Страница 18 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

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

Решение

Фотосинтез — это сложный химический процесс преобразования энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ. Этот процесс происходит в клетках, содержащих хлорофилл (у растений, водорослей и некоторых бактерий). Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет, хлорофилл}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Исходя из этого уравнения, можно выделить вещества, которые вступают в реакцию (участвуют в процессе), и вещества, которые образуются в результате.

какие вещества участвуют в фотосинтезе

Для протекания фотосинтеза необходимы неорганические вещества и энергия. Основными веществами, которые расходуются в процессе, являются:

• Углекислый газ ($CO_2$): поступает в листья растений из атмосферы через специальные структуры — устьица. Он является источником углерода для синтеза органических молекул.
• Вода ($H_2O$): поглощается корневой системой растения из почвы и транспортируется к листьям. Вода служит донором электронов и протонов, а также является источником кислорода, который выделяется как побочный продукт.

Кроме этих веществ, для процесса необходимы следующие ключевые участники, которые не являются расходуемыми реагентами в суммарном уравнении:

• Световая энергия (кванты света): это не вещество, а источник энергии, который улавливается пигментом хлорофиллом и запускает светозависимые реакции фотосинтеза.
• Хлорофилл: зелёный пигмент, находящийся в хлоропластах растительных клеток. Он поглощает свет и выступает в роли катализатора, то есть ускоряет процесс, но сам в итоге не расходуется.

Ответ: В фотосинтезе в качестве исходных веществ участвуют неорганические соединения — углекислый газ и вода. Процесс протекает при обязательном участии света как источника энергии и хлорофилла как катализатора.

какие вещества при этом образуются

В результате фотосинтеза из неорганических веществ синтезируются органические, а также выделяется побочный продукт:

• Органические вещества (углеводы): основным первичным продуктом является глюкоза ($C_6H_{12}O_6$). Она служит источником энергии для жизнедеятельности растения и является строительным материалом для синтеза других более сложных органических соединений, таких как крахмал (для запасания), целлюлоза (для построения клеточных стенок), а также белков и жиров (после дальнейших преобразований).
• Кислород ($O_2$): образуется в результате расщепления (фотолиза) молекул воды на свету. Он является побочным продуктом фотосинтеза и выделяется в атмосферу, что делает возможным дыхание для подавляющего большинства живых организмов на Земле.

Ответ: В результате фотосинтеза образуются органическое вещество — глюкоза (и другие углеводы) и газообразное вещество — кислород.

Как в мире появились вещества?

Появление веществ в мире — это сложный и многоэтапный процесс, который начался с самого рождения Вселенной. Его можно разделить на несколько ключевых стадий.

Согласно теории Большого взрыва, около 13,8 миллиардов лет назад вся Вселенная была сконцентрирована в чрезвычайно горячей и плотной точке. В первые доли секунды после взрыва из чистой энергии начали возникать фундаментальные элементарные частицы: кварки, лептоны (например, электроны) и бозоны.
Затем, когда Вселенная немного расширилась и остыла, кварки объединились, образовав протоны (ядра атомов водорода) и нейтроны. Этот процесс произошел в первую секунду существования Вселенной.

Ответ: Первоначально из энергии Большого взрыва возникли элементарные частицы, которые затем объединились в протоны и нейтроны — строительные блоки будущих атомных ядер.

В первые несколько минут после Большого взрыва Вселенная была достаточно горячей и плотной для протекания ядерных реакций. Протоны и нейтроны начали соединяться, образуя ядра первых легких химических элементов. В основном это были ядра водорода (протоны), дейтерия (один протон и один нейтрон), гелия-4 ($^4\text{He}$) и в очень малых количествах — лития ($^7\text{Li}$).
К концу этого периода примерно 75% всей барионной (обычной) материи составлял водород, а около 25% — гелий.

Ответ: В первые минуты жизни Вселенной в процессе первичного нуклеосинтеза образовались ядра самых легких элементов — в основном водорода и гелия.

Примерно 380 000 лет Вселенная продолжала остывать. В этот момент температура упала настолько, что атомные ядра смогли захватить свободно летающие электроны, образовав первые нейтральные атомы. Это в основном были атомы водорода и гелия. С этого момента вещество стало прозрачным для света, и появилось реликтовое излучение, которое мы можем наблюдать и сегодня.
Именно эти атомы стали первыми полноценными химическими веществами.

Ответ: Спустя примерно 380 000 лет после Большого взрыва, ядра водорода и гелия захватили электроны, сформировав первые стабильные атомы — первые вещества во Вселенной.

Гравитация начала собирать облака водорода и гелия в огромные скопления, из которых со временем образовались первые звезды. В недрах звезд давление и температура достигают миллионов градусов, что запускает реакции термоядерного синтеза. В ходе этих реакций из ядер водорода и гелия образуются ядра более тяжелых элементов: углерода ($C$), кислорода ($O$), неона ($Ne$), кремния ($Si$) и так далее, вплоть до железа ($Fe$).
Таким образом, звезды — это гигантские "фабрики", создающие почти все химические элементы, из которых состоим мы и наш мир.

Ответ: Внутри звезд путем термоядерного синтеза из водорода и гелия были созданы более тяжелые химические элементы, до железа включительно.

Элементы тяжелее железа не могут образоваться в ходе обычного термоядерного синтеза в звездах, так как их создание требует затрат энергии, а не ее выделения. Эти элементы (такие как золото ($Au$), платина ($Pt$), уран ($U$)) рождаются в ходе колоссальных космических катаклизмов.
Основными источниками таких элементов являются взрывы сверхновых — финальная стадия жизни массивных звезд, а также слияния нейтронных звезд. Во время этих событий возникают экстремальные условия и мощные потоки нейтронов, которые "вбиваются" в существующие ядра, создавая самые тяжелые элементы таблицы Менделеева.

Ответ: Самые тяжелые химические элементы (тяжелее железа) появились в результате взрывов сверхновых звезд и слияний нейтронных звезд.

После взрывов сверхновых и в результате звездного ветра все созданные химические элементы рассеиваются в межзвездном пространстве. В холодных газопылевых облаках эти атомы начинают соединяться друг с другом, образуя молекулы — от простейших, как молекула воды ($H_2O$), до сложных органических соединений.
Из этих облаков со временем формируются новые звезды и планетные системы, включая нашу Солнечную систему. На планетах, таких как Земля, эти атомы и молекулы вступили в бесчисленные химические реакции, создав все многообразие веществ, которое мы видим вокруг: минералы, воду, воздух и, в конечном итоге, жизнь.

Ответ: Рассеянные в космосе атомы объединились в молекулы, из которых сформировались планеты, где в ходе дальнейших химических процессов возникло все современное многообразие веществ.

1. Сколько химических элементов получено искусственным путём?

На сегодняшний день науке известно 118 химических элементов. Часть из них существует в природе, а часть была получена человеком искусственно. Определение точного количества искусственно полученных элементов имеет некоторые нюансы.

К элементам, которые были получены искусственным путём (синтезированы), относят две группы:

• Элементы, впервые полученные в лаборатории и не имеющие стабильных изотопов. Хотя позже их следовые количества были обнаружены в природе, их принято считать искусственными. Это Технеций (Tc, № 43) и Прометий (Pm, № 61).
• Все элементы тяжелее плутония. Элементы с атомными номерами от 95 (Америций, Am) до 118 (Оганесон, Og) не встречаются в природе и создаются исключительно в ходе ядерного синтеза.

Элементы с номерами 93 (Нептуний) и 94 (Плутоний) также были впервые синтезированы, но позже обнаружены в малых количествах в природе, поэтому их чаще относят к природным.

Общее число синтетических элементов рассчитывается как сумма элементов в этих двух группах: $2$ (Технеций и Прометий) + $(118 - 95 + 1)$ (элементы от Америция до Оганесона) = $2 + 24 = 26$ элементов.

Ответ: Искусственным путём получено 26 химических элементов: технеций (№ 43), прометий (№ 61) и все элементы с атомными номерами от 95 до 118.

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

После водорода, атомы которого в виде ядер (протонов) доминировали в ранней Вселенной, следующим по распространенности образовавшимся химическим элементом был гелий (He). Процесс его образования называется первичным нуклеосинтезом.

1. Первичный нуклеосинтез. Этот процесс происходил в первые несколько минут после Большого взрыва (примерно с 3-й по 20-ю минуту). Вселенная в это время представляла собой чрезвычайно горячую и плотную плазму из протонов, нейтронов, электронов и фотонов. Высокая температура и плотность позволяли протонам ($p$) и нейтронам ($n$) сливаться вместе в ходе термоядерных реакций.

2. Образование ядер гелия. Ядра водорода (протоны) уже существовали. Следующим по сложности стабильным ядром является ядро гелия-4 (${^{4}\text{He}}$), состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Его образование происходило через цепочку реакций, ключевой из которых было образование дейтерия (${^{2}\text{H}}$, «тяжелый водород»):

$p + n \rightarrow {^{2}\text{H}} + \gamma$ (где $\gamma$ — фотон)

Далее ядра дейтерия могли реагировать друг с другом и с другими частицами, образуя в конечном итоге ядра гелия-4:

${^{2}\text{H}} + {^{2}\text{H}} \rightarrow {^{3}\text{He}} + n$

${^{3}\text{He}} + {^{2}\text{H}} \rightarrow {^{4}\text{He}} + p$

К тому моменту, как возраст Вселенной достиг примерно 20 минут, она расширилась и остыла настолько, что термоядерный синтез практически прекратился. В результате этих процессов почти все нейтроны оказались связанными в ядрах гелия-4. По массе Вселенная стала состоять примерно на 75% из ядер водорода и на 25% из ядер гелия, с ничтожными примесями лития.

3. Образование атомов. Важно отметить, что на этапе нуклеосинтеза образовались только атомные ядра. Полноценные нейтральные атомы (ядра, окруженные электронами) смогли сформироваться значительно позже, примерно через 380 000 лет после Большого взрыва. К этому времени Вселенная остыла до температуры около 3000 К, что позволило электронам объединиться с ядрами. Этот процесс называется рекомбинацией. Поскольку ядра гелия были вторыми по распространенности после ядер водорода, атомы гелия стали вторым химическим элементом, образовавшимся во Вселенной.

Ответ: После водорода во Вселенной образовались атомы гелия (He).

3. Почему сложных веществ намного больше, чем простых?

Сложных веществ существует значительно больше, чем простых, из-за фундаментальных комбинаторных принципов, лежащих в основе химии. Разберем основные причины этого явления.

1. Определение и количество простых веществ

Простые вещества — это вещества, состоящие из атомов только одного химического элемента. На данный момент в Периодической системе Д.И. Менделеева известно 118 химических элементов.

Хотя один элемент может образовывать несколько простых веществ, называемых аллотропными модификациями (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$; или углерод в виде алмаза, графита и фуллеренов), общее число таких веществ все равно ограничено и невелико. Их количество исчисляется несколькими сотнями.

2. Определение и разнообразие сложных веществ

Сложные вещества — это вещества, состоящие из атомов двух или более различных химических элементов, соединенных между собой химическими связями. Именно здесь кроется причина их колоссального разнообразия.

• Комбинаторика элементов: 118 химических элементов могут соединяться друг с другом в огромном количестве сочетаний. Например, можно соединить два элемента (как водород и кислород в воде $H_2O$), три элемента (как натрий, водород, углерод и кислород в гидрокарбонате натрия $NaHCO_3$) и так далее. Число возможных комбинаций математически огромно.
• Различные количественные соотношения: Атомы одних и тех же элементов могут соединяться в разных пропорциях, образуя совершенно разные вещества с разными свойствами. Например, азот и кислород могут образовывать оксиды $N_2O$, $NO$, $N_2O_3$, $NO_2$, $N_2O_5$.
• Изомерия: Это явление, при котором существуют вещества с одинаковым качественным и количественным составом (одной и той же молекулярной формулой), но разным строением и, следовательно, разными свойствами. Например, молекулярной формуле $C_4H_{10}$ соответствуют два разных вещества: бутан и изобутан. С увеличением числа атомов в молекуле количество возможных изомеров растет в геометрической прогрессии. Для формулы $C_{20}H_{42}$ теоретически возможно уже 366 319 изомеров.
• Особая роль углерода: Углерод обладает уникальной способностью образовывать прочные связи с самим собой, формируя длинные цепи и кольца (катенация), а также с атомами множества других элементов. Это свойство лежит в основе органической химии, которая изучает миллионы известных соединений, от простейшего метана $CH_4$ до сложнейших белков и молекул ДНК.

Таким образом, если число простых веществ ограничено числом элементов, то число сложных веществ практически бесконечно благодаря возможности атомов разных элементов соединяться друг с другом в различных комбинациях, пропорциях и пространственных конфигурациях.

Ответ: Сложных веществ намного больше, чем простых, потому что они образуются путем комбинирования атомов разных химических элементов. В отличие от простых веществ, число которых ограничено количеством химических элементов (118), количество возможных комбинаций разных элементов, различных количественных соотношений атомов в молекуле и различных пространственных структур (изомеров) практически не ограничено.

4. Приведите примеры веществ, в состав которых входят три элемента.

Вещества, в состав которых входят три химических элемента, очень многочисленны и относятся к разным классам химических соединений. Наиболее распространенными примерами являются основания (гидроксиды металлов), кислородсодержащие кислоты и их соли, а также многие органические соединения.

Рассмотрим несколько конкретных примеров:

1. Основания (гидроксиды). Это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксогрупп ($-OH$).
Например, гидроксид натрия (также известный как едкий натр или каустическая сода). Его химическая формула — $NaOH$. В состав этого вещества входят три элемента: натрий ($Na$), кислород ($O$) и водород ($H$).
Другой пример — гидроксид кальция (гашёная известь), формула которого $Ca(OH)_2$. Он состоит из кальция ($Ca$), кислорода ($O$) и водорода ($H$).

2. Кислородсодержащие кислоты. Это кислоты, в молекулах которых помимо атомов водорода и кислотного остатка содержатся атомы кислорода.
Например, серная кислота, одна из самых сильных и широко используемых кислот, имеет формулу $H_2SO_4$. Она состоит из трех элементов: водорода ($H$), серы ($S$) и кислорода ($O$).
Азотная кислота ($HNO_3$) также состоит из трех элементов: водорода ($H$), азота ($N$) и кислорода ($O$).

3. Соли. Соли кислородсодержащих кислот также являются трехэлементными веществами.
Например, карбонат кальция — основная составляющая мела, мрамора и известняка. Его формула $CaCO_3$. Элементы, входящие в состав: кальций ($Ca$), углерод ($C$) и кислород ($O$).
Сульфат меди(II), или медный купорос, с формулой $CuSO_4$, состоит из меди ($Cu$), серы ($S$) и кислорода ($O$).

4. Органические соединения. Многие органические вещества состоят из углерода, водорода и кислорода.
Например, этанол (этиловый спирт) — $C_2H_5OH$. Он состоит из углерода ($C$), водорода ($H$) и кислорода ($O$).
Уксусная кислота — $CH_3COOH$ — также состоит из углерода ($C$), водорода ($H$) и кислорода ($O$).

Ответ: Примеры веществ, состоящих из трех элементов: гидроксид натрия ($NaOH$), серная кислота ($H_2SO_4$), карбонат кальция ($CaCO_3$), этанол ($C_2H_5OH$).

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.

Решение

Для составления химических формул веществ, состоящих из азота ($N$) и кислорода ($O$), необходимо определить соотношение атомов этих элементов в молекуле.

В первом веществе, согласно условию, атомов азота в два раза больше, чем атомов кислорода. Обозначим количество атомов кислорода за $x$, тогда количество атомов азота будет $2x$. Простейшее целочисленное соотношение получается при $x = 1$. В этом случае количество атомов азота равно $2 \cdot 1 = 2$. Таким образом, на один атом кислорода приходится два атома азота. Химическая формула этого вещества записывается как $N_2O$. Это оксид азота(I), известный также как закись азота.

Во втором веществе соотношение обратное: атомов кислорода в два раза больше, чем атомов азота. Обозначим количество атомов азота за $y$, тогда количество атомов кислорода будет $2y$. Простейшее целочисленное соотношение получается при $y = 1$. В этом случае количество атомов кислорода равно $2 \cdot 1 = 2$. Таким образом, на один атом азота приходится два атома кислорода. Химическая формула этого вещества записывается как $NO_2$. Это оксид азота(IV), или диоксид азота.

Ответ: химические формулы этих веществ — $N_2O$ и $NO_2$.

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

Дано:

Вещество — метан ($CH_4$)
Число атомов водорода $N(H) = 1000$

Найти:

Число атомов углерода $N(C)$ — ?

Решение:

Химическая формула метана — $CH_4$.

Из этой формулы видно, что в одной молекуле метана содержится 1 атом углерода (C) и 4 атома водорода (H). Следовательно, соотношение количества атомов углерода к количеству атомов водорода в любом образце метана постоянно и равно 1:4.

$\frac{N(C)}{N(H)} = \frac{1}{4}$

Чтобы найти число атомов углерода, нужно число атомов водорода разделить на 4:

$N(C) = \frac{N(H)}{4}$

Подставим в формулу известное из условия значение числа атомов водорода:

$N(C) = \frac{1000}{4} = 250$

Таким образом, в указанном количестве метана содержится 250 атомов углерода.

Ответ: 250.

7. Прочитайте формулы: $N_2$, $NO_2$, $C_2H_6$, $CaCl_2$, $NaOH$, $NaHCO_3$, $HCN$, $SO_2$, $C_6H_6$.

$N_2$

Данная формула читается как «эн-два». Она обозначает простое вещество азот. Молекула азота состоит из двух атомов, поэтому его называют двухатомным газом. Азот является основным компонентом земной атмосферы.

Ответ: азот.

$NO_2$

Данная формула читается как «эн-о-два». Она соответствует оксиду азота(IV), который также часто называют диоксидом азота. В этом соединении валентность азота равна IV. Это ядовитый газ бурого цвета, который в быту иногда называют «лисий хвост».

Ответ: оксид азота(IV) или диоксид азота.

$C_2H_6$

Данная формула читается как «цэ-два-аш-шесть». Это этан — органическое соединение, относящееся к классу алканов (предельных углеводородов). Он является вторым представителем гомологического ряда алканов после метана.

Ответ: этан.

$CaCl_2$

Данная формула читается как «кальций-хлор-два». Она обозначает хлорид кальция — это кальциевая соль соляной кислоты. Является типичным ионным соединением, хорошо растворимым в воде.

Ответ: хлорид кальция.

$NaOH$

Данная формула читается как «натрий-о-аш». Это гидроксид натрия — типичное неорганическое основание, относящееся к классу щелочей. Также известен под названиями «каустическая сода» или «едкий натр».

Ответ: гидроксид натрия.

$NaHCO_3$

Данная формула читается как «натрий-аш-цэ-о-три». Это гидрокарбонат натрия — кислая соль угольной кислоты и натрия. Широко известен в быту как «пищевая сода» или «питьевая сода».

Ответ: гидрокарбонат натрия.

$HCN$

Данная формула читается как «аш-цэ-эн». Она соответствует циановодороду. Водный раствор этого вещества называется синильной кислотой. Это очень токсичное соединение.

Ответ: циановодород (синильная кислота).

$SO_2$

Данная формула читается как «эс-о-два». Это оксид серы(IV), также известный как диоксид серы или сернистый газ. Это кислотный оксид, который образуется, например, при сжигании серы.

Ответ: оксид серы(IV) (диоксид серы).

$C_6H_6$

Данная формула читается как «цэ-шесть-аш-шесть». Это бензол — органическое соединение, простейший представитель ароматических углеводородов. Молекула бензола представляет собой шестичленное кольцо из атомов углерода.

Ответ: бензол.

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

Для ответа на данный вопрос необходима таблица 1, которая не приведена на изображении. В таблице должны быть перечислены химические вещества, для которых нужно провести расчеты.

Однако я могу предоставить общий алгоритм, по которому вы сможете самостоятельно решить эту задачу, когда у вас будет список веществ. Вопрос "процент атомов кислорода" в химии обычно трактуется как "массовая доля атомов кислорода".

Общий план решения

Чтобы найти вещество с наибольшей массовой долей кислорода, необходимо для каждого вещества из таблицы выполнить следующие действия:

1. Определить химическую формулу вещества.
2. Используя периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева, найти относительные атомные массы ($Ar$) всех элементов, входящих в состав молекулы. Для расчетов обычно используют округленные значения: $Ar(O) \approx 16$.
3. Вычислить относительную молекулярную массу ($Mr$) вещества. Она равна сумме относительных атомных масс всех атомов в молекуле с учетом их количества (индексов).
4. Рассчитать массовую долю (процент) кислорода в веществе по формуле:

$w(O) = \frac{N(O) \cdot Ar(O)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где:

• $w(O)$ — массовая доля кислорода,
• $N(O)$ — число атомов кислорода в формуле вещества,
• $Ar(O)$ — относительная атомная масса кислорода (≈ 16),
• $Mr(\text{вещества})$ — относительная молекулярная масса всего вещества.

После этого нужно сравнить полученные значения массовой доли кислорода для всех веществ и выбрать наибольшее.

Пример расчета для серной кислоты ($H_2SO_4$)

Предположим, что одним из веществ в таблице является серная кислота. Проведем для нее расчет.

Дано:

Вещество: серная кислота ($H_2SO_4$)

Относительные атомные массы (из таблицы Менделеева, округленные):
$Ar(H) = 1$
$Ar(S) = 32$
$Ar(O) = 16$

Найти:

$w(O)$ в $H_2SO_4$ — ?

Решение:

1. Сначала вычислим относительную молекулярную массу серной кислоты ($Mr(H_2SO_4)$):

$Mr(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$.

2. Теперь рассчитаем массовую долю кислорода в серной кислоте. В одной молекуле $H_2SO_4$ содержится 4 атома кислорода, поэтому $N(O) = 4$.

$w(O) = \frac{4 \cdot Ar(O)}{Mr(H_2SO_4)} \cdot 100\% = \frac{4 \cdot 16}{98} \cdot 100\% = \frac{64}{98} \cdot 100\% \approx 0.653 \cdot 100\% \approx 65.3\%$

Вам необходимо провести аналогичные расчеты для каждого вещества из вашей таблицы 1 и сравнить полученные результаты.

Ответ: чтобы найти вещество с наибольшим процентом атомов кислорода, нужно рассчитать массовую долю кислорода для каждого вещества из таблицы 1 по приведенному алгоритму и выбрать максимальное значение.

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?

Что наблюдаете?

При опускании кусочка мела в столовый уксус начинается бурная химическая реакция. Визуально это проявляется как «вскипание» или шипение — интенсивное выделение пузырьков газа с поверхности мела. Кусочек мела при этом постепенно уменьшается в размерах, то есть растворяется. Выделяющийся газ является углекислым газом ($CO_2$), он не имеет цвета и запаха.

Ответ: При опускании мела в уксус наблюдается его растворение, сопровождающееся шипением и выделением пузырьков бесцветного газа без запаха.

Что произошло с атомами углерода в этой реакции?

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть химическое уравнение реакции. Мел — это преимущественно карбонат кальция ($CaCO_3$). Столовый уксус — это водный раствор уксусной кислоты ($CH_3COOH$).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:
$CaCO_3 \text{ (мел)} + 2CH_3COOH \text{ (уксусная кислота)} \rightarrow (CH_3COO)_2Ca \text{ (ацетат кальция)} + H_2O \text{ (вода)} + CO_2\uparrow \text{ (углекислый газ)}$

В этой реакции участвуют атомы углерода из двух разных исходных веществ:

1. Атомы углерода, входившие в состав молекул уксусной кислоты ($CH_3COOH$), после реакции оказались в составе соли — ацетата кальция ($(CH_3COO)_2Ca$). Их химическое окружение принципиально не изменилось, они остались частью ацетат-ионов.
2. Атом углерода, который входил в состав мела (карбоната кальция $CaCO_3$), претерпел трансформацию. Изначально он был частью твердого ионного соединения. В результате реакции с кислотой он образовал молекулу нового вещества — углекислого газа ($CO_2$), который является газом и улетучивается из раствора. Промежуточно образуется нестабильная угольная кислота ($H_2CO_3$), которая сразу распадается на воду и углекислый газ.

Таким образом, атомы углерода перегруппировались: одни остались в растворе в виде соли, а другой атом углерода из мела перешел в газообразное состояние.

Ответ: В ходе реакции атомы углерода, входившие в состав уксусной кислоты, перешли в состав соли — ацетата кальция. Атом углерода, входивший в состав мела (карбоната кальция), покинул кристаллическую решетку и образовал новую молекулу — углекислый газ ($CO_2$), который выделился в виде пузырьков.