Atom i cząsteczka

Materia ma budowę ziarnistą i składa się z maleńkich cząsteczek, będących w ciągłym ruchu. Atom to najmniejsza cząstka pierwiastka. Atom składa się z jądra i elektronów. Jądro atomowe zawiera nukleony, czyli protony i neutrony. Liczba atomowa to liczba protonów w jądrze. Liczba masowa to liczba nukleonów w jądrze.

Atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze noszą nazwę izotopów. Jądra niektórych atomów mogą samorzutnie się ulegać przemianom w inne jądra atomów, emitując promieniowanie α, β lub γ. Zjawisko to nosi nazwę promieniotwórczości.

Pierwiastki występujące w przyrodzie i otrzymywane sztucznie, uporządkowane według wzrastającej liczby atomowej, tworzą układ okresowy pierwiastków. Położenie pierwiastka w układzie okresowym i znajomość liczby atomowej pierwiastka pozwala na uzyskanie szeregu informacji o pierwiastku i jego związkach.

Atomy tego samego pierwiastka gazowego (z wyjątkiem gazów szlachetnych) łączą się, dając cząsteczki pierwiastka (O2, H2, N2, Cl2). Atomy różnych pierwiastków łączą się, dając cząsteczki związków chemicznych (H2O, CO2, CaO).

Masy atomów i cząsteczek wyraża się w atomowych jednostkach masy (u).

Atomy łączą się za pomocą wiązań chemicznych, które powstają dzięki oddziaływaniom elektronów walencyjnych. Wiązania chemiczne to wiązania kowalencyjne (atomowe) lub jonowe. Liczba wiązań, za których pomocą łączą się atomy, dając cząsteczki, nosi nazwę wartościowości pierwiastka. Znając wartościowości pierwiastków, można poprawnie pisać wzory sumaryczne i strukturalne związków chemicznych.

Przebieg reakcji chemicznej przedstawia się za pomocą równania reakcji chemicznej. Równanie reakcji napisane jest poprawnie, gdy wzory związków chemicznych i symbole pierwiastków napisane są prawidłowo oraz gdy liczba atomów pierwiastków po obu stronach równania jest taka sama, tj. gdy równanie jest uzgodnione.

Liczba masowa substratów biorących udział w danej reakcji chemicznej jest równa łącznej masie powstałych w wyniku tej reakcji produktów. Jest to treść prawa zachowania masy.

Prawo stałości składu związku chemicznego brzmi: stosunek mas składników w związku chemicznym jest wielkością stałą.

Prawo zachowania masy i prawo stałości składu związku chemicznego to podstawowe prawa chemiczne.

Pojęcia
Atomowa jednostka masy (u) to 1/12 masy atomu węgla i wynosi 0,166 • 10-23 g.

Masa atomowa to masa atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy (u).

Masa cząsteczkowa to masa cząsteczki wyrażona w atomowych jednostkach masy (u).

Pierwiastek to zbiór takich samych atomów.

Związek chemiczny to zbiór takich samych cząsteczek.

Prawo zachowania masy – łączna masa substratów biorących udział w danej reakcji chemicznej jest równa łącznej masie powstałych w wyniku tej reakcji produktów.

Atom to układ złożony z jądra atomowego i poruszających się wokół jądra elektronów, tworzących powłoki elektronowe.
Jądro atomowe to najbardziej wewnętrzna, dodatnio naładowana część atomu, zawierająca protony i neutrony zwane łącznie nukleonami.

Protony to cząstki podstawowe, składniki jądra atomowego o masie równej 1 u i o ładunku elektrycznym równym jednemu elementarnemu ładunkowi dodatniemu.

Neutrony to cząstki podstawowe, składniki jądra atomowego o masie równej 1 u i nie mające ładunku elektrycznego.

Elektrony to cząstki podstawowe poruszające się wokół jądra atomowego, mające ładunek elektryczny równy jednemu elementarnemu ładunkowi ujemnemu i masę równą 1/1840 u.

Elektrony walencyjne to elektrony najbardziej oddalone od jądra w atomie.

Liczba atomowa (Z) to liczba protonów w jądrze atomowym.

Liczba masowa (A) to liczba protonów i neutronów w jądrze atomowym.

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka różniące się między sobą liczbą neutronów w jądrze.

Promieniotwórczość (radioaktywność) to właściwość niektórych jąder atomowych polegająca na samorzutnej przemianie tego jądra w inne jądro atomu, której towarzyszy emisja promieniowania α, β lub elektromagnetycznego γ.

Pierwiastek promieniotwórczy to pierwiastek, który ulega rozpadowi promieniotwórczemu.

Okres półtrwania (okres połowicznego rozpadu) to czas, po którego upływie połowa atomów pierwiastka promieniotwórczego ulegnie rozpadowi.

Wiązanie kowalencyjne (atomowe) to wiązanie chemiczne, które polega na łączeniu się atomów za pomocą wspólnych par elektronowych.

Wiązanie jonowe to wiązanie chemiczne, które polega na łączeniu się kationów i anionów powstałych z atomów.

Wartościowość (oznaczana cyfrą rzymską) to liczba wiązań, za których pomocą atomy łączą się ze sobą (wiązanie kowalencyjne), lub ładunek jonu (wiązanie jonowe). Wartościowość pierwiastka związana jest z liczbą elektronów walencyjnych.

Wzór sumaryczny to wzór uwzględniający tylko rodzaj i liczbę atomów.

Wzór strukturalny (kreskowy) to wzór uwzględniający rodzaj, liczbę atomów oraz liczbę wiązań chemicznych.

Jon to atom obdarzony ładunkiem elektrycznym dodatnim lub ujemnym.

Kation to jon dodatni.

Anion to jon ujemny.

Prawo stałości składu – stosunek mas składników w związku chemicznym jest wielkością stałą.

Równanie reakcji chemicznej to zapis przebiegu reakcji za pomocą symboli pierwiastków i wzorów związków chemicznych.

Współczynniki stechiometryczne reakcji to liczby wskazujące liczbę atomów lub cząsteczek. Współczynniki reakcji muszą być tak dobrane, aby liczba atomów poszczególnych pierwiastków po obu stronach równania była taka sama.