Химический элемент - определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.

Элементы условно делятся на металлы (Ме) и неметаллы (НеМе), более 70% металлы. Существуют элементы с двойственной природой – амфотерные элементы, которые проявляют металлические и неметаллические свойства (AL, Zn, Cr. и др.).

Все известные элементы объединены в периодическую систему (ПС). В земной коре элементы распространяются неравномерно. Из известных в природе элементов 78 (70%) Обнаружены в организме человека. Их делят на группы:

 

Макроэлементы – Н, О, С, N, S, P- Органогены содержание более 1·10^-2%

К, Na, Ca, CI на их долю падает 99%

Микроэлементы – Fe(железо),Cu(медь), содержание 1·10^-2 1·10^-5% на

Mn (марганец), Co (кобальт), Ni (никель), их долю падает около 1%

F (фтор), Br (бром), I (йод) и др.

 

Ультрамикроэлементы – Au (золото), содержание менее 1·10^-6%

Hg (ртуть),Ag(серебро), и др.

Макроэлементы – это s и р – элементы второго и третьего периода ПС с малыми радиусом и зарядом ядра, низкой атомной массы. Органогены образуют основную массу белков, жиров, углеводов. С возрастанием атомной массы увеличивается токсичность элемента и уменьшается содержание в форме. Для обозначения химического элемента введены химические знаки. Они образуются от начальной или начальной и одной из последующих букв латинского названия элементов.

Структурной единицей элемента является атом – наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. В современной химии – электронейтральная частица, имеющая положительно заряженное ядро и отрицательно заряженные электроны.

Современные методы исследования позволяют с большой точностью определить массы атомов (m_а) всех известных элементов. Так m_а (С)= 1,993·

10^-26кг, m_а(Н) = 1,66·10^-27кг. Это абсолютные величины пользоваться ими неудобно поэтому введены относительные значения атомных масс.

Относительная атомная масса- отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы атома углерода изотопа ¹²С.

 

Химические вещества делят на:

Простые: Сложные:

состоят из атомов одного вида состоят из атомов разных

(газы, простые металлы О₂, Н₂, видов (Н₂О, СО₂, NH₃ и др.)

N₂ и др.).

Структурной единицей химического вещества является молекула –наименьшая частица химического вещества, сохраняющая его химические свойства.

Молекула характеризуется массой молекулы (m_о) и относительной молекулярной массой (Мr) – отношение массы молекулы вещества к

массы углерода изотопа С¹².

;

Mr - численно равна сумме относительных атомных масс атомов всех элементов, составляющих молекулу.

По молекулярной массе все химические вещества делят на :

- низкомолекулярная Mr =17-44 (Н₂О, NН₃, СО₂, N₂, О₂;

- промежуточные молекулы Mr = 50-150 (жирные кислоты, аминокислоты, глюкоза, глицерин);

- высокомолекулярные (макромолекулы) Mr = 10³-10⁹ – это белки, липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты.

Состав вещества описывается химической формулой – это условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов.

Вещество характеризуется количеством вещества (n,n) – физическая величина характеризующаяся численностью содержащихся в системе структурных единиц ( атомов, молекул, ионов, электронов, протонов и т.п.).

; ; ;

Единицей количества вещества является моль – это такое количество вещества, которое содержит столько структурных частиц, сколько атомов содержится в 12 г. углерода. Это число было названо – числом Авогадро (N_А). Оно показывает число структурных частиц в одном моле любого вещества. Установлено, что в 12 г. углерода содержится 6,02´10²³атомов.

масса одного моля называется молярной массой, т.е. отношение массы вещества к количеству и выражается в г/моль.

;

Молярная масса численно равна по модулю относительно молекулярной массе 1 моль вещества в газообразном или парообразном состоянии. занимает объем равный 22,4 литра при н.у. Эта величина называется молярным объемом (Vm) и выражается в литрах на моль.

Широко применяется в химии и единица количества вещества — моль.

Моль — это количество вещества содержащее столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов и др.), сколько их содержится в 12 г изотопа углерода-12.

Число частиц в одном моле вещества в настоящее время определено с большой точностью — 6,0249·1023. В практических расчетах его принимают равным 6,02·1023. Это число называется Числом Авогадро и обозначается буквой N.

Чтобы представить себе число Авогадро, допустим, что нам удалось пометить все молекулы, содержащиеся в одном моле воды (18 г). Если эту воду вылить в океан и дождаться, когда воды Мирового океана перемешаются, то набрав в любом месте стакан воды, мы найдём в нём примерно 100 меченых молекул.

Масса одного моля вещества называется его молярной массой. Молярную массу обычно выражают в граммах на моль (г/моль) или килограммах на моль (кг/моль). Так, М(СаСО3) = 100 г/моль = 0,1 кг/моль.

Моль любого вещества содержит одно и тоже число структурных элементов независимо от его химических свойств и агрегатного состояния.

Из этого следует, что моль молекул различных газов при одних и тех же условиях занимает одинаковый объём. Этот вывод был подтверждён опытными данными.

Объём, занимаемый одним молем газа при нормальных условиях (температура 0 °С, давление 760 мм рт. ст. или 101325 Па) называют мольным объёмом. Он равен 22,4 литра.

Если один элемент образует с другим элементом несколько соединений, то его эквивалентная масса в этих соединениях неодинакова. Например, сера с кислородом образует диоксид серы SO2 и триоксид серы SO3. В первом соединении на 8 единиц массы кислорода приходится 8 единиц массы серы. В триоксиде серы на 8 единиц массы кислорода приходится 5,3 единицы массы серы. Следовательно, в диоксиде серы её эквивалент равен 1/4 моль, а в триоксиде 1/6 моль.

Важной характеристикой химического элемента является его валентность. Валентность – это свойство атомов данного элемента присоединять или замещать в соединении определённое число атомов другого элемента. За единицу валентности принята валентность атома водорода, которая во всех соединениях равна единице.

Валентность элемента выражается только целым числом.