Виды частиц

Из параграфа 2.4 мы узнали, что обычно атомы стремятся объединиться с другими атомами. Объединившись, атомы образуют частицу вещества. Частица вещества – наименьшая часть вещества, состав которой такой же, как у самого вещества. Веществом называется совокупность одинаковых частиц, поэтому вещество обладает определёнными свойствами (см. параграф 1.6). Различают три вида частиц: атомы, молекулы и ионы.

Атом – мельчайшая частица вещества, состоящая из атомного ядра и электронной оболочки. Благородные газы, например гелий и неон, настолько химически стабильны, что эти вещества состоят из отдельных атомов. В кристаллическом веществе, таком как алмаз или металлы, огромное число единичных атомов связаны между собой. Формулы кристаллических веществ упрощены. В случае алмаза, который состоит из углерода, формула его обозначается просто символом С, хотя в одном грамме алмаза содержится приблизительно 50 секстиллионов (50 · 10²¹) атомов углерода.

Например, в молекуле воды два атома водорода связаны с атомом кислорода, а в молекуле хлора два атома хлора связаны между собой. Состав молекулы выражается молекулярной формулой.

Молекулярная формула показывает, из каких элементов состоит молекула (символы элементов) и сколько атомов этих элементов входит в состав молекулы (индексы). Если в молекуле несколько атомов одного элемента, то их число отмечается индексом сразу после соответствующего символа элемента. Для примера – молекула азота состоит из двух атомов азота, поэтому молекулярная формула в этом случае будет N₂.

Молекулярная масса (M_r) – это масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Зная молекулярную формулу можно с лёгкостью вычислить молекулярную массу: для этого требуется сложить атомные массы (А_r) всех атомов, составляющих молекулу. В случае воды, молекула которой состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, нужно сложить атомные массы этих атомов.

Ионом называется частица, образовавшаяся в ходе присоединения или потери атомом или группой атомов одного или нескольких электронов. Поэтому число протонов в ионе не равно числу электронов, а ион обладает зарядом. Атом (или группа атомов), лишившийся одного или нескольких электронов, называется катионом (обладающим положительным зарядом), так как у него число положительно заряженных протонов превышает число отрицательно заряженных электронов. Атом (или группа атомов), присоединивший дополнительные электроны, называется анионом (обладающим отрицательным зарядом), так как число протонов в этой частице меньше числа электронов.