תוֹכֶן
- מהן כמה דוגמאות לאטומים?
- מהם שמות האטומים?
- מהם הסוגים השונים של האטומים?
- מהם תרכובות ומולקולות?
- מהם המרכיבים העיקריים?
- מהם איזוטופים?
אטומים נחשבים הכי טובים לחתיכות הקטנות ביותר שאינן ניתנות לחלוקה של חומר רגיל. למעשה, שמם נגזר מיוונית עבור "לא ניתן לחתוך". האטומים מורכבים מפרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים, למרות שהסוג הקטן והפשוט ביותר, אטום המימן, אינו מכיל נויטרונים.
יסוד הוא חומר המורכב מסוג אטום אחד. כשאתה מסתכל על הטבלה המחזורית של האלמנטים, כל תיבה שאתה רואה תפוסה על ידי חומר עם סידור ייחודי של פרוטונים ונויטרונים. במקרה המיוחד של רק אטום בודד של יסוד שנמצא, ההגדרה של "אטום" ו"אלמנט "זהים. לחלופין, יתכן שיהיו לך 10 או 100 או 1,000,000 טונות של חומר המורכב רק ממרכיב בודד, כל עוד כל אטום במסה הענקית זהה. במלים אחרות, כאשר מוצגים אטום ואלמנט ואומרים שרק אחד הוא מיקרוסקופי, אתה יודע שזו דוגמה ליסוד (אם כי לא כל הצבירות של אלמנט בודד, כמובן, גדולים מספיק כדי לראות עם עין בלתי מזוינת או אפילו מיקרוסקופ קונבנציונאלי).
מהן כמה דוגמאות לאטומים?
דוגמאות לאטומים שכנראה שמעתם עליהם - אלא אם כן, נחתתם כאן מכוכב אחר, או אולי ביקום מקביל בו האטומים עצמם אינם מתקשים לשמוע - כוללים מימן, חמצן ופחמן, לפחות . מימן וחמצן הם שני האטומים במים, כאשר הנוסחה הכימית של מים היא H2הו כי אחד מולקולה מים מכילים שני אטומי מימן ואטום חמצן. שימו לב שמים, למרות שהם אינם יכולים לאבד אף אחד מהאטומים המרכיבים אותם ועדיין להיות מים, אינם מהווים יסוד, מכיוון שלא כל האטומים שלהם זהים. במקום זאת, זה א מתחם, תרכובת. (בקרוב הנושא על הנוזל הזה.)
כל אטום יכול לכלול שלושה מרכיבים שונים: פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. למעשה, כל אטום מלבד אטום המימן מכיל לפחות אחד מכל אחד; מימן מורכב מפרוטון אחד ואלקטרון אחד, אך אין לו נויטרונים. לפרוטונים ולנויטרונים יש כמעט אותה מסה, כאשר הפרוטון הוא 1.6726231 x 10-27 ק"ג וזה של אלקטרון הוא 1.6749286 x 10-27 ק"ג. אלקטרונים דוממים עדיין, עד כדי כך שהמסה המשולבת שלהם יכולה להיות מוזנחת למטרות מעשיות בעת חישוב המסה של אטום נתון. לאלקטרון אחד יש מסה של 9.1093897 x 10-31 ק"ג.
אטומים בצורתם היסודית מכילים מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. פרוטון נושא מטען חשמלי חיובי קטן, המכונה +1, ואילו אלקטרון נושא מטען של -1. נויטרונים אינם נושאים מטען, ולכן לאטום רגיל אין מטען נטו שכן המטען החיובי של הפרוטונים והמטען השלילי של האלקטרונים מבטלים זה את זה. עם זאת, בחלק מהאטומים יש מספרים לא שווים של פרוטונים ואלקטרונים, ולכן הם נושאים מטען נטו (למשל -2 או +3); אטומים אלה נקראים יונים.
מבחינה פיזית אטומים מסודרים בערך כמו מערכת השמש, כאשר חתיכות קטנות יותר של חומר מסתובבות סביב המסיבית הרבה יותר. אולם באסטרונומיה כוח הכבידה הוא זה שמביא את כוכבי הלכת להסתובב סביב השמש; באטומים זהו כוח אלקטרוסטטי. הפרוטונים והנויטרונים של אטום מתכווצים זה לזה ויוצרים את המרכז, המכונה הגרעין. מכיוון שהגרעין כולל רק רכיבים חיוביים ולא נושאי מטען, הוא טעון חיובי. האלקטרונים, בינתיים, קיימים בענן סביב הגרעין, נמשך אליו על ידי המטען החיובי שלו. לא ניתן לדעת במדויק את מיקום האלקטרון בכל רגע, אך ניתן לחשב את ההסתברות שלו להיות במיקום נתון בחלל ברמת דיוק גבוהה. אי וודאות זו מהווה את הבסיס לפיזיקה קוונטית, תחום מתפתח שעבר מהתיאורטי למספר יישומים חשובים בתחום ההנדסה וטכנולוגיית המחשבים.
מהם שמות האטומים?
הטבלה המחזורית של היסודות היא אמצעי אוניברסאלי עבור מדענים ותלמידים מתחילים כאחד להכיר את שמות כל האטומים השונים, יחד עם סיכום של תכונותיהם הקריטיות. אלה נמצאים בכל ספר כימיה ובמקומות בלתי מוגבלים ברשת. עליך להיות אחד שימושי לעיון בעת התייעצות עם פרק זה.
הטבלה המחזורית כוללת את השמות וקיצורי האחת או שתיים אותיות של כל 103 האלמנטים, או אם אתה מעדיף, סוגי אטומים. 92 מהם מופיעים באופן טבעי, ואילו 11 הכבדים ביותר, שמספרם 93 עד 103, הופקו רק בתנאי מעבדה. כל מספר האלמנטים בטבלה המחזורית תואם את המספר האטומי שלו ומכאן למספר הפרוטונים שהוא מכיל. התיבה בטבלה המתאימה ליסוד מציגה בדרך כלל את המסה האטומית שלו - כלומר המסה הכוללת של הפרוטונים, הנויטרונים והאלקטרונים שלה - בתחתית התיבה, מתחת לשם האטום. מכיוון שלצרכים מעשיים זה מסתכם במסת הפרוטונים והנויטרונים בלבד, ומכיוון שיש לפרוטונים ולנויטרונים קרוב מאוד לאותה מסה, תוכלו להסיק כמה נייטרונים יש לאטום על ידי חיסור המספר האטומי שלו (מספר הפרוטונים) מ- המסה האטומית והעיגול. לדוגמא, נתרן (Na) הוא מספר 11 בטבלה המחזורית, ויש לו מסה של 22.99 יחידות מסה אטומית (אמו). עיגול זה ל 23, ואז תוכל לחשב שלנתרן חייבים להיות 23 - 11 = 12 נויטרונים.
מכל האמור לעיל, אתה יכול לאסוף שהאטומים הופכים לכבדים יותר כשעוברים משמאל לימין ומלמעלה למטה בטבלה, כמו לקרוא דף בספר עליו כל מילה חדשה היא מעט גדולה מהמילה הקודמת.
אלמנטים יכולים להתקיים כמוצקים, נוזלים או גזים במצב מולדתם. פחמן (C) הוא דוגמא למוצק; כספית (Hg), שנמצאת במדחומים "ישנים", היא נוזל; ומימן (H) קיים כגז. ניתן לקבץ אותם בעזרת הטבלה המחזורית לקטגוריות על בסיס תכונותיהם הפיזיות. דרך אחת נוחה לחלק אותם היא למתכות וללא מתכות. מתכות כוללות שש תת-סוגים, ואילו הלא-מתכות כוללות רק שתיים. (בורון, ארסן, סיליקון, גרמניום, אנטימון, טלוריום ואסטטין נחשבים למטאלואידים.)
הטבלה המחזורית כוללת 18 עמודות, אם כי לא כל שטח אפשרי בכל עמודה תפוס. השורה השלמה הראשונה - כלומר המופע הראשון מכל 18 העמודות המכילות אלמנט - מתחיל באלמנט מספר 19 (K, או אשלגן) ומסתיים במספר 36 (Kr, או קריפטון). זה נראה מסורבל במבט חטוף, אך הוא מבטיח כי אטומים עם תכונות דומות מבחינת התנהגות הקשר שלהם ומשתנים אחרים יישארו בשורות, עמודות או קבוצות אחרות הזוהות בקלות בטבלה.
מהם הסוגים השונים של האטומים?
איזוטופים הם אטומים שונים שיש להם אותו מספר אטומי, ומכאן אותו יסוד, אך יש להם מספרים שונים של נויטרונים. לכן הם משתנים במסה האטומית שלהם. מידע נוסף על איזוטופים מופיע בחלק הבא.
התנהגות קשירה היא אחד הקריטריונים השונים שבאמצעותם ניתן להפריד אטומים. לדוגמה, ששת האלמנטים המתרחשים באופן טבעי בעמודה 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) נקראים גזים אצילים מכיוון שהם למעשה לא מגיבים עם אלמנטים אחרים; זה מזכיר כיצד, בזמנים ישנים, חברי כיתות האצולה לא התערבבו בעם נפוץ.
ניתן לחלק מתכות לשישה סוגים (אלקלי, אדמה אלקליין, מעבר, לאחר מעבר, והאקטינואידים והלנטנואידים). כל אלה נופלים באזורים נפרדים בטבלה המחזורית. מרבית היסודות הם מתכות מסוג כלשהו, אך 17 הלא-מתכות כוללות כמה מהאטומים הידועים יותר, כולל חמצן, חנקן, גופרית וזרחן, כולם חיוניים לכל החיים.
מהם תרכובות ומולקולות?
תרכובת עשויה מרכיב אחד או יותר. לדוגמא, מים הם תרכובת. אבל אתה יכול גם להיות אחד או יותר מרכיבים או תרכובות מומסים בתרכובת נוזלית אחרת (בדרך כלל מים), כמו סוכר מומס במים. זו דוגמה לפיתרון מכיוון שהמולקולות במומס (המוצק המומס) אינן נקשרות למולקולות המומס (כמו מים, אתנול או מה יש לך).
היחידה הקטנה ביותר של תרכובת נקראת מולקולה. הקשר של האטומים ליסודות משקף את הקשר בין מולקולות לתרכובות. אם יש לך נתח של נתרן טהור, יסוד, ומצמצם אותו לגודל הקטן ביותר האפשרי, מה שנותר הוא אטום נתרן. אם יש לך אוסף של נתרן כלורי טהור (מלח שולחן; NaCl) ומצמצם אותו לקטן ביותר ממנו יכול לקחת תוך שמירה על כל התכונות הפיזיקליות והכימיות שלו, אתה נשאר מולקולת נתרן כלורי.
מהם המרכיבים העיקריים?
עשרת האלמנטים השכיחים ביותר על כדור הארץ מהווים כ 99 אחוז מהמסה של כל היסודות שנמצאים ברחבי כדור הארץ, כולל באטמוספירה. חמצן (O) לבדו מהווה 46.6 אחוזים ממסת כדור הארץ. הסיליקון (Si) מהווה 27.7 אחוזים, ואילו האלומיניום (אל) בודק 8.1 אחוזים וברזל (Fe) הוא 5.0 אחוז. ארבעת השפע הבאים ביותר קיימים כאלקטרוליטים בגוף האדם: סידן (Ca) ב -3.6 אחוז, נתרן (Na) ב 2.8 אחוז, אשלגן (K) ב 2.6 אחוז ומגנזיום (Mg) ב 2.1 אחוז.
אלמנטים שנמצאים בכמויות ניכרות בצורה נראית לעין, או אלמנטים שהם פשוט ידועים לשמצה, יכולים להיחשב כמרכיבים עיקריים במובן מסוים. כשאתה מסתכל על זהב טהור, יהיה זה פתית זעירה או לבנה גדולה (זה האחרון לא סביר!), אתה מסתכל על אלמנט יחיד. פיסת זהב זו עדיין תיחשב זהב אפילו אם נותרו כל האטום היחיד. מצד שני, כפי שמציין נאס"א, מטבע זהב יכול להכיל כ- 20,000,000,000,000,000,000,000 אטומי זהב (20 ספטיליון), תלוי בגודל המטבעות.
מהם איזוטופים?
א איזוטופ הוא גרסה של אטום, בדומה לאופן שבו דוברמן פינצ'ר הוא גרסה של כלב. תכונה חשובה אחת של סוג אטום מסוים, כזכור, היא שהמספר האטומי שלו, ומכאן מספר הפרוטונים שהוא מכיל, לא יכול להשתנות. לכן, אם אטומים יבואו בגרסאות, וריאציה זו חייבת להיות תוצאה של הבדלים במספר הנויטרונים.
לרוב האלמנטים יש איזוטופ יציב אחד, שהוא הצורה בה נמצא היסוד הנפוץ ביותר. עם זאת, ישנם יסודות שקיימים באופן טבעי כתערובת של איזוטופים. לדוגמה, ברזל (Fe) מורכב מכ- 5.845 אחוז 54Fe, 91.754 אחוז מ- 56Fe, 2.119 אחוז 57Fe ו- 0.282 אחוז 58Fe. כתבי-העל בצד שמאל של קיצורי היסוד מצביעים על מספר הפרוטונים פלוס נויטרונים. מכיוון שהמספר האטומי של הברזל הוא 26, לאיזוטופים המפורטים לעיל, לפי הסדר, יש 28, 30, 31 ו- 32 נויטרונים.
לכל איזוטופים של אטום נתון יש אותם תכונות כימיות, כלומר התנהגות הקשר שלהם זהה. המאפיינים הפיזיים שלהם, כמו המוניהם, נקודות הרתיחה ונקודות ההיתוך, הם שונים, והם האמצעים המשמשים להבחנה ביניהם.