Глава 1 От атома до вещества

§1. Вечные атомы

Вопросы перед параграфом

Задание №1

 Из чего состоят все вещества?

Ответ

Все вещества состоят из отдельных мельчайших частиц − атомов и молекул, которые представляют собой объединение из нескольких одинаковых или различных атомов.

(стр.10)

Задание №1

Найдите латинские названия химических элементов водород, углерод и кислород. Что они означают? Что означают названия этих элементов на русском языке?

Ответ

1) Водород (лат. Hydrogenium− от др.−греч. — "вода" и — "рождаю") — "порождающий воду".
2) Углерод (лат. Carboneum− от латинского "carbo "— уголь ) − "рождающий уголь".
3) Кислород (лат. Oxygenium − от греч. "окис" – "кислый" и "геннао" – "рождаю") — "рождающий кислоты".

(стр.13)

Задание №1

Проанализируйте химическую формулу метана. Каких атомов в нём больше и во сколько раз? Сколько процентов от общего числа атомов составляют атомы углерода, а сколько — атомы водорода?

Ответ

$CH_{4}$
1) В молекуле метана атомов водорода в четыре раза больше, чем атомов углерода.
2) Атом углерода составляет 20% от общего числа атомов, атомы водорода составляют 80% от общего числа атомов.

(стр.14)

Задание №1

 Как вы думаете, кто из изображённых на картине персонажей является магистром (главным алхимиком), а кто — его помощниками?

Рис. 7. Ян ван дер Страт. Лаборатория алхимика. 1570 г.

Ответ

Главным алхимиком является мужчина в очках и в шляпе, остальные персонажи картины − помощники.

(стр.14)

Задание №2

Сколько химических элементов было открыто в XX в.?

Ответ

В XX веке был открыт 31 элемент.

(стр.18)

Задание №1

 Вспомните из курса биологии, какие вещества участвуют в фотосинтезе; какие вещества при этом образуются.

Ответ

В фотосинтезе участвуют углекислый газ ($CO_{2}$) и вода ($H_{2}O$), при этом образуются глюкоза ($C_{6}H_{12}O_{6}$) и кислород ($O_{2}$).

Проблемный вопрос

Как в мире появились вещества?

Ответ

Водород первым из элементов появился во Вселенной. Это произошло в первые мгновения после Большого взрыва, около 14 млрд лет назад.

Рис. 4. Образование первых элементов в результате Большого взрыва

Впоследствии в результате ядерных реакций, происходящих внутри звёзд, а также при взрыве или слиянии звёзд образовались все остальные, более тяжёлые элементы, которые и сейчас существуют в природе.

Вопросы и задания

Задание №1 

Сколько химических элементов получено искусственным путём?

Ответ

Из известных 118 химических элементов в природе существует около 90, а остальные 28 получены искусственно, с помощью ядерных реакций.

Задание №2

 Как вы думаете, атомы какого химического элемента образовались во Вселенной после водорода?

Ответ

После водорода ( H ) во Вселенной появились атомы гелия ( He ). Они образовались в результате первичного нуклеосинтеза, после Большого взрыва.

Задание №3

Почему сложных веществ намного больше, чем простых?

Ответ

Потому что атомы химических элементов соединяются между собой в самых разнообразных сочетаниях и количественных соотношениях. Таких сочетаний образуется значительно больше из атомов различных химических элементов, чем из атомов одного химического элемента. Поэтому сложных веществ намного больше, чем простых.

Задание №4

Приведите примеры веществ, в состав которых входят три элемента.

Ответ

1) Карбонат натрия ($NaCO_{3}$)
2) Карбонат кальция ($CaCO_{3}$)
3) Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$)
4) Глюкоза($C_{6}H_{12}O_{6}$)
5) Сахароза ($C_{12}H_{22}O_{11}$)
6) Гидроксид натрия ($NaOH$)
7) Нитрат калия ($KNO_{3}$).

Задание №5

Азот образует с кислородом несколько газообразных веществ. В одном из них атомов азота в два раза больше, чем атомов кислорода, а в другом − наоборот. Составьте химические формулы этих веществ.

Ответ

1) $N_{2}O$ − оксид азота (I) или веселящий газ
2) $NO_{2}$ − оксид азота (IV)

Задание №6

 В некотором количестве метана содержится 1000 атомов водорода. Чему равно число атомов углерода?

Ответ

Молекула метана состоит из 1 атома углерода и 4 атомов водорода, следовательно, атомов углерода будет в 4 раза меньше, чем атомов водорода, то есть 1000 : 4 = 250.
Ответ: 250 атомов углерода.

Задание №7

Прочитайте формулы: $N_{2}$ ,$NO_{2}$ ,$C_{2}H_{6}$, $CaCl_{2}$, $NaOH$, $NaHCO_{3}$, $HCN$, $SO_{2}$, $C_{6}H_{6}$.

Ответ

$N_{2}$ ― эн−два
$NO_{2}$ ― эн−о−два
$C_{2}H_{6}$ ― цэ−два−аш−шесть
$CaCl_{2}$ ― кальций−хлор−два
NaOH ― натрий−о−аш
$NaHCO_{3}$ ― натрий−аш−цэ−о−три
$HCN$ ― аш−цэ−эн
$SO_{2}$ ― эс−о−два
$C_{6}H_{6}$ ― цэ−шесть−аш−шесть

Задание №8

В каком из веществ, перечисленных в таблице 1, наибольший процент атомов кислорода.

Ответ

Наибольший процент атомов кислорода в карбонате кальция ($CO_{3}$) = 60%
Хлорид натрия (NaCl), метан ($CH_{4}$), аммиак ($NH_{3}$), сероводород ($H_{2}S$) не содержат атомов кислорода.
1) Вода ($H_{2}O$) − 33%
2) Карбонат натрия ($NaCO_{3}$) − 50%
3) Карбонат кальция ($CO_{3}$) − 60%
4) Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$) − 57%
5) Глюкоза($C_{6}H_{12}O_{6}$) − 25%
6) Сахароза ($C_{12}H_{22}O_{11}$) − 24%

В свободное время

Проведём опыт. Возьмите кусочек мела и опустите его в столовый уксус. Что наблюдаете? Один из продуктов взаимодействия мела с уксусом — углекислый газ. Что произошло с атомами углерода в этой реакции?

Ответ

1) В ходе опыта мы видим выделение пузырьков газа (углекислый газ).
2) Атомы углерода, входящие в состав мела ($CaCO_{3}$), переходят в состав молекул углекислого газа ($CO_{2}$).