра определяет то, к какому химическому элементу принадлежит этот
атом, и определяет его химические свойства.
Если мы расположим химические элементы в порядке возрастания заряда их ядер,
то мы получим естественный ряд химических элементов.
Сегодня его, конечно, принято изображать не в виде ряда, а в виде таблицы,
известной как периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева.
Каждый химический элемент характеризуется двумя очень важными параметрами.
Это число протонов и нейтронов, то есть число нуклонов в ядре,
называемое массовым числом, и число протонов.
Притом, если у нас число протонов одинаково, это атомы одного и того же
химического элемента, но у них может отличаться число нейтронов.
Тогда мы говорим об изотопах.
Изотоп, это совокупность атомов одного элемента с одинаковым числом
нейтронов в ядре.
Изотопы отличаются друг от друга числом нейтронов в их ядрах.
Важно, что физические и химические свойства всех изотопов одного элемента
качественно схожи, однако могут быть небольшие количественные различия,
например, в скоростях химических реакций.
Массовое число, то есть число протонов и нейтронов в ядре,
определяет и атомную массу элемента.
Атомная единица массы — это та единица,
в которой измеряется атомная масса элементов.
Она равна ¹⁄12 части массы атома изотопа углерода C₁₂, то есть
такого изотопа, в ядре которого содержится шесть протонов и шесть нейтронов.
Надо отметить, что у элементов в периодической системе могут быть и дробные
атомные массы, вы наверняка их видели.
Это происходит из-за того,
что в природе эти элементы могут быть представлены несколькими изотопами.
Относительная атомная единица массы элементов выражается в атомных единицах
массы и численно равна его массовому числу.
Почему же она тогда может быть не целой?
Если у нас элемент в природе присутствует в виде нескольких изотопов,
то атомную массу элемента мы должны рассчитать как среднюю относительную
массу всех его стабильных изотопов с
учетом распространенности этих изотопов в земной коре.
Если мы будем отрывать электроны или присоединять электроны к атомам,
то будут получаться ионы.
При отрыве электронов от атома образуются катионы,
при присоединении дополнительных электронов получаются анионы.
Образование катионов и анионов — это очень важное химическое свойство,
которым обладают атомы.
Надо отметить, что некоторые атомы склонны образовывать катионы,а другие — анионы.
При взаимодействии катионов и анионов могут получаться вещества
ионного строения.
Как же устроены электронные оболочки у атомов,
как расположены там электроны, почему они не излучают энергию при своем движении?
Давайте рассмотрим подробнее строение электронных оболочек атомов.
Об этом — в следующей лекции.
Explore nosso catálogo
Registre-se gratuitamente e obtenha recomendações, atualizações e ofertas personalizadas.
O Coursera proporciona acesso universal à melhor educação do mundo fazendo parcerias com as melhores universidades e organizações para oferecer cursos on-line.
© 2018 Coursera Inc. Todos os direitos reservados.
