Rindkere kohta

Mis on molekul keemias. Molekuli struktuur

Sõna "molekul" kuulis enamik meist esimest korda koolis loodusloo tundides. See on tänapäevase keemia üks põhimõisteid, mis võimaldas täiendavaid teadmisi keskkonnast.

Mis on molekul, millest see koosneb ja miks on üldse vaja molekule uurida?

Kust tuli sõna "molekul"?

Nagu enamik keemilisi termineid, põhineb sõna "molekul" ladina keeles. See on moodustatud kahest sõnast: "moles", mis tähendab massi, gravitatsiooni ja "-cule" - deminutiivne järelliide. Sõnasõnaline tähendus on väike mass.

Kaasaegses keemias on molekul mis tahes aine väikseim osake. Isegi ühel mis tahes aine molekulil on kõik sellele ainele iseloomulikud omadused.

Kui molekul jagatakse selle koostisosadeks, hävib aine, mille see moodustas, lagunedes lihtsamateks elementideks - aatomiteks. Selle põhjal on moodustatud kogu kaasaegse keemiateaduse ja -praktika moodustav mõistete kogum.

Millest koosneb molekul?

Nagu hoone koosneb tellistest ja kõik inimese tehtud mehhanismid - osadest, nii koosneb molekul lihtsatest "tellistest" - keemiliste elementide aatomitest.

Mõned molekulid, näiteks metallid, koosnevad ainult ühest aatomist. Kuid valdav osa meid ümbritsevatest ainetest on palju keerulisema molekulaarstruktuuriga.

Iga molekuli struktuuri saab kirjutada keemilise valemina, mis näitab, millistest aatomitest millistest keemilistest elementidest aine koosneb ja mitu iga aine aatomit ühes molekulis sisaldub. Hapniku molekul koosneb elemendi hapniku kahest identsest aatomist.

Kõik teavad vee valemit: H2O, mis tähendab, et iga veemolekul sisaldab ühte hapnikuaatomit ja kahte vesinikuaatomit. Teine sõna otseses mõttes kõigile tuntud valem on C2H5OH, etüülalkoholi valem, mis näitab, et see aine koosneb kahest süsinikuaatomist (C), kuuest vesinikuaatomist (H) ja ühest hapnikuaatomist (O).

Omavahel suheldes vahetavad ained keemilisi elemente, astudes reaktsioonidesse. Sel juhul tekivad uued ained, millel on uued omadused, mis erinevad algsete ainete omadustest.

Niisiis moodustab kivisüsi (koosneb peaaegu täielikult süsinikust), põledes (suhtledes õhus sisalduva hapnikuga) süsinikdioksiidi - erinevalt hapnikust hingamiseks sobimatu aine.

Molekulid normaalses olekus ei kanna elektrilaengut ja neid nimetatakse neutraalseteks. Neid molekule, mis saavad positiivse või negatiivse laengu, nimetatakse ioonideks ja protsessi nimetatakse ionisatsiooniks. Molekule, mille aatomites on paarituid elektrone, nimetatakse radikaalideks.

Mis on molekuli mass?

Selliseid tundlikke kaalusid, mis võimaldaks kaaluda üht aine molekuli, tänapäeva teaduse arsenalis muidugi ei ole. Molekulide ja aatomite massi arvutatakse muul viisil. Üldtunnustatud seisukoht on, et mis tahes aine molekuli mass on võrdne kõigi selle aine moodustavate aatomite masside summaga.

Aga kuidas sa tead, kui palju aatom kaalub? Seda võib leida Mendelejevi elementide perioodilisest tabelist, mis loetleb iga elemendi massi. Tõsi, seda näidatakse mitte meile tuttavates kilogrammides, vaid spetsiaalsetes aatommassi ühikutes.

Üks aatommassiühik (a.m.u.) on võrdne 1/12 süsinikuaatomi massist, mis arvuliselt võrdub 1,660 * 10-27 kg.

Kõik meid ümbritsevad kehad koosnevad aatomitest. Aatomid koonduvad omakorda molekuliks. Just tänu molekulaarstruktuuri erinevusele saab rääkida nende omadustest ja parameetritest lähtuvatest ainetest, mis on üksteisest erinevad. Molekulid ja aatomid on alati dünaamilises seisundis. Liikudes nad siiski ei haju erinevatesse suundadesse, vaid neid hoitakse kindlas struktuuris, mille võlgneme nii suure hulga ainete olemasolule kogu meid ümbritsevas maailmas. Mis need osakesed on ja millised on nende omadused?

Üldmõisted

Kui lähtuda kvantmehaanika teooriast, siis molekul ei koosne aatomitest, vaid nende tuumadest ja elektronidest, mis omavahel pidevalt suhtlevad.

Mõne aine puhul on molekul väikseim osake, millel on aine enda koostis ja keemilised omadused. Niisiis määrab molekulide omadused keemia seisukohast nende koostis. Kuid ainult molekulaarse struktuuriga ainete puhul kehtib reegel: kemikaalid ja molekulid on samad. Mõnede polümeeride, nagu etüleen ja polüetüleen, koostis ei vasta molekulaarsele.

On teada, et molekulide omadusi ei määra mitte ainult aatomite arv, nende tüüp, vaid ka konfiguratsioon, ühendamise järjekord. Molekul on keeruline arhitektuurne struktuur, kus iga element seisab omal kohal ja millel on oma kindlad naabrid. Aatomi struktuur võib olla enam-vähem jäik. Iga aatom vibreerib oma tasakaaluasendi ümber.

Konfiguratsioon ja parameetrid

Juhtub, et mõned molekuli osad pöörlevad teiste osade suhtes. Niisiis omandab vaba molekul termilise liikumise käigus veidraid kujundeid (konfiguratsioone).

Põhimõtteliselt määrab molekulide omadused aatomitevahelise sideme (selle tüübi) ja molekuli enda arhitektuuri (struktuur, kuju) järgi. Seega käsitleb üldine keemiateooria eelkõige keemilisi sidemeid ja lähtub aatomite omadustest.

Tugeva polaarsusega on molekulide omadusi raske kirjeldada kahe- või kolmekonstantsete korrelatsioonidega, mis sobivad suurepäraselt mittepolaarsete molekulide jaoks. Seetõttu võeti kasutusele täiendav parameeter dipoolmomendiga. Kuid see meetod ei ole alati edukas, kuna polaarsetel molekulidel on individuaalsed omadused. Samuti on pakutud välja parameetrid kvantefektide arvestamiseks, mis on olulised madalatel temperatuuridel.

Mida me teame Maal levinuima aine molekuli kohta?

Kõigist meie planeedil leiduvatest ainetest on kõige levinum vesi. See annab otseses mõttes elu kõigele, mis Maal eksisteerib. Ilma selleta saavad hakkama ainult viirused, ülejäänud elusstruktuurides nende koostises on enamasti vesi. Milliseid ainult talle iseloomulikke veemolekuli omadusi kasutatakse inimese majanduselus ja Maa eluslooduses?

Lõppude lõpuks on see tõeliselt ainulaadne aine! Ükski teine aine ei saa kiidelda veele omaste omaduste kogumiga.

Vesi on looduses peamine lahusti. Kõik elusorganismides esinevad reaktsioonid toimuvad ühel või teisel viisil veekeskkonnas. See tähendab, et ained reageerivad lahustunud olekus.

Vesi on suurepärase soojusmahtuvusega, kuid madala soojusjuhtivusega. Tänu nendele omadustele saame seda kasutada soojustranspordina. See põhimõte sisaldub paljude organismide jahutusmehhanismis. Tuumaenergiatööstuses tingisid veemolekuli omadused selle aine kasutamise jahutusvedelikuna. Lisaks võimalusele olla teiste ainete reaktiivne keskkond, võib vesi ise osaleda reaktsioonides: fotolüüs, hüdratatsioon ja muud.

Looduslik puhas vesi on vedelik, mis on lõhnatu, värvitu ja maitsetu. Kuid üle 2 meetri paksuse kihi korral muutub värv sinakaks.

Kogu veemolekul on dipool (kaks vastandpoolust). See on dipoolstruktuur, mis määrab peamiselt selle aine ebatavalised omadused. Vee molekul on diamagnet.

Sulaveel on veel üks huvitav omadus: selle molekul omandab kuldlõike struktuuri ja aine struktuur omandab kuldlõike proportsioonid. Paljud veemolekuli omadused on kindlaks tehtud, analüüsides gaasifaasis triibuliste spektrite neeldumist ja emissiooni.

Loodusteadus ja molekulaarsed omadused

Kõigil ainetel, välja arvatud keemilistel, on nende struktuuri moodustavate molekulide füüsikalised omadused.

Füüsikateaduses kasutatakse tahkete ainete, vedelike ja gaaside omaduste selgitamiseks mõistet molekulid. Kõigi ainete võime difundeeruda, nende viskoossus, soojusjuhtivus ja muud omadused määratakse molekulide liikuvuse järgi. Kui prantsuse füüsik Jean Perrin uuris Browni liikumist, tõestas ta eksperimentaalselt molekulide olemasolu. Kõik elusorganismid eksisteerivad tänu peenelt tasakaalustatud sisemisele vastasmõjule struktuuris. Kõik ainete keemilised ja füüsikalised omadused on loodusteaduste jaoks üliolulised. Füüsika, keemia, bioloogia ja molekulaarfüüsika areng andis aluse sellisele teadusele nagu molekulaarbioloogia, mis uurib elu peamisi nähtusi.

Statistilise termodünaamika abil määravad molekulide füüsikalised omadused, mis määratakse molekulaarspektroskoopia meetoditega, füüsikalises keemias keemilise tasakaalu ja selle tekkimise kiiruse arvutamiseks vajalikud ained.

Mis vahe on aatomite ja molekulide omadustel?

Esiteks ei esine aatomid vabas olekus.

Molekulidel on rikkalikumad optilised spektrid. See on tingitud süsteemi madalamast sümmeetriast ja tuumade uute pöörlemiste ja võnkumiste võimaluse tekkimisest. Molekuli puhul koosneb koguenergia kolmest energiast, mis on komponentide suurusjärgu poolest erinevad:

elektronkiht (optiline või ultraviolettkiirgus);
tuumade vibratsioonid (spektri infrapunaosa);
molekuli kui terviku pöörlemine (raadiosagedusala).

Aatomid kiirgavad iseloomulikke ja molekule - triibulisi, mis koosnevad paljudest tihedalt asetsevatest joontest.

Spektraalanalüüs

Molekuli optilisi, elektrilisi, magnetilisi ja muid omadusi määrab ka seos molekulispektriga.Molekulide olekute ja nendevahelise tõenäolise ülemineku andmed näitavad molekulaarspektreid.

Üleminekud (elektroonilised) molekulides näitavad keemilisi sidemeid ja nende elektronkestade struktuuri. Rohkemate ühendustega spektritel on pika lainepikkusega neeldumisribad, mis langevad nähtavasse piirkonda. Kui aine on ehitatud sellistest molekulidest, on sellel iseloomulik värv. See on kõik

Sama aine molekulide omadused on kõigis agregatsiooniseisundites ühesugused. See tähendab, et samades ainetes ei erine vedelate, gaasiliste ainete molekulide omadused tahke aine omadustest. Ühe aine molekulil on alati sama struktuur, olenemata aine enda agregatsiooniseisundist.

Elektrilised omadused

Selle, kuidas aine elektriväljas käitub, määravad molekulide elektrilised omadused: polariseeritavus ja püsidipoolmoment.

Dipoolmoment on molekuli elektriline asümmeetria. Molekulidel, millel on sümmeetriakese, nagu H 2 , ei ole püsivat dipoolmomenti. Molekuli elektronkihi võime liikuda elektrivälja mõjul, mille tulemusena tekib selles indutseeritud dipoolmoment, on polariseeritavus. Polariseeritavuse ja dipoolmomendi väärtuse leidmiseks on vaja mõõta läbilaskvust.

Valguslaine käitumist vahelduvas elektriväljas iseloomustavad aine optilised omadused, mille määrab selle aine molekuli polariseeritavus. Polariseeritavusega on otseselt seotud: hajumine, murdumine, optiline aktiivsus ja muud molekulaaroptika nähtused.

Sageli võite kuulda küsimust: "Millest peale molekulide sõltuvad aine omadused?" Vastus sellele on üsna lihtne.

Ainete omadused määravad lisaks isomeetriale ja kristallstruktuurile ka keskkonna temperatuur, aine ise, rõhk ja lisandite olemasolu.

Molekulide keemia

Enne kvantmehaanika teaduse kujunemist oli molekulide keemiliste sidemete olemus lahendamata mõistatus. Klassikaline füüsika ei suutnud seletada valentssidemete suundumust ja küllastumist. Pärast keemilise sideme kohta teoreetilise põhiteabe loomist (1927) lihtsaima molekuli H2 näitel hakati teooriat ja arvutusmeetodeid järk-järgult täiustama. Näiteks sai molekulaarorbitaalmeetodi, kvantkeemia laialdase kasutuse põhjal võimalikuks arvutada aatomitevahelisi kaugusi, molekulide ja keemiliste sidemete energiat, elektrontiheduse jaotust ja muid andmeid, mis kattusid täielikult katseandmetega.

Sama koostisega, kuid erineva keemilise struktuuri ja erinevate omadustega aineid nimetatakse struktuuriisomeerideks. Neil on erinevad struktuurivalemid, kuid samad molekulaarvalemid.

Tuntud on mitmesuguseid struktuurse isomeeria tüüpe. Erinevused seisnevad süsiniku skeleti struktuuris, funktsionaalse rühma asukohas või mitmiksideme asendis. Lisaks on veel ruumilisi isomeere, milles aine molekuli omadusi iseloomustab sama koostis ja keemiline struktuur. Seetõttu on nii struktuuri- kui ka molekulaarvalemid samad. Erinevused seisnevad molekuli ruumilises kujus. Erinevate ruumiliste isomeeride tähistamiseks kasutatakse spetsiaalseid valemeid.

On ühendeid, mida nimetatakse homoloogideks. Need on struktuurilt ja omadustelt sarnased, kuid erinevad koostiselt ühe või mitme CH2 rühma poolest. Kõik struktuurilt ja omadustelt sarnased ained on ühendatud homoloogseteks seeriateks. Olles uurinud ühe homoloogi omadusi, võib arutleda kõigi teiste homoloogide üle. Homoloogide kogum on homoloogne seeria.

Kui aine struktuurid muutuvad, muutuvad molekulide keemilised omadused dramaatiliselt. Isegi kõige lihtsamad ühendid on eeskujuks: metaan muutub kasvõi ühe hapnikuaatomiga kombineerituna mürgiseks vedelikuks, mida nimetatakse metanooliks (metüülalkohol - CH3OH). Sellest lähtuvalt muutub selle keemiline täiendavus ja mõju elusorganismidele erinevaks. Sarnased, kuid keerulisemad muutused tekivad ka biomolekulide struktuuride muutmisel.

Molekulide keemilised omadused sõltuvad tugevalt molekulide struktuurist ja omadustest: molekuli enda struktuurist ja geomeetriast. See kehtib eriti bioloogiliselt aktiivsete ühendite kohta. See, milline konkureeriv reaktsioon on domineeriv, määravad sageli ainult ruumilised tegurid, mis omakorda sõltuvad algmolekulidest (nende konfiguratsioonist). Üks "ebamugava" konfiguratsiooniga molekul ei reageeri üldse ja teine, sama keemilise koostisega, kuid erineva geomeetriaga, võib reaktsioonile koheselt reageerida.

Suur hulk kasvu ja paljunemise ajal täheldatud bioloogilisi protsesse on seotud geomeetriliste suhetega reaktsioonisaaduste ja lähteainete vahel. Teadmiseks: suure hulga uute ravimite toime põhineb ühendi sarnasel molekulaarstruktuuril, mis on inimorganismile bioloogilisest seisukohast kahjulik. Ravim asendab kahjuliku molekuli ja takistab selle toimet.

Keemiliste valemite abil väljendatakse erinevate ainete molekulide koostist ja omadusi. Molekulmassi põhjal määratakse kindlaks aatomsuhe ja koostatakse empiiriline valem.

Geomeetria

Molekuli geomeetrilise struktuuri määramisel võetakse arvesse aatomituumade tasakaalulist paigutust. Aatomite vastastikmõju energia sõltub aatomite tuumade vahelisest kaugusest. Väga suurte vahemaade korral on see energia null. Kui aatomid lähenevad üksteisele, hakkab moodustuma keemiline side. Siis tõmbuvad aatomid üksteise poole tugevasti.

Kui on nõrk külgetõmme, siis pole keemilise sideme teke vajalik. Kui aatomid hakkavad lähenema lähemalt, hakkavad tuumade vahel toimima elektrostaatilised tõukejõud. Aatomite tugeva lähenemise takistuseks on nende sisemiste elektronkestade kokkusobimatus.

Mõõtmed

Molekule ei saa palja silmaga näha. Need on nii väikesed, et isegi 1000-kordse suurendusega mikroskoop ei aita meil neid näha. Bioloogid jälgivad baktereid suurusega 0,001 mm. Kuid molekulid on neist sadu ja tuhandeid kordi väiksemad.

Tänapäeval määratakse teatud aine molekulide struktuur difraktsioonimeetoditega: neutronide difraktsioon, röntgendifraktsioonianalüüs. Samuti on olemas vibratsioonispektroskoopia ja elektronide paramagnetiline meetod. Meetodi valik sõltub aine tüübist ja olekust.

Molekuli suurus on tingimuslik väärtus, kui võtta arvesse elektronkihti. Asi on elektronide kaugustes aatomituumadest. Mida suuremad need on, seda väiksem on tõenäosus molekuli elektronide leidmiseks. Praktikas saab molekulide suuruse määrata tasakaalukaugust arvesse võttes. See on intervall, mille jooksul molekulid ise saavad üksteisele läheneda tiheda pakkimisega molekulaarses kristallis ja vedelikus.

Suurtel vahemaadel on molekulid, mida meelitada, ja väikestel, vastupidi, tõrjumiseks. Seetõttu aitab molekulaarkristallide röntgendifraktsioonanalüüs leida molekuli mõõtmeid. Kasutades gaaside difusioonikoefitsienti, soojusjuhtivust ja viskoossust, samuti aine tihedust kondenseerunud olekus, saab määrata molekulide suurusjärgu.

deminutiv latist. moolid - mass) - aine väikseim osake, mis määrab selle omadused ja on võimeline iseseisvalt eksisteerima; keemilise interaktsiooni tulemusena kindlas järjekorras ühendatud laenguneutraalne aatomite kogum. Molekulid võivad koosneda samadest või erinevatest aatomitest. Eriti paistavad silma sadadest tuhandetest aatomitest koosnevad makromolekulid.

Suurepärane määratlus

Mittetäielik määratlus ↓

MOLEKUL

lati deminutiivne vorm. moolid - mass) - keemilise ühendi väikseim osake; See koosneb aatomite süsteemist, keemiliste vahendite abil võib see laguneda üksikuteks aatomiteks. Väärisgaaside, heeliumi jne molekulid on üheaatomilised; komplekssed ained, nt. munavalge molekul, koosneb tuhandetest aatomitest. Molekule moodustavate aatomite struktuur ja omadused määravad aine omadused. Veeauru molekuli läbimõõt on 2,6 x 10 x 8 cm 1 cm3 gaasis, mille temperatuur on 0° ja rõhk 1 atm, on umbes 27 1018 molekuli. Molekulid on pidevas liikumises, kuigi kogu süsteem on puhkeolekus. Selles protsessis vabanevat energiat nimetatakse soojuseks.

Aatomid on väikesed osakesed, mis moodustavad aine. Te isegi ei kujuta ette, kui väikesed nad on. Kui panna ahelasse sada miljonit aatomit, saame ainult 1 cm pikkuse niidi.Õhukeses paberilehes on ilmselt vähemalt miljon kihti aatomeid. Teadusele on teada rohkem kui sada liiki aatomeid; omavahel ühendades moodustavad nad kõik meid ümbritsevad ained.

Aatomite mõiste

Mõte, et looduses koosneb kõik aatomitest, tekkis juba ammu. Juba 2500 aastat tagasi uskusid Vana-Kreeka filosoofid, et aine koosneb sellistest osakestest, mida ei saa jagada. Juba sõna "aatom" pärineb kreekakeelsest sõnast "atomos", mis tähendab "jagamatut". Vana-Kreekas (vt artiklit "") arutasid filosoofid hüpoteesi, et kogu maailmas olev aine koosneb jagamatutest osakestest. Tõsi, Aristoteles kahtles selles.

Mõistet "aatom" kasutas esmakordselt inglise keemik John Dalton (1766-1844). 1807. aastal arendas Dalton oma aatomiteooriat. Ta nimetas aatomiteks väikseid osakesi, mis moodustavad mis tahes aine ja mis keemiliste reaktsioonide käigus ei muutu. Daltoni sõnul on see protsess, mille käigus aatomid ühinevad või üksteisest eralduvad. Daltoni aatomiteooria on kaasaegsete teadlaste ideede aluseks.

Meie sajandi alguses hakkasid teadlased ehitama aatomimudeleid. Ernest Rutherford (1871 - 1937) näitas, et negatiivselt laetud elektronid tiirlevad ümber positiivselt laetud tuuma. Niels Bohr (1885-1962) väitis, et elektronid tiirlevad teatud orbiitidel. 1932. aastal tegi James Chadwick (1891 - 1974) kindlaks, et aatomi tuum koosneb osakestest, mida ta nimetas. prootonid Ja neutronid.

Aatomid koosnevad endast veelgi väiksematest osakestest, nn elementaarne. Aatomi keskpunkt on selle tuum. See koosneb kahte tüüpi elementaarosakestest - prootonitest ja neutronitest. Aatomis on ka teisi elementaarosakesi - elektronid; nad tiirlevad ümber tuuma. Seal on palju erinevaid elementaarosakesi. Teadlased usuvad, et prootonid ja neutronid koosnevad kvargid. Aatomi moodustavaid elementaarosakesi hoiavad koos nende elektrilaengud. Prootonid on positiivselt laetud, elektronid aga negatiivselt. Neutronitel puudub laeng, s.t. on elektriliselt neutraalsed. Osakesed, mis kannavad vastandlikke elektrilaenguid, tõmbuvad üksteise poole. Negatiivselt laetud elektronide ligitõmbamine positiivselt laetud prootonitele aatomituumas hoiab elektronid selle tuuma ümber orbiitidel. Aatom sisaldab võrdsel arvul positiivselt laetud prootoneid ja negatiivselt laetud elektrone ning aatom on elektriliselt neutraalne.
Aatomi elektronid on erinevatel energiatasemetel ehk kestadel. Iga kest koosneb teatud arvust elektronidest. Kui järgmine kest on täidetud, langevad järgmisele kestale uued elektronid. Suurema osa aatomi mahust hõivab elementaarosakeste vaheline tühi ruum. Negatiivselt laetud elektrone hoiab nende energiatasemel tuuma positiivselt laetud prootonite külgetõmbejõud.

Aatomi ehitust kirjeldatakse sageli range diagrammina, kuid tänapäeval usuvad teadlased, et elektronid eksisteerivad nende orbiidil hajus olekus. See esitus kajastub joonisel, kus elektronide orbiidid on kujutatud "pilvedena". Nii näeksite molekuli elektronmikroskoobi all. Erinevad elektrontiheduse tasemed on näidatud võrdsetena. Türkiissinine värv tähistab suurima tihedusega piirkonda.

Aatomarv ja aatommass

Aatomarv on prootonite arv aatomituumas. Reeglina sisaldab aatomi koostis sama palju prootoneid ja elektrone, seetõttu saab aatomarvu järgi hinnata ka elektronide arvu aatomis. Erinevad aatomid sisaldavad erineva arvu prootoneid. Fosforiaatomi tuumas on 15 prootonit ja 16 neutronit, mis tähendab, et selle aatomnumber on 15. Kullaaatomi tuumas on 79 prootonit ja 118 neutronit: seega on kulla aatomnumber 79 .

Mida rohkem on aatomil prootoneid ja neutroneid, seda suurem on selle mass (väärtus, mis näitab aine hulka aatomis). Prootonite arvu ja neutronite arvu summat nimetame aatommassiks. Fosfori aatommass on 31. Aatommassi arvutamisel ei võeta elektrone arvesse, kuna nende mass on aatomi massiga võrreldes tühine. Seal on spetsiaalne seade massispektromeeter. See võimaldab teil määrata iga antud aatomi massi.

isotoobid

Enamikul elementidel on isotoobid, mille aatomite struktuur on veidi erinev. Prootonite ja elektronide arv ühe isotoopide aatomites on alati muutumatu. Isotoopide aatomid erinevad tuumas olevate neutronite arvu poolest. Seetõttu on ühe elemendi kõigil isotoopidel sama aatomnumber, kuid erinev aatommass. Sellel pildil näete kolme süsiniku isotoopi. C12 isotoobis on 6 neutronit ja 6 prootonit. C13-l on 7 neutronit. C12 isotoobi tuum sisaldab kaheksa neutronit ja kuus prootonit.

Isotoopide füüsikalised omadused on erinevad, kuid neil on samad keemilised omadused. Tavaliselt kuulub suurem osa elemendi (sama liiki aatomitest koosneva aine) aatomeid ühte isotoopi, samas kui teisi isotoope esineb väiksemates kogustes.

molekulid

Aatomid on haruldased ja vabas olekus. Reeglina seostuvad nad üksteisega ja moodustavad molekule või muid massiivsemaid struktuure. Molekul on aine väikseim osake, mis võib iseseisvalt eksisteerida. See koosneb aatomitest, mida hoiavad koos sidemed. Näiteks on molekulis kaks aatomit, mis on seotud hapnikuaatomiga. Aatomeid hoiavad koos neid moodustavate osakeste laengud. Molekulide struktuuri kirjeldamisel kasutavad teadlased abi mudelid. Reeglina kasutavad nad struktuurseid ja ruumilisi mudeleid. Struktuurimudelid esindavad sidemeid, mis hoiavad aatomeid pulkade kujul koos. Ruumimudelites on aatomid üksteisega tihedalt seotud. Muidugi ei näe mudel välja nagu päris molekul. Mudelid on koostatud näitamaks, millistest aatomitest konkreetne molekul koosneb.

Keemilised valemid

Aine keemiline valem näitab, mitu elemendi aatomit ühes molekulis sisaldub. Iga aatom on tähistatud sümboliga. Sümboliks valitakse reeglina elemendi inglis-, ladina- või araabiakeelse nimetuse esimene täht. Näiteks süsinikdioksiidi molekul koosneb kahest hapnikuaatomist ja ühest süsinikuaatomist, seega on süsinikdioksiidi valem CO 2 . Kaks aatomit tähistavad hapnikuaatomite arvu molekulis.

See katse näitab teile, et aine molekule hoiavad koos külgetõmbejõud. Täida klaas ääreni veega. Viska õrnalt paar münti klaasi. Näete, et klaasi servade kohale on kerkinud veekuppel. , mis meelitab veemolekule üksteise poole, suudab hoida veidi vett klaasi äärest kõrgemal. Seda jõudu nimetatakse jõuks pind pinevus.

Tunni eesmärgid:

rääkige õpilastele molekulidest ja aatomitest ning õpetage neid eristama.

Tunni eesmärgid:

Hariduslik: õppida uut materjali teemal "Molekulid ja aatomid";

Arendav: soodustada mõtlemise ja kognitiivsete oskuste arengut; sünteesi- ja analüüsimeetodite valdamine;

Hariduslik: positiivse õppimismotivatsiooni kasvatus.

Põhitingimused:

Molekul- elektriliselt neutraalne osake, mis koosneb kahest või enamast kovalentsete sidemetega seotud aatomist; aine väikseim osake, millel on oma omadused.

Atom- elemendi väikseim keemiliselt jagamatu osa, mis on selle omaduste kandja; koosneb elektronidest ja aatomituumast. Molekule moodustab erinev arv erinevaid aatomeid, mis on ühendatud aatomitevaheliste sidemetega.

aatomituum- aatomi keskosa, kuhu on koondunud üle 99,9% selle massist.

3. Miks on osakesed, mis moodustavad aine?

4.Kuidas seletada pesu kuivamist pärast pesu?

5. Miks näivad osakestest koosnevad tahked kehad olevat tahked?

Molekulid.

2. Kuidas nimetatakse molekule moodustavaid osakesi?

3. Kirjeldage katset, mille abil saab määrata molekuli suuruse.

4. Kas ühe aine molekulid erinevad oma erinevate agregatsiooniseisundite poolest?

5. Mis on aatom ja millest see koosneb

Kodutöö.

Proovige kodus läbi viia katse, et mõõta mis tahes aine molekuli suurust.

Seda on huvitav teada.

Aatomi kui mateeria väikseima jagamatu osa kontseptsiooni sõnastasid esmakordselt Vana-India ja Vana-Kreeka filosoofid. 17. ja 18. sajandil suutsid keemikud seda ideed eksperimentaalselt kinnitada, näidates, et teatud aineid ei saa keemiliste meetoditega täiendavalt nende koostisosadeks lagundada. Kuid 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses avastasid füüsikud subatomaarsed osakesed ja aatomi liitstruktuuri ning sai selgeks, et aatom pole tegelikult "jagamatu".

1860. aastal Karlsruhes (Saksamaa) toimunud rahvusvahelisel keemikute kongressil võeti vastu molekuli ja aatomi mõistete määratlused. Aatom - keemilise elemendi väikseim osake, mis on osa lihtsatest ja keerukatest ainetest.

Aatomite ja molekulide füüsika on füüsika haru, mis uurib aatomite, molekulide ja nende keerukamate ühenduste (klastrite) sisestruktuuri ja füüsikalisi omadusi, samuti füüsikalisi nähtusi objektide ja elementaarosakeste vastastikmõju madala energiatarbega elementaaraktide ajal.

Aatomite ja molekulide füüsika uurimisel on peamisteks katsemeetoditeks spektroskoopia ja massispektromeetria koos kõigi nende variantidega, mõned kromatograafia liigid, resonantsmeetodid ja mikroskoopia, kvantmehaanika teoreetilised meetodid, statistiline füüsika ja termodünaamika. Aatomite ja molekulide füüsika on tihedalt seotud molekulaarfüüsikaga, mis uurib kehade (kollektiivseid) füüsikalisi omadusi erinevates agregatsiooniseisundites, võttes arvesse nende mikroskoopilist struktuuri, aga ka mõnede keemiaharudega.

Teeme lühikese ekskursiooni aatomi-molekulaarse teooria arengu ajalukku: