Все вещества состоят из движущихся и взаимодействующих между собой атомов и молекул.
Простые вещества состоят из одинаковых атомов, сложные — из атомов различных химических элементов. Атом — наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны, притягивающиеся к положительно заряженному ядру силами электромагнитного взаимодействия.
Главной характеристикой химического элемента является заряд ядра атома.
Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре, совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
Атом электронейтрален: положительный заряд (+Ze) ядра компенсируется отрицательным зарядом (-Ze) электронов.
Кроме протонов, в ядре атомов содержатся нейтроны, связанные с протонами сильным взаимодействием. Общее название протонов и нейтронов, входящих в состав ядра, — нуклоны.
Массовое число А равно числу нуклонов в ядре (суммарное число протонов Z и нейтронов N):
Изотоп — разновидность одного и того же химического элемента, атом которого содержит одинаковое число протонов в ядре и разное число нейтронов.
В условном обозначении изотопа химического элемента указываются массовое число А и зарядовое число Z:
Масса атома меньше суммарной массы частиц, входящих в его состав.
Дефект массы — разность суммарной массы отдельных частиц, входящих в состав атома (ядра), и полной массы атома (ядра):
Дефект массы обусловливается выделением энергии ΔЕ при образовании атома:
Атомная единица массы (а.е.м.) — средняя масса нуклона в атоме углерода 126С.
Атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода 126С.
Относительная масса атома Мr — число атомных единиц массы, содержащихся в массе атома:
Моль — количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной массе атома.
Молярная масса — масса одного моля.
Единица молярной массы — килограмм на моль (кг/моль). Постоянная Авогадро — число атомов (или молекул) в одном моле любого вещества:
Молярная масса вещества
Существует четыре агрегатных состояния (или фазы) вещества: твердое, жидкое, газообразное, плазменное.
Фазовый переход — переход системы из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом пере
ходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая величина (например, плотность, внутренняя энергия) или симметрия системы. Вещество находится в твердом состоянии, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул много больше их средней кинетической энергии.
Молекулы в твердом теле располагаются упорядоченно.
Жидкое состояние образуется, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул соизмерима с их средней кинетической энергией. Упорядоченное расположение молекул наблюдается в жидкости лишь в пределах нескольких соседних молекулярных слоев.
Вещество находится в газообразном состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул превышает среднюю потенциальную энергию их взаимодействия. Молекулы газа движутся хаотически. Условия идеальности газа:
1) диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними;
2) средняя кинетическая энергия молекул много больше средней потенциальной энергии их взаимодействия;
3) молекулы взаимодействуют между собой и со стенками упруго. Плазма — электронейтральная совокупность нейтральных и заряженных частиц.
Ионизация — процесс образования ионов из атомов.