Speaker A
Здравствуйте, ребята! Меня зовут Белоусова Татьяна Джинальна. Я учитель химии. Сегодня у нас первый урок, посвящённый атому с точки зрения химии. Атом — это химически неделимая частица, и поэтому слово "атом" к химии подходит безусловно очень хорошо. Но с точки зрения физики атом не является неделимой частицей. Атомы и молекулы — это мельчайшие частицы вещества. Можете себе представить, насколько изменились наши представления об атоме за последние полтора века. Ещё в 1861 году во время знаменитого съезда химиков в Карлсруэ спорили учёные: есть атомы или молекулы, или они не существуют? И до того момента, когда открывалась периодическая система, чёткого представления о том, что такое атом, не существовало. Сейчас мы с вами знаем, что атом — это частица, которая имеет заряд 0, это электро нейтральные частицы. С помощью сложных физических методов удалось доказать, что в атоме есть ядро. Ядро имеет положительный заряд, и ядро состоит из двух типов частиц: это протоны, которые имеют заряд плюс, и нейтроны, которые имеют заряд 0. Вокруг ядра, как планеты солнечной системы, вращаются электроны, которые имеют заряд минус. У каждой из частиц есть своё буквенное обозначение. Напомним его. Протоны обозначаются буквой P (английская), заряд протона плюс 1, и масса равна атомной единице массы. В короткой записи протоны пишутся как p+. Протоны были открыты Резерфордом. Нейтроны — это частицы, которые обозначаются буквой N (английская), заряд нейтрона 0 и масса нейтрона — единица. В короткой записи нейтроны обозначаются вот таким символом. Нейтроны были открыты Чедвиком. Электроны обозначаются буквой e со знаком минус, заряд -1, а вот с массой электрона с точки зрения химии пренебрегают, потому что его масса составляет одну 1840 часть от массы протона или нейтрона. Поэтому мы будем считать, что электрон не имеет массы. Короткой записью электроны обозначаются буквой e, и черточка сверху показывает заряд. Электроны были открыты Томпсоном. Итак, вот такое строение имеет атом. Теперь выясним особенности, которые имеют атомы разных химических элементов. Ядро иногда называют словом нуклоны. Но нуклонами называются частицы ядра, потому что они входят в состав ядра. Английское название ядра и латинское название ядра — nucleus. Отсюда название частиц протонов и нейтронов вместе. Если протон обозначить буквой Z от charge, нейтроны — буквой N от их буквенного обозначения, то протоны и нейтроны — это нуклоны. Масса атома обычно обозначается буквой A. Она состоит из протонов и нейтронов вместе. Почему? Потому что электроны имеют очень маленькую массу. Теперь давайте напомним, откуда мы берём число протонов, нейтронов и электронов. Протоны принято находить по порядковому номеру, который есть у любого химического элемента в периодической таблице. Например, давайте посмотрим: кислород находится под восьмым порядковым номером, значит у него 8 протонов. Электроны находим также из порядкового номера, значит в атоме кислорода будет столько же — 8 электронов. Как же найти нейтроны? Для этого, чтобы найти нейтроны, из атомной массы отнимаем число протонов, то есть общее число нейтронов. Так, у кислорода порядковый номер восемь, масса 16, следовательно 16 минус 8 — в атоме будет восемь нейтронов. Приведём конкретный пример. Допустим, железо. Найдём его в периодической системе. Его атомный номер или порядковый номер — 26. Порядковый номер всегда пишется в левом нижнем углу. Округлённая масса железа — 56, напишем её сверху в левом верхнем углу. Напомним форму записи состава атома. Протонов у железа будет двадцать шесть, нейтронов будет 56 минус 26, 30, и электронов будет соответственно 26. Форма записи, которую я показала, называется составом атома. Ну а теперь выясним, давайте, что такое нуклид. Итак, нуклиды — это разновидности химических элементов. Но оказывается, нуклиды бывают разные. Итак, в первую очередь нуклиды бывают разных химических элементов. Разные химические элементы — пример: если мы возьмём углерод, его порядковый номер шесть и округлённая масса 12, это нуклид этого элемента. А, например, для железа, которые мы расписали, мы показали его нуклид — 26 с массой 56. Что же такое нуклид? Разные химические элементы — это элементы, у которых у одного химического элемента будет обязательно свой порядковый номер, значит одинаковое число протонов и электронов, но это могут быть разные элементы. На настоящее время в периодическую систему записано 118 видов нуклидов, то есть разных химических элементов существует. Вторая разновидность нуклидов — это изотопы. Изотопы — само слово расшифровывается как "изо" — одинаковый, "топос" — место. Изотопы — это разновидность одного химического элемента. Например, есть углерод, у которого номер шесть и масса 12, есть углерод, у которого номер шесть и масса, например, 14. Чем они отличаются? У углерода с порядковым номером 6 будет 6 протонов и 6 электронов, и нейтронов тоже 6, а вот у углерода-14 будет шесть протонов, 6 электронов, но соответственно будет восемь нейтронов. Тогда изотопы имеют одинаковый номер, но разную атомную массу и число нейтронов. Изотопы бывают стабильные и нестабильные. Об этом мы будем говорить с вами на следующем уроке. Кроме этого, существует разновидность нуклидов — изобары. Изобары — это одинаковый барический вес, то есть одинаковый вес. Например, существует калий с номером 19, массой 39, но вы знаете, рядом с ним находится кальций. У элемента кальция есть один из изотопов, у которого номер 20. Это другой химический элемент, но у него масса тоже 39. Тогда несложно сделать вывод о том, что такое изобары. Изобары — это разные элементы, но у них одинаковая атомная масса. И существует, соответственно, ещё нуклиды, которые называются изотоны. Изотоны бывают, например, такие два нуклида: это кислород, у которого номер 8 и масса 16, и, например, нуклид изотон будет азот, у которого номер 7 и масса будет соответственно 15. Давайте посмотрим, что в этом случае их объединяет, почему они находятся в одной связи. Итак, у кислорода будет 8 протонов и 8 электронов, и нейтронов, я прямо здесь это запишу, будет соответственно тоже 8 (16 минус 8). А вот у азота, давайте посмотрим его порядковый номер — семь, значит у него будет 7 протонов, 7 электронов, а сколько же нейтронов? Если мы от 15 отнимем 7, у нас получается все те же восемь. Тогда отсюда получается, что такое изотоны — это разные элементы, разные элементы, но у которых одинаковое число нейтронов, одинаковое число нейтронов. Поэтому посмотрите, насколько сложные химические элементы существуют, разные немножечко подходы к тому, что такое нуклид. Поэтому когда мы говорим о химических элементах, вы должны понимать, о чём идёт речь: либо это разные нуклиды, разные химические элементы, наподобие углерода и железа, либо они являются между собой нуклидами — изотопами, это изотопы углерода, например, либо они являются изобарами, то есть у них одинаковая атомная масса, но это разные химические элементы, либо они являются изотонами, то есть у них будет разное число порядкового номера, протонов и электронов, но одинаковое число нейтронов. Но сейчас мы перейдём с вами к решению задач. Итак, решаем первую задачу. Первая задача будет связана с тем, что мы ещё раз укажем, сколько будет протонов, нейтронов и электронов в составе элемента аргон. Находим по периодической системе его порядковый номер — его номер 18, округлённая масса равна 40. Итак, согласно его порядковому номеру, у протонов у него будет 18, нейтронов будет 40 минус 18 — 22, и в составе его атома будет ещё 18 электронов. Это задание 1. Как вы видите, оно не очень сложное. Теперь решим более сложную задачу. Итак, очень часто просят посчитать содержание, например, в процентах протонов, нейтронов и электронов в том или ином атоме. Итак, у нас есть элемент сера, у которого номер 16, и его изотоп с массой 32. Давайте для этого элемента посчитаем содержание в нём доли протонов и нейтронов. Как нам это сделать? Массовая доля обозначается греческой буквой омега. Протонов сколько будет в атоме серы? Протонов 16. Откуда мы это знаем? Из порядкового номера. Для этого 16 — это общее количество протонов. Мы разделим на общую массу всех нуклонов — 32. Ну и поскольку сейчас просят выразить в процентах, умножаем на 100. Следовательно, в составе атома серы у нас будет такая доля.
