เนื้อหา
- ตัวอย่างของอะตอมมีอะไรบ้าง
- ชื่อของอะตอมคืออะไร?
- อะตอมประเภทต่าง ๆ มีอะไรบ้าง
- สารประกอบและโมเลกุลคืออะไร?
- องค์ประกอบหลักคืออะไร?
- ไอโซโทปคืออะไร?
อะตอมเป็นความคิดที่ดีที่สุดว่าเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดที่แยกออกไม่ได้ อันที่จริงชื่อของพวกเขามาจากภาษากรีกเพราะ "ไม่สามารถตัดได้" อะตอมประกอบด้วยโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนแม้ว่าอะตอมไฮโดรเจนที่เล็กที่สุดและง่ายที่สุดคืออะตอมนั้นไม่มีนิวตรอน
องค์ประกอบคือสสารที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียว เมื่อคุณดูที่ตารางธาตุองค์ประกอบทุกกล่องที่คุณเห็นจะถูกครอบครองโดยสสารที่มีการจัดเรียงแบบพิเศษของโปรตอนและนิวตรอน ในกรณีพิเศษเพียงอะตอมเดียวขององค์ประกอบที่มีอยู่คำจำกัดความของ "อะตอม" และ "องค์ประกอบ" จะเหมือนกัน อีกวิธีหนึ่งคุณอาจมีสสาร 10 หรือ 100 หรือ 1,000,000 ตันซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวเท่านั้นตราบใดที่อะตอมทุกอะตอมในมวลยักษ์นั้นเหมือนกัน ใส่แตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อนำเสนอด้วยอะตอมและองค์ประกอบและบอกว่ามีเพียงหนึ่งกล้องจุลทรรศน์คุณรู้ซึ่งเป็นตัวอย่างขององค์ประกอบ (แม้ว่าจะไม่รวมทั้งหมดขององค์ประกอบเดียวแน่นอนมีขนาดใหญ่พอที่จะเห็นด้วย ตาเปล่าหรือแม้แต่กล้องจุลทรรศน์ธรรมดา)
ตัวอย่างของอะตอมมีอะไรบ้าง
ตัวอย่างของอะตอมที่คุณแน่ใจว่าเคยได้ยิน - เว้นแต่ว่าคุณเพิ่งจะมาถึงที่นี่จากดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือบางทีในเอกภพคู่ขนานที่อะตอมของตัวเองไม่เคยได้ยินมาก่อน - รวมถึงไฮโดรเจนออกซิเจนและคาร์บอนอย่างน้อยที่สุด . ไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นสองอะตอมในน้ำโดยมีสูตรทางเคมีคือน้ำ2เพราะ O อย่างใดอย่างหนึ่ง อณู น้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม โปรดทราบว่าน้ำแม้ว่าจะไม่สามารถสูญเสียอะตอมที่เป็นส่วนประกอบใด ๆ และยังคงเป็นน้ำได้ แต่ก็ไม่ได้เป็นองค์ประกอบเนื่องจากอะตอมทั้งหมดไม่เหมือนกัน แต่มันเป็น สารประกอบ. (เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบการตั้งชื่อนี้ในไม่ช้า)
ทุกอะตอมสามารถรวมสามองค์ประกอบที่แตกต่างกัน: โปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน ในความเป็นจริงทุกอะตอมนอกจากอะตอมไฮโดรเจนมีอย่างน้อยหนึ่งในแต่ละ; ไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว แต่ไม่มีนิวตรอน โปรตอนและนิวตรอนมีมวลเกือบเท่ากันโดยที่โปรตอนมีค่าเท่ากับ 1.6726231 x 10-27 kg และอิเล็กตรอนมีค่า 1.6749286 x 10-27 กิโลกรัม. อิเล็กตรอนนั้นนิ่งกว่ามากจนทำให้มวลรวมของพวกมันนั้นถูกทอดทิ้งเพื่อจุดประสงค์เชิงปฏิบัติเมื่อคำนวณมวลของอะตอมที่กำหนด อิเล็กตรอนหนึ่งตัวมีมวล 9.1093897 x 10-31 กิโลกรัม.
อะตอมในรูปแบบองค์ประกอบมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน โปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวกเล็กน้อยกำหนด +1 ในขณะที่อิเล็กตรอนมีประจุเป็น -1 นิวตรอนไม่มีประจุดังนั้นอะตอมธรรมดาไม่มีประจุสุทธิเนื่องจากประจุบวกของโปรตอนและประจุลบของอิเล็กตรอนจะถูกยกเลิกซึ่งกันและกัน แม้ว่าอะตอมบางตัวจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนไม่เท่ากันดังนั้นจึงมีประจุสุทธิ (เช่น -2 หรือ +3) อะตอมเหล่านี้เรียกว่า ไอออน.
ในทางกายภาพอะตอมถูกจัดเรียงอย่างหยาบ ๆ เหมือนกับระบบสุริยจักรวาลโดยมีสสารขนาดเล็กหมุนรอบจุดศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า ในทางดาราศาสตร์แรงโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่ทำให้ดาวเคราะห์หมุนรอบดวงอาทิตย์ ในอะตอมมันเป็นพลังไฟฟ้าสถิต โปรตอนและนิวตรอนของอะตอมรวมตัวกันก่อตัวเป็นจุดศูนย์กลางเรียกว่านิวเคลียส เนื่องจากนิวเคลียสมีส่วนประกอบที่เป็นบวกและไม่มีประจุเท่านั้นจึงมีประจุบวก ในขณะที่อิเล็กตรอนนั้นมีอยู่ในก้อนเมฆรอบนิวเคลียสโดยประจุบวก ตำแหน่งของอิเล็กตรอนในทันทีไม่สามารถรู้ได้อย่างแม่นยำ แต่ความน่าจะเป็นที่จะอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดในอวกาศสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ ความไม่แน่นอนนี้ก่อให้เกิดพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัมซึ่งเป็นสนามที่กำลังขยายตัวจากทางทฤษฎีไปสู่การใช้งานที่สำคัญจำนวนมากในด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์
ชื่อของอะตอมคืออะไร?
ตารางธาตุเป็นองค์ประกอบที่เป็นสากลสำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักเรียนเริ่มต้นที่จะคุ้นเคยกับชื่อของอะตอมที่แตกต่างกันทั้งหมดพร้อมกับสรุปคุณสมบัติที่สำคัญของพวกเขา พบได้ในหนังสือเคมีทุกเล่มและในสถานที่ไร้ขีด จำกัด ทางออนไลน์ คุณควรมีประโยชน์อย่างหนึ่งสำหรับการอ้างอิงเมื่อปรึกษาส่วนนี้
ตารางธาตุประกอบด้วยชื่อและตัวย่อหนึ่งหรือสองตัวอักษรขององค์ประกอบทั้งหมด 103 รายการหรือหากคุณต้องการประเภทอะตอม 92 สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในขณะที่ 11 ที่มีจำนวนมากที่สุดจำนวน 93 ถึง 103 ได้รับการผลิตภายใต้เงื่อนไขของห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ละหมายเลของค์ประกอบในตารางธาตุสอดคล้องกับเลขอะตอมและจำนวนโปรตอนที่บรรจุอยู่ กล่องในตารางที่สอดคล้องกับองค์ประกอบมักจะแสดงมวลอะตอมของมันนั่นคือมวลรวมของโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนของมันที่ด้านล่างของกล่องด้านล่างชื่อของอะตอม เนื่องจากจุดประสงค์ที่ใช้งานได้จริงจำนวนนี้จะเท่ากับมวลของโปรตอนและนิวตรอนเพียงอย่างเดียวและเนื่องจากโปรตอนและนิวตรอนมีมวลใกล้เคียงกันมากคุณจึงสามารถอนุมานจำนวนนิวตรอนที่มีโดยการลบจำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอน) ออกจาก มวลอะตอมและการปัดเศษ ตัวอย่างเช่นโซเดียม (Na) คือหมายเลข 11 ในตารางธาตุและมีมวล 22.99 หน่วยมวลอะตอม (amu) ปัดเศษเป็น 23 คุณจึงสามารถคำนวณโซเดียมได้ว่ามี 23 - 11 = 12 นิวตรอน
จากทั้งหมดที่กล่าวมาคุณสามารถรวบรวมอะตอมที่หนักกว่าหนึ่งย้ายจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่างในตารางเช่นการอ่านหน้าในหนังสือที่คำใหม่ทุกคำมีขนาดใหญ่กว่าคำก่อนหน้าเล็กน้อย
องค์ประกอบสามารถเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซในสถานะดั้งเดิม คาร์บอน (C) เป็นตัวอย่างของของแข็ง ปรอท (ปรอท) ที่พบในเครื่องวัดอุณหภูมิ "โรงเรียนเก่า" เป็นของเหลว และไฮโดรเจน (H) มีอยู่เป็นก๊าซ พวกเขาสามารถจัดกลุ่มด้วยความช่วยเหลือของตารางธาตุเป็นหมวดหมู่บนพื้นฐานของคุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขา วิธีที่สะดวกในการแบ่งพวกมันคือโลหะและอโลหะ โลหะมีหกชนิดย่อยในขณะที่อโลหะมีเพียงสองชนิดเท่านั้น (โบรอน, สารหนู, ซิลิคอน, เจอร์เมเนียม, พลวง, เทลเลียมและแอสทาทีนถือเป็น metalloids)
ตารางธาตุประกอบด้วย 18 คอลัมน์ถึงแม้ว่าจะไม่ได้ครอบครองทุกพื้นที่ในทุกคอลัมน์ แถวแรกที่สมบูรณ์ - นั่นคืออินสแตนซ์แรกของคอลัมน์ทั้ง 18 ที่มีองค์ประกอบเริ่มต้นด้วยหมายเลของค์ประกอบ 19 (K หรือโพแทสเซียม) และลงท้ายด้วยหมายเลข 36 (Kr หรือ krypton) สิ่งนี้ดูเหมือนว่าจะเชื่องช้า แต่ก็ทำให้แน่ใจได้ว่าอะตอมที่มีคุณสมบัติคล้ายกันในแง่ของพฤติกรรมการยึดติดและตัวแปรอื่น ๆ ยังคงอยู่ในแถวคอลัมน์หรือกลุ่มอื่น ๆ ที่ระบุได้ง่ายภายในตาราง
อะตอมประเภทต่าง ๆ มีอะไรบ้าง
ไอโซโทปเป็นอะตอมที่แตกต่างกันซึ่งมีเลขอะตอมเดียวกันดังนั้นจึงเป็นองค์ประกอบเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน ดังนั้นจึงแตกต่างกันไปตามมวลอะตอม ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไอโซโทปปรากฏในส่วนถัดไป
พฤติกรรมการยึดติดเป็นหนึ่งในหลาย ๆ เกณฑ์ที่สามารถแยกอะตอมได้ ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบทั้งหกที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในคอลัมน์ 18 (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) เรียกว่า ก๊าซมีตระกูล เพราะพวกมันไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นเป็นหลัก นี่เป็นสิ่งที่ชวนให้นึกถึงว่าในสมัยก่อนสมาชิกชนชั้นสูงไม่ได้ปะปนกับคนทั่วไป
โลหะสามารถแบ่งออกเป็นหกประเภท (อัลคาไล, ดินอัลคาไลน์, การเปลี่ยน, โพสต์ - แทรนซิชัน, และแอคติโนิดและแลนทาโน่) สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดตกอยู่ในภูมิภาคที่แตกต่างกันในตารางธาตุ องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นโลหะบางชนิด แต่อโลหะ 17 ชนิดนั้นรวมถึงอะตอมที่มีชื่อเสียงซึ่งรวมถึงออกซิเจนไนโตรเจนซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสซึ่งทั้งหมดนี้มีความจำเป็นต่อชีวิต
สารประกอบและโมเลกุลคืออะไร?
สารประกอบทำจากองค์ประกอบอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่นน้ำเป็นสารประกอบ แต่คุณสามารถมีองค์ประกอบหรือสารประกอบหนึ่งอย่างหรือหลายอย่างละลายในสารประกอบของเหลว (โดยทั่วไปคือน้ำ) เช่นน้ำตาลที่ละลายในน้ำ นี่เป็นตัวอย่างของวิธีการแก้ปัญหาเพราะโมเลกุลในตัวถูกละลาย (ของแข็งที่ละลาย) ไม่ได้ผูกกับโมเลกุลของตัวถูกละลาย (เช่นน้ำเอทานอลหรือสิ่งที่คุณมี)
หน่วยที่เล็กที่สุดของสารประกอบเรียกว่าโมเลกุล ความสัมพันธ์ของอะตอมกับองค์ประกอบสะท้อนความสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลและสารประกอบ หากคุณมีโซเดียมบริสุทธิ์หนึ่งชิ้นและลดขนาดให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สิ่งที่เหลืออยู่ก็คืออะตอมโซเดียม หากคุณมีคอลเล็กชั่นโซเดียมคลอไรด์บริสุทธิ์ (เกลือแกง NaCl) และลดให้เหลือเพียงเล็กน้อยจากที่มันสามารถใช้ในขณะที่ยังคงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีทั้งหมดไว้คุณจะเหลือโมเลกุลโซเดียมคลอไรด์
องค์ประกอบหลักคืออะไร?
ธาตุทั้ง 10 ที่มีมากที่สุดในโลกคิดเป็น 99% ของมวลธาตุทั้งหมดที่พบทั่วโลกรวมถึงในชั้นบรรยากาศด้วย ออกซิเจน (O) เพียงอย่างเดียวคิดเป็น 46.6 เปอร์เซ็นต์ของมวลโลก ซิลิคอน (Si) คิดเป็น 27.7 เปอร์เซ็นต์ขณะที่อลูมิเนียม (อัล) ตรวจสอบที่ 8.1 เปอร์เซ็นต์และเหล็ก (Fe) ที่ 5.0 เปอร์เซ็นต์ อีกสี่คนที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดทั้งหมดมีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ในร่างกายมนุษย์: แคลเซียม (Ca) ที่ 3.6 เปอร์เซ็นต์โซเดียม (Na) ที่ 2.8 เปอร์เซ็นต์โพแทสเซียม (K) ที่ 2.6 เปอร์เซ็นต์และแมกนีเซียม (Mg) ที่ 2.1 เปอร์เซ็นต์
องค์ประกอบที่พบในปริมาณที่มากในรูปแบบที่มองเห็นได้หรือองค์ประกอบที่มีชื่อเสียงเพียงอย่างเดียวอาจถือได้ว่าเป็นองค์ประกอบหลักในบางแง่มุม เมื่อคุณดูทองคำบริสุทธิ์ไม่ว่าจะเป็นเกล็ดเล็ก ๆ หรืออิฐก้อนใหญ่ (ซึ่งไม่น่าจะเป็นไปได้!) คุณกำลังดูองค์ประกอบเดียว ทองคำชิ้นนั้นจะยังคงถูกพิจารณาว่าเป็นทองคำแม้ว่าจะมีทั้งหมด แต่มีอะตอมเดี่ยวอยู่ ในขณะที่ NASA ตั้งข้อสังเกตเหรียญทองอาจมีอะตอมทองคำประมาณ 20,000,000,000,000,000,000,000 (20 พันล้าน) ขึ้นอยู่กับขนาดของเหรียญ
ไอโซโทปคืออะไร?
ไอโซโทป เป็นตัวแปรของอะตอมในลักษณะเดียวกับที่โดเบอร์แมนพินเชอร์เป็นสุนัขพันธุ์หนึ่ง คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของอะตอมที่กำหนดคุณจะจำได้ว่าเลขอะตอมของมันและด้วยเหตุนี้จำนวนของโปรตอนที่มีอยู่จึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นหากอะตอมมีความแตกต่างการเปลี่ยนแปลงนี้จะต้องเป็นผลมาจากความแตกต่างของจำนวนนิวตรอน
องค์ประกอบส่วนใหญ่มีไอโซโทปเสถียรเดียวซึ่งเป็นรูปแบบที่พบองค์ประกอบส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามองค์ประกอบบางอย่างมีอยู่ตามธรรมชาติเป็นส่วนผสมของไอโซโทป ตัวอย่างเช่นเหล็ก (Fe) ประกอบด้วยประมาณ 5.845 เปอร์เซ็นต์ของ 54ร้อยละ 91.754 ของ 56ร้อยละ 2.119 ของ 57ร้อยละและร้อยละ 0.282 ของ 58เฟ ตัวยกที่อยู่ทางด้านซ้ายของตัวย่อองค์ประกอบระบุจำนวนของโปรตอนและนิวตรอน เนื่องจากจำนวนอะตอมของเหล็กเป็น 26 ไอโซโทปที่มีรายชื่ออยู่ด้านบนตามลำดับจะมีนิวตรอน 28, 30, 31 และ 32
ไอโซโทปทั้งหมดของอะตอมที่กำหนดมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกันซึ่งหมายความว่าพฤติกรรมการยึดเกาะของพวกมันเหมือนกัน คุณสมบัติทางกายภาพของพวกมันเช่นมวลจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่างกันและเป็นวิธีที่ใช้แยกแยะความแตกต่าง