Урок №10. Язык химии. Знаки химических элементов. Относительная атомная масса
Химический язык и его части
Символ химического элемента – условное обозначение химического элемента.
Попытки упорядочить старинные химические знаки продолжались до конца XVIIIвека. В начале XIX века английский химик Дж. Дальтон предложил обозначать атомы химических элементов кружками, внутри которых помещались точки, чёрточки, начальные буквы английских названий металлов и др. Химические знаки Дальтона получили некоторое распространение в Великобритании и в Западной Европе, но вскоре были вытеснены чисто буквенными знаками, которые шведский химик Й. Я. Берцелиус предложил в 1814. Высказанные им принципы составления химических знаков сохранили свою силу до настоящего времени. В России первое печатное сообщение о химических знаках Берцелиуса сделал в 1824московский врач И. Я. Зацепин.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА
Историческая справка: Английский ученый Джон Дальтон (1766–1844) на своих лекциях демонстрировал студентам выточенные из дерева модели атомов, показывая, как они могут соединяться, образуя различные вещества. Когда одного из студентов спросили, что такое атомы, он ответил: «Атомы – это раскрашенные в разные цвета деревянные кубики, которые изобрел мистер Дальтон».
Конечно, Дальтон прославился не своими «кубиками» и даже не тем, что в двенадцатилетнем возрасте стал школьным учителем. С именем Дальтона связано возникновение современной атомистической теории. Впервые в истории науки он задумался о возможности измерения масс атомов и предложил для этого конкретные способы. Понятно, что непосредственно взвесить атомы невозможно. Дальтон рассуждал только о «соотношении весов мельчайших частиц газообразных и других тел», то есть об относительных их массах. И поныне, хотя масса любого атома в точности известна, ее никогда не выражают в граммах, так как это исключительно неудобно. Например, масса атома урана – самого тяжелого из существующих на Земле элементов – составляет всего 3,952·10 –22 г. Поэтому массу атомов выражают в относительных единицах, показывающих, во сколько раз масса атомов данного элемента больше массы атомов другого элемента, принятого в качестве стандарта. Фактически это и есть «соотношение весов» по Дальтону, т.е. относительная атомная масса.
· Массы атомов очень малы.
Абсолютные массы некоторых атомов:
· В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения.
Введена атомная единица массы (а.е.м.)
m (а.е.м.) = 1/12 m( 12 C) = 1,66057 ∙ 10 -24 г.
· A r (H) = m(атома) / m (а.е.м.) =
· A r – показывает, во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 части атома 12 С, это безразмерная величина.
Относительная атомная масса безразмерная величина
Например, относительная атомная масса атома кислорода равна 15,994 (используем значение из периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева ).
Записать это следует так, A r (O) = 16. Всегда используем округлённое значение, исключение представляет относительная атомная масса атома хлора:
A r (Cl) = 35,5.
·Связь между абсолютной и относительной массами атома представлена формулой:
Что значит знак в химии
Ключевые слова конспекта:Химические элементы, знаки химических элементов.
В химии очень важным является понятие «химический элемент» (слово «элемент» по-гречески означает «составная часть»). Чтобы понять его сущность, вспомните, чем различаются смеси и химические соединения.
Например, железо и сера свои свойства в смеси сохраняют. Поэтому можно утверждать, что смесь порошка железа с порошком серы состоит из двух простых веществ — железа и серы. Так как химическое соединение сульфид железа образуется из простых веществ — железа и серы, то хочется утверждать, что сульфид железа тоже состоит из железа и серы. Но познакомившись со свойствами сульфида железа, мы понимаем, что этого утверждать нельзя. Это сложное вещество, образовавшееся в результате химического взаимодействия, обладает совершенно другими свойствами, нежели исходные вещества. Потому что в состав сложных веществ входят не простые вещества, а атомы определённого вида.
ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ — это определённый вид атомов.
Так, например, все атомы кислорода независимо от того, входят ли они в состав молекул кислорода или в состав молекул воды, — это химический элемент кислород. Все атомы водорода, железа, серы — это соответственно химические элементы водород, железо, сера и т. д.
В настоящее время известно 118 различных видов атомов, т. е. 118 химических элементов. Из атомов этого сравнительно небольшого числа элементов образуется огромное многообразие веществ. (Понятие «химический элемент» будет уточнено и расширено в дальнейших конспектах).
Пользуясь понятием «химический элемент», можно уточнить определения простых и сложных веществ: ПРОСТЫМИ называют вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента. СЛОЖНЫМИ называют вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.
Следует различать понятия «простое вещество» и «химический элемент», хотя их названия в большинстве случаев совпадают. Поэтому каждый раз, когда мы встречаем слова «кислород», «водород», «железо», «сера» и т. д., нужно понимать, о чём идёт речь — о простом веществе или о химическом элементе. Если, например, говорят: «Растворённым в воде кислородом дышат рыбы», «Железо — это металл, который притягивается магнитом», это значит, что речь идёт о простых веществах — кислороде и железе. Если же говорят, что кислород или железо входит в состав какого-либо вещества, то имеют в виду кислород и железо как химические элементы.
Химические элементы и образуемые ими простые вещества можно разделить на две большие группы: металлы и неметаллы. Примерами металлов служат железо, алюминий, медь, золото, серебро и др. Металлы пластичны, имеют металлический блеск, хорошо проводят электрический ток. Примерами неметаллов служат сера, фосфор, водород, кислород, азот и др. Свойства неметаллов разнообразны.
Знаки химических элементов
Каждый химический элемент имеет своё название. Для упрощённого обозначения химических элементов используют химическую символику. Химический элемент обозначают начальной или начальной и одной из последующих букв латинского названия данного элемента. Так, водород (лат. hydrogenium — гидрогениум) обозначают буквой Н, ртуть (лат. hydrargyrum — гидраргирум) — буквами Hg и т. д. Предложил современную химическую символику шведский химик Й. Я. Берцелиус в 1814 году
Сокращённые буквенные обозначения химических элементов — это знаки (или символы) химических элементов. Химический символ (химический знак) обозначает один атом данного химического элемента.
Конспект урока «Химические элементы и их знаки».
Химические знаки
Химические знаки
Химические знаки — химические символы, сокращённые буквенные обозначения химических элементов. Современные химические знаки состоят из первой буквы или первой и одной из следующих букв латинского названия элементов.
В химических формулах и химических уравнениях каждый химический знак выражает, кроме названия элемента, относительную массу, равную его атомной массе. Для обозначения изобаров и изотопов к их химическому знаку приписывают сверху слева (иногда справа) массовое число; атомный номер пишут снизу слева. Если же хотят обозначить не нейтральный атом, а ион, то вверху справа ставят заряд иона. Внизу справа указывают число атомов данного элемента в молекуле.
Приведённые в Периодической таблице элементов химические знаки являются международными, но наряду с ними в некоторых странах употребительны знаки, произведённые от национальных названий элементов. Например, во Франции вместо химического знака азота N, бериллия Be и вольфрама W приняты Az (Azote), Gl (Glucinium) и Tu (Tungstène). В США вместо знака ниобия Nb нередко применяют Cb (Columbium). Необщеприняты названия и знаки элементов с атомными номерами 102 и 103 (нобелий и лоуренсий).
Происхождение
Химики древнего хуира и средних веков применяли для обозначения веществ, химических операций и приборов символические изображения, бхквенные сокращения, а также сочетания тех и других. Семь металлов древности изображали астрономическими знаками семи небесных светил: Солнца (☉, золото), Луны (☽, серебро), Юпитера (♃, олово), Венеры (♀, медь), Сатурна (♄, свинец), Меркурия (☿, ртуть), Марса (♁, железо). Металлы, открытые в XV—XVIII веках, — висмут, цинк, кобальт — обозначали первыми буквами их названий. Знак винного спирта (лат. spiritus vini) составлен из букв S и V. Знаки крепкой водки (лат. aqua fortis, азотная кислота) и золотой водки (лат. aqua regis, царская водка, смесь соляной и азотной кислот) составлены из знака воды Ñ и прописных букв F и R соответственно. Знак стекла (лат. vitrum) образован из двух букв V — прямой и перевёрнутой.
Попытки упорядочить старинные химические знаки продолжались до конца XVIII века. В начале XIX века английский химик Дж. Дальтон предложил обозначать атомы химических элементов кружками, внутри которых помещались точки, чёрточки, начальные буквы английских названий металлов и др. Химические знаки Дальтона получили некоторое распространение в Великобритании и в Западной Европе, но вскоре были вытеснены чисто буквенными знаками, которые шведский химик Й. Я. Берцелиус предложил в 1814. Высказанные им принципы составления химических знаков сохранили свою силу до настоящего времени. В России первое печатное сообщение о химических знаках Берцелиуса сделал в 1824 московский врач И. Я. Зацепин.
Что значит знак в химии
Ключевые слова конспекта: химическая формула, индекс, коэффициент, качественный и количественный состав, формульная единица.
Химическая формула — это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
Цифру, стоящую в формуле справа внизу у знака элемента, называют индексом. Индекс обозначает число атомов элемента, входящих в состав данного вещества.
Если требуется обозначить не одну, а несколько молекул (или отдельных атомов), то перед химической формулой (или знаком) ставят соответствующую цифру, которую называют коэффициентом. Например, три молекулы воды обозначаются 3Н2О, пять атомов железа — 5Fe. Индекс 1 в химических формулах и коэффициент 1 перед химическими символами и формулами не пишут.
Запись 5Н2О (пять-аш-два-о) следует понимать так: пять молекул воды образованы десятью атомами водорода и пятью атомами кислорода.
| ЗАДАНИЕ. Обозначить, используя символы химических элементов а) три молекулы азота б) семь молекул сульфида железа в) четыре атома серы г) два атома кальция д) семь молекул воды е) четыре молекулы кислорода ж) две молекулы сернистой кислотыОТВЕТ: а) три молекулы азота — 3N2 б) семь молекул сульфида железа — 7FeS в) четыре атома серы — S4 г) два атома кальция — Ca2 д) семь молекул воды — 7H2O е) четыре молекулы кислорода — 4O2 ж) две молекулы сернистой кислоты — 2H2SO3Объяснение: коэффициенты показывают количество молекул, индексы — количество атомов. Формулы молекул простых веществ нужно запомнить. Одноатомные молекулы образуют инертные газы гелий He, неон Ne, аргон Ar и другие. Из двухатомных молекул состоят водород H2, кислород O2, азот N2, галогены F2, Cl2, Br2, I2. Три атома — в молекулах озона O3, четыре — в молекулах белого фосфора P4. |
По химической формуле мы можем дать веществу название, определить его качественный и количественный состав, а также подсчитать его относительную молекулярную массу.Химическая формула показывает, из атомов каких элементов состоит вещество (то есть качественный состав вещества); и каково соотношение атомов этих элементов (то есть количественный состав вещества).
Формульная единица
Химические формулы веществ, имеющих немолекулярное строение, например FeS, не описывают состав молекулы; а только показывают соотношение элементов, образующих данное вещество.
Так, кристаллическая решётка поваренной соли — хлорида натрия состоит не из молекул, а из ионов. На каждый положительно заряженный ион натрия в ней приходится один отрицательно заряженный ион хлора. Получается, что отношение индексов в записи NaCl совпадает с отношением; в котором химические элементы соединяются между собой, образуя вещество. По отношению к веществам, имеющим немолекулярное строение, такую запись правильнее называть не формула, а формульная единица.
В таком случае величина Мr должна называться не относительной молекулярной массой, а относительной формульной массой. Тем не менее по традиции выражение «относительная молекулярная масса» используют и по отношению к веществам немолекулярного строения.
Конспект урока «Химическая формула. Индекс и коэффициент. Формульная единица«.
Знаки химические
Зн а ки хим и ческие, химические символы, сокращённые буквенные обозначения химических элементов. Современные знаки химические (см. таблицу) состоят из первой буквы или первой и одной из следующих букв латинского названия элементов.
В формулах химических и уравнениях химических каждый знак химический выражает, кроме названия элемента, относительную массу, равную его атомной массе. Для обозначения изобаров и изотопов к их знакам химическим приписывают сверху слева (иногда справа) массовое число; атомный номер пишут снизу слева. Если же хотят обозначить не нейтральный атом, а ион, то вверху справа ставят заряд иона. Внизу справа указывают число атомов данного элемента в молекуле. Примеры: 
— однозарядный ион изотопа хлора (атомный номер 17, массовое число 35); 
— двухатомная молекула того же изотопа. Изобары аргона и кальция обозначаются соответственно 
и 
. Приведённые в таблице знаки химические являются международными, но наряду с ними в некоторых странах употребительны знаки, произведённые от национальных названий элементов.
Например, во Франции вместо знаков химических азота N, бериллия Be и вольфрама W приняты Az (Azote), Gl (Glucinium) и Tu (Tungst è ne). В США вместо знака ниобия Nb нередко применяют Cb (Columbium). Необщеприняты названия и знаки элементов с атомными номерами 102 и 103 («нобелий» и «лоуренсий»).
Историческая справка. Химики древнего мира и средних веков применяли для обозначения веществ, химических операций и приборов символические изображения, буквенные сокращения, а также сочетания тех и других (см. рис.). Семь металлов древности изображали астрономическими знаками семи небесных светил: Солнца (золото), Луны (серебро), Юпитера (олово), Венеры (медь), Сатурна (свинец), Меркурия (ртуть), Марса (железо). Металлы, открытые в 15—18 вв., — висмут, цинк, кобальт — обозначали первыми буквами их названий. Знак винного спирта (лат. spiritus vini) составлен из букв S и V. Знаки крепкой водки (лат. aqua fortis, азотная кислота) и золотой водки (лат. aqua regis, царская водка, смесь соляной и азотной кислот) составлены из знака воды Ñ и прописных букв F, соответственно R. Знак стекла (лат. vitrum) образован из двух букв V — прямой и перевёрнутой.
Попытки упорядочить старинные знаки химические продолжались до конца 18 в. В начале 19 в. английский химик Дж. Дальтон предложил обозначать атомы химических элементов кружками, внутри которых помещались точки, чёрточки, начальные буквы английских названий металлов и др. Знаки химические Дальтона получили некоторое распространение в Великобритании и в Западной Европе, но вскоре были вытеснены чисто буквенными знаками химическими, которые шведский химик И. Я. Берцелиус предложил в 1814. Высказанные им принципы составления знаков химических сохранили свою силу до настоящего времени; они изложены в начале статьи. В России первое печатное сообщение о знаках химических Берцелиуса сделал в 1824 московский врач И. Я. Зацепин.
