Άτομο, Μόριο, Στοιχείο και Ένωση
Η χημεία είναι η μελέτη της ύλης και συνεπώς των αλλαγών που υφίσταται στις καθημερινές δραστηριότητες. Στην ουσία, το κέντρο της χημείας περιλαμβάνει τη μελέτη των αλλαγών σε όλο τον κόσμο μας. Ας συζητήσουμε μερικές βασικές ιδέες για τα άτομα, τα μόρια και επομένως την ύλη που αποτελούν—στοιχεία και ενώσεις. Οι ιδιότητες των στοιχείων και των ενώσεων καθορίζονται από τη δομή τους. Η μόνη δομική μονάδα ενός συστατικού είναι ένα άτομο. Τα άτομα είναι πολύ μικρά.
Δομή του ατόμου
Τα άτομα περιέχουν τρία βασικά σωματίδια:πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρόνια. Ο πυρήνας (κέντρο) του ατόμου περιέχει τα πρωτόνια (θετικά φορτισμένα) και επομένως τα νετρόνια (χωρίς φορτίο). Οι εξώτατες περιοχές του ατόμου ονομάζονται κελύφη ηλεκτρονίων και περιέχουν ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα). Τα άτομα έχουν διαφορετικές ιδιότητες που υποστηρίζουν τη διάταξη και τον αριθμό των βασικών τους σωματιδίων. Το άτομο (Η) περιέχει μόνο ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και κανένα νετρόνιο. Αυτό θα καθοριστεί χρησιμοποιώντας τον αριθμό και συνεπώς τον μαζικό αριθμό του στοιχείου.
- Ατομικός αριθμός- Ο αριθμός ενός συστατικού είναι επαρκής με τον αριθμό των πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα του ατόμου του. Παράδειγμα:το υδρογόνο έχει 6 πρωτόνια ενώ το οξυγόνο 8 πρωτόνια.
- Μαζικός αριθμός- Ο αριθμός νουκλεονίων είναι το άθροισμα μιας ποικιλίας πρωτονίων και νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα ενός ατόμου. συμβολίζεται με A
A =Z+n
Z είναι ο αριθμός των πρωτονίων
Το N μπορεί να είναι ένας αριθμός νετρονίων.
Παράδειγμα:Ο άνθρακας έχει 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια η ατομική μάζα είναι 12. Ενώ το υδρογόνο έχει 1 πρωτόνιο και 0 η ατομική μάζα νετρονίων είναι 1.
Ατομική θεωρία του Dalton
Ο Dalton μελέτησε τη συμπεριφορά των αερίων στον αέρα. Ανέπτυξε μια θεωρία για να διευκρινίσει γιατί τα στοιχεία σε μια ένωση συμβαίνουν πάντα με τον ίδιο τρόπο. Ο Daltons πρότεινε την ιδέα ότι κάθε ύλη σχηματίζεται από μεμονωμένα σωματίδια που ονομάζονται άτομα, τα οποία δεν μπορούν να διαιρεθούν. Όλα τα στοιχεία αποτελούνται από άτομα. Όλα τα άτομα του ίδιου στοιχείου έχουν την ίδια μάζα και τα άτομα ποικίλων στοιχείων έχουν διαφορετικές μάζες. Οι ενώσεις περιέχουν άτομα με περισσότερα από ένα στοιχεία. Κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης ένωσης, άτομα διαφόρων στοιχείων συνδυάζονται πάντα με τον ίδιο τρόπο.
Δυνάμεις μεταξύ ατόμου και μορίου
Μια διαμοριακή δύναμη (IMF) (ή δευτερεύουσα δύναμη) είναι η δύναμη που μεσολαβεί στην αλληλεπίδραση μεταξύ μορίων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων έλξης ή απώθησης που δρουν μεταξύ ατόμων και άλλων ειδών γειτονικών σωματιδίων, π.χ. άτομα ή ιόντα. Οι διαμοριακές δυνάμεις είναι αδύναμες σε σχέση με τις ενδομοριακές δυνάμεις – οι δυνάμεις που συγκρατούν ένα μόριο ενωμένο. Για παράδειγμα, ο χημικός δεσμός, που περιλαμβάνει την κοινή χρήση ζευγών ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων, είναι πολύ ισχυρότερος από τις δυνάμεις που υπάρχουν μεταξύ γειτονικών μορίων. Και τα δύο σύνολα δυνάμεων είναι βασικά μέρη των πεδίων δύναμης που χρησιμοποιούνται συχνά στη μοριακή μηχανική.
Οι ελκτικές διαμοριακές δυνάμεις κατηγοριοποιούνται στους ακόλουθους τύπους:
- Δεσμός υδρογόνου
- Διπολικές δυνάμεις που προκαλούνται από ιόντα
- Δυνάμεις διπόλων ιόντων
- Δύναμη Vander Waals
Δεσμός υδρογόνου:ίσως ένας ασθενής δεσμός μεταξύ δύο μορίων που προκύπτει από μια ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ ενός πρωτονίου σε ένα μόριο και ενός ηλεκτραρνητικού ατόμου στο αντίθετο.
Διπολικές δυνάμεις που προκαλούνται από ιόντα:ίσως μια ασθενής έλξη που προκύπτει όταν η προσέγγιση ενός ιόντος επάγει ένα δίπολο κατά τη διάρκεια ενός ατόμου ή σε ένα μη πολικό μόριο.
Δυνάμεις διπόλων ιόντων:Μια δύναμη ιόντος-διπόλου είναι μια ελκτική δύναμη που προκύπτει από την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ ενός ιόντος και ενός ουδέτερου μορίου που διαθέτει ένα δίπολο.
Δύναμη Van Der Waals:μπορεί να είναι σχετικά αδύναμες ηλεκτρικές δυνάμεις που έλκουν ουδέτερα μόρια σε τουλάχιστον ένα άλλο εντελώς υγρό και στερεό.
Νόμοι χημικού συνδυασμού για στοιχεία και ενώσεις:
Οι νόμοι του χημικού συνδυασμού περιγράφουν εάν δύο στοιχεία συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μια ολόκληρη ένωση, τότε οι μάζες 1 στοιχείου που αναμιγνύονται με τη σταθερή μάζα ενός άλλου στοιχείου είναι εντός της αναλογίας μικρών ακέραιων αριθμών.
- Νόμος διατήρησης της μάζας: Ο νόμος της διατήρησης της μάζας κατά τη διάρκεια ενός κλειστού ή απομονωμένου συστήματος, η ύλη δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί. Μπορεί να αλλάξει μορφές αλλά διατηρείται.
- Νόμος καθορισμένης αναλογίας: Δηλώνει ότι κάθε ένωση περιέχει σταθερές και σταθερές αναλογίες των συστατικών της στοιχείων.
- Νόμος πολλαπλών αναλογιών: Δηλώνει ότι όταν δύο στοιχεία συνδυάζονται το ένα με το άλλο για να σχηματίσουν μια ολόκληρη ένωση, το φορτίο ενός στοιχείου που αναμιγνύεται με ένα σταθερό βάρος του άλλου είναι εντός της αναλογίας μικρών ακέραιων αριθμών.
Συμπέρασμα:
Όλη η ύλη μέσα στο σύμπαν αποτελείται από καθαρά στοιχεία, συνδεδεμένες ενώσεις ή ένα μείγμα ατόμων και ενώσεων. Όλα τα στοιχεία αποτελούνται από άτομα. Τα άτομα έχουν διαφορετικές μάζες και οργανώσεις. ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια δημιουργούν άτομα. Κάθε φορά που δύο άτομα συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα μόριο.
