О химических элементах и атомах

Ключевые различия между атомом и молекулой

Различие между атомом и молекулой может быть четко показано на следующих основаниях:

1. Атом определяется как наименьшая единица элемента, которая может существовать или не существовать независимо. С другой стороны, молекула подразумевает совокупность атомов, соединенных связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.
2. Атомы могут или не могут существовать в свободном состоянии, но молекулы существуют в свободном состоянии.
3. Атомы состоят из ядра (которое содержит протоны и нейтроны) и электронов. И наоборот, молекула состоит из двух или более одинаковых или разных атомов, химически соединенных.
4. Форма атома сферическая, тогда как молекулы могут быть линейными, угловатыми или прямоугольными по форме.
5. Атомы являются высокореактивными, то есть они участвуют в химической реакции без дополнительного разложения на субатомные единицы. Однако это не относится к атомам благородного газа. Наоборот, молекулы менее реактивны, так как они не участвуют в химической реакции.
6. Атомы обладают ядерной связью, поскольку это влечет за собой электростатическое притяжение между ядром и электроном. Напротив, существует химическая связь между атомами молекулы, так что она охватывает одинарные, двойные или тройные связи.

Структура атома

Атомный мир

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом, почему некоторые люди тратят целую жизнь на изучение какой-нибудь науки, скажем химии, или сутками сидят в лабораториях, постигая глубины этого мира и расширяя границы нашего познания? Если вас интересовали ответы на эти вопросы, а может быть вам и самим интересна наука, то данная публикация, которой мы открываем цикл статей “В чем прелесть химии”, поможет разобраться в особенностях такой потрясающей науки, как химия. Но для начала нужно понять, что же вообще изучает химия?

Еще в XVII веке английский ученый Роберт Бойль, основоположник современной химии и научного метода, обозначил задачей химии изучение элементов, их соединений и свойств. Как вам наверняка известно из уроков естествознания, абсолютно все окружающие нас тела, будь то летающая в комнате пылинка или газовый гигант Юпитер, состоят из молекул, а те, в свою очередь, – из атомов. Таким образом, основной задачей химии является изучение нашего сложного мира на атомно-молекулярном уровне. Для этого, конечно, необходимо точно знать строение самих строительных блоков материи. Давайте же разберемся, как устроены атомы и молекулы, перед этим немного окунувшись в историю атомно-молекулярной теории.

Свойства и структура материи

Материя — это все, что прямо или косвенно воздействует на органы чувств человека и другие объекты. Окружающий нас мир, все, что существует вокруг нас и может быть воспринято нашими органами чувств прямо или косвенно, представляет собой материю, которая тождественна реальности. Движение — это неотъемлемое свойство материи. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи — это любое изменение, которое происходит в материальных объектах в результате их взаимодействия. Материя не существует в бесформенном состоянии: она образует сложную иерархическую систему материальных объектов разного размера и сложности.

Главная особенность научного знания состоит в том, что естествоиспытателей интересует не материя и движение вообще, а конкретные виды материи и движения, свойства материальных объектов и их характеристики, которые можно измерить с помощью приборов. Современное естествознание выделяет три вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.

Материя — это основная форма материи, обладающая массой. К материальным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные материальные объекты, образованные из них. В химии вещества делятся на простые (с атомами одного химического элемента) и сложные — химические соединения. Свойства веществ зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия между составляющими их атомами и молекулами, в результате чего возникают различные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. При относительно высоких температурах формируется плазменное состояние материи. Переход материи из одного состояния в другое можно рассматривать как один из видов движения материи.

В природе наблюдаются различные виды движения материи, которые можно классифицировать с учетом изменения свойств материальных объектов и их воздействия на окружающий мир. Механическое движение (относительное движение тел), колебательное и волновое движение, распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, фазовые переходы между различными состояниями вещества (плавление, парообразование и т.д.), радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, эволюция живых существ и биосферы, эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом — вот примеры разнообразных видов движения материи.

Физическое поле — это особый вид материи, который позволяет осуществлять физическое взаимодействие между материальными объектами и их системами. Физические поля включают электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантовые) поля, соответствующие различным частицам (например, электронно-позитронное поле). Источниками физических полей являются частицы (например, для электромагнитного поля — заряженные частицы). Физические поля, создаваемые частицами, осуществляют взаимодействие между ними с конечной скоростью. В квантовой теории взаимодействие обусловлено обменом квантами поля между частицами.

Физический вакуум — это самое низкое энергетическое состояние квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения некоторых микропроцессов. Среднее число частиц — полевых квантов — в вакууме равно нулю, но в нем могут рождаться виртуальные частицы — частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуальные частицы влияют на физические процессы. В физическом вакууме могут создаваться пары частица-античастица различных типов. При достаточно высокой концентрации энергии вакуум взаимодействует с реальными частицами, что подтверждается экспериментами. Предполагается, что из физического вакуума, находящегося в возбужденном состоянии, была создана Вселенная.

Время и пространство предполагаются как универсальные формы существования и движения материи. Движение материальных объектов и различные реальные процессы происходят в пространстве и времени. Особенностью научной концепции этих понятий является то, что время и пространство можно охарактеризовать количественно с помощью приборов.

Атомная энергия и ядерные реакции

Атомная энергия является одним из наиболее эффективных и мощных источников энергии в мире. Она основана на ядерных реакциях, которые происходят в атомных ядрах. Ядерные реакции сопровождаются высвобождением большого количества энергии, которая может быть использована в различных целях.

Главным источником атомной энергии является деление ядерных материалов, таких как уран или плутоний. Этот процесс называется ядерным реактором. В ядерном реакторе происходит деление ядерных материалов под воздействием нейтронов, что приводит к высвобождению энергии. Полученная энергия может быть использована для производства электроэнергии или в других промышленных целях.

Атомная энергия имеет ряд преимуществ по сравнению с другими источниками энергии. Она не выбрасывает в атмосферу углекислый газ и не влияет на изменение климата. Кроме того, атомная энергия является стабильным и надежным источником энергии, который может обеспечивать электричество в течение длительного времени без перерывов.

Однако атомная энергия также имеет свои риски и недостатки. Один из главных рисков связан с возможностью ядерных аварий, таких как авария на Чернобыльской АЭС или Фукусимской АЭС. Такие аварии могут привести к выбросу радиоактивных веществ в окружающую среду и иметь серьезные последствия для здоровья людей и окружающей среды.

В целом, атомная энергия и ядерные реакции играют важную роль в современном мире. Они обеспечивают энергию для промышленности и бытового использования, но также требуют серьезных мер безопасности для предотвращения возможных аварий и минимизации рисков для окружающей среды.

В молекулах есть химические связи; в атомах нет

И наконец, очень важное отличие. В то время как молекулы являются результатом связывания атомов посредством химических связей (например, ковалентной связи), компоненты атомов не связываются друг с другом посредством связей

Протоны, нейтроны и электроны не устанавливают связи, но удерживаются вместе двумя из четырех основных сил (электромагнетизм и сильное ядерное взаимодействие). А именно, сплоченность в молекулах обусловлена ​​химическими связями; сплоченность атомов, стихийным силам.

Разница между атомом и молекулой: если вы посмотрите вокруг, вы обнаружите, что вокруг вас миллионы объектов, и каждый из них состоит из молекул, которые представляют собой комбинацию двух или более атомов, связанных вместе.

В чем разница между атомов и молекул это основной вопрос, который возникает в сознании каждого ученый химии.

Атом и Молекула

атомы и молекул присутствуют во всех предметах и ​​живых существах. Уровни куска и толщины меняют толщину и тип предметов.

В газах молекулы очень неплотно упакованы, поэтому молекулы может эффективно перемещаться, не оказывая влияния. В жидкостях давление больше консервативный таким образом, частицы в каждом случае находятся вместе.

Молекула — это самый маленький кусочек вещества, который все еще обладает всеми свойствами вещества. Вы можете разбить молекулы на несколько атомов, но они будут иметь свойства, отличные от исходное вещество.

Молекулы обычно состоят из двух или меньшие структуры называется атомами. Эти атомы делятся электронами или обмениваются электронами, чтобы удерживаться вместе. Связь происходит между частицами внешней оболочки атома.

An атом самая маленькая частица в элементе, которая имеет свойства элемента. Практически возможно расщепление атома, в дальнейшем сохраняя свойства компонента. Атомы не видны невооруженным глазом и являются основными строительными блоками.

У атома есть ядро, окруженное электронов. Электроны — это отрицательно заряженные частицы. В ядро содержит нейтроны и положительно заряженные протоны.

молекула

A молекула это небольшая единица вещества, которая существует в свободном состоянии и представляет химические свойства вещества. Однако, когда два или более атомов находятся очень близко друг к другу, так что электроны атомов могут взаимодействовать друг с другом, что приводит к притяжению между атомами, называемому химической связью.

Химическая связь происходит в результате обмена электронами между атомами, который известен как ковалентная связь. Таким образом, когда два или более атомов объединяются в единое целое с помощью ковалентной связи, он образует молекулу.

Если один или несколько идентичных атомов существуют как единица, независимо, это известно как молекула элемента, но если два или более изменяющихся элемента сгруппированы в фиксированной пропорции, по массе, чтобы создать единицу, которая существует свободно, называется как молекула соединения.

Пример: H2O, CO2, NO2, CH4

Заметные различия между атомом и молекулой

1. Атом — это крошечная частица химического элемента, который может существовать, а может и не существовать независимо, называется атомом. Молекулы относятся к набору атомов, удерживаемых вместе связью, что указывает на наименьшую единицу соединения.

2. Молекула существует в свободном состоянии. Атомы могут или не могут существовать в свободном состоянии.

3. Атом состоит из ядра и электронов. Молекула состоит из двух или более одинаковых или разных атомов, связанных химически.

4. Молекула варьируется по форме; от линейного до углового до треугольного, в то время как атом всегда имеет сферическую форму.

5. И атомы, и молекулы не видны невооруженным глазом, но молекулу можно увидеть с помощью увеличительного микроскопа.

6. Атомы очень реактивны, а молекулы относительно менее реактивны.

7. Атомы удерживаются вместе ядерными связями, в то время как молекулы связаны ковалентно.

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на вашу электронную почту для связанных материалов. Благодарю.

CSN Team.

=> ПОСЛЕДУЮЩИЕ США НА INSTAGRAM | FACEBOOK & TWITTER ДЛЯ ПОСЛЕДНЕГО ОБНОВЛЕНИЯ

Разница между атомом и молекулой — Разница Между

Атом и молекула: отличные свойства

Атом: что это?

Атом — это наименьшая единица, в которой может быть получено стабильное вещество, сохраняющее химические свойства рассматриваемого химического элемента.. Другими словами, атомы — это каждая из частей, составляющих головоломку из молекул. И здесь мы уже видим отношения между ними.

Все мы видели знаменитую периодическую таблицу химических элементов.В нем появляются (на данный момент) 118 открытых элементов, которые, по сути, являются каждой из составляющих известной материи Вселенной.

Все, что существует, представляет собой комбинацию этих элементов. Каждый элемент обладает уникальными свойствами и уникальным образом взаимодействует с другими элементами. Но при чем тут атомы? Ну в принципе все.

И это химический элемент — это атом с определенным числом протонов. То есть в зависимости от количества протонов в атомном ядре у нас будет тот или иной элемент. Таким образом, водород, самый легкий и самый распространенный элемент в Космосе, имеет только один протон в своем ядре. Если в атоме 6 протонов, то мы имеем дело с углеродом. И так со 118 элементами.

Таким образом, атом — это структура, которая находится на границе квантового мира с ядром, которое составляет лишь одну тысячную от его общего размера, но вмещает 99,99% его массы. Это ядро ​​состоит из двух типов субатомных частиц: протонов и нейтронов.

Протоны представляют собой составные субатомные частицы (состоящие из трех кварков, которые являются элементарными субатомными частицами) с положительным зарядом и массой в 2000 раз большей, чем у электрона. Количество протонов определяет химический элемент. А в нормальных условиях количество протонов равно количеству нейтронов, остальных субатомных частиц атомного ядра. и что они похожи на протоны, но не имеют электрического заряда. Протоны и нейтроны связаны друг с другом сильным ядерным взаимодействием.

И вокруг этого ядра у нас есть электроны. Некоторые элементарные субатомные частицы, которые вращаются вокруг протонов и нейтронов по неопределенным орбитам, но управляются сумасшедшими принципами квантовой физики. Электрон одновременно находится во всех местах, где он может быть.

В любом случае электроны — это частицы в 2000 раз меньше протонов, которые имеют отрицательный заряд и прикреплены к ядру посредством электромагнитного взаимодействия (в сто раз менее интенсивного, чем сильное ядерное взаимодействие). Представьте себе атом размером с футбольное поле. Ну, ядро ​​было бы теннисным мячом в центре поля и электронами, булавочной головкой в ​​одном углу. 99.99999% атома пусто.

Чтобы узнать больше: «3 части атома (и их характеристики)»

Самые важные частицы нашего мира

В ходе химических реакций атомное ядро не подвергается никаким изменениям, а соответственно его строение с трудом может объяснить те или иные свойства элемента. Куда более большую значимость для химиков представляет электронное окружение атома, которое как раз и объясняет большинство химических и физических свойств всех существующих элементов. Долгое время считалось, что электроны, подобно планетам вокруг Солнца, вращаются вокруг ядра по определенным траекториям. Это та самая планетарная модель, о которой мы говорили выше. Но данная модель не полностью соответствовала реальности, а значит требовала усовершенствования. Со временем ученые поняли, что объяснить поведение электронов с помощью привычных нам законов макромира, то есть законов классической механики, просто невозможно, ведь на субатомном уровне все работает совершенно по-другому. Оказалось, что электрон вовсе не является частицей в привычном для нас понимании: он настолько быстро движется вокруг ядра, будто одновременно присутствуя в нескольких точках пространства, что обретает признаки волны. Впоследствии в ходе исследования атома и его составляющих появилась квантовая механика, раздел науки, в котором учитывается такая двойственная природа электрона. Из-за некоторых непривычных для нашего понимания законов квантовая механика обрела репутацию сложной и запутанной науки

На самом же деле, она невероятно удивительна и логична и, что немаловажно, изучает поведение электронов – самых важных частиц нашего мира

Изображение того, с чем обычно ассоциируют квантовую механику. Источник

Давайте перейдем к расположению самих электронов. Количество электронов в атоме равно количеству протонов, так как атом электронейтрален. Любой электрон движется вокруг ядра не в хаотичном порядке, а в определенной области пространства, которая называется атомной орбиталью. Каждая атомная орбиталь имеет свою определенную форму и энергию и может вместить два электрона.

Форма некоторых атомных орбиталей. Источник изображения

По мере увеличения заряда ядра, а соответственно и увеличения числа электронов в атоме, между электронами на атомных орбиталях возникают все более сложные взаимодействия, увеличивающие общую энергию атома. Но, как известно, все в нашем мире, включая атомы, стремится к минимуму энергии. Оказалось, что наименьшая энергия атома достигается в том случае, если у него заполнен внешний электронный уровень (в большинстве случаев это крайние 8 электронов), и тогда разница между энергиями притяжения электронов к ядру и взаимного отталкивания между самими электронами на одной орбитали становится наименьшей. Но как же атом может сделать так, чтобы у него было 8 заветных электронов на внешнем уровне? Ответ прост – взаимодействуя с другими атомами. Атомы, словно люди, связанные общими интересами, делятся своими электронами друг с другом, тем самым образуя химические связи.

Сравнение атома и молекулы

Структура атома и молекулы является основой для изучения химии и понимания мира вокруг нас. Атом и молекула — это две разные формы материи, состоящие из микрочастиц.

Атом — это основная структурная частица, из которой состоят все вещества. Он представляет собой наименьшую частицу элемента, которая обладает своими уникальными свойствами. Атомы объединяются в молекулы, образуя различные соединения.

Молекула — это часть вещества, состоящая из двух или более атомов, связанных между собой химическими связями. Молекулы могут быть одного вида атомов (например, молекула кислорода — O₂) или разных видов (например, молекула воды — Н₂О).

Размеры атома и молекулы варьируются в широких пределах. Например, атомы металлов обычно имеют размер порядка 0,1 нанометра, а молекулы белка — от нескольких нанометров до нескольких микрометров. При этом, существуют и более маленькие структуры — наночастицы, состоящие всего из нескольких атомов.

Атомы и молекулы обладают различными свойствами, которые определяют их поведение в химических реакциях. Атомы являются основными строительными блоками вещества, а молекулы образуют различные соединения и материалы, такие как кристаллы и микроорганизмы.

Размеры и масса

В мире нас окружают различные частицы, каждая из которых имеет свои размеры и массу. Изучение размеров и массы частиц позволяет лучше понять и описать их структуру и свойства.

На самом низком уровне иерархии находятся атомы, которые являются основными строительными блоками вещества. Атомы имеют очень малые размеры и массу, их размер составляет нанометры и масса измеряется в атомных единицах массы. Однако, существуют и более мелкие частицы — наночастицы, размеры которых ещё меньше и часто измеряются в ангстремах, а масса — в пикограммах.

Если говорить о более сложных структурах, то молекулы являются составными частями многих веществ. Молекулы могут состоять из двух или более атомов, связанных между собой. Размеры молекул могут быть значительно больше, чем у атомов, и масса также увеличивается. Изучение размеров и массы молекул позволяет понять их химические свойства и взаимодействия с другими молекулами.

Следующим уровнем иерархии являются структуры, созданные из множества молекул — кристаллы и соединения. Кристаллы имеют регулярную и повторяющуюся структуру, а соединения состоят из различных типов атомов и молекул, связанных между собой. Размеры кристаллов и соединений могут варьироваться от микрометров до миллиметров, а масса может быть измерена в граммах.

Если рассмотреть более сложные структуры, то можно увидеть, что организмы, включая микроорганизмы, также имеют свои размеры и массу. Микроорганизмы, такие как бактерии или вирусы, имеют размеры, измеряемые в микрометрах и массу, измеряемую в пикограммах или нанограммах.

Структура и свойства

Структура вещества определяет его физические и химические свойства. В зависимости от состава и организации частиц вещества, оно может иметь различные структуры. Так, например, наночастицы имеют размеры меньше 100 нм и обладают особыми свойствами, такими как большая поверхностная активность. Микроорганизмы, такие как бактерии или вирусы, имеют сложную структуру, состоящую из клеток или молекул.

Кристаллическая структура характеризуется упорядоченным расположением атомов или молекул вещества. Такие вещества имеют регулярную форму, хорошо проводят тепло и электричество, имеют определенную точку плавления и кристаллическую решетку. Соединения могут иметь различные структуры в зависимости от типа химической связи между атомами. Молекулы органических соединений, например, могут образовывать длинные цепочки или кольца, что определяет их свойства и активность.

Вещество можно представить как совокупность частиц, которые могут быть атомами или молекулами. Свойства вещества определяются свойствами его составляющих частиц. Например, атомы железа обладают свойствами магнетизма, что делает железо магнитным веществом. Атомы кислорода и водорода, объединяясь в молекулы воды, образуют вещество с определенными химическими и физическими свойствами.

Каждый элемент имеет свою характерную структуру и свойства. Например, атомы углерода могут образовывать различные структуры, такие как алмаз или графит. Они отличаются по упорядоченности исходных атомов, что приводит к различным свойствам этих кристаллических форм углерода.

Разница между атомом и молекулой

Атом:Атомы являются строительными блоками молекул. Наименьшая единичная сущность, которая отображает химические свойства соответствующего элемента.

Молекула: Молекулы состоят из двух или более элементов. Они не отображают отдельные свойства составляющих элементов.

Компоненты

Атом: Атомы состоят из субатомных частиц: протонов, электронов, нейтронов.

Молекула:Молекулы состоят из более чем двух атомов, которые могут состоять из одного и того же элемента или из разных элементов.

стабильность

Атом:Атомы не являются стабильными в одиночку и создают химические связи с другими атомами, чтобы стать стабильными.

Молекула:Молекулы стабильны в одиночку.

разделение

Атом:Атомы не могут быть разделены на субатомные частицы с помощью химических реакций. Разделение возможно только в результате ядерных реакций.

Молекула:Молекулы могут быть разделены на атомы химическими реакциями.

Заключение

Атомы и молекулы являются основополагающими объектами вселенной. Как мы обсуждали ранее, атомы составляют молекулы. Однако химические свойства атомов не часто сохраняются, когда они образуют молекулы. Например, Na является высокореактивным металлом, тогда как Cl является токсичным газом. Однако поваренная соль (NaCl) не является ни металлической, ни токсичной. Это указывает на то, что химические свойства атомов изменяются, когда они становятся молекулами.

Молекулы могут быть разделены на составляющие их атомы химическими средствами. Это невозможно с атомами. Атомы могут быть разделены на субатомные частицы с помощью ядерных реакций.

Молекулы могут существовать сами по себе и часто являются стабильными. Однако это не касается атомов. Только атомы, которые имеют конфигурацию благородного газа, могут быть стабильными сами по себе. Аргон, гелий, криптон и т. Д. Являются некоторыми примерами таких атомов. Причина их стабильности заключается в том, что они достигли максимального количества электронов в своих внешних оболочках. Следовательно, они не отображают какой-либо заряд. Однако атомы, которые не обладают такой стабильностью, собираются вместе, чтобы делиться или переносить электроны, чтобы сделать молекулы и стать стабильными.

Ссылка:1. «Что такое атом?» LiveScience. Покупка, н.д. Web. 15 февраля 2017 г.2. «Что такое молекула? — Определение от WhatIs.com. ” WhatIs.com. Н.п., н.д. Web. 15 февраля 2017 г.

Изображение предоставлено:1. «Атомная диаграмма» Автором оригинальной загрузки было Fastfission из английской Википедии — переведено из en.wikipedia в Commons Teratornis с помощью CommonsHelper.

Основные различия между атомом и молекулой

1. Атом — самая маленькая частица любого элемента, тогда как молекула образуется, когда два или более атома удерживаются вместе с помощью химической связи.
2. Атомы могут существовать или не существовать независимо. Однако молекулы всегда существуют независимо или в свободном состоянии.
3. Дальнейшее расщепление атомов невозможно. С другой стороны, молекулы могут быть разбиты на атомы как одинаковых, так и различных элементов.
4. Ядро, состоящее из нейтронов и протонов, вместе с электронами вместе образуют атом. С другой стороны, молекулы состоят как минимум из двух атомов, которые могут быть одинаковыми или разными и удерживаться вместе химической связью.
5. Атомы всегда имеют сферическую форму и молекулы, которые могут быть угловыми, прямоугольными или линейными.
6. Атомы очень реактивны. Они могут легко участвовать в любой химической реакции и не распадаются дальше на какие-либо субатомные частицы. Однако молекулы сравнительно менее реакционноспособны и не участвуют ни в каких химических реакциях.