Was ist der unterschied zwischen einem molekül und einem elementarteilchen

Die alten Griechen wussten, dass alle Substanzen aus Teilchen bestehen. Um 420 v e. Der Philosoph Demokrit schlug vor, dass Materie aus winzigen, unteilbaren Teilchen besteht, die Atome genannt werden. Alle Stoffe bestehen aus Atomen und Molekülen. Sowohl das Atom als auch das Molekül wurden zunächst als unteilbar angesehen, und erst später wurde bewiesen, dass dies nicht der Fall war. Wie unterscheidet sich ein Atom von einem Molekül?

Atome sind die kleinsten Teilchen, aus denen Materie besteht.
Moleküle sind auch die Elementarteilchen, aus denen jede Substanz besteht.

Vergleich von Atom und Molekül

Was ist der Unterschied zwischen einem Atom und einem Molekül?
Ein Atom ist ein Elementarteilchen der Materie. Es hat seine eigene Masse und Größe und ist als chemisches Element für die Eigenschaften dieser Substanz verantwortlich. Ein Atom besteht aus einem Kern und Elektronen, die sich auf ihren Bahnen um den Kern bewegen. Es ist die Struktur des Atoms, die die chemischen Eigenschaften der Materie bestimmt. Atome kommen im freien Zustand nicht vor. Sie binden aneinander und bilden aufgrund der elektrischen Ladungen der Partikel, aus denen sie bestehen, Moleküle.
Ein Molekül ist das, woraus eine Substanz besteht. Moleküle können zwei oder mehr Atome enthalten, die durch interatomare Bindungen miteinander verbunden sind. Genauer gesagt besteht das Molekül aus Atomkernen und inneren Elektronen, die sich auf ihren Bahnen bewegen, sowie aus äußeren Valenzelektronen. Verschiedene Moleküle enthalten eine unterschiedliche Anzahl von Atomen einer bestimmten Art und eine unterschiedliche Anzahl. Das Molekül hat eine komplexe architektonische Struktur, in der jedes Atom seinen Platz und seine wohldefinierten Nachbarn hat. Die Eigenschaften eines Moleküls werden dadurch bestimmt, wie viele Atome es enthält. Diese Eigenschaften werden durch die Reihenfolge und Konfiguration der Atomverbindungen beeinflusst. Die atomare Struktur, aus der ein Molekül besteht, kann starr sein, aber nicht in allen Fällen. Jedes Atom ist in ständiger Bewegung, es oszilliert um seine Gleichgewichtslage. In diesem Fall hat ein freies Molekül im Prozess seiner thermischen Bewegung unterschiedliche Konfigurationen. Ein Molekül ist elektrisch ein neutrales Teilchen. Es ist das kleinste Teilchen einer Substanz, die ihre chemischen Eigenschaften hat. Bei einatomigen Molekülen wie Edelgasen sind die Eigenschaften des Moleküls und des Atoms gleich. Die Atome in einem Molekül werden durch chemische Bindungen zusammengehalten. Eine solche Bindung kann durch ein oder mehrere Elektronenpaare entstehen, die zwei Atome gemeinsam haben. Ein Molekül kann alleine existieren.

Wie unterscheidet sich ein Atom von einem Molekül?

Atome bilden ein Molekül. Ein Atom besteht aus einem Kern und Elektronen, die sich auf ihren Bahnen um den Kern bewegen.
Moleküle bestehen aus Atomen.
Ein Atom hat eine elektrische Ladung, während ein Molekül neutral ist.
Nur ein Molekül kann alleine existieren.

Das Atomding (Garg et al. 2014); Element ist eine Art von Sache.

Ein Atom ist eine Ansammlung von Protonen, Neutronen und Elektronen. Ein isoliertes Atom im neutralen Zustand hat eine bestimmte Anzahl von Protonen, die gleiche Anzahl von Elektronen und eine bestimmte Anzahl von Neutronen (ungefähr die gleiche Anzahl wie Protonen für leichtere Elemente, was ungefähr 50 % mehr für schwerere Elemente ist). Die Anzahl der Neutronen oder Protonen in einem Atom ändert sich nur durch radioaktive Prozesse oder sehr hochenergetische Wechselwirkungen, wie sie in Teilchenbeschleunigern auftreten. Und ich meine Ja wirklich hohe Energie: Selbst wenn Sie daran denken, Dynamitstangen in die Luft zu sprengen, reicht das nicht aus, um mit Protonen und Neutronen herumzuspielen. Chemie passiert, wenn Atome zusammenkommen und Elektronen austauschen oder sich gegenseitig Elektronen geben. Chemische Reaktionen finden ständig statt und viele von ihnen benötigen nicht viel Energie: Elektronen von Atom zu Atom zu bewegen ist oft sehr einfach.

Die Chemie eines Atoms hängt also von der Anzahl der Elektronen ab, und die Anzahl der Elektronen in einem isolierten Atom hängt direkt von der Anzahl der Protonen ab. Elektronen lassen sich so einfach zu Atomen hinzufügen und entfernen (reiben Sie einfach einen Ballon an Ihrem Haar: statische Elektrizität ist das, was Sie Elektronen zwischen Ihrem Haar und dem Ballon übertragen haben), daher klassifizieren wir Atome nach der Anzahl der Protonen, die sie haben. Neutronen sind nicht so relevant: Ich werde am Ende darüber sprechen.

Also das Element Ein Atom wird durch die Anzahl der Protonen bestimmt. Alle Wasserstoffatome haben ein Proton, und alle Atome mit einem Proton sind Wasserstoff. Zwei Protonen sind Helium, drei sind Lithium, siebzehn ist Chlor, 79 ist Gold usw. Eine reine Probe eines Elements enthält nur Atome dieses Typs: Eine reine Eisenprobe enthält beispielsweise nur Atome mit 26 Protonen. Andererseits ist Wasser kein Element: Das Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen (je ein Proton), die sich Elektronen mit einem Sauerstoffatom (acht Protonen) teilen.

Was bedeutet es nun zu sagen, dass ein Element „nicht in eine einfachere Form zerlegt werden kann“ und warum sind Atome keine „einfachere Form“? Nun, sie haben keine einfachere Form, weil das Eisenatom - Eisen: das ist die gleiche Form, nicht einfacher. Denk darüber so. Wenn ich Ihnen ein Stück reines Eisen gebe, können Sie es nur in kleinere Eisenstücke zerlegen oder es zu einer komplexeren Substanz machen, indem Sie es zum Beispiel rosten lassen. Rost besteht aus Eisen und Sauerstoff. Das kleinstmögliche Stück Eisen, das Sie herstellen könnten, ist ein einzelnes Eisenatom, aber es ist immer noch nur ein unglaublich winziges Stück Eisen. Wenn Sie ein Stück Eisen über einzelne Eisenatome hinaus brechen wollten, müssten Sie einen Kernreaktor oder einen Teilchenbeschleuniger oder so etwas verwenden, und dann könnten Sie schließlich etwas bekommen, das nicht Eisen ist, weil Sie die Anzahl der darin enthaltenen Protonen ändern würden Atome.

Vergleichen wir dies mit Wasser. Wenn ich Ihnen einen Eimer mit reinem Wasser gebe, dann können Sie es wie ein Stück Eisen in immer kleinere Proben teilen und erhalten schließlich ein einzelnes Wassermolekül. Aber man kann noch etwas anderes: Lässt man Strom durch Wasser fließen, spaltet es sich in reinen Wasserstoff und reinen Sauerstoff. Dies sind "einfachere" Substanzen, da jede aus Atomen nur eines Elements besteht, während Wasser Atome von zwei Elementen hat.

Was ist mit Neutronen? Nun, in Bezug auf die Chemie tun sie nicht viel, und Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen sind viel ähnlicher (sie haben zum Beispiel im Wesentlichen die gleiche Chemie) als Atome mit der gleichen Anzahl von Neutronen, aber eine andere Anzahl von Protonen. Es ist viel angemessener, nach der Anzahl der Protonen zu klassifizieren, da dies die Anzahl der Elektronen bestimmt und die Chemie bestimmt.

Angenommen, Sie haben versucht, Atome nach der Anzahl der Neutronen zu klassifizieren: Nun, die meisten Argonatome (18 Protonen) haben 22 Neutronen, aber einige Chloratome (17 Protonen) und ein Großteil der Kaliumatome (19 Protonen) haben auch 22 Neutronen. Wie Sie wahrscheinlich wissen, haben Argon, Chlor und Kalium absolut nichts miteinander zu tun. Andererseits verhalten sich Kaliumatome mit 22 Neutronen fast identisch mit der häufigsten Art von Kaliumatomen, die 21 Neutronen haben.

Es wurde festgestellt, dass jedes in der Natur vorkommende chemische Element eine Mischung von Isotopen ist (daher haben sie gebrochene Atommassen). Um zu verstehen, wie sich Isotope voneinander unterscheiden, ist es notwendig, die Struktur des Atoms im Detail zu betrachten. Ein Atom bildet einen Atomkern und eine Elektronenwolke. Die Masse eines Atoms wird von den Elektronen beeinflusst, die sich mit atemberaubender Geschwindigkeit in Umlaufbahnen in der Elektronenwolke bewegen, den Neutronen und Protonen, aus denen der Kern besteht.

Isotope Eine Atomart eines chemischen Elements. In jedem Atom gibt es immer gleich viele Elektronen und Protonen.

Da sie entgegengesetzte Ladungen haben (Elektronen sind negativ und Protonen sind positiv), ist das Atom immer neutral (dieses Elementarteilchen trägt keine Ladung, es ist gleich Null). Wenn ein Elektron verloren geht oder eingefangen wird, verliert das Atom seine Neutralität und wird entweder ein negatives oder ein positives Ion.

Neutronen haben keine Ladung, aber ihre Anzahl im Atomkern desselben Elements kann unterschiedlich sein. Dies hat keinen Einfluss auf die Neutralität des Atoms, aber es beeinflusst seine Masse und seine Eigenschaften.

Beispielsweise hat jedes Isotop eines Wasserstoffatoms jeweils ein Elektron und ein Proton. Und die Anzahl der Neutronen ist unterschiedlich. Protium hat nur 1 Neutron, Deuterium hat 2 Neutronen und Tritium hat 3 Neutronen. Diese drei Isotope unterscheiden sich in ihren Eigenschaften deutlich voneinander.

Vergleich von Isotopen

Wie unterscheiden sich Isotope?

Sie haben eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen, unterschiedliche Massen und unterschiedliche Eigenschaften. Isotope haben eine identische Struktur von Elektronenhüllen. Das bedeutet, dass sie in ihren chemischen Eigenschaften ziemlich ähnlich sind. Daher wird ihnen im Periodensystem ein Platz zugewiesen.

Stabile und radioaktive (instabile) Isotope wurden in der Natur gefunden. Die Kerne von Atomen radioaktiver Isotope können sich spontan in andere Kerne umwandeln. Beim radioaktiven Zerfall setzen sie verschiedene Teilchen frei.

Die meisten Elemente haben über zwei Dutzend radioaktive Isotope. Darüber hinaus werden für absolut alle Elemente radioaktive Isotope künstlich synthetisiert. In einem natürlichen Isotopengemisch schwankt ihr Gehalt leicht.

Die Existenz von Isotopen machte es möglich zu verstehen, warum Elemente mit einer niedrigeren Atommasse in einigen Fällen eine höhere Seriennummer haben als Elemente mit einer größeren Atommasse.

Beispielsweise enthält Argon in einem Argon-Kalium-Paar schwere Isotope und Kalium enthält leichte Isotope. Daher ist die Masse von Argon größer als die von Kalium.

Der Unterschied zwischen Isotopen voneinander ist wie folgt:

1. Sie haben eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen.
2. Isotope haben unterschiedliche Atommassen.
3. Der Wert der Masse von Atomen von Ionen beeinflusst ihre Gesamtenergie und Eigenschaften.

Übersetzt bedeutet „Atom“ unteilbar. Es wird so genannt, weil es lange Zeit als der kleinste Teil der Materie galt. Aber die Weiterentwicklung der Wissenschaft hat gezeigt, dass dem nicht so ist. Lassen Sie uns also herausfinden, woraus ein Atom besteht und wie sich die Atome verschiedener Elemente unterscheiden.

Die Struktur des Atoms

Bis heute kennt die Wissenschaft 126 Arten chemischer Elemente. Der allgemeine Plan der Struktur ihrer Atome ist derselbe. Jeder von ihnen hat einen Kern, bestehend aus Protonen und Neutronen, um den Elektronen kreisen. Elektronen sind negativ geladene Teilchen. Wenn sie um den Kern rotieren, entsteht eine Elektronenwolke.

Protonen sind positiv geladene Teilchen. Im Ruhezustand enthält ein Atom die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen, sodass ein solches chemisches Element keine elektrische Ladung hat. Im Verlauf von Reaktionen kann es jedoch anderen Elementen ein Elektron geben und sich in ein positiv geladenes Teilchen verwandeln oder sie wegnehmen und zu einem negativ geladenen Teilchen werden. Neutronen tragen keine Ladung, beeinflussen aber die Masse eines Elements. Für Protonen und Neutronen wurde ein einheitlicher Name geprägt - Nukleonen.

Atome verschiedener Elemente

Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in der Anzahl der Protonen im Kern. Die Zahl der Elektronen kann sich ändern, die der Protonen nie. Wie viele Protonen im Kern enthalten sind, können Sie anhand der Seriennummer des Elements im Periodensystem von Mendelejew herausfinden. Wasserstoff (Nr. 1) hat 1 Elektron und 1 Proton im Ruhezustand, Lithium

Da die Anzahl der Protonen in verschiedenen Atomen unterschiedlich ist, unterscheiden sich auch ihre Massen. Die Masse eines Elements wird hauptsächlich von Protonen und Neutronen gebildet, da das Gewicht von Elektronen vernachlässigbar ist. Aber auch bei Atomen des gleichen Elements kann das Gewicht aufgrund der unterschiedlichen Anzahl von Neutronen im Atomkern unterschiedlich sein. Atome, die eine andere Anzahl von Neutronen als Protonen haben, nennt man Isotope. In der Natur gibt es beispielsweise die Kohlenstoffatome C12 (6 Protonen und 6 Neutronen), C13 (6 Protonen und 7 Neutronen) und andere Sorten mit einem Neutronengehalt von 2 bis 16.

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