Budowa cząsteczkowa materii

Co to jest materia ? Materia to wszystko co nas otacza , np. cząsteczka wody

Wiązania chemiczne Według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub więcej elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub więcej elektronów z jednego atomu na atom i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej. Para jonowa-układ anionu i kationu powiązanych oddziaływaniem elektrostatycznym.

Opis budowy atomu Atomy składają się z jądra i otaczających to jądro elektronów. W jądrze znajdują się z kolei nukleony: protony i neutrony. Neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie, protony noszą ładunek elektryczny dodatni, zaś elektrony – ujemny. W każdym obojętnym atomie liczba protonów i elektronów jest jednakowa. W takiej sytuacji łączny ładunek protonów i elektronów wynosi zero. Atomy z liczbą elektronów różną od liczby protonów nazywane są jonami, czyli atomami posiadającymi ładunek elektryczny. O właściwościach atomów decyduje głównie liczba protonów w jądrze atomowym. Grupy atomów o takiej samej liczbie protonów w jądrze, a różnej liczbie neutronów określamy jako izotopy danego pierwiastka (określonego liczbą protonów). Atomy są podstawowymi elementami budującymi materię z punktu widzenia chemii i pozostają najmniejszymi cząstkami rozróżnianymi metodami chemicznymi. Nie zmieniają się w reakcjach chemicznych.

atomy

atom

Ważne terminy Atom- najmniejsza część pierwiastka zachowująca jego własności chemiczne.    Liczba atomowa- liczba protonów w jądrze atomowym. Elektron- ujemnie naładowana cząsteczka elementarna, która okrąża jądro atomowe. Pierwiastek- substancja złożona z atomów jednego rodzaju, nie może być rozłożona na składniki na drodze reakcji chemicznych. Izotop- atom o innej liczbie neutronów, czyli o innej liczbie masowej niż inne atomy danego pierwiastka. Liczba masowa- łączna liczba protonów i neutronów w jądrze danego atomu. Neutron- cząstka elementarna w jądrze atomowym, pozbawiona ładunku elektrycznego. Proton- cząstka elementarna w jądrze atomowym o dodatnim ładunku elektrycznym.

Badania budowy jądra atomu Fizycy zajmujący się badaniami struktury jąder atomowych odkryli około 200 cząstek, spośród których 33 uznano za elementarne. Są to cząstki będące budulcem materii lub antymaterii, które wykryto w promieniowaniu kosmicznym lub podczas badań w akceleratorach: 8 barionów i 8 antybarionów (np.: nukleony i ich antycząstki), 8 mezonów i antymezonów (np.: pion), 8 leptonów i antyleptonów (np.: elektron, pozyton), foton

Budowa ziemi Obecnie (w uproszczeniu )przyjmuje się następujące strefy budowy Ziemi : - Litosferę -Płaszcz zewnętrzny , gdzie w górnej jego części występuje ostenosfera , - Płaszcz wewnętrzny , - Jądro zewnętrzne ( elektr. lub gazowe ) - Jądro wewnętrzne prawdopodobnie o sztywności ciała stałego . W budowie Ziemi można wyróżnić trzy sfery : 1) Litosferę - zwaną także skorupą Ziemi o nieznacznej grubości w stosunku do całej Ziemi 2)Mezosferę - czyli środkową zwaną inaczej płaszczem Ziemi , 3)Jądro Ziemi - centralna część Ziemi Skorupę ziemską do głębokości kilkudziesięciu kilometrów w ogromnej większości tworzą glinokrzemiany i dlatego nazywamy ją sialem.Gęstość siala 2,7g na cm sześcienny . Poniżej sialu występują materiały o gęstości od 3 - 3,4 g na cm sześcienny . Strefę tę ze względu na znaczną zawartość tlenków krzemianu i magnezu nazywamy simą .Granicą sialu i simy jest powierzchnia CONRADA .Powierzchnia Mono nie leży na jednakowej głębokości : - pod oceanami występuje na głębokości ok. 7 km. , - pod lądami znacznie głębiej do ok.40 km. W skład płaszcza Ziemi wchodzą chrom ,żelazo ,magnez ,krzem i nikiel ; gęstość płaszcza Ziemi od 3,5 -5,5 g.na cm. sześcienny .Jądro Ziemi składa się z substancji o gęstości od 9,6 - 18,5 g. na cm. sześcienny .

Właściwości protonu ,neutronu i elektronu Cząstka Masa, g Masa, u Ładunek, C Symbol Trwałość poza jądrem proton 1,6726*10-24 1,00728 +1,602*10-19 p duża neutron 1,6749*10-24 1,00867 n mała elektron 0,91096*10- 27 1/1836 -1,602*10-19 e

Jak obliczać? Atomy różnych pierwiastków różnią się od siebie. Zawierają różne ilości protonów w jądrze, a zatem charakteryzowane są przez inną liczbą atomową. Pierwiastek chemiczny charakteryzowany jest przez jego symbol E, liczbę atomową Z oraz liczbę masową A. Zapis pozwala określić podstawowe składniki atomu pierwiastka E. W jądrze atomu znajduje się Z protonów i A – Z neutronów. Wokół jądra znajduje się Z elektronów. Zapis pozwala określić, że atom azotu jest zbudowany z Z = 7 protonów, Z = 7 elektronów i A – Z = 7 neutronów. Na tej samej zasadzie można wnioskować, że w skład atomu żelaza wchodzi 26 protonów, 26 elektronów i 30 neutronów. Inny atom żelaza  ma 32 neutrony, zatem różni się ilością neutronów w jądrze od poprzednio omawianego atomu żelaza. Takie odmiany pierwiastków nazywa się izotopami. Wiele pierwiastków występujących w przyrodzie posiada izotopy. Oto niektóre z nich: wodór, węgiel, azot, krzem, siarka, potas, wapń, ołów.

Masa atomowa Im więcej protonów i neutronów znajduje się w atomie, tym większa jest jego masa. Suma liczb protonów i neutronów nosi nazwę liczby masowej. liczba określająca ile razy masa jednego reprezentatywnego atomu danego pierwiastka chemicznego jest większa od masy 1/12 izotopu 12C, przy czym pod pojęciem reprezentatywnego atomu rozumie się atom o średniej masie wyliczonej proporcjonalnie ze wszystkich stabilnych izotopów danego pierwiastka, ze względu na ich rozpowszechnienie na Ziemi. Masa atomowa jest wyrażana w atomowych jednostkach masy.

Liczby atomowe Liczba protonów w jądrze danego atomu jest nazywana jego liczbą atomową .Zazwyczaj w atomach jest tyle samo protonów co elektronów, liczba atomowa określa zarazem liczbę elektronów.

cząsteczki Atomy rzadko występują pojedynczo , z reguły bowiem łączą się ze sobą , tworząc cząsteczki. Cząsteczka to grupa związanych ze sobą atomów, która stanowi najmniejszą samodzielną cząsteczkę danej substancji. Oczywiście zarówno cząsteczki jak i atomy są niewidoczne gołym okiem. W kinetycznej teorii gazów za cząsteczkę uważa się każdą cząstkę zdolną do samodzielnego, swobodnego ruchu, niezależnie od tego czy jest to pojedynczy atom, czy cząsteczka w sensie chemicznym, czy też jon.

Modele cząsteczek

Najbardziej prymitywne modele to kulki z np Najbardziej prymitywne modele to kulki z np. tworzywa połączone z sobą pałeczkami. Kulki reprezentują tu atomy, a pałeczki wiązania chemiczne. Jeśli średnice kulek będą proporcjonalne do promieni van der Waalsa atomów, a długości pałeczek do długości wiązań, to otrzymamy model z grubsza zgodny z rzeczywistą strukturą cząsteczek. W podobny sposób można też modelować cząsteczki na ekranie komputera.

Nasza galeria

siarka

Przekrój ziemi