Започни с химията

Факти

В момента има открити 118 елемента.

Само 98 от тях се срещат в природата.

25 елемента са нужни за живота и само 4 от тях съставят 96% от масата на всички живи същества включително и ти.

Водородът е най-разпространеният елемент във вселената, докато кислородът е най-разпространеният елемент на Земята.

Ако класацията е според маса, то желязото ще е най-разпространеният елемент във вселената.

Тази таблица е трудът на Дмитрий Менделеев и заради него ние можем да предсказваме свойствата на елементите преди да сме ги открили.

Но след, като моделът на атома, който ви показахме по-рано е грешен, как тогава изглеждат атомите? Ами те изглежда ето така. Но забележете, че дори този модел е, като цяло грешен, но е доста по-точен от предишния.

Както виждате в центъра е ядрото с протоните и неутроните и останалата част е мястото, където електроните могат да бъдат. Колкото повече се отдалечавате от ядрото, толкова по-малък става шансът електронът да бъде там, докато накрая не стане нула.

Ако сте заинтересовани можем да ви кажем, че всъщност шансът никога не е нула. Електрон може да пропътува разстоянието от мястото където сте, до края на вселената и да се върне у дома дори това да е малко вероятно, защото те се стремят да са близо до ядрото.

Трудно e да се концентрирате над цялата тази информация, затова ще ви предложим друг подход.

Нека си представим, че пред вас има голямо футболно игрище с една топка и един футболист. В този случай топката ще бъде ядрото на атома. Футболистът ще бъде електронът и полето ще бъде мястото където атома, и най-вече електронът може да се движи. Забележете, че в този случай футболистът, като електрон е по-голям, но в действителност ядрото е много по-голямо и тежко от електроните. След, като всичко е по едно можем да се съгласим, че това е елементът водород.

Футболистът може да се движи навсякъде, но е прикрепен до известна степен към топката. Той може да отиде навсякъде, но играта е направена по начин, по който той трябва да бъде близо до нея. Ние не можем да предвидим накъде ще тръгне той и това е така и с атомите. Не можем да предвидим, как ще се движи даден електрон.

И, когато сравним цялото игрище с футболиста и топката можем да видим, колко много празно пространство има. Същото е и с атомите, по-голямата част от тях е просто празно пространство, което не е наистина празно, но това е твърде много информация за един урок.

Следващото нещо, което трябва да знаете е, че елементите имат атомен номер и маса. Всички елементи са подредени според техния атомен номер, който се образува, когато преброим протоните в ядрото на елемента. Масата се получава, когато към протоните прибавим и неутроните.

Елементите имат изотопи, което означава, че те имат еднакъв брой протони, защото, ако е различен ще бъде друг елемент, но разликата идва от броя на неутроните.

Повечето неща, които правят атомите са свързани с техните електрони. Нека видим защо:

Повечето атоми не са щастливи по начина по, който са в природата, затова трябва да играят с останалите, за да станат щастливи. Всичко се отнася до последният пласт на електронната обвивка. Когато даден атом има пълен външен слой той е щастлив (Има се предвид ниската енергия, която атомите се стремят да постигнат). Повечето атоми нямат удобството на завършен външен слой и те трябва да играят с останалите. Разбира се има изключения, които ние наричаме благородни газове.

Те имат всичко, от което се нуждаят и не играят с останалите елементи. Те не реагират в обикновени условия, защото имат всички електрони,от които се нуждаят.

Учените смятат, че последният слой е толкова важен, че дори са му дали име – наричаме го валентен слой.

И само, когато атомите имат пълен външен слой те са стабилни (щастливи).

Нека се върнем на стадиона, за който говорихме по-рано. Този път ще играем игра на него. Но тази игра си има правило и цел. Играта ще бъде да продаваме билети за местата на стадиона. Правилото ще бъде да продаваме билетите за местата най-близо до игрището първо, а целта да напълним целия стадион.

В този стадион първият ред ще има 2 места, вторият 8 места и третият пак 8 места (да доста малък стадион). В първия случай ние сме продали само един билет, което означава, че нашият атом ще има само един електрон. Но първият ред има 2 места и това прави нашия атом тъжен.

Това е случаят с водородните атоми. Те имат един протон и това им позволява да имат само един електрон, но те искат два. Затова всеки водороден атом се свързва с друг водороден атом и така те си поделят по един електрон, и имат завършен външен слой.

Но нека сега си представим, че това не е въглерод и вместо един протон има два. В този случай атомът ще има и два електрона, което означава че ще има завършен външен слой. Този елемент е хелий и той е благороден газ. Както споменахме по-горе благородните газове са щастливи по начина, по който са и не играят с останалите.

Ако се вгледате в периодичната таблица ще забележите, че елементите от същата група имат еднакъв валентен слой. Това е причината те да се държат по подобен начин.

Дължим много на учена Гилбърт Люис и негова система за означаване. Ние използваме това означаване, за да изобразяваме електроните от валентния слой на всеки елемент, като точки около символа му. Това наистина прави нещата по-лесни.

За да бъде по-лесно за вас да поставяте тези точки следвайте този съвет – започнете от горната част на елемента и поставяйте по една точка на всяка страна по часовниковата стрелка.

Това беше много информация така, че нека се опитаме да обобщим – голяма част от нещата във вселената са направени от материя, която има четири състояния (твърдо, течно, газообразно и плазма), тази материя е направена от елементи, от които сме открили 118, от които само 92 се срещат в природата и 25 са нужни за живота.

Атомите са частиците, които изграждат всички елементи. Те са направени от протони, неутрони и електрони, които от своя страна са направени от кварки и глуони. Атомите са много малки и много объркващи. Повечето неща, които те правят са заради желанието им да имат запълнен външен слой. Някои атоми са благородни и те имат запълнен външен слой по природа и те не взаимодействат с останалите атоми.

И още по-кратко – химията е науката, която изучава химичните елементи и техните съединения. Тя е наречена средната наука, защото е разположена между биологията и физиката и им дама основни познания за областите, които изучават.

Това беше всичко за този урок. Но приключението тепърва започва. Ние ви препоръчваме да си вземете малка почивка преди да се запътите към следващия урок. Ще се видим скоро!

В този урок вие ще научите, какво е химията, кои са четирите състояния на материята, елементите, какво е периодичната таблица и след това ще се фокусираме върху атомите, които са изключително малки, но все пак много интересни частици. Накрая дори ще разберем, как да сме щастливи.

Ще започнем като ви кажем, че химията е навсякъде, но вие вече знаете това. Но, защо това е вярно? Накратко, всичко е направено от материя. Разбира се има изключения. Във вселената съществуват неща, които не са направени от материя, но за целите на този урок ще приемем, че не е така.

Материята има четири състояния – твърдо, течно, газообразно и плазма. Тук на земята четвъртото състояние не може да съществува за дълго време. Ние го виждаме, като светкавици, някои хора имат късмета да наблюдават Северното сияние, а може би дори четете този урок от плазмен екран. Но плазмата съществува само за кратко и при определени условия.

В твърдо състояние молекулите са събрани плътно, заедно и ще ви се противопоставят, ако се опитате да промените тяхната форма или позиция.

Течностите от друга страна нямат форма, а само обем. За разлика от твърдите вещества при течностите молекулите имат по-голяма свобода да се движат и затова те приемат формата на съда, в когото са излети.

Газовете дори нямат обем. В газообразно състояние частиците са свързани с много слаби връзки помежду си. Те заемат цялото пространство, което имат напълно равномерно. Частиците в това състояние се движат свободно и хаотично.

Плазмата е състояние на материята при, което електроните на веществата, от които е съставена плазмата са принудени да напуснат атомите си. Плазмата обаче е толкова интригуваща, че заслужава свой собствен урок.

След като вече знаем за състоянията на материята можем да преминем към градивните частици на тази материя – атомите.

Моделът на атома, който повечето от нас познават всъщност е грешен. Но ние все още го използваме, защото атомите са толкова малки, че това е най-лесният начин, по който можем да ги покажем.

Атомите са изградени от протони, неутрони и електрони. Но дори те са направени от още по-малки частици наречени кварки и глуони. Те са толкова малки, че за момента е невъзможно да видим дали те са направени от нещо по-малко или не. За сега трябва да приемем, че това са най-малките частици, които съществуват.