Атомы против молекул: различия и характеристики

В химии существуют разные термины для описания структуры вещества, например атом или молекула. Итак, в чем же разница между атомом и молекулой? Атом — это наименьшая единица материи, которая сохраняет все свойства своего элемента, тогда как молекула — это структура, содержащая несколько связанных вместе атомов. Слово атом происходит от греческого атомос, что означает неделимый. Таким образом, атомы не могут расщепляться дальше, тогда как молекулы могут. В следующих разделах эти два типа материи сравниваются более подробно.

Что такое атом?

Атомы – это мельчайшие единицы материи, сохраняющие свойства своего элемента. Есть три основные субатомные частицы, из которых состоят атомы:

  • Нейтроны – нейронные субатомные частицы, составляющие ядро.
  • Протоны – положительно заряженные субатомные частицы, составляющие ядро.
  • Электроны – отрицательно заряженные субатомные частицы, вращающиеся вокруг ядра.

Ядро является центром атома и обычно не изменяется в ходе химических реакций, за исключением ядерных. Оно состоит из равного количества протонов и нейтронов. Атомный номер равен количеству протонов, и это число определяет элемент. Атомная масса состоит из суммы протонов и нейтронов.

Электроны намного меньше и вращаются вокруг ядра. Это субатомные частицы, которые участвуют в химических реакциях и ответственны за изменение заряда атома. Любой атом с другим количеством электронов по сравнению с протонами называется ионом. Ионы могут быть отрицательными, если атом приобретает электрон, называемый анионом. Или ионы могут быть положительными, если они теряют электрон, называемый катионом.

Атом углерода показан с протонами синим цветом, нейтронами красным цветом

Атом углерода показан с протонами синим цветом, нейтронами красным цветом и электронами черным цветом.

Что такое Молекула?

Молекула — это два или более атома, связанных вместе. Как атомы связаны с молекулами? Атомы являются строительными блоками молекул. Атомы присоединяются путем отдачи или обмена электронами, и образующаяся структура называется молекулой. Молекулы создаются в результате химических реакций, в которых происходит отдача или обмен электронами.

Вода — это молекула, состоящая из одного атома кислорода, показанного красным, и двух атомов водорода, показанных белым.

Вода — это молекула, состоящая из одного атома кислорода, показанного красным, и двух атомов водорода, показанных белым.

В чем разница между атомами и молекулами?

Атомы и молекулы родственны, но различны. Разница между атомами и молекулами заключается в том, что атомы — это наименьшая единица материи, а молекулы состоят из множества атомов. Вот как атомы связаны с молекулами: атомы составляют молекулы. В таблице ниже показаны различия между атомами и молекулами:

Тип материи Описание Частица Примеры
Атом Наименьшая единица вещества, обладающая свойствами одного элемента Протоны, нейтроны и электроны Водород, кислород, углерод
Молекулы Состоят из множества атомов, связанных вместе Атомы Углекислый газ, вода, глюкоза

Как атомы образуют молекулы и соединения?

Атомы, молекулы и соединения родственны, но различны. Соединение — это тип молекулы, состоящей из двух или более различных элементов. Не все молекулы являются соединениями. Например, молекулярный кислород состоит из двух атомов кислорода, связанных вместе. Молекулярный кислород — это молекула, а не соединение, поскольку он состоит из двух одинаковых атомов. Углекислый газ представляет собой одновременно молекулу и соединение. Он состоит из атома углерода, связанного с двумя атомами кислорода. Это делает его сложным, потому что элементы разные.

Тип материи Описание Состоит Примеры
Молекула Состоит из двух или более атомов, связанных вместе Два или более атомов любого элемента Озон, молекулярный кислород, газообразный водород
Соединение Состоящее из двух или более разных атомов, связанных вместе. Два или более атомов разных элементов Диоксид углерода, вода, глюкоза.

Молекулы и соединения образуются, когда два или более атома соединяются друг с другом. Существует два основных типа связей: ионные и ковалентные связи. Эти связи могут образовываться для создания молекул и соединений, а также разрушаться для высвобождения отдельных атомов в ходе химической реакции. Химические реакции могут происходить естественным путем или катализироваться ферментами живых существ, чтобы обеспечить их ускорение.

Ионные связи

Ионные связи возникают, когда атомы, входящие в состав молекулы, имеют различное сродство к электронам, называемое электроотрицательностью. Менее электроотрицательный атом отдает электрон более электроотрицательному атому. Таким образом, каждый атом приобретает заряд. Атом, принявший электрон, становится анионом, а атом, отдавший электрон, — катионом. Заряды удерживают атомы вместе в ионной связи.

Ковалентные связи

Ковалентные связи возникают, когда два атома имеют общие электроны из-за относительно равных значений электроотрицательности. Ковалентные связи имеют тенденцию образовываться между неметаллами, такими как углерод, кислород, водород и другие.

Диаграмма сравнения ковалентных и ионных связей

Диаграмма сравнения ковалентных и ионных связей

В таблице ниже объясняются некоторые основные различия между ионными и ковалентными связями.

Тип связи Движение электронов Состоит Пример
Ковалентные Электроны являются общими Электроотрицательность атомов относительно равна Углекислый газ
Ионны Электроны отдаются Электроотрицательность атомов различна Хлорид натрия

Чем смеси отличаются от молекул и соединений?

Смесь — это физическая смесь двух или более атомов, соединений или молекул, где они не связаны друг с другом. Каждый тип вещества в смеси сохраняет свои собственные химические свойства. Это отличается от соединений и смесей, в которых атомы связаны друг с другом и обладают новыми свойствами.

Примеры смесей

Примером смеси является воздух. Воздух состоит из молекулярного кислорода, молекулярного азота и других газов. Эти газы не вступают в реакцию друг с другом, а представляют собой смесь, каждый из которых обладает своими оригинальными свойствами. Смеси можно разделить на составные части, что опять-таки отличает их от соединений или молекул. Например, в легких кислород диффундирует в кровь и связывается с эритроцитами, отделяя его таким образом от остальной воздушной смеси.

Соленая вода — еще один пример смеси. Хлорид натрия и вода смешиваются, образуя морскую воду. Соль можно отделить от воды, выпарив воду, оставив соль. Оба соединения сохраняют свои первоначальные свойства, поэтому морская вода представляет собой смесь.

Тип материи Описание Состоит Примеры
Молекула Состоит из двух или более атомов, связанных вместе Два или более атомов любого элемента Озон, молекулярный кислород, газообразный водород
Соединение Состоит из двух или более разных атомов, связанных вместе Два или более атомов разных элементов Диоксид углерода, вода, глюкоза
Смесь Вещество, компоненты которого сохраняют свои первоначальные свойства Состоит из двух или более атомов, молекул или соединений Морская вода, воздух

Итоги урока

Атомы – это мельчайшие единицы материи, сохраняющие свойства элемента. Атомы состоят из трех субатомных частиц:

  • Нейтроны
  • Протоны
  • Электроны

Атомы приобретают электроны, превращаясь в отрицательно заряженные анионы, или теряют электроны, превращаясь в положительно заряженные катионы, оба из которых являются заряженными частицами, называемыми ионами. Атомы могут делиться электронами в ковалентной связи, обычно между неметаллами, или они могут отдавать электроны в ионной связи. При этом образуются молекулы и соединения. Молекулы – это вещества, состоящие из двух или более атомов, связанных друг с другом. Соединение — это тип молекулы, которая включает два или более атома разных элементов, связанных вместе. Молекулы и соединения отличаются от смесей, которые представляют собой вещества, состоящие из двух или более атомов, молекул или соединений, химически не связанных друг с другом.

Поделитесь материалом
Автор статьи: Наталья Венедиктова
Наталья Венедиктова
Историк-исскусствовед, специалист в области истории, географии и искусства. Много путешествовала, изучала эволюцию художественных стилей, культурные контексты произведений и влияние искусства на общественные и исторические процессы.
Наталья Венедиктова опубликовал статей: 315

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *