Атомно молекулярное учение

Все вещества состоят из атомов. Представление о том, что вещество состо­ит из отдельных, очень малых частиц, — атомная гипотеза — возникло еще в древней Греции. Однако создание научно обоснованного атомно-молекулярного учения стало возможным значительно позже — в XVIII—XIX вв., когда физика стала базироваться на точном эксперименте. В химию количественные методы исследования были введены М.В. Ломоносовым во второй половине XVIII в.

Атомы бывают различные. Атомы каждого вида одинаковы между собой, но они отличаются от атомов любого другого вида. Так, атомы углерода, азота и кислорода имеют различные размеры, отличаются по физическим и химиче­ским свойствам. Атомы состоят из элементарных частиц; для последних приня­ты условные обозначения (табл. 1.1).

Таблица 1. Характеристики отдельных элементарных частиц

Атом — система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Тип атома определяется составом его ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов^ вместе называемых нуклонами. Элемент — совокуп­ность атомов с одинаковым зарядом ядра, т. е. числом протонов. Атомы эле­мента могут иметь различные числа нейтронов в составе ядра, а следовательно, и массу. Такие атомы, относящиеся к одному элементу, называются изотопами. Каждый известный элемент имеет свое обозначение. Так водород обозначает­ся как Н, углерод — С. кислород — О, кремний — Si, железо — Fе. Атом -наименьшая частица элемента, обладающая его химическими свойствами.

При химическом взаимодействии атомов образуются молекулы. Молекулы бывают одноатомные (например, молекулы гелия Не), двухатомные (азота N₂, оксида углерода СО), многоатомные (воды Н₂О, бензола С₆Н₆) и полимерные (содержащие до сотен тысяч и более атомов — молекулы металлов в компакт­ном состоянии, белков, кварца). При этом атомы могут соединяться друг с дру­гом не только в различных соотношениях, но и различным образом. Поэтому при сравнительно небольшом числе химических элементов число различных ве­ществ очень велико. Состав и строение молекул определяют состояние, веще­ства при выбранных условиях и его свойства. Например, диоксид углерода С0₂ при обычных условиях -— газ, взаимодействующий с водой, а диоксид кремния Si0₂ -- твердое полимерное вещество, в воде не растворяющееся. При хими­ческих явлениях молекулы разрушаются, но атомы сохраняются. Во многих химических процессах атомы и молекулы могут переходить в заряженное состо­яние с образованием ионов — частиц, несущих избыточный положительный или отрицательный заряды.