представления о планетарных миграциях химических элементов, биохимия - о жизненных циклах, осуществляемых с участием белковых катализаторов - ферментов. Появилась новая отрасль знаний, так называемая молекулярная психология, связывающая молекулярную биологию с наукой о поведении живых организмов.
Развитие химии продолжается, и возможности даже ее традиционных методов далеко не исчерпаны.
12.3.2. Основные представления современной химии
Несмотря на то, что в XX столетии химия продвинулась далеко как в научном плане, так и в прикладной сфере, ее основные представления сохранились в основном на том же уровне, что и в первой четверти этого века. Поэтому целесообразно вкратце перечислить те понятия, которые химическая наука установила у себя как некоторые опорные и исходные. К числу таких понятий относятся представления о химической реакции, о структуре атомов и молекул, о природе химической связи, о валентности, сродстве и т.п., об энергетике химических реакций и т.д.
Атом - мельчайшая химически неделимая частица вещества. Атом - элект-ронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов (общее название - нуклоны). Число протонов N, нейтронов Nn и электронов Ne связаны с зарядом ядра Z и массовым числом А соотношениями:
N - Z\ N = А - Z;
р » п 5
Ne - Z (в нейтральном атоме); Ne = Z - К (в ионе с зарядом К).
Молекула - наименьшая частица вещества, состоящая из атомов, состав и химические свойства которой определяют свойства данного вещества.
Элемент - обобщенное название атомов с одинаковым зарядом ядра (совокупность изотопов).
Вещество - совокупность атомов, молекул или ионов, характеризующаяся набором физических и химических свойств.
Простым веществом называют вещество, образованное атомами одного элемента.
Сложным веществом (или химическим соединением) называют вещество, образованное атомами разных элементов.
Формула - символьная запись, отражающая качественный и количественный состав молекулы и указывающая количество содержащихся в молекуле атомов каждого вида.
Ион - заряженная частица, образующаяся из атома или молекулы путем отдачи или приема одного или нескольких электронов.
Катион - положительно заряженный ион.
Анион - отрицательно заряженный ион.
Аллотропия - свойство элемента существовать в виде нескольких форм.
Атомная единица массы (а.е.м.)~ величина, численно равная 1/12 массы атома углерода С12; 1 а.е.м. = 1,66 -10*27 кг.
Атомная масса элемента - среднее значение масс всех его изотопов.
Относительная атомная масса - отношение атомной массы элемента к а.е.м.
Относительная молекулярная масса - отношение массы молекулы к а.е.м.
Моль - единица количества вещества, содержащая столько же атомов или молекул данного вещества, сколько атомов содержится в 12 г углерода, состоящего только из изотопа Сп.
Число Авогадро - число молекул, содержащееся в одном моле:
Na = 6,02252-1023 моль'1 .
Химическая реакция - превращение одних веществ в другие, отличные от исходных по химическому составу или строению. Общее число атомов каждого данного элемента, а также сами химические элементы, составляющие вещества, остаются неизменными, этим химические реакции отличаются от ядерных реакций.
Любая химическая реакция обратима, хотя скорости и условия проведения прямой и обратной реакций могут существенно отличаться.
Реакционная способность - характеристика химической активности вещества, учитывающая как разнообразие реакций, возможных для данного вещества, так и их скорость. Например, блогородные металлы и инертные газы химически инертны, у них низкая реакционная способность, щелочные металлы и галогены химически активны, т.е. они обладают высокой реакционной способностью.
Электронная структура атомов - взаиморасположение электронных орбиталей в атоме. Орбитали характеризуются главным квантовым числом п, орбитальным квантовым числом 1 и магнитным квантовым числом т. Наиболее устойчивая орбиталь с п = 1 образует /С-оболочку. L-оболочка с п = 2 включает одну орбиталь с набором электронов, имеющих различные квантовые числа. В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех квантовых чисел.
Химическая связь - взаимное притяжение атомов, приводящее к образованию молекул и кристаллов.
- Ионная связь обусловлена электростатическим взаимодействием между ионами. Вещества с этим типом связей, как правило, представляют собой кристаллические вещества с высокими температурами плавления и кипения. Их растворы проводят электрический ток.
Ковалентная связь осуществляется за счет образования ионных пар, принадлежащих обоим атомам.
Мера прочности химической связи - энергия данной связи, работа необходимая для ее разрыва.
Валентность (от лат. valentia - сила), способность атома к образованию химических связей. Количественно мерой валентности принято считать число других атомов в молекуле, с которыми данный атом образует связи. Валентность - одно из фундаментальных понятий теории химического строения веществ. Оно формировалось вместе с понятием химической связи, параллельно с развитием
