[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.