Терминологический аппарат химии

АТОМНЫЙ НОМЕР – это порядковый номер атомов Z (или т.н. зарядовое число) различных химических элементов в периодической системе элементов (например, в таблице Менделеева). Соответствует числу протонов в ядре и, следовательно, электронов на атомных орбиталях. Последние, согласно модернизированной модели атома Резерфорда-Бора, представляют собой локализованные в соответствующих областях атома облака электронов. Атомный номер характеризует периодичность химических свойств элементов. Для всех известных на Земле природных элементов величина атомного номера изменяется в пределах от 1 (водород) до 92 (уран). Вместе с массовым числом М (суммой протонов и нейтронов в ядре) атомный номер характеризует химический элемент (как набор изотопов) в периодической системе элементов: символически: ^МХ_Z, где Х – соответствующий символ того или иного химического элемента.

ВОДА, ее значение – оксид водорода, в атмосфере около 13 триллионов тонн, в ледниках в 2000 раз больше, еще больше в Мировом океане и особенно много (в 30 раз больше по сравнению с запасами в Мировом океане) в недрах Земли, так что общая масса воды немного свыше миллиарда миллиардов тонн. Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории планеты. Вода является основой всех форм жизни на Земле. Так, например, человек почти на 65 % состоит из воды. Молекулы воды объединены водородными связями, поэтому вода имеет высокую точку кипения и остается жидкой в широкой области температур. Благодаря водородным связям во льду молекулы воды образуют решетку, структура которой подобна структуре ре­шетки алмаза (самой прочной из всех известных решеток): поэтому плотность льда меньше плотности воды и поэтому зимой в северных странах на поверхности водоемов образуется слой льда, замедляя их дальнейшее замерзание. Поскольку в молекулах воды наблюдается сильное разделение зарядов вдоль связей, они обладают большим дипольным моментом, которой способствует распаду растворенных в воде соединений на ионы, поэтому вода является прекрасным растворителем (практически идеальным, универсальным, о каком мечтали алхимики) для переноса различных веществ внутри живых клеток и между ними.

ВОДОРОД – самый легкий и простой химический элемент (первый в таблице Менделеева), газ при нормальных условиях, в соединении с кислородом дающий воду (два атома водорода на один атом кислорода). Состоит из протона (ядро) и одного орбитального электрона. Имеет два изотопа – стабильный дейтерий (ядро: протон + нейтрон) и радиоактивный тритий (ядро: протон +2 нейтрона, период полураспада примерно 12 лет). Дейтерий был открыт в 1932 году американским физико-химиком Г.К. Юри (Нобелевская премия по химии за 1934 год). Водород наиболее распространенный элемент во Вселенной (около 75 %), основное термоядерное «топливо» звезд и, в частности, Солнца. Изотопы водорода используются в лабораторных экспериментах по созданию и изучению условий для управляемой термоядерной реакции с целью получения энергии, они также были использованы в первых вариантах термоядерного оружия – в т.н. водородных бомбах. Водород в чистом виде получил в 1766 году знаменитый английский физик и химик Генри Кавендиш (1731–1810), который установил его свойства и определил его количество в воде.

ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ – возникают, если водород связан с азотом, кислородом или фтором, в результате чего возникает особенно сильный дипольный момент (или просто диполь). Это происходит по двум причинам. Во-первых, отмеченные атомы весьма электроотрицательны и оттяги­вают к себе связывающую электронную пару, находящуюся между ними и водородом; в результате на водороде образуется положительный заряд. Во-вторых, атомы азота, кислорода и фтора имеют неподеленные пары электро­нов, которые притягиваются к положительно заряженному атому водорода. Вот эта сила притяжения между водо­родом и атомами азота, кислорода и фтора и называется водородной связью. Водородная связь приводит к ассоциации одинаковых или различных молекул в комплексы (так, например, одна молекула воды может удерживать водородными связями до четырех других молекул воды); во многом определяет свойства воды и льда (так решетка льда похожа на решетку алмаза), молекулярных кристаллов, структуру и свойства многих синтетических полиамидов, белков, нуклеиновых кислот и др.

ГИПОТЕЗА ФЛОГИСТОНА – представление, существовавшее в XVIII в., объясняющее химические реакции существованием особого невесомого вещества, флогистона (от греч. – зажигать, гореть). Впервые было предложено немецким врачом и химиком Г. Шталь (1659–1734). Согласно данному представлению, металлы состоят из окалины и флогистона, который при нагревании улетучивается, и остается чистый элемент. Эта гипотеза была опровергнута известным французским химиком А. Лавуазье (1743–1794 гг.) после открытия кислорода и выявления его роли в процессах окисления и горения. Он первый предпринял попытку систематизации открытых к тому времени 33 химических элементов, хотя при этом отнес к ним и некоторые химические соединения (известь, магнезию и др.), и даже теплоту и свет.

ИЗОТОПЫ – разновидность одного и того же химического элемента, отличающихся массой атомов. Термин «изотоп» был введен в 1910 г. Фредериком Содди, известным английским радиохимиком, лауреатом Нобелевской премии. Ядра атомов изотопов содержат равное число протонов, но различаются числом нейтронов. Они занимают одно место в периодической системе элементов. Различают стабильные (устойчивые) и нестабильные (радиоактивные) изотопы. Имеют разные атомные массы.

КАТАЛИЗ – ускорение химической реакции в присутствии особых веществ – катализаторов, которые взаимодействуют с реагентами, но в реакции не расходуются и не входят в состав конечных продуктов. Катализ был открыт в 1812 г. русским химиком К.С. Кирхгофом. Каталитические процессы различаются по своей физической и химической природе на следующие типы: гетерогенный катализ – химическая реакция взаимодействия жидких или газообразных реагентов идет на поверхности твердого катализатора; гомогенный катализ – химическая реакция идет либо в газовой смеси, либо в жидкости, где растворены как катализатор, так и реагенты; электрокатализ – реакция идет на поверхности электрода в контакте с раствором и под действием электрического тока; фотокатализ – реакция идет на поверхности твердого тела или в жидком растворе и стимулируется энергией поглощенного излучения.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. Менделеева – систематика химических элементов, основанная на открытом в 1869 году великим русским химиком Дмитрием Менделеевым системообразующем (системоупорядочивающем) факторе – атомном весе. Периодический закон, согласно которому физико-химичес­кие свойства элементов являются периодической функци­ей их атомных весов. В квантовой теории, возникшей по­чти через 70 лет после этого открытия, было показано, что причиной периодических изменений свойств элементов яв­ляется «слоистое» строение электронной оболочки атомов, структура которой периодически изменяется по мере воз­растания в ней числа электронов, равного положительно­му электрическому заряду атомного ядра Z. Поэтому хи­мические элементы располагаются в порядке возрастания Z, что в большинстве случаев соответствует расположе­нию по атомным весам. Таким образом, именно заряд атом­ного ядра (число протонов в нем) является истинным си­стемным фактором упорядочивания химических элемен­тов. Периодическая таблица – графическое представле­ние периодической системы элементов, известны несколько форм. Элементы в периодической таблице объединены в группы и периоды. Если во время открытия таблицы Менделееву было известно 62 элемента, то на начало 2002 года в таблицу внесены искусственно синтезированные атомы с Z = 110 - 112, 114, 116 и 118. Последние четыре атома синтезированы в Дубне (Россия) в 2000–2002 годах.

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ – вещество, все атомы которого обладают одинаковым зарядом ядра, хотя и различаются по своей массе, вследствие чего атомные веса элементов не всегда выражаются целыми числами.

УКАЗАТЕЛЬ

ТЕРМИНОВ

РАЗДЕЛА VI

Дата добавления: 2015-11-04