"Физика (в 2 частях)", Генденштейн Л.Э., Булатова А.А., Корнильев И.Н., Кошкина А.В.; под ред. Орлова В.А.
Вещества состоят из мельчайших частиц — атомов и молекул. Атом является частицей химического элемента, а молекула образуется из связанных атомов и сохраняет химические свойства вещества. По составу молекулы можно понять, простое вещество или сложное перед нами. Модели и формулы помогают представить невидимый мир частиц, хотя не показывают их настоящие размеры и расстояния между ними.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Атом — мельчайшая частица химического элемента, входящая в состав молекул. Вид атомов определяет, к какому химическому элементу они относятся: например, атом кислорода отличается от атома водорода. Это понятие нужно, чтобы описывать состав любого вещества на самом маленьком уровне.
Молекула — частица вещества, состоящая из связанных между собой атомов и сохраняющая его химические свойства. Например, молекула воды состоит из атомов водорода и кислорода, поэтому вода проявляет свойства именно такого соединения. С помощью понятия молекулы объясняют, из каких частиц построено вещество.
Молекулярное строение вещества означает, что вещество состоит из отдельных частиц — молекул, между которыми есть промежутки. Эти промежутки очень малы по сравнению с размером окружающего тела, поэтому обычно их не замечают. Такое представление помогает понять, как вещество может сжиматься, расширяться и смешиваться.
Модель молекулы — условное изображение атомов и их соединения. Шарики, цвета и линии показывают, какие атомы входят в состав частицы и как они связаны, но не передают настоящие размеры и расстояния. Модель нужна для наглядного изучения невидимых объектов, а не для точной фотографии молекулы.
Видимое вещество кажется сплошным, потому что отдельные частицы слишком малы, а промежутки между ними не различаются глазами. На поверхности предмета одновременно находятся огромное количество атомов и молекул, поэтому глаз воспринимает их вместе как единое целое. Если бы органы зрения могли различать частицы, любой кусок вещества выглядел бы как скопление маленьких объектов.
Молекула образуется, когда атомы соединяются друг с другом. В одной молекуле могут быть одинаковые атомы, как в кислороде O₂, или атомы разных элементов, как в воде H₂O. Поэтому состав молекулы задаётся двумя признаками: видами атомов и их количеством.
Простое вещество состоит из атомов одного химического элемента, даже если в его молекулах таких атомов несколько. В молекуле кислорода O₂ два одинаковых атома кислорода, а в молекуле водорода H₂ — два одинаковых атома водорода. Сложное вещество содержит атомы разных элементов: в H₂O есть водород и кислород.
Формула помогает прочитать состав молекулы без рисунка. Буквы обозначают химические элементы, а нижний индекс показывает число атомов этого элемента в одной молекуле; если индекса нет, считают один атом. Поэтому CO₂ означает один атом углерода и два атома кислорода, а H₂O — два атома водорода и один атом кислорода.
Молекулы разных веществ отличаются составом или строением связей между атомами, поэтому вещества имеют разные свойства. У молекул одного и того же вещества состав одинаков, иначе это было бы уже другое вещество. Размеры атомов и молекул чрезвычайно малы, поэтому отдельную частицу нельзя увидеть невооружённым глазом, а её изображают только условно.
| Частица или объект | Из чего состоит | Что важно знать | Пример |
|---|---|---|---|
| Атом | Мельчайшая частица химического элемента | Входит в состав молекул | Атом кислорода |
| Молекула простого вещества | Атомы одного химического элемента | Состоит из одинаковых атомов | Молекула кислорода |
| Молекула сложного вещества | Атомы разных химических элементов | Состав и число атомов можно показать формулой | Молекула воды |
Сначала определите, о какой частице говорится, а затем посмотрите, одинаковы ли входящие в неё атомы. Если в строке указана формула, проверьте буквы элементов и нижние индексы. Таблица помогает не путать отдельный атом, молекулу простого вещества и молекулу сложного вещества.
По модели молекулы воды определите, сколько в ней атомов каждого вида и сколько всего атомов. На модели обычно один большой шар обозначает кислород, а два маленьких — водород. Тот же состав записывают формулой H₂O.
Ответ: в молекуле воды два атома водорода и один атом кислорода, всего три атома. Молекула сложная, потому что содержит атомы двух разных элементов.
Сравните модели молекул кислорода и воды: укажите, чем различаются их состав и число атомов. Запишем формулы этих веществ: O₂ и H₂O. Затем отдельно определим виды атомов и их количество в каждой молекуле.
Ответ: кислород состоит из двух одинаковых атомов, а вода — из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула воды сложнее по составу и содержит на один атом больше.
В модели вещества изображены молекулы, каждая из которых состоит из двух атомов одного вида. Определите, простое это вещество или сложное, и обоснуйте ответ. Число молекул в образце не меняет состав каждой отдельной молекулы.
Ответ: это простое вещество. Два одинаковых атома могут образовать молекулу, например O₂, и от этого вещество не становится сложным.
Атом и молекула — одно и то же. Ошибка появляется, когда не учитывают, что молекула часто состоит из нескольких связанных атомов. Проверьте себя: если частицу можно разложить на два или больше атомов, это молекула, а отдельная составляющая — атом.
Химический элемент путают с веществом. Элемент обозначает вид атомов, а вещество образовано частицами определённого состава. Для проверки спросите себя, говорится ли о разновидности атомов или о реальном материале, например кислороде или воде.
Нижний индекс принимают за число молекул. Например, индекс 2 в H₂O относится к двум атомам водорода внутри одной молекулы, а не к двум молекулам воды. Чтобы проверить чтение, посчитайте атомы после каждого символа элемента.
Модель считают точным изображением частицы. Шарики и расстояния на схеме увеличены или изменены, чтобы строение было видно. Проверьте себя: модель показывает состав и соединение атомов, но не их настоящий масштаб.
До изучения атомов и молекул полезно помнить, что тела состоят из веществ, а разные вещества отличаются свойствами. Это помогает перейти от наблюдений за предметами к объяснению их строения на уровне частиц.
Представление о молекулах понадобится при изучении диффузии и теплового движения частиц. С помощью него можно объяснить, почему запах распространяется, вещества смешиваются, а частицы движутся даже тогда, когда тело кажется неподвижным.
Чем атом отличается от молекулы?
Атом — мельчайшая частица химического элемента. Молекула — частица вещества, состоящая из одного или нескольких связанных атомов и сохраняющая свойства этого вещества.
Могут ли молекулы состоять из одного атома?
Да, частицы некоторых веществ, например гелия, состоят из отдельных атомов. В большинстве знакомых молекулярных веществ атомы соединены по два и более.
Как по модели понять, простое вещество или сложное?
Нужно определить, атомы каких химических элементов входят в одну молекулу. Если вид атомов один, вещество простое, а если атомы разных элементов — сложное.
Что показывает нижний индекс в формуле молекулы?
Нижний индекс показывает, сколько атомов данного элемента входит в одну молекулу. Например, в H₂O два атома водорода и один атом кислорода.
Почему модель молекулы не изображает её в настоящем масштабе?
Атомы и молекулы настолько малы, что их реальные размеры нельзя удобно показать на обычном рисунке. Поэтому в модели частицы увеличивают, а расстояния между ними изменяют условно.
§5. Атомы и молекулы
