В чем разница между элементом и атомом? Чем отличаются изотопы одного элемента друг от друга Чем отличаются атомы различных элементов

О том, что все вещества состоят из частиц, знали еще древние греки. Около 420 г. до н. э. философ Демокрит выдвинул предположение, что материя состоит из крошечных, неделимых частиц, которые назвали атомами. Все вещества состоят из атомов и молекул. И атом, и молекулу считали вначале не делимыми, и только впоследствии было доказано, что это не так. Чем атом отличается от молекулы.

Атомы – это мельчайшие частицы, из которых состоит вещество.
Молекулы – это также элементарные частицы, из которых состоит любое вещество.

Сравнение атома и молекулы

В чем же разница между атомом и молекулой?
Атом является элементарной частицей вещества. Он имеет свою массу и размер и отвечает за свойства этого вещества, как химического элемента. Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра. Именно строением атома обуславливаются химические свойства вещества. Атомы не встречаются в свободном состоянии. Они связываются друг с другом и образуют молекулы, благодаря электрическим зарядам частиц, из которых они состоят.
Молекула – это то, из чего состоит вещество. В состав молекул могут входить два и более атомов, которые между собой связаны межатомными связями. Более точно можно сказать так, что молекула состоит из атомных ядер и внутренних электронов, которые движутся по своим орбитам, а также внешних валентных электронов. В разных молекулах находится разное количество атомов определенного вида и разного количества. Молекула имеет сложную архитектурную постройку, где у каждого атома свое место и свои вполне определенные соседи. Свойства молекулы определяется тем, сколько в ней атомов. На эти свойства влияет порядок и конфигурация соединения атомов. Атомная постройка, которая образует молекулу, может быть жесткой, но не во всех случаях. Каждый атом находится в непрерывном движении, он колеблется около своего положения равновесия. При этом свободная молекула в процессе ее теплового движения имеет различные конфигурации. Молекула электрически является нейтральной частицей. Она является наименьшей частицей вещества, которая обладает его химическими свойствами. В случае одноатомных молекул таких, как инертные газы, свойства молекулы и атома совпадают. Атомы в молекуле объединены химическими связями. Такая связь может создаваться одной или несколькими парами электронов, которыми сообща владеют два атома. Молекула может существовать самостоятельно.

Чем атом отличается от молекулы

Атомы образуют молекулу. В состав атома входят ядро и электроны, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра.
Молекулы состоят из атомов.
Атом имеет электрический заряд, а молекула нейтральна.
Только молекула может существовать самостоятельно.

Установлено, что каждый химический элемент, находящийся в природе – это смесь изотопов (отсюда у них дробные атомные массы). Чтобы понять, чем отличаются изотопы один от другого, необходимо детально рассмотреть строение атома. Атом образует ядро и электронное облако. На массу атома влияют электроны, движущиеся с ошеломительной скоростью по орбиталям в электронном облаке, нейтроны и протоны, входящие в состав ядра.

Что такое изотопы

Изотопы – это разновидность атомов какого-либо химического элемента. Электронов и протонов в любом атоме всегда равное количество.

Поскольку они обладают противоположными зарядами (электроны – отрицательным, а протоны – положительным), атом всегда нейтрален (эта элементарная частица не несет заряда, он равен у нее нулю). При потере или захвате электрона атом теряет нейтральность, становясь либо отрицательным, либо положительным ионом.

Нейтроны не имеют заряда, зато их количество в атомном ядре одного и того же элемента может быть разным. Это никак не сказывается на нейтральности атома, однако влияет на его массу и свойства.

Например, в любом изотопе атома водорода есть по одному электрону и протону. А количество нейтронов разное. В протии имеется всего лишь 1 нейтрон, в дейтерии – 2 нейтрона и в тритии – 3 нейтрона. Эти три изотопа заметно отличаются друг от друга по свойствам.

Сравнение изотопов

Чем различаются изотопы?

В них разное количество нейтронов, неодинаковая масса и различные свойства. Изотопы обладают идентичным строением электронных оболочек. Это значит, что они довольно близки по химическим свойствам. Поэтому им отведено в периодической системе одно место.

В природе обнаружены изотопы стабильные и радиоактивные (нестабильные). Ядра атомов радиоактивных изотопов способны самопроизвольно превращаться в другие ядра. В процессе радиоактивного распада они испускают различные частицы.

Большинство элементов имеет свыше двух десятков радиоактивных изотопов. К тому же радиоактивные изотопы искусственно синтезированы абсолютно для всех элементов. В естественной смеси изотопов их содержание незначительно колеблется.

Существование изотопов позволило понять, почему в отдельных случаях элементы с меньшей атомной массой обладают большим порядковым номером, чем элементы с большей атомной массой.

Например, в паре аргон-калий аргон включает тяжелые изотопы, а калий – легкие изотопы. Поэтому масса аргона больше, чем калия.

Отличие изотопов друг от друга заключается в следующем:

  1. Они обладают разным числом нейтронов.
  2. Изотопы имеют разную массу атомов.
  3. Значение массы атомов ионов влияет на их полную энергию и свойства.

В переводе «атом» означает неделимый. Назван он так потому, что долгое время его считали наименьшей частью вещества. Но дальнейшее развитие науки показало, что это не так. Итак, давайте разберемся, из чего состоит атом и чем отличаются атомы различных элементов.

Строение атома

На сегодняшний день науке известно 126 видов химических элементов. Общий план строения их атомов одинаков. Каждый из них имеет ядро, состоящее из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Электроны - это негативно заряженные частицы. При их вращении вокруг ядра образуется электронное облако.

Протоны - это позитивно заряженные частицы. В состоянии покоя в атоме содержится одинаковое количество протонов и электронов, поэтому такой химический элемент не имеет электрического заряда. Однако, в процессе реакций он может отдавать электрон другим элементам, превращаясь в позитивно заряженную частицу, или забирать их, становясь отрицательно заряженной частицей. Нейтроны никакого заряда не несут, но влияют на массу элемента. Для протонов и нейтронов придумано объединяющее название - нуклоны.

Атомы различных элементов

Атомы различных элементов отличаются друг от друга количеством протонов в ядре. Количество электронов может меняться, а протонов - никогда. Сколько протонов содержится в ядре, можно узнать по порядковому номеру элемента в периодической системе Менделеева. У водорода (№1) в состоянии покоя 1 электрон и 1 протон, у лития
(№3) - 3 электрона и 3 протона, у углерода (№6) - 6 электронов и 6 протонов.

Поскольку количество протонов у различных атомов разное, массы у них тоже отличаются. Масса элемента в основном формируется протонами и нейтронами, ведь вес электронов ничтожно мал. Но даже у атомов одного и того же элемента вес может отличаться из-за разного количества нейтронов в ядре. Атомы, у которых количество нейтронов отличается от количества протонов, называют изотопами. Например, в природе существуют атомы углерода С12 (6 протонов и 6 нейтронов), С13 (6 протонов и 7 нейтронов) и другие разновидности с содержанием нейтронов от 2 до 16.


Внимание, только СЕГОДНЯ!

ДРУГОЕ

Иностранное слово «альфа» прочно прижилось в русском языке и встречается в самых разных сочетаниях. О том,…

Безусловно, каждый из нас в самом общем смысле хорошо представляет, что такое элемент. Элемент - это составная часть…

Слово "ядро" означает сердцевину чего-либо, имеющую форму шара. Однако значения у данного понятия могут быть разными, в…

Каждый из нас хоть раз, но любовался прекрасным ночным небом, усыпанным множеством звёзд. Не задумывались ли вы о том,…

Определение большого адронного коллайдера звучит так: БАК является ускорителем заряженных частиц, и создан он с целью…

Электрон - это элементарная частица, которая имеет отрицательный электрический заряд. Он равен -1. Электрон входит в…

Существует невидимая сила, которая протекает внутри биологических объектов и неживой среды. Эта сила называется…

Не так много людей хорошо разбираются в различных терминах, теориях и законах физики и химии. А некоторые, может быть,…

Реакции между разного рода химическими веществами и элементами являются одним из главных предметов изучения в химии.…

Понятие вещества изучается сразу несколькими науками. Вопрос о том, какие есть вещества, мы разберём с двух точек…

На уроках химии в школе учат решать различные задачи, популярными среди которых являются задачи на вычисление…

Электрический заряд – физическая величина, которая определяет способность тела принимать участие в электромагнитных…

Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, он получает атом в результате полного принятия электронов, его…

Атом и ион – элементарные частицы химических элементов. Эти частицы являются носителями свойств элементов. Отличаются они зарядами: атом нейтрален, а ион бывает положительно или отрицательно заряженным.

Определение

Атом – электрически нейтральная микроскопическая частица химического элемента, определяющая его свойства. Центр атома – положительно заряженное ядро, окруженное электронным облаком, по орбиталям которого движутся электроны. Атомы, присоединяя или отдавая электроны, превращаются в ионы.

Ионы – микроскопические электрически заряженные, одноатомные или многоатомные и химически активные частицы. Они обладают положительным (катионы) или отрицательным (анионы) зарядом. Ионы образуются из атомов или групп атомов, приобретающих электроны или, наоборот, теряющих их.

Ионы – самостоятельные частицы, встречающиеся в любых агрегатных состояниях. Они есть в газах (в атмосфере), в кристаллах, в жидкостях (и растворах, и расплавах) и в плазме (межзвездном пространстве.)

Ионы в химических реакциях способны взаимодействовать между собой, с молекулами и атомами. В растворах эти активные частицы образуются в процессе электролитической диссоциации и определяют свойства электролитов.

Сравнение

Атом всегда электрически нейтрален, ион, напротив, заряженная частица. У атомов внешние энергетические уровни, как правило, не завершены (исключением является группа благородных газов). У ионов же внешние уровни завершены.

Ион в противоположность атому не способен обладать свойствами простого вещества. Например, металлический калий вступает в бурную реакцию с водой, продуктами которой становится водород и щелочь. А ионы калия, имеющиеся в составе солей калия, не обладают подобными свойствами. Хлор – желто-зеленый ядовитый газ, а его ионы не ядовиты и бесцветны.

Цвет меди – красный, а ее ионы в растворах приобретают голубую окраску. Кристаллы йода – серые, пары – фиолетовые, спиртовой раствор – красно-бурого цвета, в смеси с крахмалом он дает синее окрашивание. Ионы йода не могут изменить окраску крахмала, они бесцветны.

Выводы сайт

  1. Атомы и ионы одного химического элемента имеют разное количество электронов.
  2. Заряд атомов равен нолю, у ионов он может быть положительным или отрицательным.
  3. Ионы и атомы обладают различными окислительно-восстановительными свойствами.

Еще много веков назад люди догадывались, что любое вещество на земле состоит из микроскопических частиц. Прошло какое-то время, и ученые доказали, что эти частицы действительно существуют. Их назвали атомами. Обычно атомы не могут существовать отдельно и объединяются в группы. Эти группы и называются молекулами.

Само название "молекула" происходит от латинского слова moles, означающего тяжесть, глыбу, громаду, и уменьшительного суффикса - cula. Раньше вместо этого термина употреблялось слово «корпускула», дословно означающее «маленькое тело». Для того чтобы выяснить, что такое молекула, обратимся к толковым словарям. В словаре Ушакова говорится, что это мельчайшая частица, которая может существовать автономно и обладает всеми свойствами вещества, к которому она относится. Молекулы и атомы окружают нас повсюду, и хоть их нельзя пощупать, все, что мы видим, на самом деле - это их гигантские скопления.

Пример с водой

Лучше всего объяснить, что такое молекула, можно на примере стакана с водой. Если отлить из него половину, то вкус, цвет и состав оставшейся воды не изменится. Было бы странно ожидать чего-то другого. Если снова отлить половину, количество уменьшится, но свойства опять останутся теми же. Продолжая в том же духе, мы в итоге получим маленькую капельку. Ее еще можно поделить пипеткой, но до бесконечности продолжать этот процесс не получится.

В конечном счете получится мельчайшая частица, остаток от деления которой водой уже не будет. Для того чтобы представить себе, что такое молекула и насколько она мала, попробуйте угадать, сколько молекул находится в одной капельке воды. Как вы думаете? Миллиард? Сто миллиардов? На самом деле их там примерно сто секстильонов. Это число, у которого после единицы идет двадцать три нуля. Такую величину сложно себе представить, поэтому воспользуемся сравнением: размер одной меньше крупного яблока во столько раз, во сколько само яблоко меньше Поэтому ее нельзя увидеть даже в самый мощный оптический микроскоп.

и атомов

Как мы уже знаем, все микроскопические частицы в свою очередь состоят из атомов. В зависимости от их количества, орбит центральных атомов и типа связей геометрическая форма молекул может быть различной. К примеру, человеческая ДНК закручена в форме спирали, а мельчайшая частица обычной поваренной соли имеет вид Если у молекулы каким-то образом забрать несколько атомов, произойдет ее разрушение. При этом последние никуда не денутся, а войдут в состав другой микрочастицы.

После того как мы разобрались, что такое молекула, перейдем к атому. Его структура очень напоминает планетарную систему: в центре находится ядро с нейтронами и положительно заряженными протонами, а вокруг на разных орбитах вращаются электроны. В целом атом электронейтрален. Другими словами, число электронов равно числу протонов.

Надеемся, наша статья оказалась полезной, и теперь у вас больше нет вопросов о том, что такое молекула и атом, как они устроены и чем отличаются.

Кулинария