Хімія. Повторне видання. 7 клас. Ярошенко

Тема 2. Від хімічних елементів до хімічних сполук

• Первинні відомості про будову атома

• Що таке хімічний елемент

• Про що можна дізнатися з Періодичної системи хімічних елементів

• Хімічна формула як спосіб запису складу речовини

• Прості речовини: метали та неметали

• Самооцінювання навчальних досягнень з теми 2

§ 7. Первинні відомості про будову атома

Варто пригадати, щоб нове пізнати

• Назва «атом» походить від давньогрецького слова «неподільний». Тривалий час вважали, що виділити у складі атома ще якісь частинки неможливо.

• Атоми мають настільки малі розміри, що лишаються невидимими у світлових/оптичних мікроскопах.

Що означає частина слова «мікро» у словах мікроскоп, мікросвіт, мікроорганізм? У разі необхідності за тлумаченням звернися до доступних джерел інформації.

Поясни, як виникає статична електрика. Чим вона небезпечна?

БУДОВА АТОМА. Знання про будову і властивості атомів необхідні, щоб розумітися на будові та хімічних перетвореннях речовин.

Будову атома (мал. 20) — однієї з частинок мікросвіту — науковці з’ясували лише на початку XX століття.

Мал. 20. Модель атома Оксигену

Атом складається з протонів, нейтронів та електронів. Протони й нейтрони, утворюють ядро атома, в якому зосереджена майже вся маса атома. Протони заряджені позитивно, нейтрони заряду не мають. Вважають, що заряд протона дорівнює +1. Кількість протонів у ядрі дорівнює чисельному значенню заряду ядра атома. Наприклад, якщо в атомі Оксигену 8 протонів, то заряд його ядра +8.

Електронною оболонкою називають простір навколо ядра атома, в якому перебувають електрони. Ці частинки заряджені негативно і безперервно рухаються. Вважають, що заряд електрона дорівнює -1.

У кожному атомі кількість електронів і протонів однакова.

Завдання 1. Установи кількість електронів у атомі Оксигену, про склад ядра якого йшлося. Сформулюй висновок, зарядженою чи незарядженою частинкою є атом Оксигену. Поясни свої міркування.

• Атом — найменша електронейтральна хімічно неподільна мікрочастинка речовини, що складається з позитивно зарядженого ядра та негативно зарядженої електронної оболонки.

Про існування частинок, поділ яких на ще менші частинки неможливий, висловлювали припущення давньогрецькі філософи близько 2000 років тому. Цю уявну частинку назвали «атом» — неподільний. Не маючи належного обладнання, аби «зазирнути» всередину атома, вчені спершу використовували моделювання. Моделі змінювалися з винаходом нових приладів, які дозволили дізнатися про наявність електронів, протонів, нейтронів. Кілька моделей, створених для опису будови атомів у різні часи, ілюструє колаж.

Модель існувала близько 2000 років до XIX століття, атом — тверда неподільна кулька

1903 рік, атом моделювали у вигляді суцільної позитивно зарядженої сфери, в якій розміщені незначні за розмірами негативно заряджені електрони

1911 рік, в центрі атома позитивно заряджене ядро, навколо якого по певних орбітах рухаються електрони

Завдання 2. Як ти вважаєш, яку з моделей, зображених на колажі, називають планетарною, яку — пудинговою (десерт із тіста і родзинок)? Обґрунтуй свою відповідь. Яка з моделей, на твою думку, більше відповідає сучасному уявленню про будову атома?

Науковці довели, що атоми одного виду відрізняються від інших атомів будовою. Ти в цьому переконаєшся, розглядаючи далі моделі атомів та моделюючи їх самостійно.

Завдяки розвитку фізики, математики, технологій у XX столітті вчені створили електронні мікроскопи, здатні збільшувати зображення мікрооб’єктів у 2 мільйони разів. За допомогою цих приладів науковці пізнають мікросвіт атомів (мал. 21, с. 56).

Мал. 21. Зображення атомів Силіцію, одержані за допомогою скануючої тунельної мікроскопії (1) візуалізація структури атома Гідрогену, одержана за допомогою квантового мікроскопа (2)

Атоми мають вигляд сфери, тому що електрони обертаються навколо ядра з неймовірною швидкістю. І спостерігачеві здається, що електрони перебувають одночасно в усіх точках їхнього руху. Подібне відбувається, коли ми спостерігаємо за увімкненим вентилятором. Ми бачимо перед собою суцільний диск, а не окремі лопаті пропелера.

Сферичний вигляд атомів під електронним мікроскопом відображає атоміум у Брюсселі (мал. 22). Це споруда, що символізує розвиток науки і технологій, які дали змогу використовувати знання про атоми для розв’язання різних проблем людства.

Мал. 22. Атоміум у Брюсселі (Бельгія)

Завдання 3. За допомогою інтернет-джерел дізнайся більше про споруду «Атоміум».

НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ. МОДЕЛІ АТОМІВ

Дослідження виконай у складі малої навчальної групи.

Завдання. За моделями, зображеними на малюнку 23, з’ясуйте будову атомів Гідрогену та Карбону.

Мал. 23. Моделі атомів Гідрогену (1) і Карбону (2)

Крок 1. Розгляньте зображені моделі атомів та з’ясуйте:

• де в атомах Гідрогену і Карбону розміщене ядро, з чого воно складається та яка кількість кожного складника?
• який заряд ядра у кожного з досліджуваних атомів?

Крок 2. За моделями атомів Гідрогену і Карбону (мал. 23) з’ясуйте, зі скількох електронів складається електронна оболонка кожного атома.

Крок 3. Порівняйте кількість протонів і електронів в атомах Гідрогену і Карбону, сформулюйте висновок щодо наявності/відсутності заряду в атомів цих елементів.

Крок 4. Накресліть і заповніть кожен/кожна у своєму робочому зошиті таблицю 6 за результатами проведеного групового дослідження з вивчення будови атомів.

Таблиця 6

Склад атомів Гідрогену і Карбону

Атом	Кількість структурних частинок атома			Заряд ядра атома	Заряд атома
	протони	нейтрони	електрони
Гідрогену
Карбону

Крок 5. Сформулюйте висновок про спільне й відмінне в будові атомів Гідрогену і Карбону. Презентуйте свої напрацювання у формі діаграми Венна.

ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ

Атоми мають вражаюче малі розміри. Відповідно, й абсолютна маса атома великою бути не може. Переконайтесь у цьому на наведених прикладах.

Абсолютна маса одного атома Гідрогену дорівнює всього лише

0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 г.

Абсолютна маса одного атома Карбону дорівнює

0,000 000 000 000 000 000 000 01993 г.

Використовувати абсолютні маси атомів у розрахунках незручно, тому хіміки беруть для розрахунків не абсолютні, а відносні атомні маси.

Відносна атомна маса — це число, яке показує, у скільки разів маса атома більша за 1/12 маси атома Карбону, ядро якого містить 6 протонів і 6 нейтронів.

ТОБІ ДО СНАГИ

1. Назви один науковий метод, використаний тобою під час виконання завдання рубрики «Нумо досліджувати», два види заряджених частинок у складі атома, три структурні частинки атома.

2. Перемалюй у зошит і заповни схему «Будова атома».

3. Атом Алюмінію має 13 протонів і 14 нейтронів. Скільки в ньому електронів: а) 27; б) 14; в) 13; г) 1?

4. Чому в дослідженні атомів і молекул використовують моделювання?

5. Змоделюй атом Натрію, використовуючи інформацію про його склад: 11 електронів, 12 нейтронів. Якої інформації бракує для побудови моделі? Як ти про неї дізнався/дізналася? Опиши створену модель, використовуючи наукову термінологію.