Was ist Materie? Welche Elemente sind in ihrem Kern enthalten? All diese Fragen werden wir in diesem Artikel behandeln, basierend auf den Materialien des Lehrbuchs "Physik" für Schüler der 7. Klasse, dessen Autor Peryshkin ist.
Per Definition ist Materie das, woraus alle materiellen Objekte in unserer Welt bestehen. Und wenn man sich die mikroskopische Ebene anschaut, besteht jede Substanz aus unsichtbaren Teilchen, die Atome genannt werden. Atome haben wiederum einen Kern und eine Elektronenwolke. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, die Kernteilchen genannt werden, und die Elektronenwolke besteht aus Elektronen.
Die Grundstoffe, aus denen alle materiellen Objekte bestehen, werden als Elemente bezeichnet. Die Elemente werden in einem periodischen System chemischer Elemente dargestellt, das Sie in der Chemie studieren. Heute sind etwa 118 Elemente bekannt, wobei einige von ihnen, wie Sauerstoff, Kohlenstoff und Eisen, die Hauptbausteine unserer Umwelt und unserer Organismen sind.
Auf diese Weise können wir durch das Studium der Zusammensetzung von Substanzen das Gerät der Materie besser verstehen und ihre fundamentale Rolle in unserem Leben infiltrieren. In den folgenden Kapiteln von Peryshkins Lehrbuch finden Sie detaillierte Informationen über die Struktur von Atomen, das periodische System von Elementen, chemische Verbindungen und andere Aspekte im Zusammenhang mit der Untersuchung von Substanzen.
Die Struktur der Substanz und ihre Zusammensetzung
Die Struktur einer Substanz wird durch die interne Vorrichtung ihrer Teilchen und die Art und Weise, wie sie interagieren, bestimmt.
Substanzen können einfach und komplex sein. Eine einfache Substanz besteht aus Atomen derselben Art. Ein Beispiel für eine einfache Substanz ist ein Sauerstoffgas, das aus Sauerstoffatomen (O) besteht2).
Eine komplexe Substanz besteht aus Atomen verschiedener Arten. Ein Beispiel für eine komplexe Substanz ist Wasser (H2O), das aus Wasserstoffatomen (H) und Sauerstoffatomen (O) besteht.
Die Zusammensetzung der Substanz bestimmt, aus welchen chemischen Elementen sie besteht und in welchem Verhältnis diese Elemente in der Substanz vorhanden sind. Die Zusammensetzung der Substanz kann durch eine chemische Formel dargestellt werden.
Zum Beispiel die chemische Formel von Wasser (H2O) zeigt an, dass Wasser aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O) besteht.
Das Verständnis der Struktur einer Substanz und ihrer Zusammensetzung ermöglicht es daher, herauszufinden, welche Teilchen eine Substanz bilden und in welchem Verhältnis sie vorhanden sind, was für das Verständnis der Eigenschaften und chemischen Reaktionen der Substanz wichtig ist.
Atome: Die wichtigsten Bausteine
Jedes Atom besteht aus Kerne und Elektronenhülle. Der Kern enthält positiv geladene Teilchen - Protons und Neutronen. Das Hauptgewicht des Atoms sind Neutronen, die keine Ladung haben. Protonen haben eine positive Ladung und bestimmen die chemischen Eigenschaften eines Atoms.
Um den Kern herum befindet sich eine elektronische Hülle, die aus Elektronen - negativ geladene Elementarteilchen. Die Anzahl der Elektronen in der Schale bestimmt die chemischen Eigenschaften des Elements. Elektronen befinden sich auf verschiedenen Energieniveaus und können sich von einer Ebene zur anderen bewegen, indem sie Energie absorbieren oder emittieren.
Die verschiedenen Elemente unterscheiden sich in der Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen voneinander, was ihre Eigenschaften beeinflusst. Die Anzahl der Protonen im Kern bestimmt Atomnummer das Element und seine Position in der Tabelle der chemischen Elemente.
Insgesamt gibt es etwa 118 verschiedene Elemente. Dank der unterschiedlichen Kombination von Atomen bilden sie eine Vielzahl von Verbindungen und Substanzen, die wir in der Natur beobachten oder künstlich erzeugen.
Elemente: eine Vielzahl von Atomen
Insgesamt gibt es etwa 120 verschiedene Elemente in der Natur. Sie sind die Hauptbausteine der Materie und unterscheiden sich durch die Anzahl der Protonen im Atomkern voneinander. Diese Zahl wird Ordnungszahl genannt und bestimmt die chemische Natur des Elements.
Die Atome der Elemente können sich zu chemischen Verbindungen verbinden. Als Ergebnis solcher Verbindungen werden verschiedene Substanzen mit neuen Eigenschaften gebildet. Zum Beispiel bilden Sauerstoff und Wasserstoff Wasser, während Natrium und Chlor Salz bilden.
Jedes Element hat seine eigene Bezeichnung, die aus einem oder zwei Zeichen besteht. Zum Beispiel wird Sauerstoff mit "O" und Wasserstoff mit "H" bezeichnet.
Durch das Periodensystem der Elemente wurden alle bekannten Elemente in aufsteigender Ordnungszahl geordnet. Dies ermöglichte es, Muster in der Struktur und den Eigenschaften der Elemente zu identifizieren und sie in Wissenschaft und Technik zu verwenden.
Das Studium der Elemente und ihrer Eigenschaften ist die Grundlage für das Verständnis chemischer Reaktionen und Prozesse, die in der Natur und in lebenden Organismen stattfinden.
Chemische Verbindungen: Kombination von Atomen
Die Verbindung von Atomen verschiedener Elemente bildet ein Molekül einer chemischen Verbindung. Ein Molekül ist die einfachste Einheit einer chemischen Verbindung. Zum Beispiel Wasser (H2O) besteht aus Molekülen, die jeweils aus zwei Wasserstoffatomen (H) und einem Sauerstoffatom (O) bestehen.
Die chemischen Bindungen zwischen Atomen in einem Molekül können unterschiedlich sein. Es gibt mehrere grundlegende Arten von Bindungen: ionische, kovalente und metallische Bindungen. In ionischen Verbindungen bilden Atome positiv und negativ geladene Teilchen - Ionen, die zueinander angezogen werden. Beispiele für ionische Verbindungen sind Salz (NaCl) und Calciumchlorid (CaCl2).
In kovalenten Verbindungen bilden Atome eine Verbindung, in der sie ihre Elektronen austauschen und Elektronenpaare bilden - kovalente Bindungen. Zum Beispiel ein Sauerstoffmolekül (O2) besteht aus zwei Sauerstoffatomen, die durch zwei kovalente Bindungen miteinander verbunden sind.
Metallische Verbindungen werden zwischen den Atomen von metallischen Elementen gebildet und zeichnen sich durch das Vorhandensein von gemeinsamen freien Elektronen aus. Solche Verbindungen werden beispielsweise zwischen Metallen in Legierungen gebildet.
Chemische Verbindungen können unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften haben: Schmelzen, Kochen, Wasserlöslichkeit, Oxidations- und Wiederherstellungsfähigkeit usw. Die Kombination von Atomen verschiedener Elemente in chemischen Verbindungen ermöglicht eine Vielzahl von Substanzen mit einzigartigen Eigenschaften, die in verschiedenen Bereichen unseres Lebens verwendet werden.
