Megállapítást nyert, hogy a természetben található minden kémiai elem izotópok keveréke (tehát töredékes atomtömegük van). Ahhoz, hogy megértsük, hogyan különböznek egymástól az izotópok, részletesen meg kell vizsgálni az atom szerkezetét. Az atom atommagot és elektronfelhőt alkot. Az atom tömegét az elektronfelhő pályáin elképesztő sebességgel mozgó elektronok, az atommagot alkotó neutronok és protonok befolyásolják.

Mik azok az izotópok

Izotópok egy kémiai elem atomjának típusa. Bármely atomban mindig egyenlő számú elektron és proton van.

Mivel ellentétes töltésük van (az elektronok negatívak, a protonok pedig pozitívak), az atom mindig semleges (ez az elemi részecske nem hordoz töltést, nulla). Amikor egy elektron elveszik vagy befogják, az atom elveszti semlegességét, és negatív vagy pozitív ionná válik.

A neutronoknak nincs töltésük, de számuk ugyanazon elem atommagjában változhat. Ez semmilyen módon nem befolyásolja az atom semlegességét, de hatással van a tömegére és tulajdonságaira.

Például a hidrogénatom bármely izotópja egy elektront és egy protont tartalmaz. De a neutronok száma más. A protiumnak csak 1 neutronja van, a deutériumnak 2, a tríciumnak pedig 3 neutronja van. Ez a három izotóp tulajdonságaiban markánsan különbözik egymástól.

Izotópok összehasonlítása

Miben különböznek az izotópok?

Különböző számú neutronnal, különböző tömeggel és különböző tulajdonságokkal rendelkeznek. Az izotópoknak az elektronhéjak szerkezete azonos. Ez azt jelenti, hogy kémiai tulajdonságaikban meglehetősen hasonlóak. Ezért egy helyet kapnak a periódusos rendszerben.

A természetben stabil és radioaktív (instabil) izotópokat találtak. A radioaktív izotópok atommagjai képesek spontán átalakulni más atommagokká. A radioaktív bomlás során különféle részecskéket bocsátanak ki.

A legtöbb elemnek több mint két tucat radioaktív izotópja van. Ezenkívül a radioaktív izotópokat mesterségesen szintetizálják abszolút minden elemhez. Az izotópok természetes keverékében tartalmuk kissé változik.

Az izotópok megléte lehetővé tette annak megértését, hogy bizonyos esetekben miért nagyobb a kisebb atomtömegű elemek rendszáma, mint a nagyobb atomtömegűek.

Például az argon-kálium párban az argon nehéz izotópokat, a kálium könnyű izotópokat tartalmaz. Ezért az argon tömege nagyobb, mint a káliumé.

Az izotópok közötti különbség a következő:

1. Különböző számú neutronjuk van.
2. Az izotópok eltérő atomtömegűek.
3. Az ionatomok tömegének értéke befolyásolja azok összenergiáját és tulajdonságait.

Sok évszázaddal ezelőtt az emberek rájöttek, hogy a Földön minden anyag mikroszkopikus részecskékből áll. Eltelt egy kis idő, és a tudósok bebizonyították, hogy ezek a részecskék valóban léteznek. Atomoknak nevezték őket. Az atomok általában nem létezhetnek külön-külön, és csoportokba egyesülnek. Ezeket a csoportokat molekuláknak nevezzük.

Maga a „molekula” elnevezés a latin moles szóból ered, ami azt jelenti, hogy nehéz, blokk, ömlesztett, és a kicsinyítő utótag – cula. Korábban e kifejezés helyett a „test” szót használták, ami szó szerint „kis testet” jelent. Annak érdekében, hogy megtudjuk, mi a molekula, lapozzuk át a magyarázó szótárakat. Ushakov szótára azt mondja, hogy ez a legkisebb részecske, amely önállóan létezhet, és rendelkezik annak az anyagnak minden tulajdonságával, amelyhez tartozik. Molekulák és atomok vannak körülöttünk, és bár nem érinthetjük meg őket, valójában csak óriási csomókat látunk belőlük.

Példa vízzel

A legjobb módja annak, hogy elmagyarázzuk, mi a molekula, egy pohár víz példájával. Ha a felét felöntjük, a maradék víz íze, színe és összetétele nem változik. Furcsa lenne mást várni. Ha a felét újra öntjük, a mennyiség csökken, de a tulajdonságok ugyanazok maradnak. Így folytatva egy kis cseppet kapunk. Pipettával még osztható, de ez a folyamat nem folytatható a végtelenségig.

Végső soron egy apró részecske lesz, aminek a maradék része többé nem lesz víz. Ahhoz, hogy képet kapjon arról, mi a molekula, és milyen kicsi, próbálja meg kitalálni, hány molekula van egy csepp vízben. Mit gondolsz? Milliárd, ezermillió? Százmilliárd? Valójában körülbelül száz szextillió van belőlük. Ez egy olyan szám, amelyben az egy után huszonhárom nulla található. Ilyen nagyságrendet nehéz elképzelni, ezért vessünk egy összehasonlítást: az egyik mérete annyiszor kisebb, mint egy nagy alma, mint amennyi az alma maga, ezért a legerősebb optikai mikroszkóppal sem látható.

és atomok

Mint már tudjuk, minden mikroszkopikus részecske atomokból áll. Számuktól, a központi atomok pályájától és a kötések típusától függően a molekulák geometriai alakja eltérő lehet. Például az emberi DNS spirál alakúra csavarodik, és a közönséges konyhasó legkisebb részecskéje így néz ki: Ha valamilyen módon több atomot elvesznek egy molekulából, akkor megsemmisül. Ugyanakkor az utóbbi nem megy sehova, hanem egy másik mikrorészecske részévé válik.

Miután rájöttünk, mi a molekula, térjünk át az atomra. Felépítése nagyon hasonlít egy bolygórendszerhez: a központban egy atommag található neutronokkal és pozitív töltésű protonokkal, és körülötte különböző pályákon keringenek az elektronok. Általában az atom elektromosan semleges. Más szavakkal, az elektronok száma megegyezik a protonok számával.

Reméljük, cikkünk hasznos volt, és most már nincs kérdése, hogy mi a molekula és az atom, hogyan épül fel és miben különböznek egymástól.

Miben különböznek az atomok?

Lefordítva az „atom” oszthatatlant jelent. Azért nevezték így, mert sokáig az anyag legkisebb részének számított. De a tudomány további fejlődése megmutatta, hogy ez nem így van. Tehát nézzük meg, miből áll az atom, és hogyan különböznek a különböző elemek atomjai.

Atomszerkezet

Ma a tudomány 126 féle kémiai elemet ismer. Atomjaik általános szerkezete megegyezik. Mindegyikben van egy protonból és neutronból álló mag, amely körül az elektronok keringenek. Az elektronok negatív töltésű részecskék. Ahogy forognak az atommag körül, elektronfelhő képződik.

A protonok pozitív töltésű részecskék. Nyugalomban egy atom ugyanannyi protont és elektront tartalmaz, így az ilyen kémiai elemnek nincs elektromos töltése. A reakciók során azonban elektronokat adhat más elemeknek, pozitív töltésű részecskévé válva, vagy elveheti őket, negatív töltésű részvé válva. A neutronok nem hordoznak töltést, de befolyásolják az elem tömegét. A protonoknak és a neutronoknak – a nukleonoknak – egyesítő nevet találtak ki.

Különböző elemek atomjai

A különböző elemek atomjai az atommagban lévő protonok számában különböznek egymástól. Az elektronok száma változhat, de a protonok száma soha. Hány protont tartalmaz az atommag, azt az elem sorozatszáma határozza meg Mengyelejev periódusos rendszerében. A hidrogénnek (1. sz.) nyugalmi állapotban 1 elektronja és 1 protonja van, lítium
(3. sz.) - 3 elektron és 3 proton, szén (6. sz.) - 6 elektron és 6 proton.

Mivel a különböző atomoknak különböző számú protonja van, tömegük is különbözik. Egy elem tömegét főként protonok és neutronok alkotják, mivel az elektronok tömege elhanyagolható. De még az azonos elem atomjai is eltérő tömegűek lehetnek az atommagban lévő neutronok eltérő száma miatt. Azokat az atomokat, amelyekben a neutronok száma eltér a protonok számától, izotópoknak nevezzük. Például a természetben vannak szénatomok C12 (6 proton és 6 neutron), C13 (6 proton és 7 neutron) és más fajták, amelyek neutrontartalma 2-16.

A körülöttünk lévő összes anyag, amit látunk, különféle atomokból áll. Az atomok szerkezetükben, méretükben és tömegükben különböznek egymástól. Több mint 100 fajta különböző atom létezik, több mint 20 típusú atomot szerzett az ember, és nem található meg a természetben, mivel instabilok és egyszerűbb atomokká bomlanak.

Azonban még az azonos típushoz tartozó atomok is kissé eltérhetnek egymástól. Ezért van olyan dolog, mint egy kémiai elem - ezek azonos típusú atomok. Mindegyiknek azonos a nukleáris töltése, vagyis ugyanannyi proton van.

Minden kémiai elemnek van egy neve és megnevezése, amely egy vagy két betűből áll az elem latin nevéből. Például a hidrogén kémiai elemet H betű jelöli (a latin Hydrogenium névből), klór - Cl (a Chlorum), szén - C (Carboneum), arany - Au (Aurum), réz - Cu (a szóból). Cuprum), oxigén - O (az Oxigeiumból).

A meglévő kémiai elemeket a periódusos rendszer sorolja fel. Gyakran rendszernek (periódusos táblázatnak) nevezik, mert vannak bizonyos szigorú szabályok, amelyek szerint ez vagy az elem a táblázat cellájába kerül. Az elemek tulajdonságainak rendszeres változása a periódusos rendszer soraiban és oszlopaiban figyelhető meg. Így a táblázat minden elemének saját száma van.

A kémiai elemek atomjai a kémiai reakciók következtében nem változnak. Az atomok által alkotott anyagok halmaza változik, de maguk az atomok nem. Például, ha egy kémiai reakció eredményeként a szénsav (H 2 CO 3) vízre (H 2 O) és szén-dioxidra (CO 2) bomlott, akkor nem keletkeztek új atomok. Csak a köztük lévő kapcsolatok változtak meg.

Így az atom az anyag legkisebb kémiailag oszthatatlan részecskéjeként definiálható.

Az univerzumban a legnagyobb mennyiségben előforduló elem a hidrogén, ezt követi a hélium. Ezek szerkezetükben a legegyszerűbb kémiai elemek. A fennmaradó kémiai elemek az összes atom körülbelül 0,1%-át teszik ki. Más kémiai elemek atomjai azonban nagyobb tömegűek, mint a hidrogén és a hélium atomjai. Ezért, ha az Univerzumban lévő egyéb kémiai elemek tartalmát tömegszázalékban fejezzük ki, akkor ezek az Univerzum teljes anyagának 2%-át teszik ki.

A Földön a kémiai elemek bősége nagymértékben különbözik, ha figyelembe vesszük az egész Univerzumot. Az oxigén (O) és a szilícium (Si) dominál a Földön. A Föld tömegének körülbelül 75%-át teszik ki. Csökkenő sorrendben az alumínium (Al), a vas (Fe), a kalcium (Ca), a nátrium (Na), a kálium (K), a magnézium (Mg), a hidrogén (H) és sok más elem következik.