Περιεχόμενο
- Ποια είναι μερικά παραδείγματα ατόμων;
- Ποια είναι τα ονόματα των ατόμων;
- Ποια είναι τα διαφορετικά είδη ατόμων;
- Τι είναι οι ενώσεις και τα μόρια;
- Ποια είναι τα κύρια στοιχεία;
- Τι είναι τα ισότοπα;
Τα άτομα θεωρούνται καλύτερα ως τα μικρότερα αδιαίρετα κομμάτια της συνηθισμένης ύλης. Στην πραγματικότητα, το όνομά τους προέρχεται από την ελληνική γλώσσα για "δεν μπορεί να κοπεί". Τα άτομα αποτελούνται από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια, αν και το μικρότερο και απλούστερο είδος, το άτομο υδρογόνου, δεν περιέχει νετρόνια.
Ένα στοιχείο είναι ύλη που αποτελείται από ένα μόνο είδος ατόμου. Όταν κοιτάζετε τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων, κάθε κουτί που βλέπετε καταλαμβάνεται από μια ουσία με μια μοναδική διάταξη πρωτονίων και νετρονίων. Στην ειδική περίπτωση που υπάρχει μόνο ένα άτομο ενός στοιχείου, ο ορισμός του "ατόμου" και "στοιχείου" είναι πανομοιότυπος. Εναλλακτικά, μπορεί να έχετε 10 ή 100 ή 1.000.000 τόνους ύλης που αποτελείται από ένα μόνο στοιχείο, εφόσον κάθε άτομο στην γιγάντια μάζα είναι το ίδιο. Βάλτε λίγο διαφορετικά, όταν παρουσιάζεται με ένα άτομο και ένα στοιχείο και είπε ότι μόνο ένα είναι μικροσκοπικό, ξέρετε ποιο είναι ένα παράδειγμα ενός στοιχείου (αν και όχι όλες οι συνάψεις ενός μόνο στοιχείου, φυσικά, είναι αρκετά μεγάλες για να το δουν με το γυμνό μάτι ή ακόμα και συμβατικό μικροσκόπιο).
Ποια είναι μερικά παραδείγματα ατόμων;
Παραδείγματα ατόμων στα οποία είμαστε σχεδόν βέβαιοι ότι έχετε ακούσει - εκτός κι αν, δηλαδή, έχετε προσγειωθεί εδώ από έναν άλλο πλανήτη ή ίσως από ένα παράλληλο σύμπαν στο οποίο τα ίδια τα άτομα είναι ανήκουστα - περιλαμβάνουν το υδρογόνο, το οξυγόνο και τον άνθρακα, στο ελάχιστο . Το υδρογόνο και το οξυγόνο είναι τα δύο άτομα στο νερό, με τον χημικό τύπο του νερού να είναι το Η2O γιατί ένα μόριο νερού περιέχει δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Σημειώστε ότι το νερό, αν και δεν μπορεί να χάσει κανένα από τα συστατικά του και ακόμα να είναι νερό, δεν είναι ένα στοιχείο, επειδή δεν είναι όλα τα άτομα του ίδια. Αντ 'αυτού, είναι α χημική ένωση. (Περισσότερα για αυτήν την ονοματολογία σύντομα.)
Κάθε άτομο μπορεί να περιλαμβάνει τρία διαφορετικά συστατικά: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Στην πραγματικότητα, κάθε άτομο εκτός από το άτομο υδρογόνου περιέχει τουλάχιστον ένα από το καθένα. το υδρογόνο αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο, αλλά δεν έχει νετρόνια. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν σχεδόν την ίδια μάζα, ενώ το πρωτόνιο είναι 1,6726231 x 10-27 kg και εκείνο ενός ηλεκτρονίου που είναι 1,6749286 x 10-27 κιλό. Τα ηλεκτρόνια είναι πιο αργά, τόσο πολύ ώστε η συνδυασμένη μάζα τους μπορεί να παραμεληθεί για πρακτικούς σκοπούς όταν υπολογίζεται η μάζα ενός δεδομένου ατόμου. Ένα ηλεκτρόνιο έχει μάζα 9.1093897 x 10-31 κιλό.
Τα άτομα στη στοιχειακή τους μορφή περιέχουν ίσους αριθμούς πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Ένα πρωτόνιο φέρει ένα μικρό θετικό ηλεκτρικό φορτίο, που ονομάζεται +1, ενώ ένα ηλεκτρόνιο φέρει φορτίο -1. Τα νετρόνια δεν φέρουν κανένα φορτίο, επομένως ένα συνηθισμένο άτομο δεν έχει καθόλου φορτίο καθώς το θετικό φορτίο των πρωτονίων και το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων ακυρώνονται το ένα το άλλο. Μερικά άτομα, όμως, έχουν άνισους αριθμούς πρωτονίων και ηλεκτρονίων και συνεπώς φέρουν ένα καθαρό φορτίο (π.χ. -2 ή +3). αυτά τα άτομα καλούνται ιόντα.
Φυσικά, τα άτομα είναι διατεταγμένα περίπου σαν το ηλιακό σύστημα, με μικρότερα κομμάτια ύλης να περιστρέφονται γύρω από το πολύ πιο μαζικό κέντρο. Στην αστρονομία, όμως, η βαρυτική δύναμη είναι αυτό που κρατά τους πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο. στα άτομα, είναι μια ηλεκτροστατική δύναμη. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια ενός ατόμου συγκεντρώνονται μαζί για να σχηματίσουν το κέντρο, που ονομάζεται πυρήνας. Επειδή ο πυρήνας περιλαμβάνει μόνο θετικά και χωρίς φορτίο στοιχεία, είναι θετικά φορτισμένα. Τα ηλεκτρόνια, εν τω μεταξύ, υπάρχουν μέσα σε ένα σύννεφο γύρω από τον πυρήνα, που αντλείται από το θετικό του φορτίο. Η θέση ενός ηλεκτρονίου σε οποιαδήποτε στιγμή δεν μπορεί να είναι ακριβώς γνωστή, αλλά η πιθανότητά του να βρίσκεται σε μια δεδομένη θέση στο διάστημα μπορεί να υπολογιστεί με μεγάλη ακρίβεια. Αυτή η αβεβαιότητα αποτελεί τη βάση της κβαντικής φυσικής, ενός κλάδου που έχει εξελιχθεί από τη θεωρητική σε μια σειρά σημαντικών εφαρμογών στον τομέα της μηχανικής και της τεχνολογίας των υπολογιστών.
Ποια είναι τα ονόματα των ατόμων;
Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων είναι ένα καθολικό μέσο για τους επιστήμονες και τους αρχαίους μαθητές να εξοικειωθούν με τα ονόματα όλων των διαφορετικών ατόμων, μαζί με μια περίληψη των κρίσιμων ιδιοτήτων τους. Αυτά βρίσκονται σε κάθε βιβλίο χημείας και σε απεριόριστες τοποθεσίες στο διαδίκτυο. Θα πρέπει να έχετε ένα πρακτικό για αναφορά όταν συμβουλευτείτε αυτό το τμήμα.
Ο περιοδικός πίνακας περιέχει τα ονόματα και τις συντομογραφίες ενός ή δύο γράμματος και των 103 στοιχείων ή, αν προτιμάτε, τύπους ατόμων. 92 από αυτά εμφανίζονται φυσικά, ενώ το βαρύτερο 11, αριθμημένο από 93 έως 103, έχει παραχθεί μόνο υπό εργαστηριακές συνθήκες. Κάθε αριθμός στοιχείων στον περιοδικό πίνακα αντιστοιχεί στον ατομικό του αριθμό και ως εκ τούτου στον αριθμό των πρωτονίων που περιέχει. Το κουτί στον πίνακα που αντιστοιχεί σε ένα στοιχείο συνήθως δείχνει την ατομική του μάζα - δηλαδή τη συνολική μάζα των πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων του - στο κάτω μέρος του κουτιού, κάτω από το όνομα του ατόμου. Επειδή για πρακτικούς λόγους αυτό αντιστοιχεί στη μάζα μόνο των πρωτονίων και των νετρονίων και επειδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν πολύ κοντά στην ίδια μάζα, μπορείτε να εξαγάγετε πόσα νετρόνια έχει ένα άτομο, αφαιρώντας τον ατομικό αριθμό του (τον αριθμό των πρωτονίων) την ατομική μάζα και στρογγυλοποίηση. Για παράδειγμα, το νάτριο (Na) είναι ο αριθμός 11 στον περιοδικό πίνακα και έχει μάζα 22,99 μονάδων ατομικής μάζας (amu). Με το γύρισμα σε 23, μπορείτε στη συνέχεια να υπολογίσετε ότι το νάτριο πρέπει να έχει 23 - 11 = 12 νετρόνια.
Από όλα τα παραπάνω, μπορείτε να συγκεντρώσετε ότι τα άτομα γίνονται βαρύτερα καθώς κάποιος μετακινείται από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω στο τραπέζι, σαν να διαβάζετε μια σελίδα σε βιβλίο στην οποία κάθε νέα λέξη είναι λίγο μεγαλύτερη από την προηγούμενη λέξη.
Τα στοιχεία μπορούν να υπάρχουν ως στερεά, υγρά ή αέρια στη φυσική τους κατάσταση. Ο άνθρακας (C) είναι ένα παράδειγμα ενός στερεού. ο υδράργυρος (Hg), που βρίσκεται στα θερμόμετρα "παλιάς σχολής", είναι ένα υγρό. και το υδρογόνο (Η) υπάρχει ως αέριο. Μπορούν να ομαδοποιηθούν, με τη βοήθεια του περιοδικού πίνακα, σε κατηγορίες με βάση τις φυσικές τους ιδιότητες. Ένας βολικός τρόπος για να τα χωρίσετε είναι σε μέταλλα και μη μέταλλα. Τα μέταλλα περιλαμβάνουν έξι υποτύπους, ενώ τα μη-μέταλλα διαθέτουν μόνο δύο. (Το βόριο, το αρσενικό, το πυρίτιο, το γερμάνιο, το αντιμόνιο, το τελλούριο και η αστατίνη θεωρούνται μεταλλοειδή.)
Ο περιοδικός πίνακας περιλαμβάνει 18 στήλες, αν και δεν καταλαμβάνεται κάθε δυνατός χώρος σε κάθε στήλη. Η πρώτη πλήρης σειρά - δηλαδή η πρώτη περίπτωση όλων των 18 στηλών που περιέχουν ένα στοιχείο - ξεκινά με τον αριθμό στοιχείου 19 (K ή κάλιο) και τελειώνει με τον αριθμό 36 (Kr ή krypton). Αυτό φαίνεται δύσκολο με μια ματιά, αλλά εξασφαλίζει ότι άτομα με παρόμοιες ιδιότητες όσον αφορά τη συμπεριφορά δέσμευσης και άλλες μεταβλητές παραμένουν σε εύκολα προσδιορισμένες σειρές, στήλες ή άλλες ομάδες μέσα στον πίνακα.
Ποια είναι τα διαφορετικά είδη ατόμων;
Τα ισότοπα είναι διαφορετικά άτομα που έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό και επομένως είναι το ίδιο στοιχείο, αλλά έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Επομένως, ποικίλλουν στην ατομική τους μάζα. Περισσότερες πληροφορίες για τα ισότοπα εμφανίζονται σε μια επόμενη ενότητα.
Η συμπεριφορά συγκόλλησης είναι ένα από τα διάφορα κριτήρια με τα οποία μπορούν να διαχωριστούν τα άτομα. Για παράδειγμα, τα έξι φυσικώς απαντώμενα στοιχεία στη στήλη 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) καλούνται ευγενή αέρια επειδή ουσιαστικά δεν αντιδρούν με άλλα στοιχεία. αυτό θυμίζει πώς, στα παλιά χρόνια, τα μέλη των τάξεων ευγενών δεν συγχέονταν με τα κοινά λαϊκά.
Τα μέταλλα μπορούν να χωριστούν σε έξι τύπους (αλκάλια, αλκαλικές γαίες, μετάβαση, μετα-μετάβαση και ακτινοειδή και λανθανόια). Όλα αυτά εμπίπτουν σε ξεχωριστές περιοχές του περιοδικού πίνακα. Η πλειονότητα των στοιχείων είναι μέταλλα κάποιου είδους, αλλά τα 17 μη μέταλλα περιλαμβάνουν μερικά από τα πιο γνωστά άτομα, όπως το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο και ο φώσφορος, τα οποία είναι απαραίτητα για τη ζωή.
Τι είναι οι ενώσεις και τα μόρια;
Μια ένωση είναι κατασκευασμένη από ένα ή περισσότερα στοιχεία. Για παράδειγμα, το νερό είναι μια ένωση. Αλλά μπορείτε επίσης να έχετε ένα ή περισσότερα στοιχεία ή ενώσεις διαλυμένα σε μια άλλη, υγρή ένωση (συνήθως νερό), όπως η ζάχαρη που διαλύεται στο νερό. Αυτό είναι ένα παράδειγμα λύσης, επειδή τα μόρια της διαλελυμένης ουσίας (το διαλελυμένο στερεό) δεν δεσμεύονται στα μόρια της διαλελυμένης ουσίας (όπως νερό, αιθανόλη ή ό, τι έχετε).
Η μικρότερη μονάδα μιας ένωσης ονομάζεται μόριο. Η σχέση των ατόμων με τα στοιχεία αντανακλά τη σχέση μεταξύ μορίων και ενώσεων. Αν έχετε ένα κομμάτι καθαρού νατρίου, ένα στοιχείο και το μειώσετε στο μικρότερο δυνατό μέγεθός του, αυτό που παραμένει είναι ένα άτομο νατρίου. Αν έχετε μια συλλογή από καθαρό χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι, NaCl) και μειώστε το στο μικρότερο από αυτό μπορεί να πάρει διατηρώντας παράλληλα όλες τις φυσικές και χημικές ιδιότητές του, αφήνετε με ένα μόριο χλωριούχου νατρίου.
Ποια είναι τα κύρια στοιχεία;
Τα 10 πιο άφθονα στοιχεία στη Γη αποτελούν το 99% της μάζας όλων των στοιχείων που βρίσκονται σε ολόκληρο τον πλανήτη, συμπεριλαμβανομένης της ατμόσφαιρας. Το μόνο οξυγόνο (O) αντιπροσωπεύει το 46,6% της μάζας των Γη. Το πυρίτιο (Si) αντιπροσωπεύει 27,7 τοις εκατό, ενώ το αλουμίνιο (Al) ελέγχει σε 8,1 τοις εκατό και σιδήρου (Fe) σε 5,0 τοις εκατό. Τα επόμενα τέσσερα πιο άφθονα υπάρχουν ως ηλεκτρολύτες στο ανθρώπινο σώμα: το ασβέστιο (Ca) στο 3,6%, το νάτριο στο 2,8%, το κάλιο στο 2,6% και το μαγνήσιο στο 2,1%.
Στοιχεία που βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες σε ορατή μορφή ή στοιχεία που είναι απλώς πασίγνωστα, μπορούν να θεωρηθούν ως μείζονα στοιχεία με κάποια έννοια. Όταν κοιτάζετε τον καθαρό χρυσό, είτε πρόκειται για ένα μικροσκοπικό νιφάδα είτε για ένα μεγάλο τούβλο (το τελευταίο είναι απίθανο!), Κοιτάζετε ένα μόνο στοιχείο. Αυτό το κομμάτι χρυσού θα εξακολουθούσε να θεωρείται χρυσός ακόμα και αν παρέμεναν όλοι εκτός από ένα μόνο άτομο. Από την άλλη πλευρά, όπως σημειώνει η NASA, ένα χρυσό νόμισμα θα μπορούσε να έχει περίπου 20.000.000.000.000.000.000.000.000 (20 septillion) άτομα χρυσού ανάλογα με το μέγεθος των κερμάτων.
Τι είναι τα ισότοπα;
Ενα ισότοπο είναι μια παραλλαγή ενός ατόμου, με τον ίδιο τρόπο που ένας Doberman Pinscher είναι μια παραλλαγή ενός σκύλου. Μια σημαντική ιδιότητα ενός δεδομένου τύπου ατόμου, θα θυμάστε, είναι ότι ο ατομικός αριθμός του, και επομένως ο αριθμός των πρωτονίων που περιέχει, δεν μπορεί να αλλάξει. Επομένως, αν τα άτομα πρόκειται να έρθουν σε παραλλαγές, αυτή η διακύμανση πρέπει να είναι το αποτέλεσμα διαφορών στον αριθμό νετρονίων.
Τα περισσότερα στοιχεία έχουν ένα ενιαίο σταθερό ισότοπο, το οποίο είναι η μορφή στην οποία το στοιχείο βρίσκεται πιο συχνά. Ορισμένα στοιχεία, ωστόσο, υπάρχουν φυσικά ως μίγμα ισοτόπων. Για παράδειγμα, ο σίδηρος (Fe) αποτελείται από περίπου 5,845% 54Fe, 91.754 τοις εκατό του 56Fe, 2,119% του 57Fe και 0,282% του 58Fe. Οι δείκτες στην αριστερή πλευρά των συντομογραφιών στοιχείων υποδεικνύουν τον αριθμό των πρωτονίων συν νετρόνια. Δεδομένου ότι ο ατομικός αριθμός του σιδήρου είναι 26, τα προαναφερθέντα ισότοπα, με σειρά, έχουν 28, 30, 31 και 32 νετρόνια.
Όλα τα ισότοπα ενός δεδομένου ατόμου έχουν τις ίδιες χημικές ιδιότητες, πράγμα που σημαίνει ότι η συμπεριφορά τους είναι ίδια. Οι φυσικές τους ιδιότητες, όπως οι μάζες, τα σημεία βρασμού και τα σημεία τήξης, είναι διαφορετικά και είναι τα μέσα που χρησιμοποιούνται για τη διάκριση μεταξύ τους.