АТОМНАЯ МАССА

При определении массы атома очень малая масса электронов не учитывается. Масса атома водорода или протона составляет 1,67·10^-24 г. Эта величина очень мала. Поэтому ее заменяют числом 1,008 или 1. Так как масса протона равна массе нейтрона, то атомная масса других элементов во много раз больше этого числа. Поэтому ее называют ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АТОМНОЙ МАССОЙ (массовым числом). Относительная атомная масса атома кислорода с 16 нуклонами составляет 15,999 или 16 (табл. 2).

При одинаковом количестве атомов какого-либо элемента, а именно при 6,02205·10²³ (1 Моль), относительная атомная масса соответствует его атомной массе в граммах (молярная масса).

ИЗОТОПЫ

Атомы определенного элемента, например углерода, имеют одинаковое число протонов. Однако число нейтронов может быть разным (рис. 11).

Атомы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов называют изотопами.

Изотопы, например, углерода имеют одинаковые химические свойства, но разные массы. Почти все элементы образуют изотопы, но только в ограниченном количестве.

РАДИОАКТИВНОСТЬ

Изотопы некоторых элементов, например радия (Ra 226), урана (U 235), углерода (С 14), излучают энергию. При этом атомные ядра распадаются. Это свойство называется радиоактивностью. При этом различают альфа-, бета- и гамма-лучи (рис. 12). Альфа-лучи состоят из ядер гелия. Состоящие из электронов бета-лучи пронизывают стальные листы или свинцовые пластины толщиной до 1 мм. Гамма-лучи с очень малой длиной волны возникают при превращениях ядра. Они проникают через бетонные стены толщиной в метр и могут быть остановлены только очень толстыми свинцовыми листами. Они очень опасны для человека и приводят к разрушению тканей.

Радиоактивные материалы применяют в технике, например для контроля толщины материала при изготовлении бумаги, фольги, пленок и листовых металлических материалов.

1.4.1. Периодическая система элементов.

Если исследовать свойства элементов в порядке их атомных зарядов, то можно заметить, что почти одинаковые свойства периодически повторяются через 8 элементов. При этом получается 7 строчек или периодов. Период 3, например, объединяет элементы от натрия до аргона (рис. 13).

Если расположить 7 периодов так, что элементы с одинаковыми свойствами будут стоять одни под другими, то получится 8 вертикальных колонок или главных групп от I до VIII (табл. 3).

Расположение элементов по их свойствам в 7 горизонтальных периодов и 8 вертикальных колонок или главных групп называется ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕМЕНТОВ (созданной русским ученым Д.И. Менделеевым).

Было установлено, что элементы главных групп содержат на внешней электронной орбите каждый раз от 1 до 8 электронов. Элементы главной группы 1 имеют всегда 1 внешний электрон. Они все — металлы, за исключением водорода, и сильно реагируют с неметаллами, как, например, кислород или хлор. Элементы главной группы VIII имеют на внешней орбите по 8 электронов. Они при комнатной температуре газообразные и не соединяются с другими элементами (инертные газы). Металлы находятся в левой части периодической системы, неметаллы — в правой. Между ними расположены полуметаллы. Периодическая система четко показывает, что свойства элементов зависят от количества электронов на их внешних орбитах.

Атомы элементов в подгруппах имеют 1 или 2 внешних электрона и различаются по количеству электронов на их внутренних орбитах. Свойства элементов в подгруппах имеют большое сходство, все они металлы (см. табл. 3).

Различные атомы или элементы могут связываться между собой. Возникшее при этом новое вещество называют химическим соединением. Это новое вещество имеет совсем другие свойства, чем свойства элементов, из которых он состоит. Например, соединяются один атом кислорода (О) с двумя атомами водорода (Н) в одну молекулу воды (H₂O). Химическое соединение вода имеет другие свойства, чем элементы кислород и водород (рис. 14).

Одна молекула — это мельчайшая частичка химического соединения. Молекулы одного химического соединения одинаковы.