44.Химические элементы и соединения как классические модели вещества. Периодическая система химических элементов

В настоящее время изучение химических явлений базируется на квантовомеханических принципах описания микромира и имеет большое значение для описания явлений неживой и живой природы.

Возникновение химии как естественной науки в современном смысле приходится на конец XVII в., когда Р. Бойлем впервые было декларировано отделение химии от алхимии и выделение медицины в самостоятельную науку.

В 1869 г. Д. Менделеевым был открыт Периодический закон, согласно которому химические свойства элементов находятся в периодической зависимости от массы соответствующих атомов. Периодический закон может быть объяснен только в рамках квантовой механики, так как он является следствием квантовомеханического уравнения Шредингера и принципа Паули.

В настоящее время под химическим элементом понимается атом с определенным зарядом ядра.

Фундаментальная модель химии – молекула.

Классические модели химических процессов – уравнения реакций.

Вещество– это форма материи, обладающая массой покоя. Состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов и т. д. Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы и радикалы.

Вещества принято разделять на простые(состоящие из одного химического элемента) и сложные(образованы несколькими химическими элементами).

Вещество в земных условиях встречается в четырех агрегатных состояниях: газообразное, жидкое, твердое, плазма. Высказываются предположения, что вещество может существовать в других особых сверхплотных состояниях (например, в нейтронных звездах)

Атомы каждого химического элемента имеют в своём составе одно и то же количество протонов, называемое атомным номером или зарядом ядра. Однако количество нейтронов может различаться, поэтому один химический элемент может быть представлен несколькими изотопами. В настоящее время известно свыше 110 элементов, наиболее массивные из которых нестабильны.

Атомы могут взаимодействовать друг с другом, образуя химические вещества. Взаимодействие происходит на уровне их электронных оболочек. Химические вещества чрезвычайно многообразны. Наука пока не решила задачу точного предсказания физических свойств химических веществ.

Периодичность свойств элементов обусловлена периодическим повторением конфигурации внешних электронных оболочек атомов. С положением элемента в системе связаны его химические и физические свойства.

45.Земля и планеты земной группы. Планеты-гиганты.Особенности

По физическим характеристикам планеты делятся на две группы: планеты земного типа (Меркурий, Венера, Земля, Марс); планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). О Плутоне известно мало, но, по-видимому, он ближе по своему строению к планетам земной группы.

Строение планет слоистое. Выделяют несколько сферических оболочек, различающихся по химическому составу, фазовому состоянию, плотности и другим характеристикам.

Все планеты земной группы имеют твердые оболочки, в которых; сосредоточена почти вся их масса. Венера, Земля и Марс обладают газовыми атмосферами. Меркурий практически лишен атмосферы. Земля имеет жидкую оболочку из воды — гидросферу, а также биосферу (результат прошлой и современной деятельности живых организмов). Аналогом земной гидросферы на Марсе является криосфера – лед в полярных шапках и в грунте (вечная мерзлота). Одна из загадок Солнечной системы — дефицит воды на Венере.

Планеты земной группы резко отличаются по элементному составу от Солнца и совершенно не соответствуют средней космической распространенности элементов — очень мало водорода, инертных газов, включая гелий.

Планеты-гиганты обладают иным химическим составом. Юпитер и Сатурн содержат водород и гелий в той же пропорции, что и Солнце.В недрах Урана и Нептуна, по-видимому, больше тяжелых элементов.

Предполагается, что планеты возникли одновременно (или почти одновременно) 4,6 млрд лет назад из газово-пылевой туманности, имевшей форму диска, в центре которого располагалось молодое Солнце.