HomeРазноеФиксики атомы и молекулы: Мультфильм Развлечеба 1 сезон 20 серия

Фиксики атомы и молекулы: Мультфильм Развлечеба 1 сезон 20 серия

Содержание

❗❓Наука для детей — Молекулы и атомы | Смешарики Пинкод

Подписывайся на канал TVSmeshariki: youtube.com/c/smeshariki и не забудь НАЖАТЬ НА КОЛОКОЛЬЧИК 🔔 Каждую ПЯТНИЦУ на нашем канале TVSmeshariki премьерные серии НОВОГО сезона мультсериала Смешарики Пин-код и Смешарики Спорт! Не пропустите!
#Смешарикивернулись
ПИНКОД (сезон гуманитарных технологий) — Все серии: goo.gl/vahwfD
Пин-код. Смешарики | Познавательные мультики для детей — 1 сезон: goo.gl/nzj76y
Пин-код. Смешарики | Познавательные мультики для детей — 2 сезон: goo.gl/FTTAFS
Пин-код (2017 год) + Смешарики Спорт: goo.gl/RJKJVf
Плейлист для выходных: goo.gl/qFucmE
Смешарики 2D. Все серии подряд | HD: goo.gl/6Q62F2
Смешарики Новые приключения : goo.gl/54Bvc9
Смешарики 2009 года : goo.gl/3WC17H
Смешарики. Сборники : goo.gl/6osQFm
Лучшие мультфильмы: goo.gl/sf7FqY
Смотрите также:
Смешарики — Азбука здоровья youtu.be/pMfeKQgfwTo
Смешарики — Умный дом youtu.be/jvtWyKYckI0
Смешарики 2D — Чистый спорт youtu. be/oWfOqQkM5JM
Смешарики — Шуша youtu.be/T2tNCm7yPRE
Смотрите также свои любимые серии про:
Лосяша : goo.gl/RwUjtc
Копатыча : goo.gl/8Jz5GA
Карыча : goo.gl/fnvKNV
Пина : goo.gl/eMYexH
Ёжика : goo.gl/NRsTLe
Бараша : goo.gl/D7Q3Vv
Нюшу : goo.gl/ULC6fi
Кроша : goo.gl/dGGLJ8
Совунью : goo.gl/EXyEgQ

В преддверии наступления Нового года Бараш ищет чуда. С помощью Шаролета он уменьшается до размеров молекул и атомов и изучает их изнутри, чтобы найти то, куда ученые еще не смогли добраться. Найдет ли Бараш чудо для себя внутри молекул и атомов?
Наука для детей — Смешарики Пин-Код — интересные факты о растениях, о технике, передаче информации, о человеке, о Земле, физических и химических явлениях. Наука для школьников может показаться скучной, но с эпизодами Пин-Кода от Смешариков учиться легко и интересно. Эпизоды из серий подойдут также и для маленьких детей. Ведь все научные факты сопровождаются занимательным анимационным видеорядом. Физика для детей от Смешариков — это весело и познавательно!

Ссылка на серию: youtube. com/watch?v=L8EKfH_7rI…

Мы в социальных сетях!
Группа Вконтакте: vk.com/smeshariki
Мы в Инстаграм instagram.com/smeshariki_offic…
Мы на Фейсбуке: facebook.com/TVSmeshariki/?ref…
Мы в Одноклассниках: ok.ru/smeshariki
Следи за нами в Твиттере twitter.com/TVSmeshariki
Все мультклипы подряд goo.gl/ZCJv2v

Смотреть Смешарики онлайн все серии подряд на русском языке вы можете в хорошем качестве совершенно бесплатно без регистрации. Приятного просмотра!

Как выглядит атом под микроскопом – Статьи на сайте Четыре глаза

Полезная информация

Главная »
Статьи и полезные материалы »
Микроскопы »
Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира »
Атом под электронным микроскопом

Атом – мельчайшая частица химического элемента. Как мы помним из школьного курса физики, все окружающие нас предметы состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, а атом, в свою очередь, – из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Увидеть, как выглядит атом под микроскопом, невозможно. Если речь, конечно, идет о световом микроскопе. Дело в том, что размер атома измеряется в пикометрах (пм), который равен одной миллионной доли микрометра или одной десятимиллионной доли миллиметра. Атом в тысячи раз меньше длины волны видимого спектра, поэтому наблюдать его можно только с помощью специальных электронных или сканирующих микроскопов.

Когда стало понятно, что атомы в световой микроскоп увидеть нельзя, ученые обратились к электронной микроскопии. Произошло это в 1931 году. Световой поток заменили пучком электронов, что позволило увидеть более мелкие объекты. К сожалению, атом под электронным микроскопом виден лишь как маленькая точка. Тем не менее, это был шаг в правильном направлении.

Настоящим прорывом стало изобретение сканирующего туннельного микроскопа в 1981 году. Он ничем не освещает образцы, а фактически щупает их. В сканирующем микроскопе установлена острая металлическая игла, которая движется вдоль поверхности образца и при помощи туннельного тока составляет «карту высот». Сама игла ничего не видит, но позволяет при помощи специальной регистрирующей системы создать подобие фото поверхности атома под микроскопом.

В визуализации атома может помочь еще один электронно-оптический прибор – электронный проектор, или автоэлектронный микроскоп. Именно он позволили ученым из Харьковского физико-технического института получить первое в истории науки фото атома под микроскопом. Любопытно, что исследователи использовали модель 1936 года, что не помешало им достичь теоретического предела разрешения этого прибора.

Несмотря на то, что в любительские микроскопы атомы не увидишь, современные цифровые модели помогут увидеть многие другие красоты микромира. Если вам интересен мир крошечных созданий, рекомендуем ознакомиться с ассортиментом современных цифровых микроскопов, представленных на нашем сайте.

4glaza.ru
Май 2018

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Смотрите также

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеосравнение фильтрованной и нефильтрованной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: жизнь в капле воды с болота (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео радиоактивной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеообзор (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео соленой воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Медицинские микроскопы Levenhuk MED: обзорная статья на сайте levenhuk. ru
  • Видео! Портативный микроскоп Bresser National Geographic 20–40x и другие детские приборы линейки: видеообзор (канал «Татьяна Михеева», Youtube.com)
  • Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Видео бактерий под микроскопом Levenhuk Rainbow 2L PLUS (канал «Микромир под микроскопом», Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 50L PLUS на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Подробный обзор серии детских микроскопов Levenhuk LabZZ M101 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Обзор набора оптической техники Levenhuk LabZZ MTВ3 (микроскоп, телескоп и бинокль) на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Микроскоп Levenhuk DTX 90: распаковка и видеообзор цифрового микроскопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Видеопрезентация увлекательной и красочной книги для детей «Невидимый мир» (канал LevenhukOnline, Youtube. ru)
  • Видео! Большой обзор биологического микроскопа Levenhuk 3S NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow и LabZZ (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Микроскоп Levenhuk Rainbow 2L PLUS Lime\Лайм. Изучаем микромир
  • Выбираем лучший детский микроскоп
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D2L: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube. ru)
  • Обзор биологического микроскопа Levenhuk Rainbow 50L
  • Видео! Видеообзор школьных микроскопов Levenhuk Rainbow 2L и 2L PLUS: лучший подарок ребенку (канал KentChannelTV, Youtube.ru)
  • Видео! Как выбрать микроскоп: видеообзор для любителей микромира (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Галерея фотографий! Наборы готовых микропрепаратов Levenhuk
  • Микроскопия: метод темного поля
  • Видео! «Один день инфузории-туфельки»: видео снято при помощи микроскопа Levenhuk 2L NG и цифровой камеры Levenhuk (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 2L NG Azure на телеканале «Карусель» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Фиксики Файер
  • Совместимость микроскопов Levenhuk с цифровыми камерами Levenhuk
  • Как работает микроскоп
  • Как настроить микроскоп
  • Как ухаживать за микроскопом
  • Типы микроскопов
  • Техника приготовления микропрепаратов
  • Галерея фотографий! Что можно увидеть в микроскопы Levenhuk Rainbow 50L, 50L PLUS, D50L PLUS
  • Сетка или шкала. Микроскоп и возможность проведения точных измерений
  • Обычные предметы под объективом микроскопа
  • Насекомые под микроскопом: фото с названиями
  • Инфузории под микроскопом
  • Изобретение микроскопа
  • Как выбрать микроскоп
  • Как выглядят лейкоциты под микроскопом
  • Что такое лазерный сканирующий микроскоп?
  • Микроскоп люминесцентный: цена высока, но оправданна
  • Микроскоп для пайки микросхем
  • Иммерсионная система микроскопа
  • Измерительный микроскоп
  • Микроскопы от самых больших профессиональных моделей до простых детских
  • Микроскоп профессиональный цифровой
  • Силовой микроскоп: для серьезных исследований и развлечений
  • Лечение зубов под микроскопом
  • Кровь человека под микроскопом
  • Галогенные лампы для микроскопов
  • Французские опыты – микроскопы и развивающие наборы от Bondibon
  • Наборы препаратов для микроскопа
  • Юстировка микроскопа
  • Микроскоп для ремонта электроники
  • Операционный микроскоп: цена, возможности, сферы применения
  • «Шкаловой микроскоп» – какой оптический прибор так называют?
  • Бородавка под микроскопом
  • Вирусы под микроскопом
  • Принцип работы темнопольного микроскопа
  • Покровные стекла для микроскопа – купить или нет?
  • Увеличение оптического микроскопа
  • Оптическая схема микроскопа
  • Схема просвечивающего электронного микроскопа
  • Устройство оптического микроскопа у теодолита
  • Грибок под микроскопом: фото и особенности исследования
  • Зачем нужна цифровая камера для микроскопа?
  • Предметный столик микроскопа – что это и зачем он нужен?
  • Микроскопы проходящего света
  • Органоиды, обнаруженные с помощью электронного микроскопа
  • Паук под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Из чего состоит микроскоп?
  • Как выглядят волосы под микроскопом?
  • Глаз под микроскопом: фото насекомых
  • Микроскоп из веб-камеры своими руками
  • Микроскопы светлого поля
  • Механическая система микроскопа
  • Объектив и окуляр микроскопа
  • USB-микроскоп для компьютера
  • Универсальный микроскоп – существует ли такой?
  • Песок под микроскопом
  • Муравей через микроскоп: изучаем и фотографируем
  • Растительная клетка под световым микроскопом
  • Цифровой промышленный микроскоп
  • ДНК человека под микроскопом
  • Как сделать микроскоп в домашних условиях
  • Первые микроскопы
  • Микроскоп стерео: купить или нет?
  • Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
  • Металлографический микроскоп: купить или не стоит?
  • Флуоресцентный микроскоп: цена и особенности
  • Что такое «ионный микроскоп»?
  • Грязь под микроскопом
  • Как выглядит клещ под микроскопом
  • Как выглядит червяк под микроскопом
  • Как выглядят дрожжи под микроскопом
  • Что можно увидеть в микроскоп?
  • Зачем нужны исследовательские микроскопы?
  • Бактерии под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • На что влияет апертура объектива микроскопа?
  • Аскариды под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Как использовать микропрепараты для микроскопа
  • Изучаем ГОСТ: микроскопы, соответствующие стандартам
  • Микроскоп инструментальный – купить или нет?
  • Где купить отсчетный микроскоп и зачем он нужен?
  • Атом под электронным микроскопом
  • Как кусает комар под микроскопом
  • Как выглядит муха под микроскопом
  • Амеба: фото под микроскопом
  • Подкованная блоха под микроскопом
  • Вша под микроскопом
  • Плесень хлеба под микроскопом
  • Зубы под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • Снежинка под микроскопом
  • Бабочка под микроскопом: фото и особенности наблюдений
  • Самый мощный микроскоп – как выбрать правильно?
  • Рот пиявки под микроскопом
  • Мошка под микроскопом: челюсти и строение тела
  • Микробы на руках под микроскопом – как увидеть?
  • Вода под микроскопом
  • Как выглядит глист под микроскопом
  • Клетка под световым микроскопом
  • Клетка лука под микроскопом
  • Мозги под микроскопом
  • Кожа человека под микроскопом
  • Кристаллы под микроскопом
  • Основное преимущество световой микроскопии перед электронной
  • Конфокальная флуоресцентная микроскопия
  • Зондовый микроскоп
  • Принцип работы сканирующего зондового микроскопа
  • Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
  • Макровинт и микровинт микроскопа – что это такое?
  • Что такое тубус в микроскопе?
  • Главная плоскость поляризатора
  • На что влияет угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора?
  • Назначение поляризатора и анализатора
  • Метод изучения – микроскопия на практике
  • Микроскопия осадка мочи: расшифровка
  • Анализ «Микроскопия мазка»
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Методы световой микроскопии
  • Оптическая микроскопия (световая)
  • Световая, люминесцентная, электронная микроскопия – разные методы исследований
  • Темнопольная микроскопия
  • Фазово-контрастная микроскопия
  • Поляризаторы естественного света
  • Шотландский физик, придумавший поляризатор
  • Механизм фокусировки в микроскопе
  • Что такое полевая диафрагма?
  • Микроскоп Микромед: инструкция по эксплуатации
  • Микроскоп Микмед: инструкция по эксплуатации
  • Где найти инструкцию микроскопа «ЛОМО»?
  • Микроскопы Micros: руководство пользователя
  • Какую функцию выполняют зажимы на микроскопе
  • Рабочее расстояние объектива микроскопа
  • Микропрепарат для микроскопа своими руками
  • Метод висячей капли
  • Метод раздавленной капли
  • Тихоходка под микроскопом
  • Аппарат Гольджи под микроскопом
  • Чем занять детей дома?
  • Чем заняться на карантине дома?
  • Чем заняться школьникам на карантине?
  • Выбираем микроскоп: отзывы имеют значение?
  • Микроскоп для школьника: какой выбрать?
  • Немного об оптовой закупке микроскопов и иной оптической техники
  • Во сколько увеличивает лупа?
  • Где купить лампу-лупу – косметологическую модель с подсветкой?
  • Какую купить лампу-лупу для маникюра?
  • Можно ли купить лампу-лупу для наращивания ресниц в интернет-магазине?
  • Лампа-лупа косметологическая на штативе: купить домой или нет?
  • Лупа бинокулярная с принадлежностями
  • Как выглядит лупа для нумизмата?
  • Лупа-лампа – лупа для рукоделия с подсветкой
  • «Лупа на стойке» – что это за оптический прибор?
  • Лупа – проектор для увеличенного изображения
  • Делаем лупу своими руками
  • Основные функции лупы
  • Где найти лупу?
  • Лупа бинокулярная – цена возможностей
  • Лупа канцелярская: выбираем оптическую технику для офиса
  • Как выглядит коронавирус под микроскопом?
  • Как называется главная часть микроскопа?
  • Где купить блоки питания для микроскопа?
  • Строение объектива микроскопа
  • Как выглядят продукты под микроскопом
  • Что покажет музей микроминиатюр

Набор для сборки молекул органических/неорганических веществ модели D

Описание

Набор включает 106 атомов. Шаростержневые модели. Примеры: небольшие неорганические молекулы, такие как кислоты (серная, азотная, фосфорная), оксиды (диоксид серы, оксид азота), соли (бикарбонат натрия, сульфат меди и хлориды). Алмаз, кольцевая молекула серы. Многие органические соединения, содержащие до 12 атомов углерода, например бензол, аланин, глюкоза, циклогексан. В набор входят следующие компоненты: • 14 атомов углерода черного цвета, для построения тетраэдрических структур • 6 атомов углерода синего цвета, для построения тригонально-бипирамидальных структур • 12 атомов водорода белого цвета • 2 атома водорода белого цвета, для построения линейных структур • 6 атомов азота синего цвета, для построения тетраэдрических структур • 4 атома азота синего цвета, для построения пирамидальных структур • 13 атомов кислорода красного цвета, для построения угловых структур • 4 атома кислорода красного цвета, для построения тетраэдрических структур • 5 атомов кислорода красного цвета • 8 атомов серы желтого цвета, для построения угловых структур • 4 атома серы желтого цвета, для построения тетраэдрических структур • 1 атом серы желтого цвета, для построения октаэдрических структур • 4 атома фосфора фиолетового цвета, для построения тетраэдрических структур • 1 атом фосфора фиолетового цвета, для построения тригонально-бипирамидальных структур • 2 атома фосфора фиолетового цвета, для построения пирамидальных структур • 8 атомов галогенов зеленого цвета • 4 атома металла серого цвета • 3 атома металла, серого цвета, для построения угловых структур • 2 атома металла серого цвета, для построения пирамидальных структур • 4 атома металла серого цвета, для построения тетраэдрических структур • 1 атом металла серого цвета, для построения октаэдрических структур • 38 связей серого цвета, средних • 36 связей серого цвета, длинных и гибких • 12 связей фиолетового цвета, средних • 1 коробка, серого цвета, 235 x 170 x 58 мм • 1 вкладыш с инструкцией

Структурные формулы.

Гибридизация и форма многоатомных молекул

>> Химия: Валентные состояния атома углерода

Вы уже знаете, что электронные орбитали характеризуются разными значениями энергии, различной геометрической формой и направленностью в пространстве. Так, 1s-орбиталь обладает более низкой энергией. Затем следует 2s-орбиталь, обладающая более высокой энергией. Обе эти орбитали имеют форму сферы. Естественно, 2s-орбиталь больше 1«-орбитали: большая энергия является следствием большего среднего расстояния между электронами и ядром. Три 2s-орбитали гантелеобраз-ной формы с равной энергией направлены вдоль осей координат. Следовательно, ось каждой 2р-орбитали перпендикулярна осям двух других 2р-орбиталей.

Атомы углерода, входящие в состав органических соединений, будут всегда четырехвалентны, имеют электронную конфигурацию 1s 2 2s 2 2р 2 и могут находиться в трех валентных состояниях.

Первое валентное состояние атома углерода рассмотрим на примере молекулы метана СН4.

При образовании молекулы метана СН4 атом углерода из основного состояния переходит в возбужденное состояние и имеет четыре неспаренных электрона: один и три р-электрона, которые и участвуют в образовании четырех а-связей с четырьмя атомами водорода. При этом следует ожидать, что три связи С-Н, образованные за счет спаривания трех р-электро-нов атомов углерода с тремя « электронами трех атомов водорода (s-р), должны бы отличаться от четвертой (s-s) связи прочностью, длиной, направлением. Расчет электронной плотности в кристаллах метана показывает, что все связи в его молекуле равноценны и направлены к вершине тетраэдра. Это объясняется тем, что при образовании молекулы метана кова-лентные связи возникают за счет взаимодействия не «чистых», а так называемых гибридных, т. е. усредненных по форме и размерам (а следовательно, и по энергии), орбиталей.

Гибридизацией орбиталей называется процесс выравнивания их по форме и энергии.

Число гибридных орбиталей равно числу исходных орбиталей. По сравнению с ними гибридные орбитали более вытянуты в пространстве, что обеспечивает их более полное перекрывание с орбиталями соседних атомов.

В молекуле метана и в других алканах, а также во всех органических молекулах по месту одинарной связи атомы углерода будут находиться в состоянии sр 3 -гибридизации, т. е. у атома углерода гибридизации подверглись орбитали одного s- и трех р-электронов и образовались четыре одинаковые гибридные орбитали.

В результате перекрывания четырех гибридных sр 3 -орбиталей атома углерода и s орбиталей четырех атомов водорода образуется тетраэдрическая молекула метана с четырьмя одинаковыми а-связями под углом 109°28″. Если в молекуле метана заменить один атом водорода на группу СН3, то получится молекула этана СН3-СН3.

Атом углерода, при котором находятся три атома водорода и один атом углерода, называют первичным.

В молекуле этана существует одинарная (ее иногда называют ординарной, обычной) неполярная углерод-углеродная связь длиной 0,154 нм.

В молекуле пропана СН3-СН2-СН3 при центральном атоме углерода находятся два атома водорода и два атома углерода. Такой атом называют вторичным.

Если атом углерода связан с тремя углеродными атомами, то говорят о третичном атоме:

СН3 — СН — СН3
Ch4

Углерод, при котором находятся четыре атома углерода, называется четвертичным:

Ch4
СН3 — С — СН3
Ch4

Второе валентное состояние атома углерода рассмотрим на примере молекулы этилена С2Н4. Как вы помните, в ней между атомами углерода двойная связь, которая отражается в структурной формуле двумя одинаковыми черточками:

Связи, отраженные этими черточками, хотя и ковалент-ные, но разные по способу перекрывания — одна из них а, другая —п
.

В молекуле этилена каждый атом углерода соединен не с четырьмя, а с тремя другими атомами (с одним атомом углерода и двумя атомами водорода), поэтому в гибридизацию вступают только три электронные орбитали: одна в и две р, т. е. происходит sр 2 -гибридизация
. Эти три орбитали располагаются в одной плоскости под углом 120° по отношению друг к другу. Орбитали каждого атома углерода перекрываются с s-орбиталями двух атомов водорода и с одной такой же sp2-rm6-ридной орбиталью соседнего атома углерода и образуют три а-связи под тем же углом 120°. Следовательно, молекула этилена будет иметь плоскостное строение. Две р-орбитали атомов углерода, которые не участвуют в гибридизации, будут перекрываться в двух областях, перпендикулярных плоскости молекулы («боковое перекрывание»), и образуют п
-связь.

Однако «боковое» перекрывание р-орбиталей происходит в меньшей степени, чем р-орбиталей по линии связи, и, кроме этого, оно образуется на большем удалении от ядер связывающихся атомов. Поэтому я-связь будет менее прочной, чем п
-связь. И тем не менее под воздействием п
-связи атомы углерода еще более сближаются друг с другом: в молекулах метана СН4 и этана С2Н6 расстояние между ядрами атомов (длина связи) составляет 0,154 нм, а в молекулах этилена С2Н4 — 0,134 нм.

Третье валентное состояние атома углерода рассмотрим на примере молекулы ацетилена С2Н2, в которой реализуется тройная связь СН=СН: одна а-связь и две я-связи. Молекула ацетилена имеет линейное строение, так как в ней каждый атом углерода соединен а-связями только с двумя другими атомами — атомом углерода и атомом водорода, при этом происходит вр-гибридизация, в которой участвуют лишь две орби-тали — одна s и одна р. Две гибридные орбитали ориентируются друг относительно друга под углом 180° и образуют две п
-связи с s-орбиталью атома водорода и еще одну п
-связи, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Появление третьей связи обусловливает дальнейшее сближение атомов углерода — расстояние между ними (длина С=-С связи) в молекуле ацетилена равно 0,120 нм.

1. Какие типы гибридизации электронных орбиталей атома углерода вы знаете?

2. Порядок соединения атомов в молекулах отражают структурные формулы. Определите тип гибридизации каждого атома углерода в молекуле бутадиена-1,2, если его структурная формула

3. Сколько орбиталей второго энергетического уровня атома углерода не участвует в яр-гибридизации; в яр2-гибриди-зации; в яр3-гибридизации?

4. Чему равны углы между осями углеродного атома для:

а) sр 2 -гибридных орбиталей;

б) sр-гибридных орбиталей;

в) sр-гибридной и негибридной р-орбиталей;

г) негибридных р-орбиталей;

д) sр 3 -гибридных орбиталей?

Содержание урока



конспект урока

опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика


задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации



аудио-, видеоклипы и мультимедиа

фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения



рефераты

статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие



Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике

обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей



идеальные уроки

календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки


из «Загадки молекул»

Органическая химия — это химия соедине-йий углерода. Соединения углерода с водородом называются углеводородами. Существуют тысячи углеводородов, многие из них содержатся в природном газе и в нефти. Простейшим углеводородом является метан — главная составная часть природного газа. Молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода.

Химики любят наглядность, поэтому они создали структурные формулы и разнообразные пространственные модели. Особенно удачны полусферические (калотные — от французского Kalotte — круглая шапочка) модели молекул по Стюарту и Бриглебу, учитывающие радиус действия отдельных атомов.

Для построения объемной пространственной модели молекулы метана возьмем из ящика для моделей атом углерода и четыре атома водорода и соединим их так, чтобы атом углерода был окружен четырьмя атомами водорода. Собранная модель имеет тетраэдрическую форму.

По мере увеличения длины цепи алканов наблюдается переход от газов к жидкостям, а затем к воскообразным телам. Как следует из табл. 1, первые члены ряда алканов — от С до С 4 -при нормальном давлении и комнатной температуре — газы пентан и гексан представляют собой легкоподвижные жидкости, от С15 до С 7 идут маслянистые продукты, а от С, — твердые вещества.

Уже на простейших органических соединениях обнаруживается закономерная связь между строением и свойствами. Опытный химик часто может на основ ании плана постройки соединения сделать заключение о его свойствах и действии.

Углерод может образовывать с водородом также соединения, которые содержат меньше водорода, чем алканы. Например, общий состав этилена (этена) -С2Н4, т. е. он содержит на два атома водорода меньше, чем этан. Здесь между обоими атомами углерода образуется двойная связь, причем оба атома находятся уже в ином состоянии, чем в алканах угол связи не является тетраэдрическим (109°28) — он составляет 120°.

Для построения молекулы этилена мы должны взять из ящика для моделей атомы углерода с двойной связью (рис. 4).

В ацетилене (этине С2Н2) имеются два атома углерода с тройной связью угол связи составляет 180°. Используя атомы углерода в виде соответствующих полусфер, построим модель молекулы ацетилена (рис. 4).

Большое значение имеют циклические соединения, например циклоалкавы (циклопарафины), такие как циклопентан и циклогексан, являющиеся представителями упомянутых ранее нафтенов.

Важнейший среди так называемых ароматических циклических соединений — бензол. Химики прошлого столетия, долго гадали, как построено вещество, которое отвечает составу СвН. Это соединение, очевидно ненасыщенное, но ведет оно себя совершенно иначе, чем этилен, пропилен или ацетилен. Озарение пришло А. Кекуле. Рассказывают, будто ему приснилась змея, которая кусает себя за хвост. Так он представил себе кольчатое строение 26 молекулы бензола.

Формула в лучше всего соответствует особому взаимодействию (состоянию) связей в бензоле при помощи круга в шестиугольнике она выражает, что три пары электронов бензольного кольца объединены в едином секстете. Для более ясного понимания на рис. 4 показана полусферическая модель бензола.

В случае гомоядерных молекул мы проводили комбинацию $AO$, пользуясь правилом, согласно которому наиболее сильно взаимодействуют орбитали одинаковой энергии. В гетероядерных молекулах типа $AB$ энергетические уровни атомов $A$ и $B$ неодинаковы, поэтому трудно однозначно утверждать, какие орбитали будут комбинироваться. Для случая $LiH$ это показано на рис. 1.

Рисунок 1. Энергетические уровни $АО$, $Li$ и $Н$

Представлены многоатомные химические частицы (молекулы, радикалы, ионы) с общей молекулярной формулой $B_n$, содержащие один центральный атом $A$, два или более концевых атома $B$ и, как следствие, только связи $A-B \sigma $.

Геометрическая форма частиц $AB_n$ выведена из метода валентных связей, т. е. из стереохимического расположения осей валентных гибридных орбиталей центрального атома $A$, и следовательно, $\sigma $-связей $A-B$.

Гибридные орбитали помогают понять пространственное строение молекул, например, почему молекула воды имеет угловую, аммиака — пирамидальную, а метана — тетраэдрическую конфигурацию.

Рассмотрение связи гибридизации и формы молекул

Гидрид бериллия, $BeH_2$, имеет линейную структуру. Для построения его локализованных связывающих молекулярных орбиталей сначала образутся две эквивалентные валентные орбитали атома $Be$, направленные к двум атомам водорода, $H_a$ и $H_b$ соответственно. Это осуществляется путем гибридизации , или смешения (составления линейной комбинации), $2s-$ и $2p$-орбиталей $Вe$, в результате чего получаются две эквивалентные «$sp$- гибридные» орбитали. Одна из этих гибридных орбиталей, $sp_a$, направлена к атому $H_a$ и сильно перекрывается с $1s_a$-орбиталью. Другая гибридная орбиталь, $sp_b$, направлена к атому $H_b$ и сильно перекрывается с $1s_b$-орбиталью. При такой схеме рассуждений две связывающие молекулярные орбитали $BeH_2$ получают путем построения двух эквивалентных линейных комбинаций, каждая из которых локализована между двумя атомами:

Эти локализованные молекулярные орбитали показаны на рис. 2. На них располагаются четыре валентных электрона, образующих две локализованные связывающие электронные пары, в согласии с льюисовой структурой связи для $BeH_2$. Каждая из линейных $sр$-гибридных орбиталей имеет наполовину $р$-характер и наполовину $s$-характер, а две $sр$-орбитали позволяют центральному атому $Be$ в $BeH_2$ присоединять к себе два атома водорода. \circ$, а длина связи $C-H$ составляет $1,093 A$.

Рисунок 5. Электронные пары, обобществляемые на локализованных связях в $СН_4$

Рисунок 6. Тетраэдрическая молекулярная структура $СН_4$

Страница 1

Теория валентности сыграла важнейшую роль в развитии теории химии вообще и органической химии в особенности. Исходя из теории валентности, Кекуле предположил, что атом углерода четырехвалентен, и в 1858 г. попытался, опираясь на это предположение, представить строение наиболее простых органических молекул и радикалов . В том же 1858 г. шотландский химик Арчибальд Скотт Купер (1831-1892) предложил изображать силы, соединяющие атомы (или связи, как их принято называть), в виде черточек. После того как была «построена» первая органическая молекула, стало совершенно ясно, почему органические молекулы, как правило, значительно больше и сложнее, чем неорганические.

Согласно представлениям Кекуле, углеродные атомы могут соединяться друг с другом с помощью одной или нескольких из четырех своих валентных связей, образуя длинные цепи — прямые или разветвленные. По-видимому, никакие другие атомы не обладают этой замечательной способностью в той мере, в какой обладает ею углерод.

Итак, представив себе, что у каждого атома углерода четыре валентные связи, а у каждого атома водорода одна такая связь, можно изобразить три простейших углеводорода (соединения, молекулы которых образованы только атомами углерода и водорода), метан Ch5, этан C2H6 и пропан C3H8, следующим образом:

Увеличивая число атомов углерода, эту последовательность можно продолжить, причем практически бесконечно. Добавляя к углеводородной цепи кислород (две валентные связи) или азот (три валентные связи), можно представить структурные формулы молекул этилового спирта (C2H6O) и метиламина (CH5N):

Допустив возможность наличия между соседними атомами двух связей (двойная связь) или трех связей (тройная связь), можно изобразить структурные формулы таких соединений, как этилен (C2h5), ацетилен (C2h3), метилцианид (C2h4N), ацетон (C3H6O) и уксусная кислота (C2h5O2):

Полезность структурных формул была настолько очевидной, что многие химики-органики приняли их сразу. Они признали полностью устаревшими все попытки изображать органические молекулы как структуры, построенные из радикалов. В результате было признано необходимым, записывая формулу соединения, показывать его атомную структуру.

Русский химик Александр Михайлович Бутлеров (1823-1886) использовал эту новую систему структурных формул в разработанной им теории строения органических соединений . В 60-х годах прошлого столетия он показал, как с помощью структурных формул можно наглядно объяснить причины существования изомеров (см. гл. 5). Так, например, у этилового спирта и диметилового эфира одна и та же эмпирическая формула C2H6O, однако структурные формулы этих соединений значительно различаются:

поэтому не удивительно, что изменение в расположении атомов приводит к двум наборам очень разных свойств. В этиловом спирте один из шести атомов водорода присоединен к атому кислорода, в то время как в диметиловом эфире все шесть атомов водорода присоединены к атомам углерода. Атом кислорода удерживает атом водорода слабее, чем атом углерода, так что металлический натрий, добавленный к этиловому спирту, замещает водород (одну шестую общего количества). Натрий, добавленный к диметиловому эфиру, совсем не вытесняет водород. Таким образом, при составлении структурных формул можно руководствоваться химическими реакциями, а структурные формулы, в свою очередь, могут помочь понять суть реакций.

Бутлеров особенно много внимания уделил одному из типов изомерии, называемому таутомерией (динамической изомерией), при которой некоторые вещества всегда выступают как смеси двух соединений. Если одно из этих соединений выделить в чистом виде, оно сразу же частично перейдет в другое соединение. Бутлеров показал, что таутомерия обусловлена спонтанным переходом атома водорода от атома кислорода к соседнему атому углерода (и обратно).

Чтобы вполне доказать справедливость системы структурных формул, необходимо было определить структурную формулу бензола — углеводорода, содержащего шесть атомов углерода и шесть атомов водорода. Сделать это удалось далеко не сразу. Казалось, не существует такой структурной формулы, которая бы, отвечая требованиям валентности, в то же время объясняла бы большую устойчивость соединения. Первые варианты структурных формул бензола очень походили на формулы некоторых углеводородов — соединений весьма нестойких и не похожих по химическим свойствам на бензол.

В молекуле аммиака электроны вокруг атома азота также располагаются на sp 3 -гибридизованных орбиталях. Аналогичная картина наблюдается и в случае молекулы воды.

NH 3 H 2 O

При sp 3 -гибридизации орбиталей атом углерода может давать лишь простые s-связи. При образовании углеродом двойной связи прибегают к sp 2 гибридизации (рис. 7). В этом случае в гибридизации принимает участие одна 2s и две 2p орбитали и одна орбиталь 2p остается негибридной. Орбитали sp 2 эквивалентны, их оси копланарны и образуют между собой угол в 120 о; негибридная 2p орбиталь перпендикулярна плоскости гибридных орбиталей.

Рис. 7
s
и

двух2p
орбиталей с образованием трех sp 2
-гибридных орбиталей.

При образовании углеродом тройной связи прибегают к sp гибридизации. В этом случае в гибридизации принимают участие одна 2s и одна p орбитали и две орбитали 2p остаются негибридными (рис.8).

Рис. 8
Изображение математической процедуры гибридизации одной 2s
и од

ной2p
орбиталей с образованием двух sp
-гибридных орбиталей.

ацетилен

Упр.13
. Опишите связи между атомами в молекулах (а) этановой кислоты, (б) этаналя, этанамида в термина атомных орбиталей и предскажите все валентные углы.

Ответ
(а)

Длина и энергия связи

Общие электронные пары удерживают два связываемых атома на определенном расстоянии называемом длиной связи
. Длина связи между атомами приблизительно равна сумме их ковалентных радиусов (r) (табл. 2), что позволяет вычислить длины любых связей. l A — B = r A + r B

Таблица 2

Ковалентные радиусы (r) некоторых элементов, Å

Упр. 14. В
ычислите длины связей для (а) С-Н, (б) С-С, (в) C=C и (г) CºС,

(д. ) С-О, (е) C=O, (ж) C-Cl, … Значения ковалентных радиусов даны в табл. 1.2.

Ответ
(а) 0,77 + 0,37 = 1,14 Å, (б) 2 х 0,77 = 1,54 Å, (в) 2 х 0,67 = 1,34 Å, (г) …

В общем случае при увеличении числа связей между двумя атомами их длина уменьшается. В некоторых молекулах длина связи углерод-углерод оказывается промежуточной между длиной одинарной (1.54Å) и двойной (1.33Å) связей. В этом случае говорят о порядке связи. Приближенное значение порядка такой связи можно найти графически.

Энергия это способность производить работу. Движущийся предмет обладает кинетической энергией. Если предметы притягиваются или отталкиваются между собой, то они обладают потенциальной энергией. Два шарика соединенные между собой пружиной могу обладать потенциальной энергией, если пружина натянута или сжата. Если пружина растянута, то между шариками имеется энергия притяжения, а если она сжата то энергия отталкивания. Если дать пружине

расслабиться, то в обоих случаях потенциальная энергия шариков превратится в кинетическую энергию.

Химическая энергия это одна из форм потенциальной энергии. Она существует, потому что различные части молекул притягиваются или отталкиваются между собой. Чем большей потенциальной энергией обладает предмет, тем менее он стабилен.
При реакциях химическая энергия может высвобождаться в виде тепловой энергии.

Определить абсолютное содержание энергии в молекуле практически невозможно. И поэтому речь идет лишь об относительной потенциальной энергии
молекул.Относительную потенциальную энергию молекул удобно представлять в виде относительной энтальпии.Разницу в относительных энтальпиях реагентов и продуктов при реакциях обозначают DH°. Для экзотермических реакций DH° имеет отрицательное значение, а эндотермических — положительное. При образовании молекулы водорода из атомов тепло выделяется, а при расщеплении молекулы водорода на атомы тепло должно подводиться:

H· + H· ¾® H¾H DH° = –104 ккал/моль (–435 кДж/моль)

Н-Н ¾® H· + H· DH° = +104 ккал/моль (+435 кДж/моль)

1 ккал = 4. 184 кДж

При образовании молекулы хлора из атомов энергии выделяется меньше, чем при образовании молекулы водорода:

Сl· + Cl· ¾® Сl¾Cl DH° = –58 ккал/моль

Cl-Cl ¾® Cl· + Cl· DH° = +58 ккал/моль

Таблица 3

Энергии связей, ккал/моль.

Если сравнить энергии простой, двойной и тройной углерод-углеродных связей, то можно видеть, что энергия двойной связи менее чем в два раза, а тройной менее чем в три раза больше энергии простой связи С-С. Поэтому превращение кратных связей в простые, например, при полимеризации сопровождается выделением энергии.

Энергия связи (Е), ккал/моль 88 146 200

Для других элементов чаще всего наблюдается обратная картина. Например, при переходе от простой к двойной и тройной азот-азотным связям их энергия более чем удваивается и утраивается.

Энергия связи (Е), ккал/моль 38 100 226

Таким образом, для углерода выгодно образование углеродных цепей, а для азота — двухатомных молекул. Азот-азотные цепи могут состоять не более чем из четырех атомов.

Главный детский телеканал Китая купил «Фиксиков»

Главный детский телеканал Китая купил «Фиксиков»

CCTV Kids покажет третий сезон мультсериала

Основной телеканал детского вещания в Китае CCTV Kids приобрел права на показ третьего сезона сериала «Фиксики». Его эфир начнется во втором квартале 2020 года. Трансляция первого сезона «Фиксиков» (螺丝钉) в Китае началась на CCTV еще в 2015 году. В 2016 году на кабельном телевидении был показан второй сезон, после чего сериал появился на основных платформах SVOD («видео по требованию»): QQ (Tencent), Youku (Alibaba), iQiyi, Mango, Xiaomi и многих других. 

Эксклюзивные интернет-права на третий сезон приобрела компания Tencent. Совокупное количество просмотров на этих интернет-платформах к началу 2020 года превысило 12 миллиардов, а компания Youku использовала образы фиксиков для своего продвижения в рамках общенациональной рекламной кампании в китайском метро.  

Сериал «Фиксики» появился в России в 2010 году. Производство третьего сезона (156 серий) было завершено в конце 2019 года. Сейчас стартовало производство четвертого сезона с новыми героями, обновленной графикой и музыкой. Премьера его первой серии в России состоялась 29 февраля 2020 года. 

«Фиксики» – маленькие человечки, которые живут внутри машин и приборов и заботятся о технике. Сериал стал одним из лидеров российской анимации и проектом номер один в жанре edutainment («обучение через развлечение»). Телеправа на сериал были проданы в 80 стран мира. «Фиксики» представлены в базе англоязычного обучающего контента Discovery Education. Сегодня на русскоязычных YouTube-каналах бренда суммарно насчитывается более 6,5 миллиардов просмотров, а на VOD-платформах в Китае – 12 миллиардов.

С 21 февраля 2020 года 100% акций продюсерской компании «Аэроплан» (правообладатель бренда «Фиксики») принадлежит ГК «Рики». 

Еще больше новостей в нашем официальном канале в Telegram 

Подписывайтесь на наш канал на Яндекс. Дзен  


19.03.2020 Автор: Артур Чачелов

Открытое образование — Строение вещества: от атомов и молекул до материалов и наночастиц

  • 12 weeks

  • from 4 to 5 hours per week

  • 2 credit points

Курс «Строение вещества: от атомов и молекул до материалов и наночастиц» закладывает понимание фундаментальных основ строения атомов и молекул, химической связи, межмолекулярных взаимодействий. В курсе систематически раскрывается взаимосвязь между электронным строением атомов и молекул, Периодическим законом Д. И. Менделеева и свойствами веществ и материалов в различных агрегатных состояниях, рассматриваются современные достижения в создании различных функциональных материалов с заданными свойствами, основы цифровой экономики в области химических наук.

About

Курс сопровождается оригинальным демонстрационным экспериментом. Курс предназначен бакалаврам естественно-научного профиля, учителям химии средней и высшей школы, будет полезен школьникам старших классов, и всем, интересующимся химией и желающим углубить свои знания о строении вещества и создании функциональных материалов. Курс не требует предварительной специальной подготовки, достаточно знаний по физике и химии, полученных в средней школе.  

Format

Форма обучения заочная (дистанционная). Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видеолекций,  изучение дополнительных материалов и выполнение тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов, тестирование по пройденному материалу. Для получения сертификата необходимо выполнить все задания, тесты и написать финальный экзамен.

Requirements

Для успешного освоения курса обучающиеся должны владеть основами химии и физики в объеме средней школы.

Course program

Модуль 1.            Модели и модельные представления в химии. Развитие представлений о строении вещества от античности до начала 20 века. Химический элемент. Атомно-молекулярная теория. Эквивалент. Основные законы АМТ.

Модуль 2.            Строение атома. Опыты Крукса. Открытие электрона. Фотоэффект. Рентгеновское излучение. Радиоактивность. Изотопы. Закон Мозли. Опыты Резерфорда. Теория Бора. Квантовые числа.

Модуль 3.            Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Де-Бройля. Квантово-механическое описание атома. Радиальная и угловая часть волновой функции. Атомные орбитали. Основные характеристики атома.

Модуль 4.            Типы химической связи. Ионная связь. Энергия кристаллической решетки. Ковалентная связь. Метод молекулярных орбиталей для частицы h3+.

Модуль 5.            Метод валентных связей для молекулы водорода. Двухатомные гомо- и гетероядерные молекулы элементов второго периода (методы МО и ВС). Геометрия молекул. Теория ОЭПВО.

Модуль 6.            Гибридизация АО. Многоатомные молекулы в методе МО и ВС. Донорно-акцепторная связь. Электрондефицитные и электронизбыточные молекулы. Теория гипервалентных связей.

Модуль 7.            Комплексные соединения. Соединения со связью металл-металл. Кластеры. Металлическая связь. Зонная теория. Металлы, металлоиды, полупроводники, диэлектрики. Интерметаллиды. Свойства и применение металлов и сплавов.

Модуль 8.            Межмолекулярное взаимодействие. Ориентационное, индукционное, дисперсионное взаимодействие. Водородная связь. Диводородная связь. Структура жидкостей. Особые свойства воды. Металлофильные взаимодействия. Галогенная и пниктогенная связь. Агрегатные состояния вещества. Твердое тело, жидкость, газ, плазма. Плазмотрон.

Модуль 9.            Типы кристаллических решеток. Инженерия кристаллов. Стекла и ситаллы. Ионные жидкости и их применение.

Модуль 10. Нестехиометрические соединения. Магнитные свойства твердых тел.

Модуль 11. Инженерия материалов. Композитные материалы. Металл-органические каркасные соединения. Подходы цифровой экономики в области химических наук.

Модуль 12. Наноструктуры и наноматериалы. Подготовка к финальному тестированию.

Education results

По завершении этого курса обучающиеся/слушатели будут…

Уметь:

1. предсказывать пространственную форму и характеристики молекул

2. предсказывать свойства вещества исходя из его состава и строения

 

Знать:

1. основные положения и законы атомно-молекулярной теории

2. базовые принципы теории строения атома

3. теоретические основы теории строения молекул

4. связь физических и химических свойств молекул с их строением в основном и возбужденным состояниях

5. теоретические основы межмолекулярных взаимодействий

6. магнитные свойства веществ и материалов

7. принципы создания материалов с заданными свойствами

8. основы цифровой экономики в области химических наук

 

Владеть:

1. описанием электронного строения атомов

2. описанием строения молекул и веществ

3. навыками описания свойств веществ на основе их элементного состава и электронного строения

Formed competencies

ПКА-1 Знает основные этапы и закономерности развития химической науки, имеет представления о системе фундаментальных химических понятий и методологических аспектов химии, форм и методов научного познания;

ПКА-2 Понимает взаимосвязь естественных наук, способен осваивать междисциплинарные научные направления;

ПКА-3 Владеет теоретическими основами неорганической и координационной химии, методами синтеза, выделения и характеризации неорганических веществ и комплексных соединений. Знает основы радиохимии, проблемы ядерной энергетики и радиоэкологии, имеет практические навыки работы с радиоактивными изотопами

УКБ-1 Способен осуществлять систематизированные поиск, сбор, структурирование, критический анализ и синтез необходимой информации, применять системный подход для решения поставленных задач.

УКБ-7 Способен управлять своим временем, выстраивать и реализовывать траекторию саморазвития на основе принципов образования в течение всей жизни.

УКБ-10 Способен понимать сущность и значение информации в развитии общества, использовать основные методы получения и работы с информацией с учетом современных технологий цифровой экономики и информационной безопасности.

Ученые впервые засняли на видео химическую связь между двумя атомами металлов — Наука

ТАСС, 17 января. Ученые из Великобритании и Германии впервые сняли на видео то, как возникает связь между двумя атомами тяжелого металла рения. Также на видео попало то, как она разрывается или деформируется под действием соседних молекул. Снимки опубликовал научный журнал Science Advances.

«Насколько мы знаем, мы впервые проследили и сняли на видео формирование, эволюцию и разрушение химической связи на уровне отдельных атомов. Изучение связей между атомами тяжелых металлов крайне важно для химии, особенно для понимания магнитных, электронных и каталитических свойств тех материалов, в состав которых они входят», — прокомментировал результаты работы один из ее авторов, профессор Ноттингемского университета (Великобритания) Андрей Хлобыстов.

Почти все молекулы во Вселенной состоят из атомов, которые связаны между собой тремя разными путями. Они могут быть соединены прочными ковалентными или ионными связями, которые основаны на «обобществлении» или «экспроприации» электронов между двумя атомами, а также слабыми водородными связями.

Структура и свойства этих связей химики теоретически изучили достаточно давно, их предсказания в целом совпадают с тем, как эти реакции происходят в реальности. С другой стороны, в последние годы ученые начали использовать атомно-силовые микроскопы и другие приборы для того, чтобы получать фотографии реальных связей между атомами и проверять эти расчеты на практике.

В частности, три года назад физики из Японии и Швейцарии смогли впервые «пощупать» и измерить силу водородной связи с помощью атомно-силового микроскопа, молекулы угарного газа и ароматических углеводородов. Эти опыты полностью подтвердили предсказания теоретиков и исключили, что в формировании этой связи участвуют какие-либо неизвестные науке силы.

Атом в нанопробирке

Хлобыстов и его коллеги изучали еще один тип химических связей, которые объединяют атомы всех чистых металлов. Ее называют металлической, в целом эта связь напоминает взаимодействия между ионами, однако в этом случае в ее формировании участвуют не атомы с положительным и отрицательным зарядом, а облака электронов и положительно заряженных атомов.

Металлические связи, как отметил химик, почти не изучали в прошлом, в том числе и потому, что за подобными цепочками атомов крайне тяжело наблюдать. Дело в том, что их свойства сильно меняются в зависимости от того, какие другие соединения или вещества их окружают. Авторы статьи нашли остроумное решение этой проблемы, упаковав два атома рения в своеобразную защитную оболочку из углеродных нанотрубок.

«Нанотрубки помогали нам вылавливать атомы или молекулы и располагать их там, где нужно. В данном случае мы захватили два атома рения и соединили их друг с другом, сформировав молекулу Re2. Рений можно легко увидеть в атомный микроскоп – он намного темнее окружающих его легких атомов благодаря его большому зарядовому числу», — пояснил Хлобыстов.

‘ Видео химической связи между атомами рения. Credit – University of Nottingham’

Поместив подобную молекулу в «пробирку» из нанотрубки, ученые начали обстреливать ее пучками электронов, наблюдая при помощи трансмиссионного электронного микроскопа за тем, где находились атомы рения, а также как была устроена связь между ними. В результате они смогли проследить за тем, как менялось ее устройство по мере движения рения через нанотрубку, как она несколько раз распалась и затем заново сформировалась, а также подсчитать число пар электронов, которые участвовали в ее формировании.

Как оказалось, в этом процессе участвует четыре пары частиц, которые образуют четверную связь между атомами рения. За несколько мгновений перед распадом молекулы эти электроны вели себя совсем не так, как предсказывала теория. Эти сведения, как отмечают исследователи, помогут их коллегам уточнить каталитические свойства рения и найти ему другие полезные применения.

молекула | Определение, примеры, структуры и факты

Молекула , группа из двух или более атомов, которые образуют наименьшую идентифицируемую единицу, на которую может быть разделено чистое вещество, и при этом сохраняют состав и химические свойства этого вещества.

Несколько методов представления структуры молекулы. В структурах Льюиса символы элементов представляют атомы, а точки — окружающие их электроны. Пара общих электронов (ковалентная связь) также может быть показана одной чертой.Модель шара и палки лучше иллюстрирует пространственное расположение атомов. Для ароматических соединений обычна структура Кекуле, в которой каждая связь представлена ​​тире, атомы углерода подразумеваются там, где встречаются две или более линий, а атомы водорода обычно опускаются. Формулы Bond-Line, подобные структуре Кекуле, часто используются для сложных неароматических органических соединений. Сахара часто изображают в виде проекций Фишера, в которых углеродный «каркас» изображен в виде прямой вертикальной линии с атомами углерода, подразумеваемыми там, где горизонтальные линии пересекаются с вертикальной.

© Merriam-Webster Inc.

Британская викторина

Подводки к химии

Возможно, вы знаете, что элементы составляют воздух, которым мы дышим, и воду, которую мы пьем, но знаете ли вы о них больше? Какой элемент почти такой же легкий, как водород? Что вы называете смесью двух химических элементов? Узнайте ответы в этой викторине.

Разделение образца вещества на все более мелкие части не приводит к изменению ни его состава, ни его химических свойств до тех пор, пока не будут получены части, состоящие из отдельных молекул. Дальнейшее деление вещества приводит к еще более мелким частям, которые обычно отличаются от исходного вещества по составу и всегда отличаются от него по химическим свойствам. На этой последней стадии фрагментации химические связи, удерживающие атомы вместе в молекуле, разрываются.

Атомы состоят из одного ядра с положительным зарядом, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Когда атомы близко подходят друг к другу, электронные облака взаимодействуют друг с другом и с ядрами. Если это взаимодействие таково, что полная энергия системы снижается, тогда атомы связываются вместе, образуя молекулу. Таким образом, со структурной точки зрения молекула состоит из совокупности атомов, удерживаемых вместе валентными силами. Двухатомные молекулы содержат два атома, которые химически связаны. Если два атома идентичны, как, например, в молекуле кислорода (O 2 ), они составляют гомоядерную двухатомную молекулу, а если атомы разные, как в молекуле монооксида углерода (CO), они составляют гетероядерная двухатомная молекула. Молекулы, содержащие более двух атомов, называются многоатомными молекулами, например, двуокись углерода (CO 2 ) и вода (H 2 O). Молекулы полимера могут содержать многие тысячи составляющих атомов.

молекула воды

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.Один атом кислорода содержит шесть электронов на своей внешней оболочке, которая может содержать в общей сложности восемь электронов. Когда два атома водорода связаны с атомом кислорода, внешняя электронная оболочка кислорода заполняется.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Отношение количества атомов, которые могут быть связаны вместе с образованием молекул, является фиксированным; например, каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода. Именно эта особенность отличает химические соединения от растворов и других механических смесей.Таким образом, водород и кислород могут присутствовать в любых произвольных пропорциях в механических смесях, но при искрообразовании будут объединяться только в определенных пропорциях с образованием химического соединения воды (H 2 O). Одни и те же виды атомов могут объединяться в разных, но определенных пропорциях, чтобы образовать разные молекулы; например, два атома водорода будут химически связываться с одним атомом кислорода с образованием молекулы воды, тогда как два атома водорода могут химически связываться с двумя атомами кислорода с образованием молекулы пероксида водорода (H 2 O 2 ).Кроме того, атомы могут связываться вместе в одинаковых пропорциях с образованием разных молекул. Такие молекулы называются изомерами и отличаются только расположением атомов внутри молекул. Например, этиловый спирт (CH 3 CH 2 OH) и метиловый эфир (CH 3 OCH 3 ) оба содержат один, два и шесть атомов кислорода, углерода и водорода соответственно, но эти атомы связаны по-разному.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

Не все вещества состоят из отдельных молекулярных единиц. Хлорид натрия (обычная поваренная соль), например, состоит из ионов натрия и ионов хлора, расположенных в решетке, так что каждый ион натрия окружен шестью равноудаленными ионами хлора, а каждый ион хлора окружен шестью равноудаленными ионами натрия. Силы, действующие между любым натрием и любым соседним ионом хлора, равны. Следовательно, не существует отчетливого агрегата, идентифицируемого как молекула хлорида натрия. Следовательно, в хлориде натрия и во всех твердых телах подобного типа понятие химической молекулы не имеет значения.Следовательно, формула такого соединения задается как простейшее соотношение атомов, называемое формульной единицей — в случае хлорида натрия — NaCl.

Молекулы удерживаются вместе с помощью общих электронных пар или ковалентных связей. Такие связи являются направленными, что означает, что атомы занимают определенные положения относительно друг друга, чтобы максимизировать прочность связи. В результате каждая молекула имеет определенную, довольно жесткую структуру или пространственное распределение своих атомов. Структурная химия связана с валентностью, которая определяет, как атомы соединяются в определенных соотношениях и как это связано с направлениями и длинами связей.Свойства молекул коррелируют с их структурой; например, молекула воды структурно изогнута и поэтому имеет дипольный момент, тогда как молекула диоксида углерода является линейной и не имеет дипольного момента. Выяснение способа реорганизации атомов в ходе химических реакций очень важно. В некоторых молекулах структура может быть не жесткой; например, в этане (H 3 CCH 3 ) существует практически свободное вращение вокруг одинарной связи углерод-углерод.

Положение ядер в молекуле определяется либо из микроволновых колебательно-вращательных спектров, либо с помощью дифракции нейтронов. Электронное облако, окружающее ядра в молекуле, может быть изучено с помощью экспериментов по дифракции рентгеновских лучей. Дополнительную информацию можно получить с помощью методов электронного спинового резонанса или ядерного магнитного резонанса. Достижения электронной микроскопии позволили получать визуальные изображения отдельных молекул и атомов. Теоретически молекулярная структура определяется путем решения квантовомеханического уравнения движения электронов в поле ядер (называемого уравнением Шредингера).В молекулярной структуре длины связей и валентные углы — это те, для которых молекулярная энергия наименьшая. Определение структур путем численного решения уравнения Шредингера стало высокоразвитым процессом, предполагающим использование компьютеров и суперкомпьютеров.

Молекулярная масса молекулы — это сумма атомных масс составляющих ее атомов. Если вещество имеет молекулярную массу M , то M граммов вещества называется одним моль.Количество молекул в одном моль одинаково для всех веществ; это число известно как число Авогадро (6.022140857 × 10 23 ). Молекулярные массы можно определить масс-спектрометрией и методами, основанными на термодинамике или явлениях кинетического переноса.

Фазы материи

Вся материя состоит из атомов.
Каждое вещество (кислород, свинец, серебро, неон …) имеет уникальный номер
протоны, нейтроны и электроны.
Кислород, например, имеет 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов.Водород имеет 1 протон и 1 электрон.
Отдельные атомы могут
соединяются с другими атомами с образованием молекул.
Молекулы воды содержат два атома водорода H и один атом кислорода O .
и химически называется h3O .
Кислород и
азот — основные компоненты
воздуха
и встречаются в природе как
двухатомных (двухатомных) молекул.
Независимо от типа молекулы, обычно имеет значение
существует в виде твердого тела , жидкости или газа .Мы называем это свойство материи фазой материи.
Три нормальные фазы материи обладают уникальными характеристиками, которые перечислены на
горка.

Цельный

В твердой фазе молекулы тесно связаны друг с другом.
молекулярными силами.
Твердое тело сохраняет свою форму, и
объем
твердого тела фиксируется формой твердого тела.

Жидкость

В жидкой фазе и молекулярные силы слабее, чем в твердой.Жидкость
примет форму контейнера со свободной поверхностью в гравитационном
поле. В условиях микрогравитации жидкость образует шар внутри свободной поверхности. Несмотря на
силы тяжести жидкость имеет фиксированный объем.

Газ

В газовой фазе молекулярная
силы очень слабые. Газ наполняет свой контейнер, забирая оба
форма и объем емкости.

Жидкости (жидкости и газы)

Жидкости и газы называются жидкостями , потому что
их можно заставить течь или двигаться.В любой жидкости сами молекулы находятся в постоянном беспорядочном движении, сталкиваясь с
друг друга и стенками любой емкости.
Описано движение жидкостей и реакция на внешние силы.
посредством
Уравнения Навье-Стокса,
которые выражают сохранение
масса,
импульс, и
энергия.
Движение твердых тел и реакция на внешние силы описываются
Законы движения Ньютона.

Любое вещество может находиться в любой фазе.Под
стандартные атмосферные условия,
вода существует в виде жидкости. Но если мы снизим
температура
ниже 0 градусов Цельсия или 32 градусов по Фаренгейту, вода меняет
в твердую фазу, называемую льдом.
Аналогично, если мы
высокая температура
объем воды выше 100 градусов по Цельсию или 212 градусов по Фаренгейту,
вода превращает свою фазу в газ, называемый водяным паром.
Изменения в фазе материи — это физических изменений , а не
химические изменения. Молекула водяного пара имеет такой же химический состав.
состав, h3O , в виде молекулы жидкой воды или молекулы
льда.

При обучении
газы,
мы можем исследовать движения и взаимодействия
отдельных молекул, или мы можем исследовать крупномасштабное действие
газа в целом. Ученые говорят о крупномасштабном движении
газ как макроуровень и индивидуальный молекулярный
движения как микромасштаб . Некоторое явление легче
понимать и объяснять на основе макромасштаба, в то время как другие
явления легче объяснить в микромасштабе.Макро шкала
расследования основаны на вещах, которые мы можем легко наблюдать
и измерить. Но исследования на микроуровне основаны на довольно
простые теории, потому что на самом деле мы не можем
наблюдать за движением отдельной молекулы газа. Макро и микро
Масштабные исследования — это всего лишь два взгляда на одно и то же.

Плазма — «четвертая фаза»

Три нормальные фазы материи, перечисленные на слайде, были известны.
много лет учился на уроках физики и химии.В последнее время мы начали
исследуют материалы при очень высоких температурах и давлениях, которые обычно
происходят на Солнце или при возвращении из космоса. В этих условиях
сами атомы начинают разрушаться; электроны лишены
их орбита вокруг ядра, оставляя положительно заряженный ион
позади. Полученная смесь нейтральных атомов, свободных электронов и заряженных
ионов называется плазмой . Плазма обладает некоторыми уникальными качествами, которые
заставляет ученых относить это к «четвертой фазе» материи.Плазма — это
жидкость, такая как жидкость или газ, но из-за присутствующих заряженных частиц
в плазме он реагирует на электромагнитные силы и генерирует их. Там
уравнения гидродинамики, называемые уравнениями Больцмана, которые включают
электромагнитные силы с нормальными жидкостными силами Навье-Стокса
уравнения. НАСА в настоящее время занимается исследованием использования плазмы.
для ионной двигательной установки.


Деятельности:


Экскурсии с гидом


Навигация..

Руководство для начинающих Домашняя страница

2.2: Состояния материи

Как описано в разделе 2.1, молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода (H 2 O). Все молекулы воды абсолютно одинаковы (одинаковое соотношение элементов, одинаковый геометрический рисунок связи), но мы встречаем воду в трех разных формах в окружающем нас мире. При низкой температуре вода существует в твердом виде (лед).При повышении температуры вода существует в виде жидкости, а при высокой температуре в виде водяного пара — в виде газа. Эти три формы воды представляют три состояния материи : твердые тела, жидкости и газы. Состояния материи являются примерами физических свойств вещества. Другие физические свойства включают внешний вид (блестящий, матовый, гладкий, шероховатый), запах, электрическую проводимость, теплопроводность, твердость и плотность, и это лишь некоторые из них. Мы обсудим плотность более подробно в следующем разделе, но сначала давайте исследуем состояния вещества и то, как они различаются на атомном уровне.

Если лед, жидкая вода и водяной пар состоят из одинаковых молекул, то чем объясняется различие в их свойствах? До сих пор мы говорили о молекулах, как если бы они стояли на месте, но на самом деле они всегда движутся. В химии мы часто объясняем состояния материи в терминах кинетической молекулярной теории (КМТ) . Слово кинетический относится к движению, а кинетическая молекулярная теория предполагает, что атомы и молекулы всегда в движении.Энергия, связанная с этим движением, называется кинетической энергией . Количество кинетической энергии, которой обладает частица, напрямую зависит от температуры, и именно кинетическая энергия молекул воды в различных условиях определяет различные свойства трех состояний воды.

Атомы и молекулы движутся по-разному в разных условиях из-за сил, притягивающих их друг к другу, называемых межмолекулярными силами . Межмолекулярные силы — это общий термин, описывающий тот факт, что все атомы и молекулы обладают определенным внутренним притяжением друг к другу.Эти силы притяжения намного слабее, чем связи, удерживающие молекулы вместе, но в большом кластере атомов или молекул сумма всех этих сил притяжения может быть весьма значительной.

Теперь рассмотрим группу молекул или атомов, сгруппированных вместе и удерживаемых на месте этими силами притяжения. При низкой температуре молекулы или атомы будут оставаться склеенными в комке , определенной формы и структуры, как вода в форме кубика льда. Это называется твердой фазой .На атомном уровне молекулы или атомы в твердом теле плотно упакованы, и, хотя все они по-прежнему быстро движутся, их движения настолько малы, что их можно представить как колебания относительно фиксированного положения. В качестве аналогии представьте себе горстку небольших магнитов, склеенных вместе в твердую массу. Твердые тела и жидкости являются наиболее плотно упакованными состояниями материи. Из-за межмолекулярных сил твердые тела имеют определенную форму, которая не зависит от контейнера, в который они помещены.Когда к системе добавляется энергия, обычно в виде тепла, отдельные молекулы или атомы приобретают достаточно энергии, чтобы преодолеть некоторые из притягивающих межмолекулярных сил между ними, так что соседние частицы могут свободно перемещаться или скользить друг по другу. Это состояние вещества называется жидкой фазой . Как и в твердом теле, в жидкости силы притяжения достаточно сильны, чтобы удерживать молекулы или атомы близко друг к другу, поэтому они не сжимаются легко и имеют определенный объем.Однако, в отличие от твердого тела, частицы будут течь (скользить друг по другу), так что они могут принимать форму своего контейнера.

Наконец, если в систему вложено достаточно энергии, отдельные молекулы или атомы приобретают достаточно энергии, чтобы полностью разрушить все силы притяжения между ними, и они могут свободно разделяться и быстро перемещаться по всему объему своего контейнера. Это называется газовой фазой , и атомы или молекулы в газовой фазе полностью заполняют любой контейнер, который они занимают, принимая форму и объем своего контейнера.Поскольку между частицами в газе так много места, газ очень сжимаемый, , что означает, что молекулы могут быть прижаты ближе друг к другу, чтобы поместиться в гораздо меньшее пространство. Все мы знакомы с баллонами со сжатым газом, в которых сжимаемость газов используется для того, чтобы можно было транспортировать большое количество газа в очень маленьком пространстве.

Возвращаясь к нашему примеру с водой, при низкой температуре вода существует в виде твердого тела, льда. Когда твердое вещество нагревается, молекулы воды приобретают достаточно энергии, чтобы преодолеть самую сильную из сил притяжения между ними, и лед тает , образуя жидкую воду.Этот переход из твердой фазы в жидкую происходит при фиксированной температуре для каждого вещества, называемой точкой плавления . Температура плавления твердого вещества — одно из физических свойств этого твердого вещества. Если мы уберем энергию из молекул жидкости, они замедлятся настолько, чтобы силы притяжения снова захватили силу и образовалось твердое тело. Температура, при которой это происходит, называется точкой замерзания и совпадает с температурой плавления.

По мере того, как в систему поступает больше энергии, вода нагревается, молекулы начинают двигаться все быстрее и быстрее, пока, наконец, в системе не наберется достаточно энергии, чтобы полностью преодолеть силы притяжения. Когда это происходит, молекулы воды могут свободно улетать друг от друга, заполнять любой контейнер, который они занимают, и превращаться в газ. Переход из жидкой фазы в газовую происходит при фиксированной температуре для каждого вещества и называется точкой кипения . Как и точка плавления, температура кипения является еще одним физическим свойством жидкости.

Фазовые переходы для типичного вещества могут быть показаны с помощью простой диаграммы, показывающей физические состояния, разделенные переходами для точек плавления и кипения.Например, если вам сказали, что температура чистого вещества на 15 ° C выше точки кипения, вы можете использовать диаграмму, чтобы построить график зависимости температуры от точки кипения. Поскольку температура выше точки кипения, вещество будет находиться в газовой фазе .

Однако есть некоторые исключения из правил изменения состояния, которые мы только что установили. Например, лед является твердым телом, а молекулы внутри него прочно удерживаются межмолекулярными силами. Однако поверхностные молекулы подвергаются воздействию, и у них есть возможность поглощать энергию из окружающей среды (представьте себе участок снега в яркий солнечный день). Если некоторые из этих поверхностных молекул поглощают достаточно энергии, они могут разрушить удерживающие их силы притяжения и уйти в виде газа (водяного пара), никогда не проходя через жидкую фазу. Переход из твердого тела непосредственно в газ называется сублимацией . Обратный процесс, прямой переход от газа к твердому телу, называется осаждением .Возможно, наиболее распространенным примером твердого вещества, которое не тает, а только сублимируется, является сухой лед (твердый диоксид углерода; CO 2 ). Это свойство сухого льда делает его хорошим хладагентом для перевозки скоропортящихся продуктов. Он довольно холодный, сохраняет вещи хорошо замороженными, но не тает в грязную жидкость, так как нагревается во время транспортировки.

Подобно тому, как поверхностные молекулы в твердых телах могут перемещаться непосредственно в газовую фазу, поверхностные молекулы в жидкостях также поглощают энергию из окружающей среды и переходят в газовую фазу, даже если температура самой жидкости ниже точки кипения. Это процесс испарения (испарение). Обратный процесс, переход от газа к жидкости, называется конденсацией . Жидкие вещества испаряются, и пространство над любой жидкостью имеет молекулы этого вещества в газообразном состоянии. Это называется давлением пара жидкости, а давление пара (при заданной температуре) является еще одним из физических свойств жидких веществ.

Суммируя то, что мы знаем о различных состояниях материи:

В газе :

  • молекулы или атомы сильно разделены, что делает газ очень сжимаемым,
  • силы притяжения между частицами составляют минимум , позволяя газу принимать форму и объем своего контейнера.

В жидкости :

  • молекулы или атомы расположены близко друг к другу, что делает жидкость менее сжимаемой, чем газ,
  • силы притяжения между частицами являются промежуточными , позволяя молекулам или атомам перемещаться или скользить друг по другу,
  • жидкостей имеют определенный объем, но принимают форму своей емкости.

В твердом корпусе :

  • силы притяжения велики, удерживая атомы или молекулы в относительно фиксированных положениях,
  • : соседние атомы или молекулы расположены близко друг к другу, что делает твердое тело несжимаемым и придает ему определенную форму, которая не зависит от формы и размера контейнера.

Авторы и указание авторства

Зона обучения: что такое минерал?

В мире около четырех тысяч различных минералов. Все они представляют собой неорганические твердые вещества природного происхождения. Каждый минерал определяется своим химическим составом и кристаллической структурой. Чтобы правильно объяснить, что такое минерал, мы должны немного познакомить вас с химией.

Минералы состоят из химических элементов.Химический элемент — это вещество, состоящее только из одного вида атомов. Вы слышали о кислороде, водороде, железе, алюминии, золоте и меди? Все это химические элементы.

Но что такое атом?

Атом — наименьшая единица любого химического элемента. Это строительные блоки, из которых состоит каждый химический элемент, и они слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Представьте, например, небольшой кусок меди. Даже самый крошечный кусок меди состоит из миллиардов и миллиардов атомов меди.

Есть 103 типа атомов, и поскольку каждый химический элемент состоит только из одного вида атомов, существует 103 химических элемента.

Миллиарды и миллиарды атомов меди складываются вместе, образуя кусок меди

Каждый минерал имеет фиксированный химический состав. Некоторые минералы состоят только из одного химического элемента — они содержат только один тип атомов. Самородная медь состоит только из атомов меди. Большинство минералов представляют собой химические соединения — они содержат атомы более чем одного химического элемента

Так что же такое химическое соединение?

Скажем так. Как химические элементы состоят из атомов, так и химическое соединение состоит из молекул. Каждая молекула химического соединения состоит из двух или более различных атомов, соединенных вместе.

Галит — химическое соединение. Его также называют хлоридом натрия, но вы, вероятно, лучше знаете галит как каменную соль — да, такую, которую вы добавляете в рыбу с жареным картофелем. Каждая молекула галита содержит один атом элемента, называемого натрием, соединенный с одним атомом элемента, называемого хлором. Галит всегда содержит столько же атомов натрия, сколько и атомов хлора: эта «формула» не меняется — галит, как и все другие минералы, имеет определенный химический состав.

Атомы хлора и натрия соединятся вместе, образуя молекулы галита

Атомы в минерале организованы в организованную «атомную структуру». Они соединяются вместе, образуя молекулы, и молекулы складываются в регулярный узор, образуя кристалл. Форма кристалла зависит от того, как молекулы расположены внутри него.

Существует определенный способ, которым атомы натрия «соединяются» с атомами хлора, образуя молекулу галита, и эти молекулы могут складываться вместе, образуя кристалл галита.

Молекулы галита складываются вместе, образуя кристаллы галита — это соль, которую мы едим каждый день

Все свойства минерала — его кристаллическая форма, твердость, цвет, блеск — зависят от того, из каких химических элементов он состоит и как атомы этих элементов расположены внутри него.


Теперь вы действительно должны знать, что такое минерал, так почему бы не попробовать нашу викторину, чтобы проверить себя.

Все еще не уверены? Если вы прочитаете эти страницы и пройдете тест, вы должны иметь довольно хорошее представление о том, что такое минерал.

Определение минерала
Почему минерал похож на лепешку?
Хитрые биты … атомы, молекулы и прочее
Что такое минерал? Загадка!

элементов и соединений | Введение в химию

Цель обучения
  • Различать элементы и соединения и изучать методы разделения

Ключевые моменты
    • Элементы — это простейшие законченные химические вещества. Каждому элементу соответствует отдельная запись в периодической таблице. Элемент — это материал, состоящий из одного типа атомов. Каждый тип атома содержит одинаковое количество протонов.
    • Химические связи соединяют элементы вместе, образуя более сложные молекулы, называемые соединениями. Соединение состоит из двух или более типов элементов, удерживаемых вместе ковалентными или ионными связями.
    • Элементы нельзя разделить на более мелкие части без большого количества энергии. Соединения, с другой стороны, могут быть разорваны с помощью практического количества энергии, например тепла от огня.
    • Вещество можно разделить на две категории: чистые вещества и смеси. Чистые вещества далее разбиваются на элементы и соединения. Смеси представляют собой физически комбинированные структуры, которые можно разделить на исходные компоненты.

Условия
  • элемент: Любое одно из простейших химических веществ, которое нельзя изменить с помощью химической реакции или каких-либо химических средств. Состоит из атомов, имеющих одинаковое количество протонов.
  • соединение: Вещество, состоящее из двух или более элементов. Состоит из фиксированного соотношения химически связанных атомов. Обладает уникальными свойствами, которые отличаются от свойств отдельных его элементов.
  • химическая связь: Любая из нескольких сил притяжения, которые служат для связывания атомов вместе с образованием молекул.

Элементы

Химический элемент — это чистое вещество, состоящее из одного типа атомов. У каждого атома есть атомный номер, который представляет количество протонов, находящихся в ядре одного атома этого элемента.Периодическая таблица элементов упорядочена по возрастанию атомного номера.

Химические элементы делятся на металлы, металлоиды и неметаллы. Металлы, обычно встречающиеся в левой части таблицы Менделеева:

  • часто токопроводящие
  • ковкий
  • блестящий
  • иногда магнитный.

Алюминий, железо, медь, золото, ртуть и свинец являются металлами.

В отличие от неметаллов, которые можно найти в правой части таблицы Менделеева (справа от лестницы):

  • обычно непроводящий
  • не податливый
  • тусклый (не блестящий)
  • немагнитный.

Примеры элементарных неметаллов включают углерод и кислород.

Металлоиды обладают некоторыми характеристиками металлов и некоторыми характеристиками неметаллов. Кремний и мышьяк — металлоиды.

По состоянию на ноябрь 2011 г. было идентифицировано 118 элементов (последним идентифицированным был ununseptium в 2010 г.). Из этих 118 известных элементов только первые 98 встречаются на Земле в природе. Элементы, которые не встречаются в природе на Земле, являются синтетическими продуктами ядерных реакций, созданных человеком.80 из 98 встречающихся в природе элементов стабильны; остальные радиоактивны, что означает, что они распадаются на более легкие элементы в течение времени от долей секунды до миллиардов лет.

Периодическая таблица Периодическая таблица Менделеева содержит 118 элементов, включая металлы (синий), неметаллы (красный) и металлоиды (зеленый).

Водород и гелий — безусловно, самые распространенные элементы во Вселенной. Однако железо является наиболее распространенным элементом (по массе) в составе Земли, а кислород — наиболее распространенным элементом в слое, которым является земная кора.

Хотя вся известная химическая материя состоит из этих элементов, сама химическая материя составляет лишь около 15% вещества во Вселенной. Остальное — темная материя, загадочная субстанция, не состоящая из химических элементов. В темной материи отсутствуют протоны, нейтроны или электроны.

Соединения

Чистые образцы изолированных элементов редко встречаются в природе. Хотя все 98 природных элементов были идентифицированы в образцах минералов из земной коры, лишь небольшая часть из них может быть обнаружена как узнаваемые относительно чистые минералы.Среди наиболее распространенных таких «самородных элементов» — медь, серебро, золото и сера. Углерод также обычно встречается в форме угля, графита и алмазов. Благородные газы (например, неон) и благородные металлы (например, ртуть) также можно найти в их чистых, несвязанных формах в природе. Тем не менее, большинство этих элементов находится в смесях.

Когда два различных элемента химически соединяются, т. Е. Между их атомами образуются химические связи, результат называется химическим соединением. Большинство элементов на Земле связываются с другими элементами, образуя химические соединения, такие как натрий (Na) и хлорид (Cl), которые вместе образуют поваренную соль (NaCl).Вода — еще один пример химического соединения. Два или более составляющих элемента соединения можно разделить с помощью химических реакций.

Химические соединения имеют уникальную и определенную структуру, которая состоит из фиксированного соотношения атомов, удерживаемых вместе в определенном пространственном расположении химическими связями. Химические соединения могут быть:

  • молекулярные соединения, удерживаемые вместе ковалентными связями
  • солей, удерживаемых ионными связями
  • интерметаллические соединения, удерживаемые металлическими связями
  • комплексов, скрепленных координатными ковалентными связями.

Чистые химические элементы не считаются химическими соединениями, даже если они состоят из двухатомных или многоатомных молекул (молекул, которые содержат только несколько атомов одного элемента, например H 2 или S 8 ).

Chemistry 1.2 Classification Matter (Part 2 of 3) — YouTube В этом видео обсуждаются чистые вещества, сравниваются элементы и соединения и противопоставляются химические изменения и физические изменения.
Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Каковы истинные утверждения о соединении?

Атомы, молекулы, соединения — поначалу химия может сбивать с толку. Однако это станет проще, если вы изучите концепции, лежащие в основе терминологии. Одна из самых важных идей, которую нужно понять, — это химическое соединение. Первоначально слово «составной» означало «соединить» или «соединить». Проще говоря, соединение — это вещество, в котором два или более элемента химически связаны.

Как минимум два разных элемента

Соединение содержит как минимум два разных типа атомов. Другой способ сказать это: соединение — это вещество, состоящее как минимум из двух разных элементов. Кислород, O2, является элементом, потому что он состоит из двух атомов одного типа. Вода, h3O, представляет собой соединение, потому что имеет два разных типа атомов — кислород и водород.

Определенные отношения атомов

Атомы в соединении имеют фиксированное соотношение. Это означает, что каждая молекула в соединении всегда будет одинаковой.В молекуле воды всегда будет один атом водорода и два атома кислорода.

Химическое разделение

Соединения можно химически разложить на более простые вещества. Эти вещества всегда будут элементами или другими, более простыми соединениями. Например, воду можно разделить на два элемента — водород и кислород. Обратите внимание: это еще один способ думать о том, что соединения состоят как минимум из двух разных элементов.

Химические связи

••• Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Соединения нельзя разделить физически. Другой способ сказать это — соединения соединены химическими связями. Например, сахарная вода представляет собой смесь; вы можете отделить сахар от воды, дав жидкости отстояться или поместив ее в центрифугу. Вода — это соединение. Вы не можете отделить водород от кислорода без химического процесса, чтобы разорвать связь между атомами.

Определенные свойства

Соединения обладают определенным набором характеристик.Поскольку молекулы соединения всегда точно такие же, свойства соединения всегда будут одинаковыми. Например, вода всегда замерзает при нуле градусов Цельсия и закипает при 100 градусах Цельсия.

Документ без названия

Документ без названия

Одно из величайших достижений химии
чтобы показать, что вся материя во Вселенной, будь то сверхновая звезда, звездолет
предприятие, планета Земля или шестиклассник, строится из комбинации
около 100 элементов.

Элементы

Элементы не могут быть разбиты на более простые вещества
путем нагревания, кипячения, добавления кислоты или любого другого метода, доступного химику
изменить вещество. Питер Аткинс предполагает, что для дальнейшего развития необходимы
агрессивные методы физиков, которые могут разбивать элементы на электроны,
протонов и других элементарных частиц с помощью ускорителей частиц высоких энергий.
Наименьшее количество элемента, которое может существовать, — это атом .Элемент,
такое как металлическое золото, представляет собой набор идентичных атомов и идентифицируется
по его атомному номеру , — количеству протонов в ядре.
Например, только атомы углерода имеют в своем ядре шесть протонов.

Ученики часто умеют писать или цитировать учебник
определение элемента слова, но не разрабатывают ментальную модель этого понятия.
Часто ученики приписывают макроскопические свойства отдельным атомам и
например, не могут использовать идею о том, что атомы меди имеют очень разные
свойства от медного элемента.

Соединения
удерживаются вместе химическими связями или связями между атомами. Такие ссылки известны
возникать в результате развертывания электронов внешних оболочек атомов,
так называемые валентные оболочки. Например, вода представляет собой комбинацию водорода.
и атомы кислорода связаны вместе, а аспирин состоит из углерода, водорода
и кислород. Многие соединения состоят из молекул, которые представляют собой дискретные группы.
атомов в определенном геометрическом расположении. Подходящее объяснение в Key
Стадия 3 заключается в том, что соединение содержит два или более элемента, связанных вместе в
фиксированные пропорции.Состав обычно имеет свойства, отличные от свойств элементов
из которого он сделан. Например, металлический натрий является химически активным металлом, а хлор
токсичный газ, но вместе они образуют хлорид натрия, который добавляется
к еде, чтобы сохранить ее или улучшить вкус. Такие вещества, как стекло,
сталь, оксид железа, пластмассы и крахмал — тоже соединения, но пропорции
составляющих их элементов может быть разным. В каждом случае атомы притягиваются всеми
соседние атомы делают их почти однородными твердыми телами.Сплавы — это тоже соединения.

Смеси
содержат элементы или соединения в различных пропорциях. Компоненты
смеси имеют разные физические свойства и поэтому могут быть разделены. Чернила для
пример можно разделить на компоненты, поскольку используемый растворитель — вода,
кипит при относительно низких температурах, а пигменты, добавленные для окрашивания
чернила имеют очень высокие температуры плавления и кипения. Можно отварить
растворитель при 100 o c, оставляя красители в чернилах.Почти все
мы едим — это пример смеси, например, апельсиновый сок содержит соединения
вода, сахар и кислота. К другим смесям относятся: воздух, представляющий собой смесь газов.
и водяной пар; морская вода, представляющая собой смесь воды, хлорида натрия, магния
хлористый; и сырая нефть, которая представляет собой смесь с разными точками кипения.

Химические связи

Существует две основных разновидности химических связей.
ионные связи и ковалентные связи .Ионная связь, как ее название
предполагает взаимодействие между ионами , которые образуют атомы,
образуют притяжение между противоположными зарядами положительно заряженных ионов. Ионы
— заряженные атомы, в которых неравное количество протонов и электронов.
Атомы металлов теряют электроны, образуя положительно заряженные ионы, называемые катионами
. Неметаллы поглощают электроны, образуя отрицательно заряженные ионы, называемые анионами .
Ковалентная связь — это дискретная комбинация атомов, образованная разделением
электронных пар.

Ионные связи

Ионные соединения образуются, когда металл и неметалл
объединяйтесь. Когда металлический натрий падает в баллон с газообразным хлором,
элементы бурно реагируют с образованием нового соединения, называемого хлоридом натрия, соединенного
ионными связями. Чтобы понять влияния, приводящие к формированию
ионная связь, нам нужно рассмотреть электронное расположение натрия и хлора
атомы. Структура натрия 2,8,1 с одним электроном во внешней оболочке.Хлор
составляет 2,8,7, с семью электронами во внешней оболочке. Удаление электрона
от внешней оболочки натрия требуется 5,1 эВ, и при этом ион натрия
сформирован. 3,6 эВ выделяются, когда электрон входит в хлорную оболочку, образуя
хлорид-ион. На этом этапе сформировались две газоподобные структуры:
катион натрия и анион хлора путем переноса электрона от одного
тип атома к другому. Маловероятно, что электроны будут двигаться
если рассматривать только уровни энергии.Однако притяжение между
ионов настолько сильны, что снижение энергии перевешивает инвестиции, которые
заставить извлекать электрон из валентной оболочки. Самая низкая энергия
всего достигается, если катионы и анионы слипаются вместе с катионами вокруг
каждый анион и анионы вокруг каждого катиона. Более детальное определение
структуры показывает гигантскую решетчатую ионную твердую структуру.

Ковалентные облигации

Когда два неметалла соединяются, они образуют ковалентную связь. Лучшее, что может случиться, — это если атомы эффективно удерживают свои электроны.
но заключить договор о совместном использовании. Когда два электрона делятся между
два соседних атома, как говорят, связаны ковалентной связью. Когда
между атомами образуются ковалентные связи, получившийся объект называется молекулой
с фиксированной характеристической геометрией.

Содержание

Атомная структура
Присоединение атомов металла
Самооценка
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *