Anatomia Atomu

Części Atomu

Każdy atom ma trzy rodzaje cząstek:

Protony: dodatnio naładowane, znajdują się w jądrze (centrum)

Neutrony: bezładu, także w jądrze

Elektrony: ujemnie naładowane, krążą wokół jądra w obłoku elektronowym

Jądro jest naprawdę małe w porównaniu z całym atomem. Jeśli atom byłby wielkości stadionu, jądro byłoby perłą na linii 50 jardów. Elektrony byłyby komarami krążącymi w górnych trybunach.

To kluczowe fakt: liczba protonów określa, jakie element jest atom. To liczba nazywana jest liczbą atomową.

Każdy atom wodoru ma dokładnie 1 proton. Każdy atom węgla ma dokładnie 6. Każdy atom złota ma dokładnie 79.

Zmiana liczby protonów i zmienia się element całkowicie.

Co Robi Element?

Złoto ma 79 protonów. Żelazo ma 26 protonów. Wyglądają inaczej, odczuwają inaczej i zachowują się inaczej.

Ale są oba po prostu zbiorami protonów, neutronów i elektronów.

Mapa Mendeleewa

Najpotężniejszy ulotka w naukach

W 1869 roku rosyjski chemik Dmitrij Mendelejew wykonał coś genialnego. Napisał znane elementy na kartkach i zarządzał je według masy atomowej.

Zauważył, że elementy o podobnych właściwościach pojawiają się na stałych odstępach: okresowy wzór.

Zarządzał ich w tabeli z wierszami (okresami) i **kolumnami (grupami).

Genialny ruch: Mendelejew zostawił białe pola. Przewidywał, że nieodkryte elementy wypełnią te pola: i miał rację. Gal, galium i german, germanium zostały znalezione wiele lat później, doskonale pasując do jego przewidywań.

Okresy (wiersze): Każdy wiersz reprezentuje nową powłokę elektronową, która jest wypełniana.

Grupy (kolumny): Elementy w tej samej kolumnie mają tę samą liczbę zewnętrznych elektronów: i dlatego zachowują się podobnie.

Tabela dzieli się na metale (po lewej i środku: połyskujące, przewodzące, giętkie), niemetale (w prawym górnym rogu: gazy, twarde ciała stałe) i półmetaliczne (wzdłuż linii schodzącej: mają właściwości obu typów).

A potem są gazyny nobliwne w najbardziej prawej kolumnie: wodor, neon, argon. Mają pełne zewnętrzne powłoki elektronowe, więc prawie nigdy nie reagują z niczym. Są samotnikami tabeli okresowej.

Wzory w Tabeli

Lit, sod i potas znajdują się w kolumnie 1 tabeli okresowej. Oba są miękkimi metalami, które reagują z wodą.

Flor, chlor i brom znajdują się w kolumnie 17. Oba są bardzo reaktynymi niemetalem, którzy kochają grabić elektrony z innych atomów.

Jak Atomy łączą się

Dlaczego Atomy się łączą

Większość atomów nie jest stabilna samodzielnie. Chcą pełnego zewnętrznego obłoku elektronowego: takiego jak gazy szlachetne.

Aby to osiągnąć, atomy łączą się z innymi atomami w dwóch głównych sposobach:

Pola jonowe: jeden atom przenosi elektrony na inny.

Jodowy chlor (NaCl) to klasyczny przykład. Sód ma jeden zewnętrzny elektron, który chce stracić. Chlor ma 7 zewnętrznych elektronów i chce uzyskać jeden więcej. Sód przekazuje swój elektron chlorowi. Teraz oba mają pełne zewnętrzne obłoki elektronowe, ale sód jest dodatnio naładowany (stracił elektron) i chlor jest ujemnie naładowany (uzyskał jeden). Przeciwnie naładowane się przyciągają i zamykają się razem.

Pola kowalencyjne: atomy udzielają elektronów.

Woda (H₂O) działa tak. Tlen potrzebuje 2 dodatkowych elektronów. Każdy wodoru ma jeden do podziału. Zatem tlen dzieli się elektronami z dwoma wodorami. Nikt nic nie przekazuje: współpracują.

Ciągłe sole często tworzą kryształy i rozpuszczają się w wodzie. Związki kowalencyjne często tworzą cząsteczki: pojedyncze jednostki, takie jak H₂O lub CO₂.

Dlaczego sól rozpuszcza się

Kiedy zanurkujesz kryształ soli w szkle wodzie, znika. Ciało stałe rozprasza się, a jony sodowe i chlorowe rozprzestrzeniają się przez wodę.

To się dzieje, ponieważ woda jest molekułem polarnym: końce wodoru są lekko ujemne, a końce tlenowe są lekko dodatnie.

Co to jest reakcja?

Reaktywne Stają się Produkty

Chemiczna reakcja zachodzi, gdy atomy przekształcają swoje wiązania w nowe substancje.

Początkowe materiały nazywają się reaktywne. Wyniki nazywają się produkty.

Jedno absolutne przepis: atomy nigdy nie są tworzone ani niszczane w reakcji chemicznej. To prawo zachowania masy. Każdy atom, który wpada, musi wyjść: tylko przekształcony.

Reakcje mogą być egzotermiczne (wypuszcza energię: ognie, wybuchy, termoaktywatory rąk) lub endotermiczne (wchłania energię: zimne torby, fotosynteza, gotowanie jajka).

Chemia wszędzie:

- Patinowanie: żelazo + tlen → tlenek żelaza. Powolne, egzotermiczne.

- Spalanie: paliwo + tlen → dwutlenek węgla + woda. Szybko, bardzo egzotermiczne.

- Fotosynteza: dwutlenek węgla + woda + światło → glukozę + tlen. Endotermiczne: roślina przechowuje energię słoneczną w wiązaniach chemicznych.

Każda z tych reakcji to tylko atomy rozrywające stare wiązania i tworzenie nowych.

Chemia korozji

Pewnie zobaczyłeś korozję na starych samochodach, narzędziach lub gwoździach. Korozja tworzy się powoli, ale jest to rzeczywista reakcja chemiczna.

Rzeczywista równanie to: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Oznacza to, że cztery atomy żelaza reagują z trzema atomami tlenu, aby wyprodukować dwa jednostki tlenku żelaza (pata).

Chemia w Twoim Życiu

Żyjesz Wewnątrz Chemikalni

Chemia nie jest tylko czymś, co dzieje się w szklanych becherekach. Dzieje się to wszędzie wokół Ciebie, cały czas.

Gotowanie: Kiedy zrumieniasz mięso czy pieczesz chleb, to jest to reakcja Maillard: aminokwasy i cukry przekształcają się w setki nowych związków smakowych.

Lekarstwo: Każdy lek to cząsteczka zaprojektowana, aby pasować do konkretnej receptor w Twoim ciele, jak klucz w zamek.

Materiały: Ekran, na którym czytasz to, istnieje dzięki chemikom, którzy odkryli, jak wytworzyć ciekłe kryształy, półprzewodniki oraz filmy z polimerów.

Akumulatory: Twój telefon działa dzięki chemii litowo-ionowej: atomy litu przewozzą elektrony między elektrodami.

Twój organizm: W tej chwili enzymy w Twoich komórkach katalizują tysiące reakcji chemicznych na sekundę: rozkładają pokarm, budują białka, kopiują DNA.

Każdy materiał, każdy lek, każda technologia prowadzi swój początek do atomów, które tworzą wiązania.

Twoja Zawód

Połącz chemię ze swoim światem

Teraz wiesz o atomach, elementach, wiązaniach i reakcjach. Masz słownictwo, które pozwala Ci opisać, z czego są zrobione rzeczy i dlaczego zachowują się tak, jak się zachowują.