Képzelje el, hogy az egész univerzum és így a Földünk, amely csak egy apró gabona benne, összeállításához csak valamivel több mint száz különféle "alapkövre" van szükségünk, amelyeket kémiai elemek. Valószínűleg ismerni fog közülük néhányat. Például a levegő alapja az oxigén és a nitrogén, a víz oxigénből és hidrogénből áll. A tudósok úgy vélik, hogy a vas és a nikkel a földgömbünk középpontjában áll, és azt is megállapították, hogy kőkagylója sok szilíciumot és alumíniumot tartalmaz.

Fák nőnek az erdőben. A fakitermelők elsöpri őket, az asztalos asztalt készít, és kevesen fedeznek fel egy tölgyet vagy bükköt az asztalban. Pedig még mindig a fa az - amint azt a laboratóriumi vegyész megtudhatja - főleg szénből, hidrogénből, oxigénből és nitrogénből, mint minden, ami a Földön él.

Minden kémiai elem alapvető építőköve atom. Olyan pici, hogy sok millió atom férne el a pontban. Ezt alig tudjuk elképzelni. Pedig az atomok nem a legkisebb részecskék, hanem még kisebb részecskékből állnak. Középen egy mag áll protonok és neutronok, a mag körül borítója elektronok. A protonok és az elektronok "villamosított" részecskék. Elektromos töltésük van, a protonok pozitívak (+), az elektronok negatívak (-). De mivel az atomban ugyanannyi pozitív és negatív atom található, kívülről úgy tűnik, mintha nem lenne elektromos töltésük.

Például a hidrogénatomoknak csak egy protonja van a magban, az oxigénatomoknak nyolc protonja van. Ugyanazon elem összes atomjának azonos számú protonja van.

Amikor a vegyészek több elemet felismertek, látszott, hogy rendetlenségük van. A különböző elemeknek különböző tulajdonságai voltak, de néhány hasonló volt. És nem volt világos, miért néha hasonlítanak, és néha nem. De amikor a vegyészek atomjaik nagysága szerint "rendezték" az ismert elemeket, létrejött egy "nagy emeletes ház", amelyet ún. periódusos rendszer (2. ábra).

Ez a ház hét emeletes, de megfordult. Az első emelet fent van, a hetedik emelettel lejjebb. És tudod, mitől függ az elemek "elhelyezése" az egyes emeleteken? Minden elemnek van egy hozzárendelt padlója, aszerint, hogy az atomok hány rétegében találhatók az elektronjai.

Az elemek házának nyolc főbejárata (I.A - VIII.A) és nyolc oldalsó bejárata (I.B - VIII.B) is van. Ugyanazon bejáratnál vannak hasonló érdeklődésű elemek - hasonlóan viselkednek, gyakran vannak hasonló barátaik. És észrevette az egyes elemek "címkéit az ajtókon"? Csak rövid márkáik vannak ott, de ezek szerint az egész világon ismerik őket. Te is sokakat megtanulsz idővel.

Többszintes házunk lakóinak többségének sok barátja van, atomjaik szeretik a társaságot. Vannak azonban teljes magányosok is. Ezek azok az elemek, amelyek a periódusos rendszer nyolcadik főbejáratában találhatók. Valószínűleg barátkozni is szeretnének valakivel, de ez nem működik, atomjaik nem tudnak „kezet rázni” senkivel (vagy egymással).

Térjünk most vissza azokra az elemekre, amelyeket a barátok kedvelnek, vagyis ahogyan a kémia nevén nevezzük, atomjaik gyakran összeállnak kémiai kötések. Ennek a barátságnak többféle módja van. Nehéz és unalmas lenne mindenkiről beszélni. Kettőre emlékezni fogunk, és a jobb megértés érdekében "kémiai meséknek" hívjuk magunkat.

A szegény nátriumról és a gazdag klórról

A többszintes ház elemeinek hetedik főbejáratában a harmadik emeleten egykor Chlor állt. Az ajtón "Cl" névtábla volt. Legnagyobb vagyona hét elektron volt atomjai elektronhéjának harmadik, külső rétegén (3. ábra).

Noha a klór a periódusos rendszer egyik leggazdagabb eleme volt, nem volt elégedett, mert nagyon irigyelte. Minden idejét annak az ötletnek szentelte, hogy megszerezzen egy újabb elektronot, amely megfelel szomszédjának, a jól ismert gazdag embernek, Argonnak. Nem látott más lehetőséget, mint keresni a teljes periódusos rendszerben valakit, akitől megszerezhette a hiányzó elektront.

Hosszas keresés után az első főbejárathoz klór is érkezett, és a harmadik emeleten lakó Nátriumot talált. Mindenki a "Na" jel alatt ismerte fel. A nátrium sovány volt, mert atomjainak csak egy elektronja volt az elektronhéj külső rétegén (4. ábra).

Szegénysége ellenére azonban nagyon nemes és nagylelkű volt. Érezte, hogy amikor egyetlen elektront adományoz a klórnak, nagy dolgok történnek. Így a klór megszerezte a nátrium elektront, és így kiegészítette amúgy is kiterjedt gazdagságát a várva várt és álmodozó számmal, nyolc elektronral.

arovný

De abban a pillanatban mindketten megváltoztak. A nátrium pozitív töltésűvé vált, mivel a protonok meghaladták, és a klór negatív töltésű volt. A megváltozott atomot kationnak és anionnak nevezzük. A nátrium és a klór elválaszthatatlan barátok lettek. Már tudod, hogy ez azért van, mert a különböző elektromos töltések vonzódnak egymáshoz. A kation és az anion barátságában a vegyészek beszélnek ionos kötés (5. ábra).

Így lett "kémiai csoda". Két elemből, a nátriumból és a klórból származott kémiai vegyület NaCl - nátrium-klorid (konyhasó), amelynek teljesen más tulajdonságai vannak, mint az eredeti anyagoknak (6. ábra):

Arról, hogy az oxigén hogyan barátkozott meg a hidrogénnel

Az oxigén a második emeleten is lakott, a többszintes épület hatodik főbejáratában. Az ajtón "O" címke volt. Sokkal gazdagabb volt, mint a nátrium, de szegényebb, mint a klór. Az oxigénatomok hat elektronja volt a külső második réteg elektronhéjában (7. ábra). A hat páros szám, de ezek az elektronok úgy voltak elrendezve, hogy kettőjüket elkülönítették, és az oxigént zavarták.

Az oxigén nem volt olyan mohó, mint a klór, ezért nem akarta megoldani két elektronjának magányát úgy, hogy két elektronot elvett valakitől és kisajátította. Inkább arra gondolt, hogy egy nagy házban találjon egy barátot, akinek két magányos elektronja is van, így két és két barátjának elektronja két közös párot alkot, és nem lesznek szomorúak. Tehát segítene magán és barátján.

A szorgalmas keresés során oxigén "eltévedt" az utolsó főbejáratnál. Az első emeleten vette észre a "He" nevet. Hélium szokott lenni a lakásban. Amikor Oxygen megtudta, hogy csak két elektronja van, nagyon elégedett volt. Öröme azonban nem tartott sokáig, mert nem akart barátkozni vele. Két elektronja szilárd párost alkotott. Nem akartak és nem is tudtak elbúcsúzni és megbarátkozni az oxigén elektronokkal. Tehát az oxigén folyamatosan szomorú volt. Változásképpen belépett az első főbejárathoz. Az első emeleten, a "H" feliratú ajtó mögött Vodík volt. Ez volt a legszegényebb elem az egész periódusos rendszerben. Mindegyik atomjának csak egyetlen elektronja volt az elektronhéjában (8. ábra).

Abban az időben oxigén rájött, hogy a hidrogén magányos elektronokkal is segíthet neki megoldani a problémát. Két hidrogénatom azonban két közös elektronpárt, kettőt alkothat egy oxigénatommal kovalens kötések (9. ábra). Nézze meg, hogyan!

Az oxigén és a hidrogén barátsága (pontosabban egy oxigénatom két hidrogénatommal) egész Földünk javát szolgálta. A "kémiai csoda" ismét megtörtént. Ebből a két gáznemű elemből alakult ki víz (H2O), nagyon fontos vegyület, amely nélkül semmi sem élhetne a Földön.

Mit mondjak befejezésül? Ha az elemek atomjai nem lennének "barátok", akkor az univerzum egyáltalán nem hasonlítana a miénkre, ha egyáltalán létezne ilyen.

A kémia területén megismerhet sok más "kémiai csodát", és megtudhatja, hogy a kémia világa varázslatos.