Хімія. 7 клас. Ярошенко

§ 10. Молекули. Атоми. Хімічний елемент

Вивчення параграфа допоможе вам:

• давати визначення молекули, атома, хімічного елемента;
• розрізняти молекули й атоми;
• характеризувати склад атома;
• називати хімічні елементи за сучасною українською номенклатурою і записувати їх символи

Вчені тривалий час шукали відповідь на запитання: з чого складаються речовини?

МОЛЕКУЛИ. На перший погляд видається, що при розчиненні цукру у воді він зникає, адже більше не помітно ні його білого кольору, ні окремих крупинок. Чи так це насправді? Ні, бо утворена при цьому суміш солодка. Тоді що відбулося з речовиною? Найменші її складові частинки, які визначають властивості цукру, перестали триматися одна одної і почали вільно переміщуватися у воді. Через малі розміри частинок ми їх не можемо бачити. Назва цих частинок — молекули.

• Молекулами називають найменші частинки речовини, що утворені з двох і більше атомів, мають постійний склад і здатні до самостійного існування.

Відомо багато речовин, утворених із молекул. Це кисень, вода, азот, вуглекислий газ, глюкоза, жири та інші.

Молекули складаються зі ще менших частинок — атомів. Одна молекула може містити від двох атомів до кількох сотень тисяч.

БУДОВА АТОМА. Назва «атом» походить від давньогрецького слова «неподільний». У такому визначенні є доля істини. Адже під час фізичних і хімічних явищ поділ атомів на ще менші частинки не відбувається. Думка про неподільність атома протрималася в науці до кінця XIX ст., доки фізики не з’ясували, що атом теж складна частинка.

Атоми — частинки дуже малих розмірів. Щоб уявити, наскільки малі розміри атома, проведемо таке порівняння. Якщо яблуко збільшити до розміру нашої планети (пригадайте радіус Землі), то атом, збільшений у стільки ж разів, стане розміром з невеличке яблуко.

Незважаючи на такі малі розміри, атоми є складними частинками. Кожен атом складається з ядра і електронів. Ядро міститься в центрі атома, в ньому зосереджена майже вся маса атома. Воно складається з частинок (нуклонів) двох видів. Позитивно заряджені частинки називають протонами. Незаряджені (електрично нейтральні) частинки дістали назву нейтрони. Абсолютний заряд протона дуже малий, умовно його прийнято вважати рівним +1. У нейтрона заряду немає. Таким чином, ядро є позитивно зарядженим, величину його заряду визначає сумарне число протонів. Крім ядра, в атомі містяться негативно заряджені електрони, що перебувають у безперервному русі. Абсолютне значення заряду електрона, так само як і протона, дуже мале, його прийнято вважати рівним -1. На моделі (мал. 48) бачимо, що кількість протонів і електронів в атомі Оксигену однакова. Отже, атом заряду не має, він — електронейтральний.

Мал. 48. Модель будови атома Оксигену

У дослідженнях надзвичайно малих структурних частинок речовини використовують метод моделювання.

• Атом — електронейтральна частинка речовини, що складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів. Головними характеристиками атома є заряд ядра і розташування електронів в атомі.

ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ. Кількість атомів, що міститься в тілах живої і неживої природи, незліченна. Так, у крапці, поставленій графітовим стержнем олівця на папері, атомів більше, ніж зірок у галактиці. У наш час відомо про існування в природі та одержання вченими в лабораторіях понад 10 мільйонів речовин. І виявляється, що всю цю колосальну кількість речовин утворюють атоми близько 100 видів.

• Атоми з однаковим зарядом ядра дістали назву хімічного елемента.

Вивчаючи природознавство, ви ознайомилися з назвами таких хімічних елементів, як Гідроген і Карбон, які є у складі всіх організмів. Ядро атома Гідрогену має заряд +1. Тож хай би де у природі містилися атоми Гідрогену, до складу хоч яких би речовин (водень, вода, цукор, етанова кислота, жири та багато інших) вони входили, заряд ядра кожного атома дорівнюватиме +1.

Незалежно від того, у складі якої речовини (графіт, вуглекислий газ, жири, глюкоза, білки та інші) перебувають атоми Карбону, заряд ядра в них буде +6.

Для кращого розуміння будови атомів елементів Гідрогену і Карбону вдамося і ми до методу моделювання (мал. 49 а, б).

Мал. 49. Моделі будови атомів Гідрогену і Карбону

Знайдіть на обох моделях зображення ядер атомів. Де в атомі розміщене ядро? Який заряд ядра у кожного з них?

У Гідрогену він дорівнює +1 завдяки наявності одного протона. Ядро атома Карбону містить 6 протонів, тому й заряд ядра його атома дорівнює +6. Знайдіть на моделях позначення електронів і переконайтеся, що їх кількість така сама, як протонів. Ядро атома Карбону має нейтрони. На моделі атома Гідрогену нейтронів немає. І насправді в його ядрі їх теж немає. В цьому полягає особливість будови атома Гідрогену.

Щойно на моделях було розглянуто будову атомів двох хімічних елементів — Гідрогену і Карбону. Атоми кожного елемента є незарядженими частинками. Пояснюється це тим, що в них кілька позитивно заряджених протонів і негативно заряджених електронів однакова.

• Сукупність атомів з однаковим зарядом ядер незалежно від того, де вони містяться в природі чи яким способом добуто речовину, є атомами одного хімічного елемента.

Учені не відразу дійшли спільної думки стосовно того, як називати і записувати хімічні елементи. Через це одна й та сама речовина могла мати кілька зовсім різних позначень і назв. Назви і письмові позначення — символи хімічних елементів, якими користуються дотепер, запропонував шведський хімік Й. Берцеліус у 1814 р.

• Символ хімічного елемента — це позначення елемента на письмі першою або першими двома літерами з його латинської назви.

Зверніть увагу і пам'ятайте. що назви і символи хімічних елементів, як і власні назви, пишуть з великої літери, а назви речовин, утворених атомами хімічних елементів, — з малої.

Символами хімічних елементів користуються вчені всього світу, завдяки чому вони розуміють один одного, навіть якщо живуть у різних країнах і розмовляють різними мовами.

Із назвами хімічних елементів за сучасною українською номенклатурою*, з якими вам доведеться найчастіше мати справу на уроках хімії, їх символами, позначеннями і вимовою ознайомлює таблиця 2. Що означають числа у третій колонці, ви з’ясуєте у наступному параграфі.

* Номенклатура хімічних елементів — сукупність назв, які вживають у хімії для їх позначення.

Таблиця 2

Символ, його вимова, заряд ядра атома деяких хімічних елементів

Назва хімічного елемента	Заряд ядра атома	Відносна атомна маса	Символ елемента	Вимова символу
Гідроген	+1	1	Н	аш
Карбон	+6	12	С	це
Нітроген	+7	14	N	ен
Оксиген	+8	16	О	о
Флуор	+9	19	F	флуор
Натрій	+11	23	Na	натрій
Магній	+12	24	Mg	магній
Алюміній	+13	27	Al	алюміній
Силіцій	+14	28	Si	силіцій
Фосфор	+15	31	P	пе
Сульфур	+16	32	S	ес
Хлор	+17	35,5	Cl	хлор
Калій	+19	39	К	калій
Кальцій	+20	40	Ca	кальцій
Ферум	+26	56	Fe	ферум
Купрум	+29	64	Сu	купрум
Цинк	+30	65	Zn	цинк
Бром	+35	80	Br	бром
Аргентум	+47	108	Ag	аргентум
Барій	+56	137	Ba	барій
Меркурій	+80	201	Hg	гідраргірум

Скарбничка ерудита

Алхіміки знали сім металів: залізо, золото, мідь, олово, ртуть, свинець, срібло. Вони їх ототожнювали з відомими на той час небесними тілами Сонячної системи і застосовували витіюваті позначення. Дізнатися про це, а також про позначення елементів у їх історичному розвитку, допоможе вам таблиця 3.

Таблиця 3

1. Що називають молекулою?

2. Поясніть, із чого складається атом.

3. Дайте визначення хімічного елемента. Наведіть приклади хімічних елементів.

4. Чому атом є електронейтральною частинкою?

5. Користуючись таблицею 2, випишіть символи та назви хімічних елементів, що починаються з однієї й тієї самої літери латинського алфавіту.

6. Напишіть назви відомих вам речовин, до складу яких входять атоми Гідрогену.

7. Напишіть назви відомих вам речовин, до складу яких входять атоми Карбону.

8. Встановіть відповідність між назвою елемента і символом.

• 1 Гідроген
• 2 Нітроген
• 3 Оксиген
• 4 Натрій
• A Na
• Б N
• В Н
• Г O
• Д Hg

9. Розташуйте символи хімічних елементів за збільшенням заряду ядра атома: Ba, С, Fe, F, Са.

Проведіть змагання на кращого знавця назв, символів та вимови хімічних елементів. (Чемпіоном стає той, хто опанував не менше ніж 20 назв і символів хімічних елементів та їх вимову.)