Атомно-молекулярное учение. Химические элементы
Наименьшую составную часть чего-либо называют элементом. Что представляет собой такая составная часть вещества? Очевидно, химический элемент.
Химические элементы — это основные составные части всех веществ. Они представлены атомами, которые являются мельчайшими частицами вещества, сохраняющими его свойства. В XVII веке учёные начали изучать атомы и молекулы, выделяя их из химических соединений. Сегодня известно 118 химических элементов, часть из которых встречается в природе, а часть создана искусственно. Атомы одного элемента идентичны, но отличаются от атомов других элементов по массе и свойствам. Атомы объединяются в молекулы, образуя вещества. На основе этих знаний строится атомно-молекулярное учение.
В чём причина такого многообразия простых веществ?
Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, соединённых друг с другом. Они могут существовать в различных формах — аллотропных модификациях. Например, углерод может принимать форму графита, алмаза или фуллерена. Свойства аллотропных модификаций сильно различаются: алмаз твёрд и прозрачен, а графит мягкий и чёрный. Такое разнообразие объясняется различным расположением атомов в молекулах или кристаллической решётке. Всего известно около 400 простых веществ. Простые вещества образуют основу природы и используются в промышленности.
Как объяснить такое многообразие сложных веществ, если число образующих их химических элементов равно 90?
Сложные вещества образуются за счёт соединения атомов разных элементов. Эти соединения называются молекулами, и их количество в природе превышает 100 миллионов. Разнообразие химических соединений объясняется различными комбинациями элементов и их взаимодействиями. Например, вода состоит из атомов водорода и кислорода, а молекулы углекислого газа включают атомы углерода и кислорода. Химические реакции приводят к образованию новых веществ из атомов исходных. Многообразие сложных веществ делает химию важной наукой для понимания окружающего мира. Эти соединения играют ключевую роль в биологии, экологии и других науках.
Основные положения атомно-молекулярного учения
Атомно-молекулярное учение утверждает, что все вещества состоят из молекул, а молекулы — из атомов. Атомы — это наименьшие химически неделимые частицы вещества. Молекулы находятся в непрерывном движении, что объясняет многие физические явления, такие как диффузия и теплопередача. Существование атомов подтверждается современными научными исследованиями, включая электронную микроскопию. Учение объясняет свойства веществ, их агрегатные состояния и превращения. Эти положения были сформулированы в XVIII—XIX веках, но продолжают оставаться актуальными. Атомно-молекулярное учение — основа современной химии.
Ионы
Ионы — это положительно или отрицательно заряженные частицы, образованные из атомов или групп атомов. Например, катионы образуются при отдаче электрона, а анионы — при его присоединении. Ионы играют важную роль в химических реакциях и процессах, таких как электролиз и образование солей. В растворах ионы обеспечивают проводимость электрического тока. Ионные соединения, такие как поваренная соль, широко распространены в природе. Понимание свойств ионов позволяет изучать электрические и химические свойства веществ. Этот раздел химии тесно связан с физикой и биологией.