Atomus vislabāk var uzskatīt par mazākajiem nedalāmajiem parastās matērijas gabaliņiem. Patiesībā viņu vārds ir atvasināts no grieķu valodas, jo "nevar samazināt". Atomi sastāv no protoniem, neitroniem un elektroniem, kaut arī mazākajā un vienkāršākajā ūdeņraža atomā nav neitronu.
Elements ir matērija, kas sastāv no viena veida atoma. Aplūkojot periodisko elementu tabulu, katru redzamo lodziņu aizņem viela ar unikālu protonu un neitronu izvietojumu. Īpašā gadījumā, kad ir tikai viens elementa atoms, "atoma" un "elementa" definīcija ir identiska. Alternatīvi, jums var būt 10 vai 100 vai 1 000 000 tonnu vielas, kas sastāv tikai no viena elementa, ja vien katrs šīs milzu masas atoms ir identisks. Nedaudz savādāk sakot, ja uzrādīts atoms un elements un teicis, ka tikai viens ir mikroskopisks, jūs zināt, kas ir elements (kaut arī ne visi viena elementa apkopojumi, protams, ir pietiekami lieli, lai tos varētu redzēt ar neapbruņotu aci vai pat parasto mikroskops).
Kādi ir daži atomu piemēri?
To atomu piemēri, par kuriem jūs noteikti esat dzirdējuši - ja vien jūs tikko šeit nenokļuvāt no citas planētas vai varbūt paralēlajā Visumā, kurā paši atomi ir nedzirdēti, iekļauj ūdeņradi, skābekli un oglekli vismaz vienā līmenī. Ūdeņradis un skābeklis ir divi atomi ūdenī, un ūdens ķīmiskā formula ir H
2O tāpēc, ka viens molekula ūdens satur divus ūdeņraža atomus un vienu skābekļa atomu. Ņemiet vērā, ka ūdens, kaut arī tas nevar zaudēt nevienu no tā sastāvā esošajiem atomiem un joprojām ir ūdens, tomēr nav elements, jo ne visi tā atomi ir identiski. Tā vietā tas ir savienojums. (Drīz vairāk par šo nomenklatūru.)Katrs atoms var ietvert trīs dažādas sastāvdaļas: protonus, neitronus un elektronus. Faktiski katrs atoms bez ūdeņraža atoma satur vismaz vienu no katra atoma; ūdeņradis sastāv no viena protona un viena elektrona, bet tam nav neitronu. Protoniem un neitroniem ir gandrīz tāda pati masa, ka protonu masa ir 1,6726231 x 10-27 kg un elektronam ir 1,6749286 x 10-27 Kilograms. Elektroni ir vienmērīgāki, tik daudz, ka, aprēķinot attiecīgā atoma masu, praktiski to kopējo masu var atstāt novārtā. Viena elektrona masa ir 9,1093897 x 10-31 Kilograms.
Atomi to elementārajā formā satur vienādu skaitu protonu un elektronu. Protonam ir neliels pozitīvs elektriskais lādiņš, kas apzīmēts ar +1, savukārt elektrons - -1. Neitroniem nav maksas, tāpēc parastajam atomam nav neto lādiņa, jo protona pozitīvais lādiņš un elektrona negatīvais lādiņš viens otru atceļ. Dažiem atomiem tomēr ir nevienāds protonu un elektronu skaits, un tādējādi tiem ir tīrs lādiņš (piemēram, -2 vai +3); šie atomi tiek saukti joni.
Fiziski atomi ir izvietoti aptuveni tāpat kā Saules sistēma, mazākiem materiāla gabaliem griežoties ap daudz masīvāko centru. Tomēr astronomijā gravitācijas spēks ir tas, kas uztur planētas ap sauli; atomos tas ir elektrostatiskais spēks. Atoma protoni un neitroni saplūst kopā, veidojot centru, ko sauc par kodolu. Tā kā kodols satur tikai pozitīvus un neuzlādējamus komponentus, tas ir pozitīvi uzlādēts. Tikmēr elektroni pastāv mākonī ap kodolu, ko tam piesaista pozitīvais lādiņš. Elektrona stāvokli jebkurā brīdī nevar precīzi zināt, bet tā varbūtību atrasties noteiktā kosmosa vietā var aprēķināt ar lielu precizitāti. Šī nenoteiktība veido pamatu kvantu fizikai, augošam laukam, kas no teorētiskā pārgājis vairākos svarīgos pielietojumos inženierzinātnēs un datortehnoloģijās.
Kādi ir atomu nosaukumi?
Periodiskā elementu tabula ir universāls līdzeklis gan zinātniekiem, gan iesācējiem iepazīt visu dažādu atomu nosaukumus, kā arī to kritisko kopsavilkumu īpašības. Tie ir atrodami katrā ķīmijas mācību grāmatā un neierobežotās vietās tiešsaistē. Apskatot šo sadaļu, jums vajadzētu būt ērtai uzziņai.
Periodiskajā tabulā ir visu 103 elementu nosaukumi un viena vai divu burtu saīsinājumi vai, ja vēlaties, atomu veidi. 92 no tiem ir dabiski sastopami, savukārt smagākie 11, kas numurēti no 93. līdz 103., ir ražoti tikai laboratorijas apstākļos. Katra elementa numurs periodiskajā tabulā atbilst tā atomu skaitam un līdz ar to tajā esošo protonu skaitam. Kastīte tabulā, kas atbilst elementam, parasti parāda tā atomu masu - tas ir, tā protonu, neitronu un elektronu kopējo masu - lodziņa apakšā, zem atoma nosaukuma. Tā kā praktiskiem nolūkiem tas ir tikai protonu un neitronu masa, un tāpēc, ka protoniem un neitroniem ir ļoti tuvu jūs varat secināt, cik atomu ir neitronu, no atoma masas atņemot tā atomu skaitu (protonu skaitu) un noapaļojot izslēgts. Piemēram, nātrijs (Na) periodiskajā tabulā ir skaitlis 11, un tā masa ir 22,99 atomu masas vienības (amu). Noapaļojot to līdz 23, pēc tam varat aprēķināt, ka nātrijā jābūt 23 - 11 = 12 neitroniem.
No visa iepriekš minētā jūs varat apkopot, ka atomi kļūst smagāki, kad cilvēks pārvietojas no kreisās uz labo pusi un no augšas uz augšu tabulas lejasdaļā, piemēram, lasot grāmatu, kurā katrs jauns vārds ir tikai nedaudz lielāks nekā iepriekšējais vārdu.
Elementi dzimtajā stāvoklī var pastāvēt kā cietas vielas, šķidrumi vai gāzes. Ogleklis (C) ir cietās vielas piemērs; dzīvsudrabs (Hg), kas atrodams "vecās skolas" termometros, ir šķidrums; un ūdeņradis (H) pastāv kā gāze. Ar periodiskās tabulas palīdzību tos var sagrupēt kategorijās, ņemot vērā to fiziskās īpašības. Viens ērts veids, kā tos sadalīt, ir metālos un nemetālos. Metālos ietilpst seši apakštipi, turpretī nemetāliem ir tikai divi. (Bora, arsēns, silīcijs, germānijs, antimons, telūrs un astatīns tiek uzskatīti par metaloīdiem.)
Periodiskajā tabulā ir 18 kolonnas, lai gan ne visas iespējamās vietas katrā kolonnā ir aizņemtas. Pirmā pilnā rinda, tas ir, visu 18 kolonnu, kurās ir elements, pirmā instance sākas ar elementa numuru 19 (K vai kālijs) un beidzas ar numuru 36 (Kr vai kriptons). Tas no pirmā acu uzmetiena šķiet neērts, bet tas nodrošina, ka atomi ar līdzīgām īpašībām to ziņā saistīšanās uzvedība un citi mainīgie paliek viegli identificējamās rindās, kolonnās vai citās grupās tabula.
Kādi ir dažādi atomu veidi?
Izotopi ir dažādi atomi, kuriem ir vienāds atomu skaitlis un līdz ar to tie paši elementi, bet tiem ir atšķirīgs neitronu skaits. Tāpēc to atomu masa atšķiras. Plašāka informācija par izotopiem ir parādīta nākamajā sadaļā.
Līmēšanas uzvedība ir viens no dažādiem kritērijiem, pēc kuriem atomus var atdalīt. Piemēram, sešus 18. kolonnā dabiski sastopamos elementus (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) sauc par cēlās gāzes jo tie būtībā nereaģē ar citiem elementiem; tas atgādina to, kā senos laikos muižnieku klases pārstāvji nesajaucās ar parasto tautu.
Metālus var iedalīt sešos veidos (sārmi, sārma zeme, pāreja, pēc pārejas un aktinoīdi un lantanoīdi). Visi šie periodiskās tabulas iedalās atsevišķos reģionos. Lielākā daļa elementu ir kaut kāda veida metāli, bet 17 nemetāli ietver dažus labāk zināmus atomus, tostarp skābekli, slāpekli, sēru un fosforu, kas visi ir būtiski dzīvībai.
Kas ir savienojumi un molekulas?
Savienojums ir izgatavots no viena vai vairākiem elementiem. Piemēram, ūdens ir savienojums. Bet jums var būt arī viens vai vairāki elementi vai savienojumi, kas izšķīdināti citā šķidrā savienojumā (parasti ūdenī), piemēram, ūdenī izšķīdināts cukurs. Šis ir šķīduma piemērs, jo molekulas izšķīdušajā vielā (izšķīdušā cietā viela) nesaistās ar izšķīdušās vielas molekulām (piemēram, ūdeni, etanolu vai to, kas jums ir).
Mazāko savienojuma vienību sauc par molekulu. Atomu attiecība pret elementiem atspoguļo attiecības starp molekulām un savienojumiem. Ja jums ir gabals tīra nātrija, elements, un samaziniet to līdz mazākajam iespējamajam izmēram, paliek nātrija atoms. Ja jums ir tīra nātrija hlorīda (galda sāls; NaCl) un samaziniet to līdz mazākajam, ko tas var prasīt, saglabājot visas tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, jums paliek nātrija hlorīda molekula.
Kādi ir galvenie elementi?
10 bagātākie elementi uz Zemes veido aptuveni 99 procentus no visu planētas, arī atmosfērā atrodamo elementu masas. Tikai skābeklis (O) veido 46,6 procentus no Zemes masas. Silīcija (Si) īpatsvars ir 27,7 procenti, bet alumīnija (Al) reģistrācija ir 8,1 procents, bet dzelzs (Fe) - 5,0 procenti. Nākamie četri bagātākie visi elektrolīti eksistē cilvēka ķermenī: kalcijs (Ca) ar 3,6 procentiem, nātrijs (Na) ar 2,8 procentiem, kālijs (K) ar 2,6 procentiem un magnijs (Mg) ar 2,1 procentiem.
Elementus, kas redzamā formā atrodami ievērojamā daudzumā, vai elementus, kas ir tikai bēdīgi slaveni, savā ziņā var uzskatīt par galvenajiem elementiem. Aplūkojot tīru zeltu, vai tas būtu sīks pārsliņš vai liels ķieģelis (pēdējais ir maz ticams!), Jūs skatāties uz vienu elementu. Šis zelta gabals joprojām tiktu uzskatīts par zeltu, pat ja paliks visi atomi, izņemot vienu. No otras puses, kā atzīmē NASA, zelta monētā atkarībā no monētas lieluma varētu būt aptuveni 20 000 000 000 000 000 000 000 000 (20 septiljoni) zelta atomu.
Kas ir izotopi?
An izotops ir atoma variants, tādā pašā veidā Dobermana pinšers ir suņa variants. Atceraties, ka viena svarīga noteikta atoma veida īpašība ir tā, ka tā atomu skaits un līdz ar to arī tajā esošo protonu skaits nevar mainīties. Tāpēc, ja atomi ir jāmaina dažādos variantos, šai variācijai jābūt neitronu skaita atšķirību rezultātam.
Lielākajai daļai elementu ir viens stabils izotops, kas ir forma, kurā elements visbiežāk tiek atrasts. Daži elementi dabiski pastāv kā izotopu maisījums. Piemēram, dzelzs (Fe) sastāv no aptuveni 5,845 procentiem no 54Fe, 91,754 procenti no 56Fe, 2,119 procenti no 57Fe un 0,282 procenti no 58Fe. Elementu saīsinājumu kreisajā pusē esošie virsraksti norāda protonu un neitronu skaitu. Tā kā dzelzs atomu skaits ir 26, iepriekš uzskaitītajos izotopos pēc kārtas ir 28, 30, 31 un 32 neitroni.
Visiem noteiktā atoma izotopiem ir vienādas ķīmiskās īpašības, tas nozīmē, ka to saistīšanās uzvedība ir vienāda. To fizikālās īpašības, piemēram, masas, viršanas un kušanas temperatūras, ir atšķirīgas, un tās ir līdzeklis, ar kuru tās atšķirt.
