Від океану до молекули / «Природознавство»

01

Все, що існує навколо нас, сучасна наука називає матерією. Її різноманітні види, від найдрібніших піщинок до гігантських планет, і утворюють цей величезний дивовижний світ.

02

Матерія зустрічається нам в двох формах. Перша форма матерії, частки якої мають масу, називається речовиною. Речовини - це повітря, вода, тваринні і рослинні тканини, безліч інших матеріалів. До другої формі матерії відносяться поля. За допомогою різних полів частки речовини взаємодіють один з одним. Наприклад, завдяки гравітаційному полю, Земля притягує до себе всіх своїх мешканців. Світло, радіохвилі, рентгенівське випромінювання - все це приклади полів (рис. 1).

Мал. 1

Дві форми матерії: речовини та поля

04

Об'єкти, що складаються з речовин, називаються макроскопічними тілами: їх можна побачити, помацати, спробувати на смак. Таким чином, залізо, скло і глина - це речовини, а шуруп, стакан і глиняна фігурка - тіла (рис. 2).

Мал. 2

Речовина (глина) і тіло (глиняна фігурка)

06

Кожне макроскопическое тіло складається з більш дрібних частинок. Найменша частка речовини, яка зберігає всі його властивості називається молекулою. Давайте уявимо, наприклад, що у нас є крапля води і ми поділяємо її на дві більш дрібні краплі. Потім одну з них - на дві ще більш дрібні краплі, і так далі, поки, нарешті, перед нами не виявиться настільки маленька «крапелька», що розділити її буде вже неможливо. Це і є молекула (рис. 3).

Мал. 3

молекула води

В основі ілюстрації лежить ліцензійна фотографія

08

Молекули можуть бути самими різними (рис. 4): довгими, симетричними, розгалуженими, замкнутими в кільця і ​​закрученими в спіраль; розміри найбільших з них мають величину порядку 10-7 м (можна розгледіти в мікроскоп), найменших - 10-10 м.

Мал. 4

Молекули трьох речовин: води, вуглекислого газу, оцтової кислоти

10

Речовини, що складаються з однакових молекул, називаються чистими, однак в природі їх практично немає: абсолютна більшість речовин існує тільки в складі різних сумішей. Наприклад, молоко - суміш води, білків, жирів і вуглеводів, а повітря - суміш азоту, кисню і деяких інших газів.

11

Молекули складаються з більш дрібних частинок - атомів; саме атоми зображені у вигляді кульок на рис. 3 і 4. На сьогодні відомо понад 1 800 різних атомів, проте багато з них дуже схожі один на одного і незначно відрізняються лише своєю масою. Такі атоми об'єднали під загальною назвою хімічний елемент (рис. 5).

Мал. 5

Атоми двох елементів: водню і кисню

12 12

атоми одного виду -

хімічний елемент Водень

атоми іншого виду -

хімічний елемент Кисень

13

Елементів вже значно менше - всього 118. Таким чином, кожен елемент об'єднує в собі від 2 до 29 схожих атомів. Хімічні елементи зібрані в періодичній системі елементів, перший варіант якої склав в 1869 році видатний російський учений Дмитро Іванович Менделєєв (рис. 6).

Інтерактивні варіанти періодичної системи: російською мовою , in English

14

Мал. 6

Дмитро Іванович Менделєєв (1834-1907)

15

Для кожного елемента в періодичній системі вказані (рис. 7):

Мал. 7

Осередок періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва

17

Назви деяких елементів, як і самі ці елементи, відомі з незапам'ятних часів (мідь, срібло, золото), інші були названі на честь видатних вчених (Резерфорд) або навіть в честь цілих держав (германій). Російськомовне вимова елементів, що використовується в усному мовленні, може збігатися:

  • з символом, наприклад: водень, H - вимовляється «аш»;
  • з латинським назвою, наприклад: кремній, Si - вимовляється «силіциуму»;
  • з російським назвою, наприклад: алюміній, Al - вимовляється «алюміній».

18

Назви і вимова елементів, у яких вимова збігається або з символом, або з латинською назвою, наведені в таблиці. У всіх інших елементів, які в цю таблицю не ввійшли, вимова буде збігатися з російською назвою.

19

Таблиця. Назви і вимова елементів

номер елемента російська назва латинська назва символ вимова 1 Водень Hydrogenium H аш 6 Вуглець Carboneum C ЦЕ 7 Азот Nitrogenium N ен 8 Кисень Oxygenium O про 14 Кремній Silicium Si силіциуму 15 Фосфор Phosphorus P пе 16 Сірка Sulfur S ес 26 Залізо Ferrum Fe феррум 29 Мідь Cuprum Cu купрум 33 Миш'як Arsenicum As арсеникум 47 Срібло Argentum Ag аргентум 50 Олово Stannum Sn станнум 51 Сурма Stibium Sb стибиум 79 Золото Aurum Au аурум 80 Ртуть Hydrargyrum Hg гідраргірум 82 Свинець Plumbum Pb плюмбум 20 Спробуйте самі! 1. Які з речовин, на ваш погляд, є чистими, а які - сумішами? золото
кров
поліетилен
ананасовий сік
цукор
бетон
Зубна паста номер елемента російська назва латинська назва символ вимова 1 Водень Hydrogenium H аш 6 Вуглець Carboneum C ЦЕ 7 Азот Nitrogenium N ен 8 Кисень Oxygenium O про 14 Кремній Silicium Si силіциуму 15 Фосфор Phosphorus P пе 16 Сірка Sulfur S ес 26 Залізо Ferrum Fe феррум 29 Мідь Cuprum Cu купрум 33 Миш'як Arsenicum As арсеникум 47 Срібло Argentum Ag аргентум 50 Олово Stannum Sn станнум 51 Сурма Stibium Sb стибиум 79 Золото Aurum Au аурум 80 Ртуть Hydrargyrum Hg гідраргірум 82 Свинець Plumbum Pb плюмбум   20   Спробуйте самі

Золото, поліетилен і цукор - чисті речовини, інші - суміші


2. Кожному речовині з першого стовпчика зіставте макроскопическое тіло з другого: фарфор
гума
солона вода
нейлон
деревина
срібло
непромокаючий куртка
ланцюжок
тарілка
колоду
велосипедна шина
море
3. Знайдіть в періодичній системі елементи, названі на честь: Енріке Фермі
Альберта Ейнштейна
Д. І. Менделєєва
Росії (підказка - в символі)
*** 21 Отже, ми вже знаємо, що атоми здатні з'єднуватися між собою, утворюючи молекули. Сили, які утримують атоми разом, називаються хімічними зв'язками. Вони чимось нагадують гравітацію, яка не дозволяє нам просто так відірватися від поверхні Землі і полетіти у відкритий космос (рис. 8). Таким чином, молекулу, насправді, можна описати з двох точок зору:

Мал. 8

Аналогія гравітації і хімічних зв'язків

23

Нарешті, ми підійшли до найголовнішого визначенням - визначення хімії:

хімія - це наука про речовинах, їх будову, властивості і взаємних перетвореннях.

24

Перетворення одних речовин в інші називаються хімічними реакціями. Навколо нас постійно протікають найрізноманітніші хімічні реакції. При згоряння палива в двигуні літака суміш одних речовин, звана гасом, перетворюється в інші речовини - вихлопні гази. У ясний день їх можна спостерігати на небі у вигляді білої смуги, що тягнеться за літаком. Або, наприклад, іржа - речовина, що утворюється в результаті хімічної реакції заліза з киснем в присутності вологи (рис. 9).

Мал. 9

іржа

26

Крім хімічних реакцій, речовини можуть брати участь так само і в фізичних процесах. Фізичним процесом називається процес, в якому будуть змінені будь-які властивості речовини, а саме речовина залишається незмінним. Прикладом фізичного процесу є танення снігу: один і той же речовина - вода - переходить з твердого стану в рідке.

27

У хімії прийнято говорити на мові хімічних формул, роль букв в якому виконують символи хімічних елементів. Хімічні формули бувають трьох видів - справжні, емпіричні і структурні. Справжня формула показує точну кількість атомів кожного елемента в одній молекулі. Цій кількості відповідає індекс - маленька цифра після символу відповідного елемента. Якщо індекс дорівнює 1, т. Е. В молекулі присутній тільки один атом даного елемента, то такий індекс не вказують: вода оцтова кислота 28 Емпірична (або найпростіша) формула показує тільки співвідношення атомів в молекулі. Для того, щоб перейти від істинної формули до емпіричної, потрібно розділити все індекси в істинної формулою на їх найбільший спільний дільник. У разі води емпірична формула збігається з істинною, в разі оцтової кислоти - немає: вода оцтова кислота 29 Структурні формули відображають не тільки склад, але і будова молекули; в них хімічні зв'язки позначаються рисками: вода оцтова кислота 30 І, нарешті, варто відзначити, що існує безліч речовин, що містять в молекулі кілька однакових груп атомів. В цьому випадку групу беруть в круглі дужки, а кількість таких груп позначають індексом після всієї дужки, наприклад: 31 Вимовляються хімічні формули в тій же послідовності, що і пишуться: H2O - «аш два о», C2H4O2 - «це два аш чотири про два». Якщо індекс відноситься до групи атомів, то він вимовляється з суфіксом -жди: Ca (OH) 2 - «кальцій про аш двічі».

тут можна потренуватися у вимові хімічних формул

1. Які з речовин, на ваш погляд, є чистими, а які - сумішами?