Состав атомов и молекул основные компоненты (2 видео)

Атомы и молекулы – это фундаментальные строительные блоки всех веществ в нашей Вселенной. Они составляют все, что нас окружает – от земли и воздуха до живых организмов и неживой материи.

Атомы – это невидимые для глаза частицы, которые состоят из еще более фундаментальных частиц – протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны находятся в центре атома, называемом ядром, а электроны вращаются вокруг ядра на энергетических уровнях.

Молекула – это группа атомов, связанных между собой химическими связями. Молекулы образуются благодаря тому, что атомы обменивают, добавляют или отнимают электроны, чтобы достичь стабильного состояния.

Чтобы понять состав атомов и молекул, необходимо проанализировать их с точки зрения химического строения и взаимодействия. Это поможет нам лучше понять причины и процессы, лежащие в основе всех химических реакций и физических свойств веществ.

Содержание

Атомы: структура и составные части
Ядро атома
Электроны и их поведение
Энергетические уровни и орбитали
Молекулы: связи и состав
Химические связи
Молекулярные орбитали
Ионная, ковалентная и металлическая связи
📺 Видео

Видео:Состав и строение атома. Изотопы. 7 класс.Скачать

Атомы: структура и составные части

Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, которое находится в его центре. Электроны движутся по орбитам вокруг ядра и создают электронную оболочку атома.

Протоны и электроны — это фундаментальные частицы, которые нельзя разделить на более мелкие части. Нейтроны также являются фундаментальными частицами, но они могут быть разделены на кварки — элементарные частицы, из которых состоят протоны и нейтроны.

Количество протонов в атоме определяет его атомный номер и химические свойства. Нейтроны не имеют электрического заряда и не влияют на химические свойства атома. Количество электронов в атоме обычно равно количеству протонов, что делает атом нейтральным по заряду.

Соотношение между протонами, нейтронами и электронами в атоме может различаться и определяет его изотоп. Изотопы могут иметь разное количество нейтронов, но одинаковое количество протонов и электронов. Это может влиять на их стабильность и свойства.

Понимание структуры и составных частей атомов является основой для понимания химических реакций и взаимодействий между веществами. Изучение атомов позволяет понять строение и свойства различных элементов, молекул и соединений, что имеет важное значение во многих научных и технических областях.

Ядро атома

Ядро состоит из протонов и нейтронов, которые называются нуклонами. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда.

Число протонов в ядре определяет химические свойства атома и называется атомным номером. Также атомный номер определяет положение элемента в таблице периодов Менделеева.

Число нейтронов в ядре может варьироваться для одного и того же элемента и называется атомным массовым числом. Атомы с одинаковым атомным номером, но разным атомным массовым числом, называются изотопами.

Ядро атома обладает высокой плотностью и стабильностью благодаря ядерным силам, которые держат нуклоны вместе. Взаимодействие протонов и нейтронов определяет свойства атомных ядер и может порождать ядерные реакции.

Электроны и их поведение

Электроны имеют отрицательный заряд и помещены вокруг ядра атома. Величина заряда электрона составляет -1.602 x 10^-19 Кл.

Наиболее захватывающее внимание свойство электронов — их способность образовывать химические связи, которые определяют структуру и свойства всех видов веществ, включая газы, жидкости и твердые тела.

Электроны также обладают свойством двигаться вокруг ядра в различных энергетических уровнях, называемых электронными оболочками. Они могут переходить между этими оболочками, поглощая или испуская энергию в виде фотонов света или других форм излучения.

Электроны также взаимодействуют с внешними электрическими и магнитными полями, что позволяет использовать их в различных электронных устройствах, включая компьютеры, телевизоры и мобильные телефоны.

Изучение поведения электронов является основой для понимания и разработки новых технологий в области электроники и информационных технологий.
Электроны также играют важную роль в области физики и фундаментальных наук, позволяя ученым углубиться в детали строения и динамики атомов и молекул.
Благодаря электронам мы можем понимать и объяснять множество физических явлений, таких как проводимость веществ, электромагнитное излучение и оптические свойства материалов.

В целом, понимание поведения электронов и их взаимодействия с другими частицами и полями открывает широкие возможности для научных и технических достижений и применений.

Энергетические уровни и орбитали

Атом состоит из положительно заряженного ядра и негативно заряженных электронов, которые обращаются по определенным орбитальным путям вокруг ядра. Каждый электрон находится на определенном энергетическом уровне, который определяет его потенциальную энергию.

Энергетические уровни атома представляют собой дискретные значения энергии, на которых могут находиться электроны. Уровни пронумерованы числами 1, 2, 3 и т.д., где 1 — основной уровень, а остальные — возбужденные уровни. Каждый энергетический уровень может содержать несколько орбиталей.

Орбитали — это трехмерные области пространства, в которых с наибольшей вероятностью можно найти электроны. Они имеют различные формы — шарообразные, плоские, плохо-очерченные и др., которые соответствуют характеру движения электронов вокруг ядра.

Орбитали окружают энергетические уровни и заполняются электронами в соответствии с принципами заполнения электронных оболочек. Нижний энергетический уровень заполняется первым, а остальные — по очереди, с учетом принципа минимизации энергии.

Уровни и орбитали играют важную роль в понимании химической связи, химических реакций и спектроскопии атомов и молекул.

Видео:Атомы и молекулы. Простые и сложные вещества. 7 класс.Скачать

Молекулы: связи и состав

В молекулах могут присутствовать различные типы связей между атомами. Наиболее распространенными являются ковалентные связи, при которых атомы обменивают электроны и образуют общие электронные пары. Также существуют ионные связи, где происходит передача электронов и образование ионов положительного и отрицательного заряда. Молекулы могут содержать и металлические связи, когда электроны свободно двигаются между атомами металла.

Состав молекул может быть различным и зависит от типа вещества. Например, органические молекулы состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и других элементов. В неорганических веществах могут присутствовать молекулы, состоящие только из одного элемента, например, молекулы кислорода (O₂) или азота (N₂). Кроме того, молекулы веществ могут объединяться в решетки, образуя кристаллическую структуру.

Молекулы имеют ключевое значение для понимания химических реакций и свойств вещества. Понимание их связей и состава позволяет предсказывать и контролировать различные химические процессы, что является основой для разработки новых материалов и технологий.

Химические связи

Существуют три основных типа химических связей:

Ионные связи: образуются путем передачи электронов от одного атома к другому. В ионных соединениях один атом становится положительно заряженным (ионом), а другой атом — отрицательно заряженным. Заряженные атомы притягиваются друг к другу, что создает прочную связь.
Ковалентные связи: возникают, когда два атома делят пары электронов между собой. Ковалентные связи встречаются чаще всего и образуют большинство общих химических соединений.
Металлические связи: возникают между металлическими атомами, когда их внешние электронные оболочки перекрываются. Это создает облако электронов, которое свободно перемещается между атомами и создает характерные свойства металлов, такие как проводимость электричества и тепла.

Химические связи играют важную роль в мире химии и определяют характеристики химических соединений. Понимание химических связей помогает ученым и инженерам в разработке новых материалов и лекарств.

Молекулярные орбитали

Молекулярные орбитали образуются путем комбинации атомных орбиталей, расположенных на разных атомах молекулы. Комбинация может быть симметричной (со знаком «+») или антисимметричной (со знаком «-«). Электроны могут занимать молекулярные орбитали в соответствии с принципом заполнения Паули и правилом Гунда.

В зависимости от энергетического уровня, молекулярные орбитали делятся на валентные и антивалентные. Валентные орбитали находятся ниже энергетического уровня антисвязанных электронов и не участвуют в образовании связей. Антисвязанные электроны находятся в антисвязанных орбиталях, которые могут быть заняты или не заняты электронами.

Молекулярные орбитали можно представить в виде энергетической диаграммы, на которой по горизонтали откладывается энергия, а по вертикали — количество орбиталей на каждом энергетическом уровне. Важно отметить, что энергетический уровень молекулярных орбиталей зависит от типа и взаимного расположения атомов в молекуле.

Молекулярные орбитали являются основной основой для понимания химических связей между атомами в молекуле. Изучение молекулярных орбиталей помогает предсказывать химические свойства и реакционную способность молекулы, а также понимать механизмы многочисленных химических процессов.

Ионная, ковалентная и металлическая связи

Ионная связь образуется между атомами, когда один атом теряет электрон(ы), становясь положительно заряженным ионом, а другой атом получает электрон(ы), становясь отрицательно заряженным ионом. Такие ионы затем притягиваются друг к другу, образуя ионную связь. Этот тип связи обычно возникает между металлами и неметаллами.

Ковалентная связь образуется, когда два атома делят пару электронов. У обоих атомов образуется положительный и отрицательный заряды, но они уравновешиваются друг другом, образуя ковалентную связь. Ковалентные связи часто возникают между неметаллами.

Металлическая связь возникает между атомами металлов. В металлической связи электроны не связаны с определенными атомами, а движутся свободно по всей структуре. Металлы имеют способность отдавать электроны, что позволяет образовываться металлическую связь.

Важно отметить, что все типы химических связей имеют различные свойства и связаны с определенными материалами. Ионные связи часто обладают высокой температурой плавления и кипения, ковалентные связи обычно сильны и имеют низкую температуру плавления и кипения, а металлические связи способствуют хорошей электропроводности и теплопроводности.