"Химия", Кузнецова Л.М.
Кислород — химический элемент, атомы которого имеют заряд ядра +8, и простое вещество, молекулы которого состоят из двух таких атомов. Поэтому символ O и формула O₂ обозначают не одно и то же: первый относится к элементу или отдельному атому, вторая — к молекуле вещества. Это различие помогает правильно читать химические формулы, считать атомы и разбираться в реакциях. Кислород O₂ и озон O₃ состоят из атомов одного элемента, но являются разными простыми веществами.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Химический элемент — вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Кислород как элемент обозначают символом O. Это понятие нужно, чтобы объединять атомы с одинаковым строением ядра, даже когда они входят в состав разных веществ.
Простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Например, атомы кислорода могут соединяться друг с другом и образовывать простое вещество. Понятие помогает отличать его от сложных веществ, в состав которых входят атомы разных элементов.
Кислород как простое вещество состоит из молекул, каждая из которых включает два атома кислорода. Формула такой молекулы — O₂, её называют молекулой кислорода. Такая запись показывает состав частицы, а не просто название элемента.
Символ O и формула O₂ нельзя считать взаимозаменяемыми. O обозначает химический элемент, а в записи отдельной частицы — один атом кислорода; O₂ обозначает молекулу простого вещества из двух атомов. Различие важно, чтобы верно читать формулы и понимать, о чём говорится: об атомах или о веществе.
Порядковый номер кислорода в периодической системе — 8, и он соответствует заряду ядра атома +8. В нейтральном атоме число положительных зарядов ядра уравновешивается восемью электронами. Поэтому сведения о заряде и электронах помогают определить, что перед нами атом именно кислорода, а не другого элемента.
У атома кислорода восемь электронов: два занимают первый электронный слой, а шесть находятся на внешнем. Внешний слой стремится к устойчивому заполнению, поэтому атомы могут взаимодействовать друг с другом. Два атома кислорода образуют общую молекулу O₂, в которой они связаны между собой; так возникают частицы простого вещества.
Слово «кислород» может обозначать и элемент, и простое вещество, поэтому смысл определяют по контексту. Когда речь идёт о заряде ядра, атомах или месте в периодической системе, имеют в виду химический элемент. Когда описывают молекулы и свойства вещества, речь идёт о кислороде O₂. Такое разграничение не позволяет приписывать веществу свойства отдельного атома.
В формуле O₂ нижний индекс 2 означает, что одна молекула содержит два атома кислорода. Если индекса нет, как в символе O, это не означает, что атомов «ноль» или что их число неизвестно: символ сам по себе указывает на элемент или отдельный атом. Число молекул задаёт коэффициент перед формулой, а индекс относится к составу каждой молекулы.
Кислород может образовывать не только молекулы O₂, но и молекулы озона O₃. В одной молекуле озона три атома кислорода, поэтому состав частиц у этих веществ различается. Однако оба вещества состоят только из атомов одного элемента и потому являются простыми веществами; существование таких разных веществ одного элемента называют аллотропией.
| Что сравнивается | Химический элемент кислород | Простое вещество кислород |
|---|---|---|
| Что обозначает | Вид атомов с одинаковым зарядом ядра | Вещество из атомов кислорода |
| Обозначение | O | O₂ |
| Из каких частиц состоит | Из атомов кислорода | Из молекул O₂ |
| Что характеризует | Атомы: заряд ядра и принадлежность к элементу | Вещество и его свойства |
| Пример записи в химической формуле | O в составе формулы вещества | O₂ |
Сначала определите, сравниваются ли атомы или вещество: это сразу подскажет нужный столбец. Затем проверьте запись: O относится к элементу, O₂ — к молекуле простого вещества. Таблица также помогает не путать описание атома с описанием свойств вещества.
Нужно сравнить символ без индекса и формулу с индексом. Символ элемента показывает, атомы какого вида рассматриваются, а индекс в формуле сообщает состав молекулы. Поэтому важно читать не только буквы, но и цифры рядом с ними.
Ответ: O — символ химического элемента кислород или обозначение одного его атома; O₂ — формула молекулы кислорода из двух атомов.
В такой записи есть два числа, и каждое выполняет свою работу. Коэффициент перед формулой показывает количество молекул, а индекс внутри формулы — число атомов в одной молекуле. Чтобы получить общее число атомов, нужно умножить количество молекул на число атомов в каждой.
Ответ: три молекулы кислорода и шесть атомов кислорода.
Сравнение начинаем с индексов: они сообщают, сколько атомов входит в молекулу. Затем проверяем, одинаковые ли элементы обозначены в формулах. Если формула содержит атомы только одного элемента, вещество относится к простым.
Ответ: O₂ и O₃ состоят из молекул с разным числом атомов, но оба являются простыми веществами элемента кислорода.
Ошибка — считать O и O₂ одинаковыми обозначениями. Обычно их путают, потому что в обоих случаях написана буква O, но индекс меняет смысл записи. Проверьте себя: если указана молекула простого вещества, в формуле кислорода должен быть индекс 2.
Неверно называть кислород только простым веществом. Причина путаницы — одно слово употребляется и для элемента, и для вещества, а нужный смысл задаёт контекст. Чтобы проверить себя, спросите, говорится ли об атомах и ядре или о молекулах и свойствах вещества.
Коэффициент и индекс в 3O₂ нельзя менять местами. Их путают, потому что оба числа связаны с количеством, но коэффициент считает молекулы, а индекс — атомы внутри одной молекулы. Умножьте эти числа: три молекулы по два атома дают шесть атомов.
Озон O₃ — не соединение кислорода с другим элементом. Так можно ошибочно решить из-за того, что озон отличается от кислорода O₂, однако в формуле O₃ присутствует только символ O. Проверьте состав молекулы: если в ней атомы лишь одного элемента, это простое вещество.
До изучения темы нужно знать, что химические элементы записывают символами, а состав веществ передают химическими формулами. Это различие используется при чтении уравнений реакций: коэффициентами уравнивают число частиц, не меняя состав молекул. Понимание того, что кислород и озон состоят из атомов одного элемента, пригодится при изучении аллотропии и сравнении свойств простых веществ.
Чем химический элемент кислород отличается от простого вещества кислорода?
Химический элемент кислород — это вид атомов с зарядом ядра +8. Простое вещество кислород — вещество, составленное из атомов этого элемента; его молекулы имеют формулу O₂.
Что обозначают символ O и формула O₂?
Символ O обозначает химический элемент кислород, а в записи состава частицы может обозначать один его атом. Формула O₂ показывает молекулу простого вещества, состоящую из двух атомов кислорода.
Почему молекула кислорода записывается как O₂?
В молекуле кислорода соединены два атома одного химического элемента. Нижний индекс 2 показывает число атомов в одной молекуле.
Сколько атомов кислорода содержится в записи 4O₂?
Запись 4O₂ означает четыре молекулы, в каждой из которых по два атома кислорода. Всего содержится 4 × 2 = 8 атомов.
Почему озон O₃ тоже относится к простым веществам?
Молекула озона состоит только из атомов кислорода, хотя их в ней три. В простом веществе присутствуют атомы одного химического элемента, поэтому озон — простое вещество.
§ 16. Кислород — химический элемент и простое вещество
