Innhold
- Hva er noen eksempler på atomer?
- Hva heter atomene?
- Hva er de forskjellige typene atomer?
- Hva er forbindelser og molekyler?
- Hva er de viktigste elementene?
- Hva er isotoper?
Atomer er best tenkt som de minste udelelige delene av vanlig materie. Faktisk er navnet deres avledet fra det greske for "kan ikke kuttes." Atomer består av protoner, nøytroner og elektroner, selv om den minste og enkleste typen, hydrogenatom, ikke inneholder noen nøytroner.
Et element er materie som består av en enkelt type atom. Når du ser på periodikken til elementene, er hver boks du ser okkupert av et stoff med et unikt arrangement av protoner og nøytroner. I det spesielle tilfellet av at bare et enkelt atom av et element er til stede, er definisjonen av "atom" og "element" identiske. Alternativt kan du ha 10 eller 100 eller 1 000 000 tonn stoff som bare består av et enkelt element, så lenge hvert atom i den gigantiske massen er identisk. Sagt litt annerledes, når du blir presentert for et atom og et element og fortalt at bare det ene er mikroskopisk, vet du hvilket som er et eksempel på et element (selv om ikke alle aggregasjoner av et enkelt element, selvfølgelig, er store nok til å bli sett med blotte øye eller til og med et konvensjonelt mikroskop).
Hva er noen eksempler på atomer?
Eksempler på atomer som du nesten har hørt om - med mindre du bare landet her fra en annen planet, eller kanskje i et parallelt univers der atomene i seg selv er uhørt - inkluderer hydrogen, oksygen og karbon, på et minimum . Hydrogen og oksygen er de to atomene i vann, med den kjemiske formelen til vann som H2O fordi en molekyl av vann inneholder to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Merk at vann, selv om det ikke kan miste noen av sine bestanddeler atomer og fremdeles være vann, ikke er et element, fordi ikke alle atomene er identiske. I stedet er det en forbindelse. (Mer om denne nomenklaturen snart.)
Hvert atom kan inneholde tre forskjellige komponenter: protoner, nøytroner og elektroner. Faktisk inneholder hvert atom foruten hydrogenatom minst ett av hvert; hydrogen består av ett proton og ett elektron, men har ingen nøytroner. Protoner og nøytroner har nesten samme masse, og protonen er 1,6726231 x 10-27 kg og det for et elektron som er 1,6749286 x 10-27 kg. Elektroner er fortsatt tynnere, så mye at deres samlede masse kan forsømmes for praktiske formål når man beregner massen til et gitt atom. Ett elektron har en masse på 9,1093897 x 10-31 kg.
Atomer i deres elementære form inneholder like mange protoner og elektroner. Et proton har en liten positiv elektrisk ladning, betegnet +1, mens et elektron har en ladning på -1. Nøytroner har ingen ladning, så et vanlig atom har ingen nettoladding da protonenes positive ladning og elektronene negativ ladning avbryter hverandre. Noen atomer har imidlertid ulikt antall protoner og elektroner, og har dermed en nettoladning (f.eks. -2 eller +3); disse atomene heter ioner.
Fysisk er atomer anordnet omtrent som solsystemet, med mindre biter av materie som snurrer rundt det langt mer massive sentrum. I astronomi er imidlertid gravitasjonskraften det som gjør at planetene kretser rundt solen; i atomer er det en elektrostatisk kraft. Protonene og nøytronene til et atom klumper seg sammen for å danne sentrum, kalt kjernen. Fordi kjernen bare inkluderer positive og ikke-ladningsbærende komponenter, er den positivt ladet. Elektronene eksisterer i mellomtiden i en sky rundt kjernen, trukket til den av sin positive ladning. Plassering av et elektron når som helst kan ikke være nøyaktig kjent, men sannsynligheten for å være på et gitt sted i rommet kan beregnes med høy nøyaktighet. Denne usikkerheten danner grunnlaget for kvantefysikk, et spirende felt som har beveget seg fra det teoretiske til en rekke viktige anvendelser innen ingeniør- og datateknologi.
Hva heter atomene?
Den periodiske tabellen over elementene er et universelt middel for forskere og begynnende studenter til å bli kjent med navnene på alle de forskjellige atomene, sammen med et sammendrag av deres kritiske egenskaper. Disse finnes i hver kjemibok og på ubegrensede steder på nettet. Du bør ha en hendig som referanse når du konsulterer denne delen.
Den periodiske tabellen inneholder navn og forkortelser med én eller to bokstaver for alle 103 elementer, eller hvis du foretrekker det, atomtyper. 92 av disse forekommer naturlig, mens de tyngste 11, nummerert 93 til 103, bare er produsert under laboratorieforhold. Hvert elementnummer i den periodiske tabellen tilsvarer atomnummeret og derav antallet protoner det inneholder. Boksen i tabellen som tilsvarer et element, viser vanligvis atommassen - det vil si den totale massen til protonene, nøytronene og elektronene - på bunnen av boksen, under navnet på atomet. Siden dette for praktiske formål utgjør massen til protonene og nøytronene alene, og fordi protoner og nøytroner har veldig nær den samme massen, kan du utlede hvor mange nøytroner et atom har ved å trekke fra atomnummeret (antall protoner) fra atommassen og avrundingen. For eksempel er natrium (Na) nummer 11 i den periodiske tabellen, og har en masse på 22,99 atommassenheter (amu). Når du avrunder dette til 23, kan du da beregne at natrium må ha 23 - 11 = 12 nøytroner.
Fra alt det foregående kan du samle at atomene blir tyngre når man beveger seg fra venstre til høyre og fra topp til bunn i tabellen, som å lese en side i boken der hvert nytt ord bare er litt større enn det foregående ordet.
Elementer kan eksistere som faste stoffer, væsker eller gasser i hjemlandet. Karbon (C) er et eksempel på et fast stoff; kvikksølv (Hg), funnet i "old-school" termometre, er en væske; og hydrogen (H) eksisterer som en gass. De kan grupperes ved hjelp av periodiske tabeller i kategorier på grunnlag av deres fysiske egenskaper. En praktisk måte å dele dem på er i metaller og ikke-metaller. Metaller inkluderer seks undertyper, mens ikke-metaller bare har to. (Bor, arsen, silisium, germanium, antimon, tellur og astatin regnes som metalloider.)
Den periodiske tabellen inneholder 18 kolonner, selv om ikke alle mulige mellomrom i hver kolonne er okkupert. Den første komplette raden - det vil si den første forekomsten av alle 18 kolonnene som inneholder et element - starter med element nummer 19 (K eller kalium) og slutter med nummer 36 (Kr, eller krypton). Dette virker vanskelig på et øyeblikk, men det sikrer at atomer med lignende egenskaper når det gjelder deres bindingsatferd og andre variabler forblir i lett identifiserte rader, kolonner eller andre grupper i tabellen.
Hva er de forskjellige typene atomer?
Isotoper er forskjellige atomer som har samme atomnummer, og er derav det samme elementet, men har forskjellige antall nøytroner. De varierer derfor i atommassen. Mer informasjon om isotoper vises i et påfølgende avsnitt.
Bindingsatferd er et av forskjellige kriterier som atomer kan skilles fra. For eksempel kalles de seks naturlig forekommende elementene i kolonne 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) edle gasser fordi de i hovedsak er ikke-reaktive med andre elementer; Dette minner om hvordan medlemmer av adelklassene i gamle tider ikke blandet seg med vanlige folk.
Metaller kan deles inn i seks typer (alkali, alkalisk jord, overgang, postovergang og actinoider og lanthanoider). Disse faller alle inn i forskjellige regioner i den periodiske tabellen. De fleste elementene er metaller av noe slag, men de 17 ikke-metaller inkluderer noen av de bedre kjente atomer, inkludert oksygen, nitrogen, svovel og fosfor, som alle er essensielle for livet.
Hva er forbindelser og molekyler?
En forbindelse er laget av ett eller flere elementer. For eksempel er vann en forbindelse. Men du kan også ha ett eller flere elementer eller forbindelser oppløst i en annen, flytende forbindelse (vanligvis vann), som sukker oppløst i vann. Dette er et eksempel på en løsning fordi molekylene i det løste stoffet (det oppløste faste stoffet) ikke binder seg til molekylene i løst stoff (for eksempel vann, etanol eller hva har du).
Den minste enheten av en forbindelse kalles et molekyl. Forholdet mellom atomer og elementer speiler forholdet mellom molekyler og forbindelser. Hvis du har en del av rent natrium, et element, og reduserer det til den minste mulige størrelsen, er det som er igjen et natriumatom. Hvis du har en samling rent natriumklorid (bordsalt; NaCl) og reduserer det til det minste det kan ta mens du opprettholder alle dets fysiske og kjemiske egenskaper, sitter du igjen med et natriumkloridmolekyl.
Hva er de viktigste elementene?
De 10 mest tallrike elementene på jorden utgjør omtrent 99 prosent av massen av alle elementene som finnes over hele planeten, inkludert i atmosfæren. Oksygen (O) utgjør alene 46,6 prosent av jordas masse. Silisium (Si) utgjør 27,7 prosent, mens aluminium (Al) sjekker inn på 8,1 prosent og jern (Fe) på 5,0 prosent. De neste fire rikeligste finnes alle som elektrolytter i menneskekroppen: Kalsium (Ca) ved 3,6 prosent, natrium (Na) ved 2,8 prosent, kalium (K) ved 2,6 prosent og magnesium (Mg) ved 2,1 prosent.
Element som finnes i betydelige mengder i synlig form, eller elementer som bare er beryktet, kan betraktes som hovedelementer i en viss forstand. Når du ser på rent gull, det være seg en liten flak eller en stor murstein (sistnevnte er usannsynlig!), Ser du på et enkelt element. Det gullstykket vil fremdeles betraktes som gull, selv om alt annet enn et eneste atom forble. På den annen side, som NASA bemerker, kan en gullmynt ha omtrent 20 000 000 000 000 000 000 000 atomer av gull, avhengig av myntens størrelse.
Hva er isotoper?
en isotop er en variant av et atom, på samme måte som en Doberman Pinscher er en variant av en hund. En viktig egenskap ved en gitt type atom, vil du huske, er at atomnummeret, og dermed antallet protoner det inneholder, ikke kan endre seg. Derfor, hvis atomer skal komme i varianter, må denne variasjonen være et resultat av forskjeller i nøytrontall.
De fleste elementer har en enkelt stabil isotop, som er den formen elementet er ofte funnet i. Noen elementer eksisterer imidlertid naturlig som en blanding av isotoper. For eksempel består jern (Fe) av rundt 5,845 prosent av 54Fe, 91,754 prosent av 56Fe, 2.119 prosent av 57Fe og 0,282 prosent av 58Fe. Overskriftene på venstre side av elementforkortelsene indikerer antall protoner pluss nøytroner. Siden atomantallet av jern er 26, har de ovennevnte isotoper, i rekkefølge, 28, 30, 31 og 32 nøytroner.
Alle isotoper av et gitt atom har de samme kjemiske egenskapene, noe som betyr at deres bindingsatferd er den samme. Deres fysiske egenskaper, som massene, kokepunktene og smeltepunktene, er forskjellige, og er midlene som brukes til å skille mellom dem.