Основные химические понятия
Химики отделяют одно вещество от другого (или очищают), используя различия в их физических свойствах. Так, например, смесь соли и песка разделяют, основываясь на том, что соль растворима в воде, а песок нет, растворенную соль можно затем выделить в чистом виде, испарив воду. Вещество, которое нельзя разделить на составные части такими физическими методами, называют соединением. Все химические соединения (а их уже известно сотни миллионов) представляют собой различные комбинации двух или более химических элементов (последних насчитывается совсем немного — чуть более 100).
Элементы — это простейшие вещества, которые никакими химическими методами не могут быть превращены друг в друга или расщеплены на более простые вещества. Мельчайшими частями любого элемента являются атомы, которые в свою очередь состоят из еще более мелких частиц — протонов, нейтронов, электронов и др.; впрочем, вопросы, касающиеся состава атомов, относятся уже к области физики элементарных частиц, а химиков и биохимиков обычно не очень интересуют свойства этих мельчайших частиц материи. Атомы двух или нескольких элементов, входя в состав химического соединения, связаны друг с другом в строго определенных пропорциях; такое сочетание атомов называется молекулой данного соединения. Так, например, в молекуле хлористого натрия связано между собой по одному атому натрия (Na) и хлора (С1). В тех случаях, когда связываются два или несколько атомов одного и того же элемента, образуются молекулы данного элемента. Так, водород (Н) и кислород (О) обычно существуют только в виде молекул, содержащих по два атома (Н2; 02); такие молекулы называются двухатомными.
Термины атомный вес и молекулярный вес применяют для выражения относительного веса атомов и соответственно молекул, которые сравниваются с весом атома водорода — наилегчайшего из атомов всех элементов, он условно принят за 1. Атомный вес кислорода, например, равен 16, это значит, что вес одного атома кислорода в шестнадцать раз превосходит вес одного атома водорода. Соединение атомов в молекулы подчиняется строгим закономерностям, управляющим, как числом атомов, так и способом их связи друг с другом. Один из типов химической связи в молекуле — соединение электрически заряженных атомов.
Атомы становятся электрически заряженными, когда от них отрываются или к ним присоединяются отрицательно заряженные субатомные частицы — электроны. Так, натрий в соединениях обычно заряжен положительно, так как его электрически нейтральный атом очень легко теряет электрон, в то время как атом хлора, наоборот, легко захватывает электрон и заряжается отрицательно. Положительно заряженный натрий (его обозначают знаком Na+) и отрицательно заряженный хлор взаимно притягиваются (подобно тому, как притягиваются разноименные полюса магнитов), образуя в результате такого взаимодействия молекулу NaCl. Атомы и даже молекулы, которые в результате недостатка или избытка электронов приобретают электрический заряд, называют ионами, а соединения, построенные из ионов, — ионными соединениями.
