Мова хімії
Як і в будь-якій науці, у хімії існує своя система умовних позначень, своя мова. Урок присвячений ознайомленню з мовою хімічної науки, вивченню символів хімічних елементів. Ви дізнаєтеся, коли і ким були вигадані сучасні символи хімічних елементів, також ви дізнаєтеся, що атоми одних хімічних елементів відрізняються від атомів інших хімічних елементів масою, як хіміки вимірювали масу атомів, які настільки мало, що їх не побачиш навіть за допомогою електронного мікроскопа.
I. Мова хімії
Людство використовує багато різних мов. Крім природних мов (японської, англійської, української – всього понад 2,5 тисячі), існують ще й штучні мови, наприклад, есперанто. Серед штучних мов вирізняються мови різних наук. Так, у хімії використовується своя, хімічна мова.Хімічна мова – система умовних позначень та понять, призначена для короткого, ємного та наочного запису та передачі хімічної інформації. Повідомлення, написане на більшості природних мов, поділяється на речення, речення – на слова, а слова – на літери. Якщо речення, слова та літери ми назвемо частинами мови, тоді ми зможемо виділити аналогічні частини і в хімічній мові
Ще в Середньовіччі, за часів алхімії, використовувалися різні знаки для позначення речовин, в основному металів. Адже основною метою алхіміків було отримання різних металів золота. Тому кожен із них використовував свою систему позначень.
У 19 ст. виникла потреба використання зрозумілої всім учених символіки. І одним із перших таку символіку запропонував Джон Дальтон. Але його позначення було незручно користуватися.
Хімічні знакиДальтона набули деякого поширення у Великій Британії та Західної Європи, але невдовзі були витіснені суто літерними знаками, які шведський хімікЙ. Я. Берцеліус запропонував у 1814 році. Він запропонував позначати хімічні елементи першою літерою їх латинської назви. У ті часи всі наукові статті друкувала латинською мовою, він був загальноприйнятим і зрозумілим для всіх учених. В Україні перше друковане повідомлення про хімічні знаки Берцеліуса зробив у 1824 р. московський лікар І. Я. Зацепін.
Хімічний елемент кисень (латинською Oxygenium) отримав позначення Про.
А хімічний елемент водень (Hydrogenium) – Н. Якщо назви кількох елементів починалися одну й ту саму букву, то символі елемента вказували другу чи одну з наступних букв назви. Наприклад, ртуть (Hydrargyrum) позначається Hg.
Зверніть увагу, що перша буква знака хімічного елемента завжди велика, якщо є друга буква – то вона мала. Необхідно запам'ятовувати як назви елементів та його символи, а й вимова, тобто. як ці символи читаються.
Певних правил вимови символів хімічних елементів немає. Їх треба вивчати напам'ять. Знаки деяких хімічних елементів вимовляються так само, як і відповідна літера: кисень - "о", сірка - "ес", фосфор - "пе", азот - "ен", вуглець - "це".
Знаки інших елементів вимовляються як і, як і називаються самі елементи: «натрій», «калій», «хлор», «фтор».
Вимова деяких знаків відповідає їхлатинській назві: кремній – «силіціум», ртуть – «гідргіргум», мідь – «купрум», залізо – «ферум».
Нижче наведено таблицю хімічних знаків деяких елементів, їх назви, відносні маси та вимову.
II. Відносна атомна маса
Модель Дж. Дальтона та Й.Я. Берцеліуса
На початку 19 ст. (Через 150 років після робіт Роберта Бойля) англійський вчений Джон Дальтон запропонував спосіб визначення маси атомів хімічних елементів. Розглянемо суть цього.
Дальтон запропонував модель, відповідно до якої молекулу складної речовини входить тільки по одному атому різних хімічних елементів. Наприклад, він вважав, що молекула води складається з 1 атома водню та 1 атома кисню. До складу простих речовин по Дальтон теж входить тільки один атом хімічного елемента. Тобто. молекула кисню має складатися з одного атома кисню.
І тоді, знаючи масові частки елементів у речовині, легко визначити скільки разів маса атома одного елемента відрізняється від маси атома іншого елемента. Таким чином Дальтон вважав, що масова частка елемента в речовині визначається масою його атома.
Вчений зазначив, що маса атома водню найменша, т.к. немає складної речовини, в якій масова частка водню була б більшою за масову частку іншого елемента. Тому він запропонував маси атомів елементів порівнювати із масою атома водню. І в такий спосіб обчислив перші значення відносних (щодо атома водню) атомних мас хімічних елементів.
Атомна маса водню була прийнята заодиницю. А значення відносної маси сірки вийшло рівним 17. Але отримані значення були або приблизними, або невірними, т.к. техніка експерименту на той час була далека від досконалості і встановлення Дальтона склад речовини була неправильною.
У 1807 – 1817 pp. шведський хімік Йенс Якоб Берцеліус провів величезне дослідження щодо уточнення відносних атомних мас елементів. Йому вдалося отримати результати, близькі до сучасних.
Маси атомів дуже малі.
Абсолютні маси деяких атомів:
В даний час у фізиці та хімії прийнято єдину систему вимірювання.
Введеноатомна одиниця маси (а.е.м.)
m(а.е.м.)= 1/12m(12C) = 1,66057 ∙ 10 -24 р.
- Ar(H) = m(атома) / m (а.е.м.) = 1,67375 ∙ 10 -24 г/1,66057 ∙ 10 -24 г = 1,0079 а.е.м.
Ar - показує, у скільки разів даний атом важчий за 1/12 частини атома 12 С, це безрозмірна величина.
Відносна атомна маса - це 1/12 маси атома вуглецю, маса якого дорівнює 12 а.е.м.
Відносна атомна маса безрозмірна величина
Наприклад, відносна атомна маса атома кисню дорівнює 15,994 (використовуємо значення зперіодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва ). Записати це слід так, Ar(O) = 16. Завжди використовуємо округлене значення, виняток представляє відносна атомна маса атома хлору:
Ar(Cl) = 35,5
Зв'язок між абсолютною і відносною масами атома представлений формулою:m(атома)=Ar∙ 1,66 ∙ 10-27кг