Глава 1. Введение в химию

1.1. Понятие об атомах

Химия изучает свойства веществ и закономерности процессов, сопровождающихся изменениями их структуры и состава.

Объектами изучения в химии служат: атомы, ионы, молекулы, радикалы, растворы, коллоидные и дисперсные частицы, кристаллические, стеклообразные и полимерные системы, координационные и кластерные соединения.

Атом – наименьшая (неделимая химическим путем) часть элемента, сохраняющая все свойства, определенные зарядом ядра и электронной оболочкой. Составная часть вещества, содержащая одинаковые атомы, называется химическим элементом.

Модель 1.1. Размеры атомов и молекул

Атомный номер Z равен числу протонов в атомном ядре. В электронной оболочке электронейтрального атома содержится Z электронов.

Массовое число A равно сумме числа протонов Z и числа нейтронов N в атомном ядре;  A = Z + N.

Нуклиды – атомы с определенным числом протонов и нейтронов.

Изотопы – атомы с одинаковым Z, но разными N.

Изобары – атомы с одинаковым A, но разными Z.

Изотоны – атомы с одинаковым N, но разными A.

Модель 1.2. Масс-спектрометр

Элемент обозначается установленным одно- или двухбуквенным символом. Левые индексы указывают массовое число  A (верхний) и число протонов Z (нижний).

Нуклид Изотоп Z N A Вид нуклида Протий 1 0 1 изотопы Дейтерий 1 1 2 Тритий 1 2 3 Углерод-12 6 6 12 изотопы Углерод-13 6 7 13 Углерод-14 6 8 14 Аргон-40 18 22 40 изобары Калий-40 19 21 40 Кальций-40 20 20 40 Радий-228 88 140 228 изотоны Торий-230 90 140 230

Таблица 1.1 Классификация нуклидов

Атомная масса – масса атома в атомных единицах массы (а. е. м.). За единицу а. е. м. принята 1/12 массы изотопа углерод-12.

Относительная атомная масса (безразмерная величина) она численно равна атомной массе элемента.

Относительная атомная масса элемента с учетом его изотопного состава равна – относительная атомная масса изотопа, – доля каждого из изотопов элемента в земной коре.