| Learn about chemistry

Определения и обозначения

Атом — мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его основные химические особенности. В его состав входят ядро и электроны, а при реакциях атомы перестраиваются и соединяются с другими атомами. Понятие нужно, чтобы объяснять, из каких частиц состоят вещества.

Молекула — частица вещества, состоящая из связанных атомов. В отличие от отдельного атома, молекула обычно представляет самостоятельную частицу вещества и может включать одинаковые или разные атомы. Например, O₂ содержит два атома кислорода, а H₂O — два атома водорода и один атом кислорода.

Химический элемент — вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Каждый элемент имеет символ в периодической таблице: H обозначает водород, O — кислород, C — углерод. Это понятие показывает не конкретный образец вещества, а разновидность атомов, из которых могут состоять разные вещества.

Химическое соединение — вещество, образованное атомами разных элементов, соединёнными химическими связями. В отличие от смеси, соединение имеет определённый состав и новые свойства, не сводящиеся к свойствам исходных веществ. Например, вода H₂O — соединение водорода и кислорода.

Как это устроено

Химия изучает состав, строение и превращения веществ, потому что внешнего вида недостаточно для объяснения их поведения. Два прозрачных вещества могут иметь совершенно разные формулы, частицы и свойства. Состав показывает, какие элементы присутствуют, строение — как связаны их атомы, а превращения — что происходит с ними в реакции. Поэтому химик ищет не только наблюдаемый признак, но и его внутреннюю причину.

Атомы объединяются в молекулы, когда между ними возникают химические связи и система становится устойчивее. При этом расположение и количество атомов определяют свойства получившегося вещества. Формула записывает этот состав кратко: индекс справа внизу показывает число атомов элемента, а отсутствие индекса означает один атом. Так, H₂O содержит два атома водорода и один атом кислорода.

Элемент и простое вещество нельзя считать одним и тем же. Элемент — это вид атомов, а простое вещество — материал, состоящий из таких атомов; один элемент может образовывать разные формы вещества. Например, атомы углерода входят и в графит, и в алмаз, хотя свойства этих простых веществ различаются. Кроме того, атомы углерода входят в состав множества соединений.

Чтобы прочитать формулу, сначала находят все разные химические символы, а затем смотрят на индексы возле них. Символы показывают элементы, индексы — соотношение числа их атомов в частице или формульной единице. В CO₂ есть углерод и кислород в отношении 1:2, а в O₂ представлен только один элемент. Если символов разных элементов несколько, вещество является соединением.

Наблюдаемые изменения помогают отличить химическую реакцию от физического изменения, потому что реакция создаёт новые вещества. Выделение газа, образование осадка, изменение цвета, появление запаха или тепла могут быть признаками реакции. При плавлении льда меняется состояние воды, но состав H₂O остаётся прежним. Однако один признак сам по себе не всегда достаточен: нужно учитывать условия и возможность образования нового вещества.

Основные понятия химии и их признаки

Сначала определите, о частице, виде атомов, веществе или процессе говорится в условии. Затем проверьте формулу: количество разных символов помогает отличить простое вещество от соединения. Для реакции ищите появление новых веществ, а не только изменение формы или агрегатного состояния.

Разбор задач

Задача 1. Соотнесите английские термины chemistry, atom, molecule, element и compound с определениями. Нужно не переводить слова изолированно, а выделить ключевой признак каждого понятия. Так проверяется и предметное содержание, и понимание английской лексики.

1. Слово chemistry связано с изучением веществ, их свойств и превращений, поэтому его определение — химия.
2. Atom обозначает мельчайшую частицу элемента, а molecule — частицу из связанных атомов.
3. Element — химический элемент, то есть вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
4. Compound — химическое соединение, образованное атомами разных элементов.

Ответ: chemistry — химия; atom — атом; molecule — молекула; element — химический элемент; compound — химическое соединение.

Задача 2. По формулам H₂O, O₂ и CO₂ определите простые вещества и соединения, а также назовите элементы. Сначала нужно посмотреть не на индексы, а на число разных химических символов. Индекс показывает количество атомов, но не превращает вещество в соединение сам по себе.

1. В H₂O встречаются H и O, значит, это соединение водорода и кислорода.
2. В O₂ есть только символ O, поэтому это простое вещество кислород; индекс 2 показывает два атома кислорода.
3. В CO₂ встречаются C и O, следовательно, это соединение углерода и кислорода.

Ответ: O₂ — простое вещество, состоящее из атомов кислорода; H₂O и CO₂ — соединения. В H₂O соотношение атомов H:O равно 2:1, а в CO₂ C:O — 1:2.

Задача 3. Прочитайте научно-популярный текст о химии, выделите главную мысль, найдите объяснение роли атомов и молекул и кратко перескажите содержание на английском языке. Для пересказа нужны не все детали, а логическая основа текста. Ответ удобно строить от общей идеи к роли частиц и затем к результату химических превращений.

1. Сначала определите тему и сформулируйте главную мысль: chemistry explains what substances consist of and how they change.
2. Найдите слова atom и molecule и установите их роль: atoms are basic particles, while molecules consist of bonded atoms.
3. Отберите сведения о формулах и реакциях, исключив второстепенные примеры.
4. Составьте связный пересказ с терминами substance, element, compound и chemical reaction.

Ответ: Chemistry studies the composition, structure and changes of substances. Atoms are particles of elements, and molecules are groups of bonded atoms. Chemical reactions produce new substances with different properties.

Типичные ошибки

Ошибка — смешивать chemical element и simple substance. Их путают, потому что оба понятия связаны с одним видом атомов, но элемент обозначает вид атомов, а вещество — конкретный материал. Проверьте себя вопросом: речь идёт о частицах или об образце вещества?

Ошибка — называть любой отдельный атом molecule. Такое происходит из-за общего представления о частицах, хотя молекула состоит из двух или более связанных атомов. Посмотрите на формулу: O — атом или обозначение элемента, а O₂ — молекула.

Ошибка — путать compound и mixture. Соединение образуется химически и имеет постоянный состав, а смесь объединяет вещества без обязательного возникновения новых частиц. Проверьте, можно ли разделить компоненты физическим способом и сохраняют ли они свои свойства.

Ошибка — неверно читать символы и индексы в формулах. Регистр важен: Co — символ кобальта, а CO — углерод и кислород; нижний индекс относится к предшествующему символу. Перед ответом выпишите все разные элементы и их количественное соотношение.

Связь с другими темами

До изучения темы нужны базовые слова о веществах, частицах, свойствах и изменениях. Также важно уметь находить главную информацию в английском тексте и понимать определения.

Понятия пригодятся при изучении строения вещества, периодической таблицы и химических реакций. Они помогают точнее читать научно-популярные тексты и объяснять свойства веществ.

Позже эта лексика понадобится при описании лабораторных опытов, экологических проблем и технологических процессов. Английские термины позволят кратко сообщать о составе веществ и результатах эксперимента.

Что запомнить

• Химия изучает вещества, их состав, строение, свойства и превращения.
• Атом — частица химического элемента.
• Молекула состоит из связанных атомов.
• Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
• Простое вещество состоит из атомов одного элемента.
• Химическое соединение содержит атомы разных элементов.
• Химическая формула показывает состав вещества.