Электрический ток
Что такое атом? В переводе на русский язык атом означает неделимый. Долгое время никто не мог опровергнуть это утверждение. И наконец, в конце 19-го века было доказано, что атом делится на более мелкие частицы, главными из которых являются электроны, протоны и нейтроны.
При изучении этих частиц оказалось, что протоны и электроны обладают электрическими зарядами, причем заряды их равны по величине, но противоположны по знаку. Заряд электрона относится к тому электричеству, которое назвали отрицательным, а заряд протона – к тому, которое назвали положительным.
Масса электрона меньше массы протона примерно в 1840 раз.
Так как электроны и протоны электрически заряжены, они подчиняются закону о взаимодействии электрических зарядов: одноименные отталкиваются (протон с протоном и электрон с электроном), а разноименные притягиваются(протон с электронном).
Нейтрон — третья частица в составе атома, по массе равна протону, однако нейтрон не обладает электрическим зарядом. Говорят, что он электрически нейтрален, отсюда и его название – нейтрон.
Как было сказано выше, атом имеет очень сложное строение, но для первого раза можно ограничиться следующим упрощенным представлением о его строении.
В центре атома находится ядро, оно состоит из протонов и нейтронов, следовательно оно заряжено положительно. Вокруг ядра, на внушительном расстоянии, в сотни тысяч раз превосходящем его размеры, вращаются электроны.
Так как в каждом атоме число электронов равно числу протонов, то он считается электрически нейтральным.
Самый простой по строению атом – атом водорода, его ядро состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон.
Атомы различных веществ отличаются один от другого числом протонов, нейтронов и электронов.
Что такое ион? Если каким-нибудь образом атом потеряет один или несколько электронов, он станет положительно заряженным, такой атом будет называться положительным ионом, а если же атом приобретет один или несколько электронов, он будет называться отрицательным ионом, ибо он будет отрицательно заряженным.
Электрическое поле. Учеными было установлено существование особого вида материи – поля. Вокруг электрических зарядов тоже присутствует поле, называемое электрическим. Характерной особенностью этого поля является механическая сила, действующая на электрические заряды, находящиеся в этом поле. Чаще всего электрическое поле изображают на рисунках в виде стрелок, показывающих направление, в котором бы двигался под действием сил этого поля свободный положительный заряд. Также эти линии еще называют силовыми. В действительности никаких линий не существует.
Проводники и изоляторы. В различных веществах электроны связаны со своими атомами по-разному, в некоторых связь прочна, в некоторых – нет. Электроны, которые плохо связаны с атомами и которые могут легко покинуть их, называются свободными. Если в одной из точек вещества, в котором присутствуют свободные электроны, создать их избыток, а в другом – недостаток, то они, сохраняя хаотичное движение, начнут всей массой перемещаться в ту точку, сторону, где электронов недостаточно. Это движение в одну сторону будет называться электрическим током. Вещества, в которых есть наличие свободных электронов, называются проводниками электрического тока. В остальных веществах, например слюде, резине, электроны, наоборот, очень крепко связаны со своими атомами и при нормальных условиях не смогут покинуть их, в таких веществах ток никогда не возникнет, поэтому они называются непроводниками, или изоляторами.
Колесник Алексей 
Опубликована: 2011 г. 
0 
4
Вознаградить Я собрал 0 4
Атом, присоединивший к себе лишний электрон или потерявший один или несколько электронов, называется ионом. В положительный или
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Что такое молекула?
На протяжении тысячелетий ученые размышляли над загадкой жизни, а именно над тем, из чего она создается? Согласно большинству древних культур, жизнь и все сущее состояли из основных элементов природы — Земли, Воздуха, Ветра, Воды и Огня. Однако со временем многие философы начали выдвигать идею о том, что все вещи состоят из крошечных неделимых вещей, которые нельзя ни создать, ни уничтожить (т.е. частицы).
Однако это было в значительной степени философское понятие, и только с появлением атомной теории и современной химии ученые начали постулировать, что частицы, взятые в сочетании, производят основные строительные блоки всех вещей. Молекулы, как они их называли, взяты из латинского «moles» (что означает тяжесть, глыба, громада, массивная структура — с уменьшительным суффиксом -cula). Но используемый в контексте современной теории частиц термин относится к малым единицам массы.
Определение:
По классическому определению молекула — это наименьшая частица вещества, сохраняющая химические и физические свойства этого вещества. Она состоит из двух или более атомов, группы подобных или различных атомов, удерживаемых вместе химическими силами.
В космосе обнаружены как простые, так и сложные органические (углеродосодержащие) молекулы. Углерод образуется в ядрах красных гигантских звезд, где он циркулирует на поверхности и распределяется в пространстве.
Впечатление художника о простых и сложных органических (углеродосодержащих) молекулах, обнаруженных в космосе.
Она может состоять из атомов одного химического элемента, как в случае с кислородом (O2), или из различных элементов, как в случае с водой (H2O). Как компоненты материи, молекулы распространены в органических веществах (и, следовательно, в биохимии) и являются тем, что позволяет создавать жизнетворные элементы, таким как жидкая вода и воздухопроницаемые атмосферы.
Типы связей:
Молекулы удерживаются вместе одним из двух типов связей — ковалентными связями или ионными связями. Ковалентная связь — это химическая связь, которая включает обмен электронными парами между атомами. Связь, которую они образуют, является результатом стабильного баланса сил притяжения и отталкивания между атомами, известна как ковалентная связь.
Ионная связь, напротив, представляет собой тип химической связи, которая включает электростатическое притяжение между противоположно заряженными ионами. Ионы, участвующие в такой связи, — это атомы, которые потеряли один или несколько электронов (называемые катионами), и те, которые приобрели один или несколько электронов (называемые анионами). В отличие от ковалентности, этот перенос называется электровалантом.
В простейших формах ковелантные связи возникают между атомом металла (как катион) и атомом неметалла (анион), что приводит к таким соединениям, как хлорид натрия (NaCl) или оксид железа (Fe²O³), также известные как. соль и ржавчина. Однако могут быть сделаны и более сложные устройства, такие как аммоний (NH 4+) или углеводороды, такие как метан (CH 4) и этан (H 3 CCH 3).
Схема молекулы воды, которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
История
Исторически молекулярная теория и атомная теория тесно переплетены. Первые упоминания о том, что материя состоит из “отдельных единиц”, появились в Древней Индии, где последователи джайнизма придерживались идеи, что все вещи состоят из мелких неделимых элементов, которые, соединяясь, образуют более сложные объекты.
В Древней Греции философы Левкипп и Демокрит ввели термин «атомос», имея в виду «мельчайшие неделимые части материи», от которых мы получаем современный термин «атом».
Затем в 1661 году натуралист Роберт Бойл в трактате по химии под названием «Скептический химик» утверждал, что материя состоит из различных комбинаций «корпускул» (устаревший термин для обозначения мельчайшей частицы материи), а не земли, воздуха, ветра, воды и огня. Однако эти наблюдения ограничивались областью философии.
Только в конце 18-го и начале 19-го веков Закон сохранения массы Антуана Лавуазье и Закон множественных пропорций Дальтона привели атомы и молекулы в область точной науки. Первые предположили, что элементы являются основными веществами, которые не могут быть подвергнуты дальнейшему разложению, в то время как последние предположили, что каждый элемент состоит из одного уникального типа атома и что они могут соединяться вместе, образуя химические соединения.
Сканирующий туннельный микроскоп
Еще одна находка пришла в 1865 году, когда Иоганн Йозеф Лошмидт измерил размер молекул, составляющих воздух, что дало ощущение масштаба молекул. Изобретение сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в 1981 году позволило впервые непосредственно наблюдать атомы и молекулы.
Сегодня наше понятие молекул получает дальнейшее развитие благодаря постоянным исследованиям в области квантовой физики, органической химии и биохимии. А когда речь заходит о поисках жизни в других мирах, необходимо понимание того, что нужно органическим молекулам, чтобы выйти из комбинации химических строительных блоков.
Строение атомов
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Строение атомов»
До определённого момента считалось, что атом — неделимая частица. Однако, это не так: в атоме есть ядро, вокруг которого вращаются электроны. Это было открыто в начале двадцатого века в совместных работах Нильса Бора и Эрнеста Резерфорда, которые внесли большой вклад в изучение физико-химических процессов на микроскопическом уровне.
На прошлом уроке мы уже узнали, что электрон имеет отрицательный заряд, но, несмотря на это, все молекулы не имеют заряда. Дело в том, что суммарный отрицательный заряд всех электронов уравновешивается положительным зарядом ядра. Заряд ядра является одной из главных характеристик того или иного химического элемента. Частицы ядра атома, имеющие положительный заряд, называются протонами. Заряд каждого протона численно равен заряду электрона, но имеет противоположный знак:
Однако, масса протона значительно больше:
Помимо протонов, в ядре атома существуют другие частицы, которые не имеют электрического заряда, но по размеру и массе мало отличаются от протонов. Такие частицы назвали нейтронами.
Итак, в центре атома находится ядро, которое состоит из протонов и нейтронов, а вокруг ядра вращаются электроны.
Однако, существует одно исключение: у водорода нет нейтронов в ядре, поскольку всё ядро водорода состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон. У гелия, например, ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов, а вокруг вращается два электрона. Вообще из периодической системы химических элементов Менделеева можно узнать число протонов в ядре любого элемента, поскольку порядковый номер элемента совпадает с этим числом. При нормальных условиях, атом содержит то же число электронов. Например, у азота 7 протонов, а у хлора — 17.
Мы можем предположить, что возможно каким-то образом отнять электрон у нейтрального атома или присоединить электрон к нейтральному атому. Действительно, это предположение верно, и такие процессы часто происходят. Электроны одних атомов могут переходить к другим атомам. Атомы с неравным количеством протонов и электронов называются ионами.
Если атом потерял один или несколько электронов, то он будет иметь положительный заряд и называться положительным ионом.
Если же атом, напротив, приобрел один или несколько лишних электронов, то он будет иметь отрицательный заряд и называться отрицательным ионом.
Для закрепления материала выполним несколько простых упражнений.
Задача 1. Известно, что атом кислорода электрически нейтрален, а в его ядре находится 16 частиц. Сколько в атоме кислорода протонов, нейтронов и электронов?
В таблице Менделеева кислород имеет порядковый номер 8. Значит, в нём 8 протонов. Поскольку атом электрически нейтрален, в нём должно быть 8 электронов, чтобы уравновесить заряд ядра. Нам дано, что в ядре 16 частиц. Т.к. 8 из них являются протонами, оставшиеся 8 — это нейтроны. Значит, в атоме кислорода 8 нейтронов и 8 протонов, которые формируют ядро, а вокруг этого ядра вращаются 8 электронов.
Задача 2. Как называется атом кальция, который потерял 2 электрона? Каков заряд этого атома?
Для ответа на этот вопрос нам не нужна таблица Менделеева. Т.к. атом изначально нейтрален, то при потере электронов, он становится положительным ионом. Сколько бы ни было протонов в ядре, заряд каждого из них уравновешивается отрицательным зарядом электрона, за исключением двух, поскольку в атоме не хватает двух электронов. Поэтому заряд данного иона будет равен суммарному заряду двух протонов.
Задача 3. Атом содержит 6 нейтронов и электрически нейтрален. Можно ли найти число протонов и электронов?
Нет, потому что число протонов не всегда совпадает с числом нейтронов. Можно лишь сказать, что число протонов в этом атоме равно числу электронов, поскольку в противном случае, это был бы ион. Шесть нейтронов содержится в нормальном атоме углерода, но, 6 нейтронов могут находиться в некоторой разновидности атома гелия. Такие разновидности называются изотопами и часто являются радиоактивными. Подобные явления будут изучены подробнее в старших классах.