Совет 1: Как определить заряд иона

В силу определенных причин атомы и молекулы могут либо приобретать, либо терять свои электроны. В этом случае образуется ион. Таким образом, ион - это одноатомная или многоатомная заряженная частица. Очевидно, важнейшей характеристикой иона будет его заряд.
Вам понадобится
  • Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Инструкция
1
Атом любого вещества состоит из электронной оболочки и ядра. Ядро состоит из двух типов частиц - нейтронов и протонов. Нейтроны не имеют электрического заряда, то есть электрический заряд нейтронов равен нулю. Протоны являются положительно заряженными частицами и имеют электрический заряд, равный +1. Количество протонов характеризует атомный номер данного атома.
2
Электронная оболочка атома состоит из электронных орбиталей, на которых расположено разное количество электронов. Электрон - отрицательно заряженная элементарная частица. Ее электрический заряд равен -1.
При помощи связей атомы могут также соединяться в молекулы.
3
В нейтральном атоме количество протонов равно количеству электронов. Поэтому его заряд равен нулю.
Чтобы определить заряд иона, необходимо знать его структуру, а именно количество протонов в ядре и количество электронов на электронных орбиталях.
4
Суммарный заряд иона получается в результате алгебраического суммирования зарядов входящих в него протонов и электронов. Число электронов в ионе может превышать число протонов, и тогда ион будет отрицательным. Если число электронов меньше числа протонов, то ион будет положительным.
5
Зная химический элемент, по таблице Менделеева мы можем определить его атомный номер, который равен количеству протонов в ядре атома этого элемента (например 11 у натрия). Если один из электронов покинул атом натрия, то у атома натрия будет уже не 11, а 10 электронов. Атом натрия станет положительно заряженным ионом с зарядом Z = 11+(-10) = +1.
Обозначаться такой ион будет символом Na с плюсом сверху, в случае заряда +2 - двумя плюсами и.т.д. Соответственно для отрицательного иона используется знак «минус».

Совет 2: Как определить заряд ядра

Атом химического элемента состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро - это центральная часть атома, в котором сосредоточена почти вся его масса. В отличие от электронной оболочки, ядро имеет положительный заряд.
Вам понадобится
  • Атомный номер химического элемента, закон Мозли
Инструкция
1
Ядро атома состоит из двух типов частиц - протонов и нейтронов. Нейтроны являются электронейтральными частицами, то есть их электрический заряд равен нуля. Протоны являются положительно заряженными частицами и их электрический заряд равен +1.
2
Таким образом, заряд ядра равен количеству протонов. В свою очередь, количество протонов в ядре равно атомному номеру химического элемента. К примеру, атомный номер водорода - 1, то есть ядро водорода состоит из одного протона имеет заряд +1. Атомный номер натрия - 11, заряд его ядра равен +11.
3
При альфа-распаде ядра его его атомный номер уменьшается на два за счет испускания альфа-частицы (ядра атома гелия). Таким образом, количество протонов в ядре, испытавшем альфа-распад, также уменьшается на два.
Бета-распад может происходить в трех различных видах. В случае распада «бета-минус» нейтрон превращается в протон при испускании электрона и антинейтрино. Тогда заряд ядра увеличивается на единицу.
В случае распада «бета-плюс» протон превращается в нейтрон, позитрон и нйтрино, заряд ядра уменьшается на единицу.
В случае электронного захвата заряд ядра также уменьшается на единицу.
4
Заряд ядра можно также определить по частоте спектральных линий характеристического излучения атома. Согласно закону Мозли: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, где v - спектральная частота характеристического излучения, R - постоянная Ридберга, S - постоянная экранирования, n - главное квантовое число.
Таким образом, Z = n*sqrt(v/r)+s.
Видео по теме
Источники:
  • как изменяется заряд ядра

Совет 3: Как определять ионы

Впереди лабораторная работа, а нужные навыки и умения по распознаванию химических веществ не наработаны. А может в химической лаборатории случайно отклеились этикетки с названиями соединений. Умение правильно определять химические вещества в силу своей специфичности может уже не потребоваться после окончания учебных заведений. Но зато эти знания могут понадобиться собственному ребенку, который придет за помощью. Что тогда ему ответить?
Вам понадобится
  • Штатив с пробирками, реагенты для определения веществ, спиртовка, проволочка с петелькой, индикаторы
Инструкция
1
Химические вещества состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов, образуя в целом электронейтральное соединение. Чтобы определить состав вещества необходимо руководствоваться качественными реакциями на различные ионы. И не обязательно их учить наизусть, а достаточно знать, что существуют такие реагенты, с помощью которых можно определить практически любое химическое соединение.
2
Кислоты. Все кислоты объединяет то, что в их состав входит ион водорода. Именно его присутствие обусловливает кислые свойства. Качественной реакцией на эту группу веществ можно считать индикаторы, то есть в кислой среде лакмус становится красным, а метиловый оранжевый - розовым.
3
Основания. Вещества этой группы также можно определить с помощью индикатора. Характерную реакцию дает фенолфталеин, который в щелочной среде становится малиновым. Это происходит за счет присутствия гидроксид-ионов.
4
Металлы. Чтобы определить ионы металлов, для этого нужно воспользоваться спиртовкой или горелкой. Возьмите медную проволочку, на одном конце сделайте петельку 6-10 мм в диаметре и внесите в пламя. Практически сразу увидите, что оно приобрело окраску красивого зеленого цвета. Это происходит как раз за счет ионов меди. Тот же самый результат будет наблюдаться, если проволочку сначала обмакнуть в соли меди (хлорид меди, нитрат меди, сульфат меди), а потом внести в пламя.
5
Чтобы определить наличие ионов щелочных металлов (натрия и калия) и щелочно-земельных (кальция и бария) нужно также внести соответствующие растворы солей в пламя спиртовки. Ионы натрия окрасят пламя в ярко-желтый цвет, ионы кальция – в кирпично-красный. Ионы бария, входящие в состав веществ дадут желто-зеленое окрашивание, а ионы калия – фиолетовое.
6
Для определения ионов кислотных остатков существует целый ряд качественных реакций. Сульфат-ион можно определить, выбрав в качестве реагента ион хлора, что в результате даст белый осадок. Чтобы узнать, что в пробирке находится карбонат-ион, возьмите любую разбавленную кислоту и в итоге увидите вскипание. Дополнительно пропустите образовавшийся углекислый газ через известковую воду, наблюдая при этом помутнение.
7
Чтобы определить ортофосфат-ион, достаточно прилить в пробирку с ним нитрат серебра, в результате реакции будет наблюдаться выпадение желтого осадка. Для распознавания солей аммония нужно провести реакцию с растворимыми щелочами. Визуального наблюдения не будет, но зато появится неприятный запах мочевины за счет образовавшегося аммиака.
8
Для распознавания галоген-ионов (хлора, брома, йода) реагентом для всех трех является нитрат серебра и во всех случаях произойдет выпадение осадка. В результате ион хлора с нитратом серебра даст белый осадок (хлорида серебра), ион брома – бело-желтый осадок (бромида серебра), а ион йода – осадок желтого цвета (образуется йодид серебра).
Видео по теме
Обратите внимание
При выполнении даже самых простых опытов обязательно соблюдайте правила техники безопасности
Совет полезен?
Имеется достаточно много реакций, в которых реагентом выступает нитрат серебра. Если это вещество попадет на поверхность стола или одежду, то удалить пятна не удастся.

Совет 4: Как определить заряд у элемента

В обычных условиях атом электрически нейтрален. При этом ядро атома, состоящее из протонов и нейтронов, заряжено положительно, а электроны несут отрицательный заряд. При избытке или недостатке электронов атом превращается в ион.
Инструкция
1
Каждый химический элемент имеет свой уникальный заряд ядра. Именно заряд определяет номер элемента в периодической системе. Так, ядро водорода имеет заряд +1, гелия +2, лития +3, бериллия +4 и т.д. Таким образом, если известен элемент, заряд ядра его атома можно определить из таблицы Менделеева.
2
Поскольку при обычных условиях атом электрически нейтрален, число электронов соответствует заряду ядра атома. Отрицательный заряд электронов компенсируется положительным зарядом ядра. Электростатические силы удерживают электронные облака вблизи атома, что обеспечивает его устойчивость.
3
При воздействии определенных условий у атома можно отнимать электроны или присоединять к нему дополнительные. Если отнять электрон от атома, атом превращается в катион – положительно заряженный ион. При избыточном количестве электронов атом становится анионом – отрицательно заряженным ионом.
4
Химические соединения могут иметь молекулярную или ионную природу. Молекулы также электрически нейтральны, а ионы несут в себе некоторый заряд. Так, молекула аммиака NH3 нейтральна, а вот ион аммония NH4+ заряжен положительно. Связи между атомами в молекуле аммиака ковалентные, образованные по обменному типу. Четвертый атом водорода присоединяется по донорно-акцепторному механизму, это тоже ковалентная связь. Аммоний образуется при взаимодействии аммиака с растворами кислот.
5
Важно понимать, что заряд ядра элемента не зависит от химических превращений. Сколько электронов ни добавляй и ни отнимай, заряд ядра останется тем же. К примеру, атом O, анион O- и катион O+ характеризуются одним и тем же зарядом ядра +8. При этом атом имеет 8 электронов, анион 9, катион - 7. Само ядро можно изменить только путем ядерных превращений.
6
Наиболее частый вид ядерных реакций – радиоактивный распад, который может протекать в естественной среде. Атомная масса элементов, подвергающихся в природе такому распаду, заключена в квадратные скобки. Это означает, что массовое число непостоянно, меняется на протяжении времени.

Совет 5: Как определить электрический заряд

Электрический заряд – это величина, характеризующая способность физического тела быть источником электромагнитного поля и принимать участие во взаимодействии с другими подобными источниками. Еще древние греки обнаружили, что если кусок янтаря потереть о шерсть, то он приобретет способность притягивать легкие предметы. Янтарь на древнегреческом языке назывался «электрон».
Инструкция
1
Школьникам, изучавшим физику в старших классах, наверняка знаком простейший прибор – электрометр. Он состоит из металлического стержня с круглым горизонтально расположенным выступом. На этот выступ насажена стрелка, которая может свободно вращаться. Что произойдет, если к металлическому стержню электрометра прикоснется заряженное тело? Часть заряда как бы перетечет на стержень и стрелку. Но поскольку эти заряды одноименные, то они будут отталкивать друг друга. И стрелка отклонится от первоначального положения на некоторый угол. С помощью градуированной шкалы его замеряют и рассчитывают величину заряда. Легко можно понять, что чем больше заряд, тем больше будет угол отклонения стрелки электрометра, и наоборот. Разумеется, с помощью такого примитивного прибора можно произвести лишь приблизительное определение величины заряда. Если нужна высокая точность, применяются чувствительные электронные электрометры.
2
Можете воспользоваться законом Кулона: F = kq1q2/r^2, где F – сила взаимодействия между двумя заряженными телами, q1 и q2 – величины их зарядов, r – расстояние между центрами этих тел, а k – коэффициент пропорциональности. Иными словами, если у вас есть тело, заряд которого q1 вам известен, то, поднеся второе тело, заряд которого q2 необходимо определить на расстояние r и силу взаимодействия F с помощью чувствительного прибора-динамометра, вы легко вычислите искомый заряд q2 по формуле: q2 = Fr^2/(kq1).
3
Также возможно вычистить величину заряда, измерив силу тока в цепи. Дело в том, что суммарная величина заряда, протекшего через поперечное сечение какого-либо проводника, вычисляется по формуле: Q = IT, где I – сила тока в амперах, а Т – время в секундах. Для этого опыта вам понадобится секундомер и амперметр – прибор для определения силы тока. Соберите электрическую цепь, куда включен амперметр, включите ток, запишите показание амперметра. Разомкните цепь, одновременно выключив секундомер. Запишите, сколько времени ток был в цепи. И по вышеуказанной формуле подсчитайте суммарный электрический заряд.
Видео по теме
Совет полезен?
Понятие о положительном и отрицательном заряде ввел Б. Франклин в середине 18-го века. А сам термин «электрический заряд» был впервые использован Шарлем Кулоном в 1785-м году, который как бы объединил слова «электрон» и «заряд». В честь этого ученого названа основная единица электрического заряда – 1 кулон.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500