Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Разница между атомами и частицами

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Ключевое различие между атомами и частицами состоит в том, что атомы представляют собой небольшие единицы, состоящие из нескольких частиц, тогда как частицы представляют собой мельчайшие части вещества.

Атом — это самая маленькая единица всей материи. В прошлом люди думали, что атом — это самая маленькая часть вещества, которая существует, и которую не можем быть разделена дальше.

 Но согласно последним исследованиям, атом состоит из нескольких маленьких частиц, называемых субатомными частицами.

 Однако термин «частица в химии» относится к любому небольшому локализованному объекту, который имеет физические свойства, такие как объем, плотность и масса.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое атомы
  3. Что такое частицы
  4. В чем разница между атомами и частицами
  5. Заключение

Что такое атомы?

Атомы — это самые маленькие частицы химического элемента, которые могут существовать. Следовательно, это наименьшая единица вещества, и определенный атом представляет свойства химического элемента, к которому он принадлежит. Все газы, твердые вещества, жидкости и плазма содержат атомы. Это очень мелкие единицы, как правило, размер которых составляет около 100 пикометров.

Атом содержит ядро ​​и электроны, движущиеся вокруг ядра. Атомное ядро ​​состоит из протонов и нейтронов (а также некоторых других субатомных частиц). Как правило, число нейтронов, протонов и электронов равны друг другу, но в случае изотопов число нейтронов отличается от числа протонов.

 Около 99% массы атома сосредоточено в ядре, потому что масса электрона практически ничтожна. Среди этих субатомных частиц протон имеет заряд +1, а электрон имеет заряд -1, нейтрон же, не имеет заряда.

 Если атом имеет одинаковое количество протонов и электронов, то общий заряд атома равен нулю, недостаток одного электрона приводит к заряду +1, а увеличение на один электрон дает атому -1 заряд.

Строение атома

Количество протонов в атоме определяет химический элемент, к которому принадлежит этот атом. Это означает, что определенный химический элемент имеет определенное количество протонов в своих атомах.

Кроме того, атомы участвуют в химической связи посредством приобретения, удаления или совместного использования своих электронов на самых внешних орбиталях. Образование химических связей приводит к образованию химических соединений или молекул. Большинство физических изменений в природе происходят из-за способности этих атомов связываться и диссоциировать.

Что такое частицы?

Частица — это мельчайшая часть материи. Это небольшой локализованный объект, обладающий такими свойствами, как масса, объем и плотность. Размер частиц может варьироваться от субатомных частиц, таких как электроны, до микроскопических частиц, таких как молекулы, и даже до макроскопических частиц, то есть гранулированного материала.

Макроскопические частицы в порошке

Как правило, мы используем термин частица для трех основных размеров частиц: макроскопические, микроскопические и субатомные частицы. Макроскопические частицы крупнее атомов и молекул и видны невооруженным глазом.

Например частицы порошка и пыли мы видим невооруженным взлядом. Микроскопические частицы невидимы невооруженным глазом, но видны через микроскопы. В основном это частицы с размерами от атомов до молекул. К ним относятся наночастицы и коллоидные частицы.

 Субатомные частицы — это компоненты в атомах: протоны, нейтроны, электроны и т.д.

В чем разница между атомами и частицами?

Ключевое различие между атомами и частицами состоит в том, что атомы представляют собой небольшие единицы, содержащие несколько частиц, тогда как частицы представляют собой мельчайшие порции вещества.

 Существует три различных типа частиц: макроскопические, микроскопические и субатомные частицы. При рассмотрении разных типов атомов они принадлежат разным химическим элементам в зависимости от атомных номеров.

 Размер атома составляет около 100 пикометров, в то время как размер частиц варьируется от субатомных частиц до макроскопических частиц.

Атомы представляют собой небольшие единицы вещества, которые содержат несколько частиц, которые называются субатомными частицами. Однако термин частица относится к любому маленькому объекту.

 Следовательно, ключевое различие между атомами и частицами заключается в том, что атомы представляют собой небольшие единицы, состоящие из нескольких частиц, тогда как частицы представляют собой мельчайшие части вещества.

Источник: https://raznisa.ru/raznica-mezhdu-atomami-i-chasticami/

Разница между атомом и молекулой

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Атомы являются строительными блоками молекул. Все вокруг нас состоит из молекул или атомов. В этой статье мы обсудим разницу между атомом и молекулой с точки зрения их химических, а также физических свойств. Основным отличием атома от молекулы является их размер; атом является наименьшим компонентом элемента, тогда как молекула состоит из двух или более атомов.

Эта статья исследует,

1. Что такое атом
– определение, структура, свойства
2. Что такое молекула
– Определение, структура, ионные связи, ковалентные связи
3. В чем разница между атомом и молекулой

Что такое атомы

Атом определяется как наименьший компонент элемента, который показывает химические свойства, которые относятся к конкретному элементу.

Атомы могут быть разбиты на протоны, нейтроны и электроны; однако эти субатомные частицы не показывают химические характеристики элемента, когда они разделены.

Атом определенного элемента в большинстве случаев содержит фиксированное число электронов, протонов и нейтронов.

Атомы углерода содержат 6 протонов, 6 электронов и 6 нейтронов. Эта комбинация субатомных частиц является уникальной для 12C. Однако некоторые элементы имеют изотопы. Углерод является одним из таких элементов. Изотопы различаются по количеству нейтронов. Это приводит к радиоактивности.

Масса атома в основном определяется протонами и нейтронами, поскольку электроны имеют ничтожную массу по сравнению с ними.

Протоны имеют положительный заряд, а электроны и нейтроны имеют отрицательный и нейтральный заряды соответственно.

Ядро атома состоит из протонов, которые сцепляются нейтральными нейтронами для преодоления отталкивающих сил подобных зарядов. Электроны могут быть случайно найдены в путях, называемых орбитали, окружающие ядро.

Атом не может быть разделен на субатомные частицы химическими реакциями, но разделение возможно ядерными реакциями.

Рисунок 1: Структура атома

Какие молекулы

Молекулы состоят из двух или более атомов, объединяющихся для обмена электронами или обмена электронами. Эти атомы в молекулах удерживаются вместе разными типами связей. Только электроны во внешней оболочке атома участвуют в связывании.

Ионные облигации

Электроны обмениваются между атомами. Атом, который выпускает электрон, получает положительный заряд, тогда как атом, который получает электрон, заряжается отрицательно. Притяжение между этими противоположно заряженными ионами называется ионной связью.

Рисунок 2: Пример ионной связи

Пример хлорида натрия показывает, что один электрон из Na переносится на Cl, оставляя положительный заряд на Na. Cl становится отрицательно заряженным. Из-за притяжения между этими двумя противоположно заряженными ионами NaCl рассматривается как ионная соль.

Ковалентные связи

Ковалентные связи образуются путем обмена электронами между двумя атомами. Следовательно, общая пара электронов принадлежит обоим вовлеченным атомам. Ковалентная связь может приводить не только к одинарным связям, но также к множественным связям, таким как двойные и тройные связи. (Читать: Как формируются ковалентные облигации)

Рисунок 3: Пример ковалентного соединения

Подробнее: Разница между ковалентными и ионными связями

Атом:Атомы являются строительными блоками молекул. Наименьшая единичная сущность, которая отображает химические свойства соответствующего элемента.

Молекула: Молекулы состоят из двух или более элементов. Они не отображают отдельные свойства составляющих элементов.

Компоненты

Атом: Атомы состоят из субатомных частиц: протонов, электронов, нейтронов.

Молекула:Молекулы состоят из более чем двух атомов, которые могут состоять из одного и того же элемента или из разных элементов.

стабильность

Атом:Атомы не являются стабильными в одиночку и создают химические связи с другими атомами, чтобы стать стабильными.

Молекула:Молекулы стабильны в одиночку.

разделение

Атом:Атомы не могут быть разделены на субатомные частицы с помощью химических реакций. Разделение возможно только в результате ядерных реакций.

Молекула:Молекулы могут быть разделены на атомы химическими реакциями.

Заключение

Атомы и молекулы являются основополагающими объектами вселенной. Как мы обсуждали ранее, атомы составляют молекулы. Однако химические свойства атомов не часто сохраняются, когда они образуют молекулы.

Например, Na является высокореактивным металлом, тогда как Cl является токсичным газом. Однако поваренная соль (NaCl) не является ни металлической, ни токсичной.

Это указывает на то, что химические свойства атомов изменяются, когда они становятся молекулами.

Молекулы могут быть разделены на составляющие их атомы химическими средствами. Это невозможно с атомами. Атомы могут быть разделены на субатомные частицы с помощью ядерных реакций.

Молекулы могут существовать сами по себе и часто являются стабильными. Однако это не касается атомов. Только атомы, которые имеют конфигурацию благородного газа, могут быть стабильными сами по себе. Аргон, гелий, криптон и т. Д. Являются некоторыми примерами таких атомов.

Причина их стабильности заключается в том, что они достигли максимального количества электронов в своих внешних оболочках. Следовательно, они не отображают какой-либо заряд.

Однако атомы, которые не обладают такой стабильностью, собираются вместе, чтобы делиться или переносить электроны, чтобы сделать молекулы и стать стабильными.

Ссылка:
1. «Что такое атом?» LiveScience. Покупка, н.д. Web. 15 февраля 2017 г.
2. «Что такое молекула? – Определение от WhatIs.com. ” WhatIs.com. Н.п., н.д. Web. 15 февраля 2017 г.

Изображение предоставлено:
1. «Атомная диаграмма» Автором оригинальной загрузки было Fastfission из английской Википедии – переведено из en.wikipedia в Commons Teratornis с помощью CommonsHelper.

Источник: https://ru.strephonsays.com/difference-between-atom-and-molecule

Из чего состоят молекулы?

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Из чего состоят молекулы?

  • Что такое молекула?
  • Строение молекул
  • Молекулы в науке

Известно, что все вещества состоят из молекул. Классическая теория химического строения вещества рассматривает молекулу как самую маленькую постоянную частицу, которой присущи все его свойства. Но из чего состоят сами молекулы? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Что такое молекула?

Название «молекула» происходит от латинского molecula – это уменьшительное от слова moles (в переводе масса). Впервые их существование было доказано в эксперименте в 1906 г. Ж. Перреном, французским физиком, когда он изучал броуновское движение.

Жан Батист Перрен с «мега-спектроскопом» в Институте Кюри. 1927 г.

В химии так называется отдельная частица вещества, которая состоит из 2 или больше атомов, связанных между собой ковалентными связями. Квантовая механика определяет ее как систему, состоящую не из атомов, а из их ядер и электронов, с ними взаимодействующих.

Интересный факт: физика называет молекулами не только многоатомные частицы, но и одноатомные, состоящие из атомов, не соединенных между собой химическими связями (чистая ртуть или инертные газы). В этом случае понятия «молекула» и «атом» совмещаются.

Обыкновенно молекулы электрически нейтральны, так как число протонов и электронов в них одинаково, но бывают молекулы, имеющие электрический заряд (называются они ионы).

Материалы по теме:

Из чего состоят вещества?

Частицы вещества с большой молекулярной массой получили название макромолекулы.

Из них состоят протеины, нуклеиновые кислоты, ферменты, полисахариды, аминокислоты, сложные липиды и отдельные созданные искусственно соединения, например, полимеры. Они включают в себя сотни и тысячи атомов.

Производные углеводородов – органические вещества и биополимеры, как правило, не только имеют большую массу, но и устроены сложнее, чем неорганические соединения.

Строение молекул

У молекулы какого-либо соединения состав неизменный, в ней всегда одинаковое число атомов, химические свойства зависят от валентных связей, их скрепляющих. Классическая теория рассматривает молекулу как динамическую структуру, состоящую из ядер атомов и их групп и некоторого числа электронов, находящихся на внутренних и внешних уровнях.

Строение молекулы воды

Химические связи образуют обычно только внешние электроны. Связь создается 1,2 или 3 парами электронов 2 соседних атомов (в результате чего появляется электронное облако). Энергия взаимодействия атомов зависит от дистанции, на которой они находятся, и способствует стабильности молекулы при обычных условиях: она не дает атомам чересчур сближаться.

Материалы по теме:

Состав атмосферы Земли, размер молекулы воздуха

Атомы могут быть заряжены положительно и отрицательно, их число всегда постоянно. На строение и состав молекул определенного вещества не влияет то, как оно было получено, то есть искусственно произведенное вещество будет точно таким же, как и натуральное.

Молекулярный состав записывается с помощью химических формул. Строение определяет, какими физическими свойствами будет обладать вещество.

Интересный факт: органические вещества, вода, углекислый газ плавятся и кипят при относительно низких температурах, сохраняют свою структуру и в твердом состоянии. Многие неорганические вещества состоят не из молекул, а атомов (кристаллы, чистые металлы и др.).

В химии это основное понятие, молекулярное строение определяется исходя из химических реакций с веществом. Также можно, зная строение, установить, какими будут реакции. В результате химических исследований получена основная доля знаний о молекулярной функциональности и строении.

Строением в физике объясняются физические свойства жидкостей, газов и твердых тел. Подвижность молекул определяет, как быстро вещество способно проникать в другое при соприкосновении, уровень вязкости и показатель теплопроводности.

Материалы по теме:

Как увидели атомы?

В биологии молекулярные свойства и пространственное строение имеют первостепенное значение, так как все живое функционирует благодаря тонкому балансу взаимодействия между молекулами (химического и нехимического).

На вопрос, из чего состоят молекулы, можно ответить так – из определенного числа атомов, соединенных вместе химическими связями. Из молекул состоят все вещества на планете, физические и химические свойства которых определяются строением и составом молекул.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://kipmu.ru/iz-chego-sostoyat-molekuly/

В чем состоит различие между атомом и молекулой с точки зрения химии

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

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.

Атомы — это мельчайшие частицы, из которых состоит вещество.

Молекулы — это также элементарные частицы, из которых состоит любое вещество.

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.

Разница между атомом и молекулой

Атомы и молекулы не являются синонимами. Хотя оба понятия относятся к химии и физике и описывают очень маленькую частицу, различия между ними очевидны:

Ключевые различия

Атом состоит из ядра, протонов и нейтронов. Атом — это самая маленькая и неделимая частица, известная человеку. Молекула же является соединением атомов. Примером этого может служить атом кислорода и водорода.

Отдельно они не создают никаких молекул, но вместе являются молекулой. Два атома кислорода и один атом водорода дают нам молекулу воды — H2O. То же самое характерно для каждой молекулы.

Молекула оксида кальция образована кислородом и кальцием, молекула оксида натрия — кислородом и натрием. Иногда для создания молекулы достаточно двух атомов, иногда требуется больше. Кроме того, атом сохраняет свойства данного элемента и участвует в химических реакциях.

Молекула же приобретает новые свойства, характерные для самой себя. Они могут значительно отличаться от свойств атомов, которые её составляют.

Atom — наименьшая частица, известная наукеМолекула состоит из атомовAtom сохраняет все свойства элемента

Молекула обладает новыми свойствами, являющимися результирующими свойствами компонентных частиц

Атомно-молекулярное учение

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.

1. Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).

2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).

3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.

4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.

Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов.

Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества — из «сложных атомов» (в современном понимании — молекул). Отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии.

Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в- середине XIX в.Молекула — это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением. Атом — наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ.

Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям: атом — это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру.

  • Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.
  • Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами значительно меньше. В твердых веществах промежутки между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.
  • Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает.
  • Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей — в газах.
  • Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении.
  • Атомы одного вида отличаются от атомов другого вида массой и свойствами.
  • При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.
  • У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решето находятся молекулы. Связи между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило, имеют низкие температуры плавления.
  • У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения.

Так, например, процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении и между ними имеются промежутки.

Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ.

Дайте ответы на следующие вопросы:

  1. Назовите имя древнегреческого философа, который высказал мысль о том, что все тела в природе состоят из мельчайших невидимых, непроницаемых, неделимых, вечно движущихся частиц – атомов.
  2. Назовите имя великого русского учёного, основоположника учения о молекулах и атомах.
  3. Дайте определение молекуле.
  4. Дайте определение атому.
  5. Какие вещества относят к веществам молекулярного строения? Приведите примеры веществ.
  6. Какие вещества относят к веществам немолекулярного строения? Приведите примеры веществ.
  7. Какими свойствами характеризуются веществамолекулярного строения?
  8. Какими свойствами характеризуются веществанемолекулярного строения?
  9. Как объяснить физические и химические явления с точки зрения атомно-молекулярного учения?

1.3.1. Определения понятий атом и молекула

По современным представлениям:

Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Неправильно говорить, что «атом – наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства», т. к. химический элемент– это вид частиц (атомов, ионов, ядер) с определенным зарядом ядра; поэтому элемент не состоит из атомов!

Кроме того, химические свойства – это энергетика и скорость химической реакции, а они зависят не только от состава реагирующей частицы, но и от ее энергетического состояния, геометрической формы и т. п., потому химическими свойствами обладают не атомы (и молекулы), а их совокупности – химические вещества.

Молекула– это электронейтральная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством химических связей, определяющая состав вещества.

Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газо- и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру (большинство органических веществ; неметаллы, кроме бора, кремния, аллотропных модификаций углерода; углекислый газ СО2; вода Н2О).

Большинство же твердых неорганических веществ не имеет молекулярной структуры: их решетка состоит не из молекул, а из других частиц (ионов, атомов); они существуют в виде макротел (кристалл NaCl, друза кварца, кусок железа и др.). К веществам немолекулярного строения относятся соли, оксиды металлов, алмаз, кремний, металлы и др.

Химическая связь между молекулами у веществ с молекулярной структурой менее прочная, чем между атомами в молекуле, поэтому их температуры плавления и кипения сравнительно низкие. У веществ с немолекулярной структурой химическая связь между частицами весьма прочная, поэтому их температуры плавления и кипения высокие.

1.3.2. Массы атомов и молекул. Моль

Массы атомов и молекул чрезвычайно малы, поэтому для них используют специальную единицу измерения – атомную единицу массы(сокращенное обозначение «а. е. м.»):

1 а. е. м. = 1,66·10 –27 кг.

Например, абсолютная масса атома алюминия:

mo(Al) = 4,482·10 –26 кг = 27 а. е. м.

Чаще используют безразмерныевеличины – относительные атомные и молекулярные массы.

Относительная атомная масса Ar – число, показывающее, во сколько раз масса данного атома больше 1/12 массы атома углерода 12 С.

Ar(Al) = = 27.

Относительная молекулярная массаMr – число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода 12 С.

Mr(SO2) = = 64.

Наряду с единицами массы и объема, в химии пользуются также единицей количества вещества, называемой молем (сокращенное обозначение – «моль»).

Моль – это количество вещества, содержащее столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов, ядер, электронов, радикалов), сколько содержится атомов в 0,012 кг (12 г) углерода 12 C.

В одном моле любого вещества содержится число Авогадро структурных единиц, а именно

NA = 6,02·10 23 моль –1 .

Моль вещества имеет определенную массу (молярную массу) и определенный объем (молярный объем).

Молярная (мольная) массаМ– это масса 1 моль вещества, выраженная в единицах массы:

Молярный (мольный) объемVm – объем 1 моль вещества, выраженный в единицах объема:

Пример 1.1. Во время войны во Вьетнаме (1962–1971 гг.) американские войска широко использовали дефолианты в борьбе с партизанами. Дефолиант «agent orange» (оранжевый реактив) вызывает ускоренное опадание листьев деревьев. Всего над джунглями было распылено 57 тыс.

т этого препарата, в котором в виде примеси содержалось до 170 кг диоксина. Сейчас этот дефолиант известен под названием 2,4-D (2,4-дихлорфеноуксусная кислота). Рассчитайте массу одной молекулы дефолианта (молекулярная формула С8Н6O3Cl2): а) в граммах; б) в атомных единицах массы.

а). Для расчета массы молекулы 2,4-дихлорфеноуксусной кислоты необходимо знать ее молярную массу:

М(С8Н6O3Cl2) = 8 · 12 + 6 · 1 + 3 · 16 + 2 · 35,5 = 221 (г/моль).

Рассчитываем количество вещества по следующим формулам:

ν = m / M; ν = N / NA,

где m – масса, M – молярная масса, N – число атомов или молекул, NA = 6,02·10 23 моль –1 – постоянная Авогадро.

Объединив эти формулы можно выразить массу через число молекул:

m = ν · M = .

Подставляя в полученную формулу N = 1, M = 221 г/моль, NA, находим:

Источник: https://notimpotent.com/v-chem-sostoit-razlichie-mezhdu-atomom-i-molekuloj-s-tochki-zreniya-ximii/

Атомы: строительные блоки молекул

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Если молекулы – основные структуры, задействованные в химии – это слова, из которых состоят все окружающие нас материалы, тогда атомы – это буквы, строительные блоки молекул. Слова бывают разной длины, и типичная молекула тоже может содержать несколько атомов, или несколько сотен, или даже сто тысяч атомов.

Молекула столовой соли NaCl состоит из двух атомов, натрия Na и хлора Cl. Молекула воды H2O содержит два атома водорода и один кислорода. Молекула столового сахара C12H22O11 содержит 12 атомов углерода, 11 кислорода и 22 водорода, организованных определённым образом.

Откуда нам известно о существовании атомов? Иногда их можно «видеть», так же, как мы видим молекулы, которые они могут формировать. Не глазами, но более продвинутыми устройствами. Один из методов использует сканирующий туннельный микроскоп, способный показывать атомы в кристалле или даже передвигать их по одному.

Другой метод использует нашу возможность захвата ионов (немного изменённых атомов – подробности ниже).

На фото – три иона, пойманных одновременно. На них падает свет, они поглощают его и снова испускают. Повторно испущенный свет можно обнаружить, благодаря чему мы можем увидеть, где находятся ионы – примерно так отражение света от небольшого, но яркого бриллианта может помочь нам найти его.

Сколько же типов атомов существует? Типы называются «химическими элементами» и точное их количество зависит от того, как их считать. Но допустим, что атомный алфавит состоит из примерно сотни химических элементов, а к тонкостям подсчёта вернёмся позже.

Так же, как мы могли назначить буквам алфавита от А до Я номера от 1 до 33, каждому элементу назначается не только имя, но и атомный номер (обозначается «Z»). Самые простые атомы – у водорода, их атомный номер = 1.

Самые сложные в изобилии встречаются в природе, это уран с атомным номером 92. Другие – кислород (8), азот (7), кальций (20), криптон (36), лантан (57), платина (78). Полный список ищите в периодической системе элементов Менделеева.

У каждого элемента своя химия – то, как он ведёт себя внутри молекул – примерно так, как у каждой буквы есть свои правила, по которым она может встречаться в словах.

Вопросы, которые можно задать об атомах: 1. Из чего состоят атомы? 2. В чём смысл атомного номера? 3. Каков главный источник различий в химическом поведении атомов разных элементов? 4. До какой степени разные атомы одного элемента схожи между собой? 5. Как части атома удерживаются вместе? 6. Почему атомы удерживаются вместе и образуют молекулы? Оказывается, на все эти вопросы лучше всего отвечать, начав с первого: из чего состоят атомы? Атомы состоят из того, что обычно называют «субатомными частицами» (к сожалению, этот термин некорректен, поскольку у этих «частиц» есть некоторые свойства, частицам не присущие). Конкретнее, атомы состоят из набора небольших и очень лёгких электронов, окружающих крохотное, но тяжёлое атомное ядро, в котором содержится большая часть массы атома. Ядро состоит из других «частиц», в свою очередь также состоящих из других «частиц», и мы до них ещё доберёмся.

Рисованный атом

Частенько мы видим изображения атомов, нарисованные на книгах по химии, на рекламках и предупреждающих знаках. Пример – рис. 1. Он передаёт очень грубую идею того, как устроен атом: снаружи у него есть определённое количество электронов (синие), и они вращаются вокруг центрального атомного ядра.

Ядро – это скопление протонов (красные) и нейтронов (белые).
Рис. 1 Теперь мы можем ответить на 2-й вопрос: что означает атомное число Z? Это просто количество протонов в ядре. У кислорода атомный номер 8, и у него в ядре 8 протонов.

В простейших условиях атомное число также равняется количеству электронов атома. С количеством нейтронов всё сложнее, мы вернёмся к этому позже. У электронов отрицательный электрический заряд (-е), а у протонов – положительный (+е). Нейтроны нейтральны, электрического заряда у них нет.

Когда количество электронов и протонов совпадает, их заряды взаимно уничтожаются, и у атома электрического заряда не наблюдается – такой атом нейтрален.
Но нет ничего необычного – к примеру, в процессе формирования молекул – если атом приобретёт или потеряет один или несколько внешних, валентных электронов.

В этом случае электрические заряды электронов и протонов не уничтожаются, и получившийся заряженный атом называют ионом.

Более реалистичный атом

Хотя рис. 1 примерно описывает архитектуру атома – электроны действительно находятся снаружи, а ядро, состоящее из протонов и нейтронов, в середине – он совершенно не передаёт реальную форму и суть атома, поскольку он выполнен не в масштабе, а мы живём в квантовом мире, в котором объекты ведут себя так, что их сложно нарисовать или представить.

С проблемой масштаба можно разобраться, нарисовав более точное (хотя всё ещё несовершенное) изображение, рис. 2.
Рис 2. Атом – по большей части пуст (серая область). По нему быстро движутся электроны (голубые точки, нарисованы не в масштабе, а гораздо больше). В центре находится тяжёлое ядро (красные и белые точки, нарисованы больше, чем в масштабе).

Вот, что я попытался передать этим изображением. Во-первых, электроны очень, очень малы, настолько малы, что мы так и не смогли измерить их размер – может статься, что они точечные и не имеют размера, но они точно не больше, чем 1/100 000 000 от диаметра атома. Во-вторых, ядра (и протоны с нейтронами, их составляющие) также крайне малы, хотя они и больше, чем электроны.

Их размер измерен, и он примерно в 10 000 – 100 000 раз меньше диаметра атома. Атом немного похож на деревню. Протоны и нейтроны в ядре – большие дома, находящиеся в центре деревни, а электроны – далеко разбросанные фермерские домики. На большей части сельской местности растут зерновые культуры и нет домов.

И хотя территория, считающаяся частью деревни, может быть большой, реально занимаемая домами площадь очень мала. Но эта аналогия не полная, поскольку электроны, в отличие от фермерских домиков, очень быстро двигаются по серому региону на картинке и вокруг ядра со скоростями порядка 1% от скорости света.

Покрываемая ими территория обычно не сферическая, а более сложной формы, кроме того не все электроны перемещаются по одной и той же территории. Но, как я вас предупреждал, рис. 2 тоже не точный. Во-первых, нужно было бы нарисовать ядро в тысячи раз меньше, а электроны – в миллионы раз меньше, только тогда их не было бы видно.

Если бы атом был размером с вашу спальню, то его ядро было бы размером с пылинку. По сравнению со своими компонентами, атомы огромны! В каком-то смысле большую часть атома составляет пустота! Во-вторых, изображение не передаёт мутную природу квантовой механики.

Уравнения квантовой механики описывают и предсказывают поведение молекул, атомов и субатомных частиц, и эти уравнения говорят нам, что у этих частиц могут быть очень странные и неинтуитивные свойства.

Хотя электроны в каком-то смысле точечные (допустим, если вы захотите столкнуть два электрона друг с другом, то обнаружите, что можете сдвинуть их вместе на сколь угодно малое расстояние, и они ничем не выдадут своей внутренней структуры, если она вообще есть), есть возможность сделать так, что они, будучи оставленными в покое, будут распространяться как волна и заполнят всё серое пространство на рис. 2. Если это звучит странно, это не оттого, что вы чего-то не поняли: это странно и об этом тяжело думать. Я-то уж точно не знаю, как нарисовать атом, чтобы не вводить вас в заблуждение, и эксперты всё ещё спорят о том, как лучше всего о нём думать. Так что пока просто примите это как странный факт. Размер электрона слишком мал для измерения, и его масса настолько мала, что электрон может распространиться по всему атому. А вот у ядра есть вполне измеренный и известный размер, а его масса так велика – больше 99,9% массы всего атома – что оно вообще не распределяется в пространстве. Ядро сидит в середине серой области.

Атом и его химия

Лучший приходящий мне в голову способ описать атом: большая часть массы атома содержится в ядре, находящемся в его центре, вокруг которого распределились чрезвычайно мелкие электроны гораздо меньшей массы, причём сделали это совершенно не так, как ведут себя частицы, заполнив всю серую область рис. 2.

Небольшой размер ядра по отношению к полному размеру атома, и то, что оно обычно находится в его центре, объясняет, почему оно играет относительно слабую роль в химии.

Химия происходит – то есть, формируются и меняются молекулы – когда атомы приближаются друг к другу, а это происходит, когда внешние, валентные электроны одного атома близко подходят к внешним электронам другого – когда край серой области одного атома приближается к краю серой области другого.

В химических процессах атомное ядро остаётся в центрах атомов, и никогда не приближается к другим ядрам. Основная роль ядра – обеспечение положительного заряда, удерживающего электроны, и большей части массы (определяющей, как сложно другим объектам передвигать этот атом).

Это отвечает на 3-й вопрос: химию атома в основном определяют подробности, связанные с его внешними электронами. Эти детали можно узнать (сложным способом, через уравнения квантовой механики), исходя из атомного номера Z.

Вместо того, чтобы заняться химией – темой, которой хватит на целый курс – мы перейдём на уровень ниже, к субатомным частицам, по пути отвечая на другие вопросы. Перечислим вопросы, с которыми мы разобрались, и вопросы, которые ещё предстоит изучить. 1. Из чего состоят атомы? Снаружи – электроны, в центре – атомное ядро (из протонов и нейтронов). 2.

В чём смысл атомного номера? Это количество протонов в ядре атома, которое, в обычных условиях равно количеству электронов, его окружающих. 3. Каков главный источник различий в химическом поведении атомов разных элементов? Свойства внешних электронов, определяемые общим количеством электронов у каждого элемента, к примеру, атомным номером. 4.

До какой степени разные атомы одного элемента схожи между собой? Обсудим это в статье про изотопы. 5. Как части атома удерживаются вместе? Обсудим это в статье о роли электрических сил и квантовой механики. 6. Почему атомы удерживаются вместе и образуют молекулы? Обсудим это в статье о роли электронов и электрических сил в построении молекул из атомов. А вот вам ещё вопрос, который мог возникнуть при изучении рис. 2:

Если атом – по большей части пуст, почему объекты кажутся твёрдыми? Почему нельзя протянуть руку через экран компьютера, если экран состоит из атомов, по большей части пустых?

  • атомы
  • молекулы
  • электроны
  • протоны
  • нейтроны
  • Matt Strassler

Источник: https://habr.com/post/373435/

Атомы и молекулы

Молекула и атом: что это, что общего и в чем разница

Атомы — это маленькие частицы, из которых состоит вещество. Невозможно даже представить себе, насколько они малы. Если сложить в цепочку сто миллионов атомов, у нас получится ниточка длиной всего лишь в 1 см. В тонком листе бумаги, наверное, не меньше миллиона слоев атомов. Науке известно более ста видов атомов; соединяясь друг с другом, они образуют все окружающие нас вещества.

Представление об атомах

Мысль о том, что всё в природе состоит из атомов, возникла давно. Еще 2500 лет назад древнегреческие философы полага­ли, что вещество состоит из таких частиц, которые нельзя разделить.

Само слово «атом» восходит к греческому слову «атомос», что значит «неделимый». В Древней Греции (см. статью «Загадочные жители Греции«) философы обсуждали гипотезу о том, что всё вещество в мире состоит из неделимых частиц.

Правда, Аристотель в этом сомневался.

Термин «атом» был впервые использован английским химиком Джоном Даль­тоном (1766- 1844). В 1807 г. Дальтон выдвинул свою атомную теорию.

Атомами он назвал составляющие всякое вещество малые частицы, которые не изменяются входе химических реакций.

Согласно Дальтону, химическая реакция — это процесс, при котором атомы соединяются вместе или отделяются друг от друга. Атомная теория Дальтона лежит в основе представлений современных ученых.

В начале нашего столетия ученые начали строить модели атомов. Эрнест Резерфорд (1871 — 1937) показал, что  отрицательно заряженные электроны обращаются вокруг положительно заряженного ядра.

Нильс Бор (1885 — 1962) утверждал, что электроны обращаются по определенным орбитам. В 1932 г.

Джеймс Чедвик (1891 — 1974) установил, что ядро атома состоит из частиц, которые он назвал протонами и нейтронами.

Структура атома

Атомы состоят из еще меньших, чем они сами, частиц, называемых элементарными. Центром атома является его ядро. Оно состоит из элементарных частиц двух видов — протонов и нейтронов. Есть в атоме также другие элементарные    частицы — электроны; они вращаются вокруг ядра.  Существует множество разных элементарных частиц.

Ученые считают, что протоны и нейтроны состоят из кварков. Элементарные частицы, входящие в состав атома, удерживают­ся вместе благодаря своим электрическим зарядам. Протоны заряжены  положительно,  а электроны — отрицательно. Нейтроны заряда не имеют, т.е. являются электрически нейтральными.

Частицы, несущие противоположные электрические заряды, притягиваются друг к другу. Притяжение отрицательно заряженных электронов к положительно заряженным протонам, находящимся в атомном ядре, удерживает электроны на орбитах около этого ядра.

В состав атома входит одинаковое число положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов, и атом электрически нейтрален.
Электроны в атоме находятся на разных энергетических уровнях, или оболочках. Каждая оболочка состоит из определенно­го числа электронов. Когда очередная оболочка заполняется, новые электроны попа­дают на следующую оболочку.

Большую часть объема атома занимает пустое пространство между элементарными частицами. Отрицательно заряженные электроны удерживаются на своих энергетических уровнях силой притяжения к положительно заряженным протонам ядра.

Строение атома часто описывают строгой диаграммой, однако сегодня ученые полагают, что электроны существуют на своих орбитах в размытом состоянии.

Это представление отражено на рисунке, где электронные орбиты представлены в виде «облаков». Так вы бы увидели молекулу под электронным микроскопом. Равными цветами показаны разные уровни плотности электронов.

Бирюзовым цветом отмечена область наибольшей плотности.

Атомный номер и атомная масса

Атомный номер — это число протонов в атомном ядре. Как правило, в состав атома входит одинаковое число протонов и электронов, поэтому по атомному номеру можно судить и о том, сколько в атоме электронов.

В разных атомах содержится разное количество протонов. В ядре атома фосфора 15 протонов и 16 нейтронов, значит, его атомный номер 15.

В ядре атома золота 79 протонов и 118 нейтронов: следовательно, атомный номер золота 79.

Чем больше протонов и нейтронов имеет атом, тем больше его масса (величина, показывающая количество вещества в составе атома). Сумму числа протонов и числа ней­тронов мы называем атомной массой. Атомная масса фосфора — 31.

При исчислении атомной массы электроны в расчет не принимаются, так как  их масса ничтожно мала по сравнению с массой атома. Существует особый прибор — масс-спектрометр.

Он позволяет определить для каждого данного атома его массу.

Изотопы

У большинства элементов существуют изотопы, атомы которых имеют несколько отличное строение. Количество протонов и электронов в атомах изотопов одного элемента всегда неизменно. Атомы изотопов различаются числом нейтронов в ядре.

Следовательно, у всех изотопов одного элемента один и тот же атомный номер, но разная атомная масса. На этом рисунке вы видите три изотопа углерода. У изотопа С12 есть 6 нейтронов и 6 протонов. С13 имеет 7 нейтронов.

В ядре изотопа С12 восемь нейтронов и 6 протонов.

Физические свойства изотопов различны,  но они обладают одинаковыми химическими свойствами. Обычно большая часть атомов элемента (вещества, состоящего из атомов одного вида) принадлежит к одному изотопу, а другие изотопы встречаются в меньших количествах.

Молекулы

Атомы редко встречаются и свободном состоянии. Как правило, они связываются друг с другом и образуют молекулы либо другие, более массивные структуры. Молекула — это мельчайшая частица вещества, которая может существовать самостоятельно.

Она состоит из атомов, удерживающихся вместе при помощи связей. Например, у молекулы воды два атома водорода связанны с атомом кислорода. Атомы удерживаются вместе благодаря электрическим зарядам частиц, из которых они состоят.

Описывая строение молекул, ученые прибегают к помощи моделей. Как правило, они пользуются структурными и пространственными моделями. Структурные модели представляют связи, удерживающие атомы вместе, в виде палочек. В пространственных моделях атомы плотно соединены друг с другом.

Конечно, модель не похожа на настоящую молекулу. Модели строятся для того, что­бы показать, из каких атомов та или иная молекула состоит.

Химические формулы

Химическая формула вещества показывает, сколько атомов каких элементов входит в состав одной молекулы. Каждый атом обозначается символом.

Как правило, в качестве символа выбирается первая буква английского, латинского или арабского названия элемента.

Например, молекула углекислою газа состоит из двух атомов кислорода и одного атома углерода, поэтому формула угле­кислого газа СО2. Двойка Атомы обозначает число атомов кислорода в молекуле.

Этот опыт продемонстрирует вам, что молекулы вещества удерживают­ся вместе силами притяжения. На­полните стакан водой до краев. Осторожно опустите в стакан несколько монет.

Вы увидите, что над краями стакана приподнялся водяной купол. Сила, притягивающая молекулы воды друг к другу, может удержать некоторое количество воды над краями стакана.

Эта сила называется силой поверхностного натяжения.

Источник: https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/atomy-i-molekuly.html

Сравнительная таблица

Основа для сравненияАтоммолекула
Имея в видуКрошечная частица химического элемента, который может существовать или не существовать независимо, называется атомом.Молекулы относятся к набору атомов, удерживаемых вместе связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.

существованиеМожет или не может существовать в свободном состоянии.Существуют в свободном состоянии.
Comprise ofЯдро и электроны.Два или более одинаковых или разных атома связаны химически.

формасферическийЛинейный, угловой и треугольный
видимостьНи видимым невооруженным глазом, ни увеличительным микроскопом.Не видно невооруженным глазом, но можно увидеть с помощью увеличительного микроскопа.

РеактивностьОчень реактивный, с некоторыми исключениямиСравнительно менее реактивный.
облигацияЯдерная связьКовалентная связь

Определение атома

Термин «атом» в химии представляет элементарную единицу обычного вещества, которое существует в свободном состоянии и содержит все химические свойства. Это бесконечно малая частица, которая четко определяет химический элемент. Он состоит из положительно заряженного ядра и окружен отрицательно заряженными электронами.

Ядро состоит из протонов и нейтронов, которые группируются в середине атома. Эти протоны и нейтроны имеют почти равные массы, но они различаются по заряду, т.е.

первые несут положительный заряд, а вторые не несут электрический заряд. Положительный заряд в атоме эквивалентен отрицательному заряду. Таким образом, он электрически нейтрален.

Кроме того, протоны и нейтроны состоят из составляющих, то есть кварков и глюонов.

Пример : H, He, Li, O, N

Определение молекулы

Молекула представляет собой небольшую единицу вещества, которая существует в свободном состоянии и представляет химические свойства вещества.

Когда два или более атома находятся очень близко друг к другу, так что электроны атомов могут взаимодействовать друг с другом, что приводит к притяжению между атомами, называемым химической связью.

Химическая связь происходит в результате обмена электронами между атомами, который известен как ковалентная связь.

Таким образом, когда два или более атомов объединяются в единое целое с помощью ковалентной связи, он образует молекулу.

Если один или несколько идентичных атомов существуют как единица, независимо, это известно как молекула элемента, но если два или более изменяющихся элемента сгруппированы в фиксированной пропорции, по массе, чтобы создать единицу, которая существует свободно, называется как молекула соединения.

Пример : H 2 O, CO 2, NO 2, CH 4

Ключевые различия между атомом и молекулой

Различие между атомом и молекулой может быть четко показано на следующих основаниях:

  1. Атом определяется как наименьшая единица элемента, которая может существовать или не существовать независимо. С другой стороны, молекула подразумевает совокупность атомов, соединенных связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.
  2. Атомы могут или не могут существовать в свободном состоянии, но молекулы существуют в свободном состоянии.
  3. Атомы состоят из ядра (которое содержит протоны и нейтроны) и электронов. И наоборот, молекула состоит из двух или более одинаковых или разных атомов, химически соединенных.
  4. Форма атома сферическая, тогда как молекулы могут быть линейными, угловатыми или прямоугольными по форме.
  5. Атомы являются высокореактивными, то есть они участвуют в химической реакции без дополнительного разложения на субатомные единицы. Однако это не относится к атомам благородного газа. Наоборот, молекулы менее реактивны, так как они не участвуют в химической реакции.
  6. Атомы обладают ядерной связью, поскольку это влечет за собой электростатическое притяжение между ядром и электроном. Напротив, существует химическая связь между атомами молекулы, так что она охватывает одинарные, двойные или тройные связи.

Заключение

В целом, между этими двумя темами есть некоторые различия. Оба являются крошечными единицами, но поскольку молекулы состоят из атомов, размер атома намного меньше, чем молекула. Более того, для образования ионов атомы приобретают или теряют электроны, чего не происходит в случае молекулы.

Источник: https://ru.gadget-info.com/difference-between-atom

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.