Najważniejsza tabelka na świecie
概要
TLDRFilm przedstawia zjawisko kontrakcji objętości, które występuje przy mieszaniu spirytusu z wodą, oraz historię układu okresowego pierwiastków, koncentrując się na wkładzie Dmitrija Mendelejewa. Zawiera omówienie wcześniejszych teorii dotyczących klasyfikacji pierwiastków, ich właściwości chemicznych oraz znaczenia układu okresowego w chemii. Wspomniane są także różnice w masach atomowych, izotopy oraz ich wpływ na właściwości chemiczne pierwiastków. Film kończy się zapowiedzią kolejnego odcinka dotyczącego wysp stabilności w chemii.
収穫
- 🔍 Kontrakcja objętości: spirytus + woda = 1,94 l
- 🧪 Mendelejew stworzył układ okresowy pierwiastków
- 📊 Układ okresowy zawiera symbol, nazwę, liczbę i masę atomową
- ⚛️ Masa atomowa to średnia mas atomowych izotopów
- 🔬 Izotopy mają tę samą liczbę protonów, różne neutrony
- ⚡ Reaktywność pierwiastków zależy od ich położenia w układzie
- 🌌 Gazy szlachetne są stabilne i niechętne do reakcji
- 📈 Reguła oktetu: dążenie do 8 elektronów walencyjnych
- 🧬 Właściwości chemiczne pierwiastków są związane z ich położeniem
- 💡 Historia klasyfikacji pierwiastków sięga starożytności.
タイムライン
- 00:00:00 - 00:05:00
Mieszanie spirytusu z wodą prowadzi do kontrakcji objętości, co jest wynikiem tworzenia wiązań wodorowych między cząsteczkami. Zjawisko to zostało opisane przez Mendelejewa, znanego chemika, który również stworzył układ okresowy pierwiastków. W filmie przedstawiono jego osiągnięcia oraz znaczenie układu okresowego w chemii.
- 00:05:00 - 00:10:00
Mendelejew, jako młodszy z 17 dzieci, miał znaczący wpływ na rozwój chemii, a jego prace nad układem okresowym były oparte na wcześniejszych badaniach. W historii klasyfikacji materii, greccy filozofowie uważali, że wszystko składa się z czterech żywiołów, co zostało skrytykowane przez Roberta Boyla, który wprowadził pojęcie pierwiastków.
- 00:10:00 - 00:15:00
W XIX wieku John Dalton rozwijał teorię atomistyczną, co doprowadziło do pierwszej próby uporządkowania pierwiastków według masy. Dalton wprowadził pojęcie masy atomowej, co miało kluczowe znaczenie dla dalszego rozwoju chemii. W miarę odkrywania nowych pierwiastków, lista ta była aktualizowana, co prowadziło do nieporozumień w klasyfikacji.
- 00:15:00 - 00:20:00
Mendelejew zbudował swój układ okresowy na podstawie wcześniejszych koncepcji, takich jak triady Debinera, które wskazywały na podobieństwa między pierwiastkami. Jego podejście do klasyfikacji pierwiastków według masy i właściwości chemicznych pozwoliło na przewidywanie cech nieznanych pierwiastków, co było rewolucyjne w tamtych czasach.
- 00:20:00 - 00:27:59
Układ okresowy pierwiastków jest uporządkowany według liczby atomowej i masy atomowej, co pozwala na przewidywanie właściwości chemicznych pierwiastków. W filmie omówiono również, jak z układu okresowego można odczytać informacje o elektronach walencyjnych, reaktywności pierwiastków oraz ich charakterze metalicznym, co jest kluczowe dla zrozumienia chemii.
マインドマップ
ビデオQ&A
Co to jest kontrakcja objętości?
To zjawisko, w którym po zmieszaniu dwóch cieczy, ich objętość jest mniejsza niż suma ich objętości.
Kto stworzył układ okresowy pierwiastków?
Układ okresowy pierwiastków został stworzony przez Dmitrija Mendelejewa.
Jakie są podstawowe informacje zawarte w układzie okresowym?
W układzie okresowym znajdują się symbol pierwiastka, jego nazwa, liczba atomowa i masa atomowa.
Co to jest masa atomowa?
Masa atomowa to średnia masa atomów danego pierwiastka, uwzględniająca różne izotopy.
Jakie są różnice między pierwiastkami a związkami chemicznymi?
Pierwiastki są substancjami, które nie mogą być rozłożone na prostsze składniki, podczas gdy związki chemiczne składają się z dwóch lub więcej pierwiastków.
Jakie są właściwości chemiczne pierwiastków w układzie okresowym?
Właściwości chemiczne pierwiastków w układzie okresowym są związane z ich położeniem, co wpływa na ich reaktywność i charakter chemiczny.
Co to są izotopy?
Izotopy to atomy tego samego pierwiastka, które mają tę samą liczbę protonów, ale różną liczbę neutronów.
Jakie pierwiastki są najbardziej reaktywne?
Najbardziej reaktywne pierwiastki to litowce i fluorowce, które znajdują się na skrajnych końcach układu okresowego.
Jakie są gazy szlachetne?
Gazy szlachetne to pierwiastki z 18 grupy układu okresowego, które mają zapełnione powłoki walencyjne i są bardzo stabilne chemicznie.
Co to jest reguła oktetu?
Reguła oktetu to zasada, że pierwiastki dążą do posiadania ośmiu elektronów walencyjnych, co zapewnia stabilność.
ビデオをもっと見る
TWOJA OFERTA na PIERWSZEJ STRONIE Allegro przy minimalnej stawce CPC?! Sekret niszowych tytułów.
Szykują Wezwania na Wojnę i Mobilizację! Prawnik Radzi Co Robić! - Wywiad Ator
NADCHODZI WIELKIE ZŁO!
POWKIDDY RGB10MAX VS POWKIDDY X55
Pierwsza pomoc psychologiczna, czyli jak wspierać osoby w kryzysie - Mirela Batog
Kiedy akcje są drogie, a kiedy tanie? Jak wyceniać spółki giełdowe?
- 00:00:00Dzień dobry. Wiecie, że jak zmieszacie
- 00:00:01ze sobą litr spirytusu i litr wody, to
- 00:00:03nie dostaniecie w efekcie dwóch litrów
- 00:00:05cieczy, tylko litr i 940 ml. Czasami
- 00:00:10przy mieszaniu płynów, mieszaniu cieczy
- 00:00:12dochodzi do tak zwanej kontrakcji
- 00:00:13objętości. To jest właśnie jej przykład
- 00:00:15chyba najbardziej znany. Wynika on z
- 00:00:18tego, że pomiędzy cząsteczkami wody a
- 00:00:20cząsteczkami alkoholu dochodzi do
- 00:00:22tworzenia wiązań wodorowych, które
- 00:00:23przyciągają cząsteczki bliżej siebie.
- 00:00:26Fenomen ten opisał i wyjaśnił w swoim
- 00:00:28doktoracie pewien, o ironio, rosyjski
- 00:00:31uczony, dla którego było to być może
- 00:00:33drugie najważniejsze naukowe osiągnięcie
- 00:00:35w życiu. Mowa oczywiście o Dim Triu
- 00:00:37Mendelejewie, najmłodszym z 17orga
- 00:00:39dzieci dyrektora gimnazjum i
- 00:00:41właścicielki huty szkła. Co może przebić
- 00:00:44swoją doniosłością badania nad
- 00:00:47alkoholowymi roztworami?
- 00:00:49No cóż, mogliście gdzieś słyszeć, że
- 00:00:51Mendele był odpowiedzialny za stworzenie
- 00:00:53najważniejszej chemicznej tabeli. Bez
- 00:00:56dwóch zdań. Tabeli, która bardzo długo
- 00:00:57nie przypominała tej, którą pokazywano
- 00:00:59wam na lekcjach. Tabeli, która osobom
- 00:01:03umiejącym z niej korzystać pozwoli
- 00:01:04wydedukować bardzo dużo cech materii. I
- 00:01:09tym filmem chciałem was w taką wiedzę
- 00:01:11wyposażyć i wreszcie tabeli, którą
- 00:01:13znacie jako układ okresowy pierwiastków.
- 00:01:16Ale zanim przejdziemy do tej opatrzonej
- 00:01:18jego reprezentacji, odrobina historii i
- 00:01:21zasłużone, moim zdaniem wspomnienie o
- 00:01:23kilku osobach, którym trzeba oddać ich
- 00:01:26wkład w powstanie tegoż układu
- 00:01:28okresowego. Na początek cofnijmy się o
- 00:01:30jakieś 2,5 albo nie 25 tys. Bo ta
- 00:01:34historia to
- 00:01:36złoto, skoro zaś o złocie
- 00:01:40mowa. Sponsorem tego odcinka jest Gold
- 00:01:43Saver, sklep będący częścią działającego
- 00:01:45w Polsce od półtorej dekady dystrybutora
- 00:01:48Golden Mark. Goldsaver umożliwia
- 00:01:50kupowanie złota po kawałku, a gdy już na
- 00:01:53swoim koncie uzbieracie jedną uncję
- 00:01:55cennego kruszcu, będziecie mogli odebrać
- 00:01:58swoją fizyczną sztabkę albo osobiście,
- 00:02:01albo ubezpieczoną paczką. I dzięki temu,
- 00:02:03dzięki takiemu podejściu nie tylko
- 00:02:05uśrednia się w czasie ceny złota, ale
- 00:02:07można inwestować, czy może raczej
- 00:02:10oszczędzać już niewielkie kwoty wygodnie
- 00:02:13i elastycznie. A jeśli na jakimkolwiek
- 00:02:14etapie uznacie, że chcecie to złoto
- 00:02:16sprzedać również i to możecie zrobić za
- 00:02:19pośrednictwem Goldsavera. Informacji,
- 00:02:22które musicie wiedzieć, zanim się na to
- 00:02:24zdecydujecie jest dużo więcej. Wszystkie
- 00:02:26znajdziecie w linku w opisie. yyy i tam
- 00:02:30jest też yyy promocja dotycząca tego
- 00:02:32zakupu złota, którą yyy możecie uzyskać
- 00:02:36korzystając z tego linku. Yyy złota,
- 00:02:38które jak już napomknąłem przez wzgląd
- 00:02:40na swoje właściwości zostało wyznaczone,
- 00:02:42zostało uznane za jeden z fizycznych
- 00:02:44takich wyznaczników tego, że coś jest
- 00:02:47wartościowe. I gdyby ktoś o tym nie
- 00:02:49wiedział, to na podstawie położenia
- 00:02:50złota w układzie okresowym mógłby
- 00:02:52przewidzieć, że ono będzie dobrym
- 00:02:54kandydatem na taki wyznacznik. Dlatego
- 00:02:56przypominam teraz jeszcze raz o linku w
- 00:02:58opisie i wracam do zasadniczej części
- 00:03:04odcinka. Dobra, 2500 lat, bo 2500 lat
- 00:03:07mają mniej więcej pierwsze próby
- 00:03:09klasyfikowania materii. Próby z
- 00:03:10perspektywy czasu trochę naiwne. Greccy
- 00:03:13filozofowie z Arystotelesem na czele
- 00:03:15uważali, że wszystko budują cztery
- 00:03:17żywioły: ogień, woda, powietrze i
- 00:03:19ziemia. Czasem dorzucano do tego również
- 00:03:22eter
- 00:03:23wypełniający przestrzeń pozaziemską.
- 00:03:25Była to jednak koncepcja bardziej
- 00:03:27filozoficzna niż chemiczna czy naukowa w
- 00:03:30czasach alchemii. Dołączyły do nich yyy
- 00:03:33do tych składników materii tak zwane
- 00:03:35prinpia. Były nimi na przykład siarka i
- 00:03:37rtęć. Wciąż jednak poglądy, które
- 00:03:39moglibyśmy nazwać naukowymi przenikały
- 00:03:41się z mistetyzmem. Dopiero w latach 60.
- 00:03:44X wieku Robert Boy skrytykował to
- 00:03:46podejście i uznał, że świat składa się
- 00:03:49nie z żywiołów, a z pierwiastków.
- 00:03:52pierwiastków, które łączyć mogą się ze
- 00:03:54sobą tworząc bardziej złożone
- 00:03:55substancje. Taką definicję pierwiastka,
- 00:03:57czyli substancji, której nie da się
- 00:03:59rozłożyć na prostsze składniki, y, no
- 00:04:03możemy uznać za stosunkowo współczesną.
- 00:04:07Na tej bazie w pierwszej dekadzie XIX
- 00:04:09stulecia John Dalton rozwijał teorię
- 00:04:12atomistyczną, wedle której każdy
- 00:04:13pierwiastek składa się z niepodzielnych
- 00:04:17chemicznie atomów. atomów, które mają
- 00:04:20jednakowe masy i jednakowe właściwości.
- 00:04:23Różne pierwiastki mają różne atomy o
- 00:04:26różnych masa i właściwościach. To wydaje
- 00:04:29się oczywiste, ale warto to powiedzieć.
- 00:04:31I to w zasadzie Deltonowi możemy
- 00:04:33przypisać pierwszą próbę uporządkowania
- 00:04:35znanych mu pierwiastków. Zrobił to w
- 00:04:37najprostszy możliwy sposób według masy.
- 00:04:40Być może dlatego jednostka masy atomowej
- 00:04:43jest dziś nazywana daltonem. Mniejsza
- 00:04:45jednak o to. Z czasem lista pierwiastków
- 00:04:47się powiększała, bywało, że pochopnie.
- 00:04:50Swego czasu za pierwiastek uznawano
- 00:04:52związki chemiczne, takie jak soda, czyli
- 00:04:54w rzeczywistości węglan sodu, albo
- 00:04:57potaż, czyli w rzeczywistości węglan
- 00:04:59potasu. I tu ciekawostka. Jeżeli
- 00:05:01zerkniecie na listę Daltona,
- 00:05:03odnajdziecie tam właśnie sodę i potaż,
- 00:05:05ale i to jest istotne, masy im
- 00:05:08przypisane odpowiadają nie masom
- 00:05:10związków chemicznych, tylko
- 00:05:12pierwiastków. Jest to związane z faktem,
- 00:05:14że dosłownie kilkanaście miesięcy przed
- 00:05:16zestawieniem tej tabeli niejaki Hffrey
- 00:05:18Davy opracował sposób na wydzielenie
- 00:05:20sodu i potasu, a więc już prawdziwie
- 00:05:22pierwiastków z ich węglanów. Wyznaczył
- 00:05:25też ich masy, co słusznie uwzględnił
- 00:05:28Dalton, ale zrobił to jeszcze zanim
- 00:05:30pierwiastki dorobiły się swoich
- 00:05:31współczesnych nazw. W XIX wieku na
- 00:05:33krótko pierwiastkiem nazywany był didym,
- 00:05:37o którym wiemy dziś, że był w
- 00:05:38rzeczywistości mieszaniną dwóch
- 00:05:40pierwiastków meodymu i
- 00:05:43prazeodymu. Może jednak dojść dygresji.
- 00:05:45Czas wrócić do odkrycia Mendelejewa,
- 00:05:47które mogłoby nie mieć miejsca bez
- 00:05:49niemieckiego chemika Johana Wolfganga
- 00:05:52Debinera. W 1829 roku zauważył on, że
- 00:05:56niektóre pierwiastki chemiczne mają
- 00:05:57bardzo, bardzo, bardzo podobne do siebie
- 00:05:59właściwości. Mamy na przykład lit, sd
- 00:06:03potas. Zdolne do tworzenia
- 00:06:05wodorotlenków, bardzo gwałtownie
- 00:06:07reagujące z wodą, ale też siarkę, selen
- 00:06:10i telur tworzące kwasy. Jeżeli zrobimy
- 00:06:14mały spoiler i rzucimy okiem na
- 00:06:16współczesny układ
- 00:06:17okresowy, mogę prosić montażystę o
- 00:06:21dzięki. Więc jak rzucimy okiem na to,
- 00:06:24gdzie te triady znajdują się
- 00:06:26współcześnie, okaże się, że są one do
- 00:06:29pewnego stopnia. analogami grup układu
- 00:06:32okresowego. Dlaczego więc mało kto wie o
- 00:06:35DB Rinerie? A no dlatego, że jego pomysł
- 00:06:38miał szereg ograniczeń. Po pierwsze
- 00:06:40dobieranie w trójki. Dziś wiemy, że
- 00:06:42grupy układu okresowego zawierające
- 00:06:44pierwiastki o podobnych właściwościach
- 00:06:45są bardziej liczne. Po drugie, debiner
- 00:06:49niesłusznie założył, że w takiej
- 00:06:50triadzie pierwiastków po uporządkowaniu
- 00:06:52ich względem masy masy molowej, masa
- 00:06:56pierwiastka środkowego będzie średnią
- 00:06:58arytmetyczną dwóch pozostałych. W kilku
- 00:07:02przypadkach ten warunek jest z dobrym
- 00:07:04przybliżeniem spełniony, ale na przykład
- 00:07:05fluor, chlor i brom, choć o podobnych
- 00:07:08właściwościach chemicznych i dziś
- 00:07:10umiejscowione w tej samej grupie układu
- 00:07:11okresowego, nie mieściły się w tych
- 00:07:13założeniach. Można powiedzieć, że The
- 00:07:15Beriner wiedział, że gdzieś dzwoni, ale
- 00:07:17nie wiedział w jakim kościele. A ja
- 00:07:19wspominam o tej historii, żebyśmy
- 00:07:20wiedzieli, iż Mendelejew no nie
- 00:07:23opracował swojego pomysłu od zera, a
- 00:07:25bazował już na wcześniejszych
- 00:07:26dokonaniach i koncepcjach, co oczywiście
- 00:07:29nie umniejsza mu w najmniejszym stopniu.
- 00:07:31Nie umniejsza w najmniejszym stopniu.
- 00:07:32Trudno, powiedziałem, bo to co zrobił
- 00:07:34było na wielu polach genialne. Było
- 00:07:37syntezą wspomnianych dziś idei i ich
- 00:07:39znacznym rozszerzeniem. Rosjanin z
- 00:07:41jednej strony zdecydował się na
- 00:07:43uporządkowanie pierwiastków według ich
- 00:07:45masy, z drugiej godził się na zamianę
- 00:07:49tej kolejności po to, żeby utrzymać to
- 00:07:51podobieństwo yyy
- 00:07:54pierwiastków. Są znane takie przypadki i
- 00:07:56wreszcie yyy chciał je ciągle według
- 00:07:59tego podobieństwa grupować. Jest wiele
- 00:08:02apokryficznych historii, które
- 00:08:03przypisują to o lśnieniu w czasie snu
- 00:08:05albo układaniu Posiansa, ale nie mamy
- 00:08:07nawet pewności, czy choćby ta
- 00:08:08najbardziej prawdopodobna anegdota o
- 00:08:10stosowaniu karteczek z nazwami, cechami
- 00:08:12pierwiastków, które mógłby sobie
- 00:08:13przekładać, była choć w części
- 00:08:15prawdziwa. W każdym razie udało mu się.
- 00:08:18A kluczowe dla powodzenia było
- 00:08:19założenie, że ciągle mogą istnieć
- 00:08:22nieznane pierwiastki, dla których warto
- 00:08:24zostawić puste miejsca. Czyli nie za
- 00:08:26wszelką cenę wszystko w kolejności,
- 00:08:28tylko wypośrodkować to podejście, które
- 00:08:32uwzględnia rosnącą masę z jednej strony,
- 00:08:34a z drugiej podobieństwo chemiczne.
- 00:08:37Jeżeli gdzieś masy są bardzo podobne, to
- 00:08:41pierwszeństwo będzie miało podobieństwo
- 00:08:43właściwości. Co to nam dało? A no to czy
- 00:08:45w zasadzie Mendelejowi dało? dało mu to,
- 00:08:47że w kilku przypadkach był w stanie
- 00:08:49przewidzieć jakie będą cechy tych
- 00:08:51pierwiastków, które stanowiły do tej
- 00:08:53pory puste miejsca, kiedy tworzył
- 00:08:55tabelę. Jakie związki będą one tworzyć?
- 00:08:58Jakie będą mogły być ich masy? I szybko
- 00:09:01okazało się, że te
- 00:09:02luki zapełniły skant, German czy Gal i
- 00:09:06przewidywania Mendeleewa były w
- 00:09:08zasadzie w punkt. A i taka ciekawostka
- 00:09:12może uwaga. Mendeleje tworzył swoją
- 00:09:14wersję układu okresowego w czasie, gdy
- 00:09:16nauka znała 60 kilka pierwiastków. Stąd
- 00:09:19wyglądał on inaczej niż dziś. Początkowo
- 00:09:22był, powiedziałbym, wedle dzisiejszych
- 00:09:24standardów totalnie nieczytelny, a
- 00:09:26ułożone obecnie pionowo grupy były
- 00:09:28zapisane horyzontalnie. Szybko powstała
- 00:09:31jednak wersja z dużo bardziej czytelną
- 00:09:33tabelką. No zdarzało mi się widywać
- 00:09:35właśnie te wydania tablicy i powiem
- 00:09:37szczerze, jest to dziwne uczucie jak dla
- 00:09:39kogoś, kto spędził kilkanaście lat na
- 00:09:41wydziale chemii. Mam tu na myśli na
- 00:09:43przykład konieczność wymuszoną podziałem
- 00:09:46na osiem
- 00:09:47grupalizowania w tej samej grupie
- 00:09:49pierwiastków dosyć różnych od siebie. Z
- 00:09:52jednej strony było to podobieństwa, z
- 00:09:54drugiej strony wedle dzisiejszych
- 00:09:56standardów różnice. Przykładem
- 00:09:58sąsiadujące ze sobą siarka i chrom,
- 00:10:00które mogą służyć za encyklopedyczne
- 00:10:03przykłady niemetalu i metalu. Owszem,
- 00:10:05doszukamy się podobień i słowa
- 00:10:07pierwiastki tworzą na przykład kwasy
- 00:10:08tlenowe, ale jednak dużo lepiej jest im
- 00:10:10we współczesnej rozszerzonej do 18 grup
- 00:10:13wersji układu okresowego. W nim to
- 00:10:16podobieństwo do sąsiada jest dużo, dużo,
- 00:10:18dużo większe. dużo lepiej korelują też z
- 00:10:21budową y atomów poszczególnych
- 00:10:23pierwiastków. Zanim jednak opowiem o tym
- 00:10:26coś więcej, ostatnia, obiecuje dygresja.
- 00:10:28No dobra, nie będę
- 00:10:29obiecywał, ale mam nadzieję, że
- 00:10:31ostatnia. Te dwa rzędy poniżej układu,
- 00:10:33lantanowce i aktynowce, one są tak
- 00:10:36oddzielone od reszty. Nie dlatego, że
- 00:10:38nie pasują do tej górnej części. Chodzi
- 00:10:40po prostu o czytelność całego układu, bo
- 00:10:43możemy je bez problemów pasować, ale
- 00:10:45wtedy wyglądałby on tak.
- 00:10:51No pokażmy. O i bądźmy szczerzy,
- 00:10:54wydrukowanie go na kartkach w
- 00:10:56standardowych formatach wiązałoby się z
- 00:10:58zostawieniem mnóstwa pustej
- 00:11:01przestrzeni i wymagałoby drobniutkiej
- 00:11:03czcionki. Wpadliśmy więc na pomysł, że
- 00:11:05tak zwane pierwiastki bloku F będą
- 00:11:07wymienione pod spodem. Wciąż jednak
- 00:11:10wpasowują się w całość bardzo dobrze i
- 00:11:12logicznie. No i wreszcie czas przejść do
- 00:11:15tego, co mam na myśli mówiąc o tej
- 00:11:17logiczności. Co możemy wyczytać z układu
- 00:11:19okresowego? Przewidzieć z położenia
- 00:11:22pierwiastka i na początek przyjrzyliśmy
- 00:11:24się temu, co można odczytać z każdego
- 00:11:25kafelka. Jest tam symbol pierwiastka,
- 00:11:28jego nazwa, liczba atomowa i standardowa
- 00:11:31masa atomowa, którą będę nazywał w
- 00:11:33skrócie po prostu masą atomową. I to są
- 00:11:35rzeczy, które znajdziemy w układzie w
- 00:11:37zasadzie zawsze. Czasami pojawią się tam
- 00:11:39dodatkowe informacje, jak na przykład
- 00:11:41yyy konfiguracja elektronowa czy
- 00:11:44elektroujemność, czyli w uproszczeniu.
- 00:11:47Miara tego, jak bardzo dany pierwiastek
- 00:11:48lubi mieć blisko siebie elektrony, gdy
- 00:11:50tworzy wiązania chemiczne. Ale dziś
- 00:11:52skupimy się na podstawach. Naprawdę.
- 00:11:54Liczba atomowa, no to nic innego jak
- 00:11:57liczba protonów, czyli dodatnie
- 00:11:59naładowanych cząstek w jądrze atomowym.
- 00:12:01To ona określa z jakim pierwiastkiem
- 00:12:03mamy do czynienia. Wodór zawsze będzie
- 00:12:05miał jeden proton, Hel 2, lit 3 i tak
- 00:12:08dalej, i tak dalej. W przypadku
- 00:12:10elektrycznie obojętnego atomu liczba
- 00:12:13atomowa mówi nam jeszcze o tym, ile
- 00:12:16elektronów znajdziemy na powłochach
- 00:12:18tegoż atomu. Znów będzie to wartość
- 00:12:20równa liczby atomowej. Czyli wodór ma
- 00:12:22jeden elektron, hel dwa elektrony, lit
- 00:12:25trzy i tak dalej i tak dalej. Z masą
- 00:12:28atomową jest już trochę trudniej.
- 00:12:31Ona bowiem nie odnosi się bezpośrednio
- 00:12:33do składników budujących atom. Możliwe,
- 00:12:35że kojarzycie coś takiego jak liczba
- 00:12:38masowa. Ona istnieje. To liczba, która
- 00:12:40jest sumą liczby protonów i neutronów
- 00:12:42wiądrze. Neutrony dla jasności są
- 00:12:44obojętne
- 00:12:45elektrycznie. Jest to
- 00:12:47jednocześnie masa atomu, pojedynczego
- 00:12:50atomu w jednostkach nazywanych unitami,
- 00:12:52unitami albo daltonami. Oraz jest to
- 00:12:56liczba, która określa masę mola takich
- 00:12:59atomów w gramach. dokładnie takich. O
- 00:13:01tym, czym jest mol, zrobiłem kilka lat
- 00:13:03temu film. W skrócie to jest jednostka,
- 00:13:05w której mierzymy liczność materii. 1
- 00:13:07mol to tyle rzeczy. I to przypomnienie z
- 00:13:11lekcji chemii może wydawać się
- 00:13:12przytłaczające, ale w rzeczywistości
- 00:13:14jest bardzo proste. Hell ma zwykle dwa
- 00:13:17protony i dwa neutrony, więc powinniśmy
- 00:13:19się spodziewać liczby masowej 4. Znaczy
- 00:13:23to, że jeden atom helu waży 4 daltony, a
- 00:13:261 mol takich atomów helu 4 g.
- 00:13:30Nie dziwi nas więc, że w układzie
- 00:13:31okresowym przy Helu znajdziemy
- 00:13:33czwóreczkę. Ale zaraz widzicie to
- 00:13:36węgiel, on ma zawsze sześć protonów i
- 00:13:38zwykle do tego sześć neutronów. Liczba
- 00:13:39masowa to więc 12. Masa mola atomów
- 00:13:42takiego węgla 12 g. Skąd więc w układzie
- 00:13:46okresowym
- 00:13:4812,1? I to nie jest błąd, to nie jest
- 00:13:51przypadek. Liczby niecałkowite się tam
- 00:13:54zdarzają. Skąd się biorą? Przyczyną tego
- 00:13:57jest fakt, że czasami ten sam
- 00:13:58pierwiastek może mieć kilka różnych
- 00:14:01izotopów. Czyli mówiąc inaczej, mamy w
- 00:14:04przyrodzie sytuację, gdy jądra zawierają
- 00:14:07tyle samo protonów, bo to prot decydują
- 00:14:10o tym, o jakim pierwiastku mowa,
- 00:14:12przypominam, ale mają różną liczbę
- 00:14:14neutronów. Owszem, jak wspomniałem,
- 00:14:16zdecydowana większość atomów węgla ma
- 00:14:18sześć neutronów. W zasadzie możemy
- 00:14:20powiedzieć, że prawie wszystkie mają
- 00:14:21sześć neutronów, ale czasami trafi się
- 00:14:23taki, który ma siedem. Cały czas mając
- 00:14:25sześć protonów albo osiem neutronów i
- 00:14:28sześć protonów to są wszystko węgle.
- 00:14:31Będą one miały liczby masowe równe 13 6
- 00:14:35+ 7 albo 14 6 + 8 i to będą izotopy
- 00:14:39węgla. Kolejno izotopy C13 i C14.
- 00:14:43Niektóre pierwiastki mogą mieć kilka
- 00:14:45stabilnych izotopów. Cyna ma ich na
- 00:14:46przykład 10. I w takich przypadkach masa
- 00:14:49atomowa z układu okresowego to średnia
- 00:14:52ważona ich liczb masowych, gdzie wagami
- 00:14:54jest rozpowszechnienie zatopu w
- 00:14:55przyrodzie. I znów brzmi to na złożone,
- 00:14:59ale jest bardzo proste. Najlepiej
- 00:15:02pokazać to na chlorze. Jego liczba
- 00:15:03atomowa to 17, czyli chlor ma zawsze 17
- 00:15:07protonów w jądrze. W przyrodzie
- 00:15:09występują w zasadzie tylko dwa jego
- 00:15:11izotopy. Taki, który ma 18 neutronów i
- 00:15:14taki, który ma ich 20. Liczby masowe
- 00:15:16tych izotopów to więc 35 i 37. Ten
- 00:15:20pierwszy stanowi około 76% chloru w
- 00:15:23przyrodzie, ten drugi około 24%. I to są
- 00:15:26nasze wagi. Teraz wystarczy pomnożyć
- 00:15:29wagi przez liczby masowe izotopów,
- 00:15:32zsumować i mamy wynik.
- 00:15:3576% x 35 + 24% x 37 daje 35,48.
- 00:15:42W układzie okresowym jest prawie
- 00:15:44dokładnie ta sama wartość i różnica
- 00:15:46wynika z tego, że zaokrągliłem te
- 00:15:47wartości procentowe, żeby obliczenia
- 00:15:49były przejrzyste. W związku z tym możemy
- 00:15:51powiedzieć jeszcze inaczej, że masa
- 00:15:53atomowa informuje nas ile gramów
- 00:15:56średnio waży mol losowych atomów danego
- 00:15:59pierwiastka, tutaj chloru. Jest ona
- 00:16:02przydatna w wielu obliczeniach
- 00:16:03chemicznych i to do tej wartości na
- 00:16:06studiach
- 00:16:07sięgałem najczęściej chyba jeżeli chodzi
- 00:16:09o układ okresowy. często, że dla
- 00:16:10kilkudziesięciu pierwiastków znałem masy
- 00:16:13atomowe na pamięć. Dobra, a co możemy
- 00:16:16wyczytać z położenia takiego kafelka w
- 00:16:19układzie? I dla jasności może od tej
- 00:16:21pory będę mówił o obojętych elektrycznie
- 00:16:23atomach w stanie podstawowym. Nie
- 00:16:25rozważamy jonów, które mają nadmiar albo
- 00:16:27niedobór elektronów, ani żadnych stanów
- 00:16:29wzbudzonych. Trzymamy się po prostu
- 00:16:31takich podstaw podstaw. Więc układ
- 00:16:34podzielony jest na 18 grup. To są
- 00:16:38kolumny i siedem okresów. To są wiersze.
- 00:16:42Obecnie wszystkie możliwe do wypełnienia
- 00:16:44miejsca są zajęte, wypełnione. Wszystkie
- 00:16:48118 miejsc. Każdy pierwiastek ma też
- 00:16:51swoją nazwę, oficjalną nazwę. wspominam
- 00:16:54o tym, bo jeszcze jakiś czas temu były w
- 00:16:57układzie okresowym puste miejsca
- 00:16:58czekające na potwierdzenie, a część
- 00:17:00pierwiastków nie miała nadanych
- 00:17:02oficjalnie nazw i roboczo nazywano je od
- 00:17:04łacińskich słów opisujących cyfry w ich
- 00:17:07liczbach atomowych. Generalnie w siódmym
- 00:17:09okresie roiło się od litery U. UNum.
- 00:17:13Spośród 118 pierwiastków, które do tej
- 00:17:16pory znamy i potwierdziliśmy, że
- 00:17:18przynajmniej przez jakiś czas istniały,
- 00:17:20tylko 94 występują naturalnie w
- 00:17:22przyrodzie. Pozostałe stworzyliśmy
- 00:17:24sztucznie, a z tych 94 Pluton i Neptun
- 00:17:27naprawdę, naprawdę w śladowych
- 00:17:28ilościach, a tylko 81 z tych
- 00:17:31pierwiastków ma przynajmniej jeden
- 00:17:33stabilny izotop. Technet i Promet oraz
- 00:17:37wszystkie pierwiastki za bizmutem są
- 00:17:40promieniotwórcze i oznacza to, że
- 00:17:42prędzej albo później ich jądra ulegną
- 00:17:45rozpadowi. I w sumie jest to dobry
- 00:17:46moment, żeby podkreślić raz jeszcze, że
- 00:17:49pierwiastki
- 00:17:50chemiczne są w układzie okresowym
- 00:17:53uporządkowane, bo powiedziałem, że coś
- 00:17:55tam za bismutem. W sensie ich masa
- 00:17:57atomowa rośnie w okresie, gdy przesuwamy
- 00:18:00się na prawo, a w grupie, gdy przesuwamy
- 00:18:03się w dół.
- 00:18:05Dalej, jak być może wiecie, elektrony w
- 00:18:08atomach znajdują się na powłokach.
- 00:18:10Fizyka kwantowa narzuca nam konkretny
- 00:18:12sposób ich rozlokowania. Jeśli
- 00:18:15zastanawiacie się ile powłok
- 00:18:17elektronowych ma jakiś pierwiastek, to
- 00:18:19możecie z układu okresowego uzyskać
- 00:18:21odpowiedź w kilka sekund. Wystarczy
- 00:18:23sprawdzić w którym okresie jest
- 00:18:25położony. Wodór ma jeden elektron. jest
- 00:18:27położony w pierwszym okresie, czyli w
- 00:18:29pierwszym wierszu, co oznacza, że ten
- 00:18:32samotny elektron zlokalizowany jest na
- 00:18:35jednej powłoce, zero zaskoczeń. Wapń
- 00:18:37jest o tutaj w czwartym okresie, więc ma
- 00:18:39cztery powłoki elektronowe, tyle samo co
- 00:18:42żelazo, nikiel czy brom. Dla chemika
- 00:18:45istotne jest też to, ile elektronów
- 00:18:47znajduje się na ostatniej z tych powłóg.
- 00:18:50Te elektrony biorą udział w tworzeniu
- 00:18:52wiązań chemicznych i mają swoją nawet
- 00:18:54specjalną nazwę. Mówimy o nich elektrony
- 00:18:56walencyjne. Dla tak zwanych grup
- 00:18:58głównych o tych liczba elektronów
- 00:19:00walencyjnych jest równa ostatniej cyfrze
- 00:19:03numeru grupy. Vatmin jest w drugiej
- 00:19:06grupie ma dwa elektrony walencyjne, tyle
- 00:19:08samo co beryl, magnez czy stront. Chlor
- 00:19:12w 17 ma siedem, bo siódemka jest
- 00:19:15ostatnią cyfrą 17. Jak wspomniałem, te
- 00:19:17elektrony biorą udział w tworzeniu
- 00:19:19wiązań i to dlatego pierwiastki z tej
- 00:19:21samej grupy będą miały podobne
- 00:19:23właściwości chemiczne, będą tworzyły
- 00:19:25podobne chemiczne związki. A skoro już
- 00:19:27wchodzimy we właściwości, im bardziej na
- 00:19:29lewo zlokalizowany jest pierwiastek, tym
- 00:19:32większa szansa, że jego tlenek ma
- 00:19:33charakter
- 00:19:34zasadowy. A to oznacza, że im bardziej
- 00:19:37na prawo leży, tym bardziej kwasowy
- 00:19:38charakter tlenku. Rozmiar atomu. No nie
- 00:19:41zdziwi was zapewne, że im więcej powłok,
- 00:19:43tym większy jest atom. Więc idąc w dół
- 00:19:45grupy będzie rósł promień atomu.
- 00:19:49Natomiast to co się dzieje poruszając
- 00:19:51się w prawo w okresie możemy zgrabnie
- 00:19:54wydedukować. No bo zobaczcie mamy coraz
- 00:19:56więcej protonów w jądrze, a więc coraz
- 00:19:59bardziej dodatni jest ładunek jądra.
- 00:20:01Sprawa kulomba. Wiemy, że siła
- 00:20:03przyciągania pomiędzy plusami jądrem a
- 00:20:06minusami elektronami rośnie, gdy ładunek
- 00:20:09rośnie. W związku z tym elektrony będą
- 00:20:12coraz silniej przyciągane, a więc będą
- 00:20:15bliżej jądra, co oznacza, że promień
- 00:20:19atomu w okresie będzie się zmniejszał
- 00:20:22wraz z rosnącą liczbą atomową, czyli
- 00:20:24wraz z poruszaniem się w prawo. Proste,
- 00:20:28proste. Warto wiedzieć też, że jest coś
- 00:20:31takiego jak charakter metaliczny, czyli
- 00:20:33skłonność pierwiastka do oddawania
- 00:20:35elektronów walencyjnych, tworzenia
- 00:20:37dodatnio naładowanych kationów, co
- 00:20:39bardzo często przekłada się na
- 00:20:40właściwości charakterystyczne dla
- 00:20:42metali, czyli połysk, dobre
- 00:20:43przewodnictwo, cieplne, elektryczne,
- 00:20:45kowalność, ciągliwość i tak dalej, i tak
- 00:20:48dalej. I to też można wywnioskować,
- 00:20:49wydedukować sprawach kulomba i tego, co
- 00:20:52o układzie okresowym już wiemy. Im dalej
- 00:20:55od jądra są elektrony, tym słabiej są
- 00:20:57one przyciągane. Ponieważ wiemy, że
- 00:20:59rozmiar atomu rośnie w grupie w dół, to
- 00:21:02charakter metaliczny też będzie wtedy
- 00:21:04rósł. Ten sam tok myślenia możemy
- 00:21:06zastosować do okresów. Im bardziej na
- 00:21:08prawo, tym jak wiemy, promień atomu
- 00:21:11mniejszy. Elektrony walencyjnie są
- 00:21:13bliżej jądra, silniej przyciągane,
- 00:21:15trudniej się ich pozbyć. charakter
- 00:21:17metaliczny będzie mniejszy. Z wieloma
- 00:21:20wspomnianymi cechami jest związana też
- 00:21:22szeroko rozumiana reaktywność. Widzicie,
- 00:21:24w przyrodzie wszystko dąży do minimum
- 00:21:26energetycznego. W chemii takim
- 00:21:28wymarzonym celem każdego pierwiastka
- 00:21:30jest uzyskanie konfiguracji elektronowej
- 00:21:33najbliższego gazu
- 00:21:35szlachetnego. Właśnie. Dobra, jeszcze
- 00:21:37gazy szlachetne byłbym zapomniał. 18
- 00:21:40grupa układu okresowego to pierwiastki,
- 00:21:42które mają zapełnione elektronami
- 00:21:44powłoki walencyjne, gdzie przez
- 00:21:46zapełnione rozumiem, że każdy dodatkowy
- 00:21:49elektron wymagałby napoczęcia, otwarcia
- 00:21:53nowej powłoki. I takie układy są bardzo
- 00:21:56stabilne z punktu widzenia energii.
- 00:21:57Elektrony są tam na powłokach spar
- 00:22:00mniejsza z tym. są po prostu bardzo
- 00:22:01stabilne z punktu widzenia energii i
- 00:22:04bardzo często tworzenie wiązań
- 00:22:06chemicznych to próba takiego zarządzania
- 00:22:10elektronami, aby konfigurację zbliżoną
- 00:22:12do gazu szlachetnego albo wręcz taką jak
- 00:22:14gaz szlachetny osiągnąć. A ponieważ gazy
- 00:22:16szlachetne już mają tę korzystną
- 00:22:18energetycznie konfigurację to przez
- 00:22:20długi czas uważano, że nie biorą one
- 00:22:23udziału w reakcjach chemicznych. Dziś
- 00:22:24wiemy, że to nieprawda. Znamy związki
- 00:22:28chemiczne z udziałem tych pierwiastków.
- 00:22:30Ale
- 00:22:31rzeczywiście w reakcje chemiczne wchodzą
- 00:22:33bardzo, bardzo, bardzo niechętnie. W
- 00:22:35ogóle zwróćcie uwagę, że mówiąc o tej
- 00:22:39konfiguracji, nie mówię o regule oktetu,
- 00:22:41o której mnie uczono w szkole. Regulę
- 00:22:44oktetu, która zakłada, że pierwiastki
- 00:22:45dążą do posiadania ośmiu elektronów
- 00:22:48walencyjnych. Czasem tak, ale to nie
- 00:22:51jest uniwersalna prawda. Wodór, Hel, LD
- 00:22:54czy Beryl bliżej mają do dwóch do
- 00:22:58konfiguracji właśnie Helu i one chcą
- 00:23:01mieć dwa, a nie osiem elektronów. Metale
- 00:23:05przejściowe, czyli spójrzmy na układ OT
- 00:23:08będą miały najbardziej stabilną
- 00:23:10konfigurację elektronową z 18
- 00:23:12elektronami walencyjnymi. Stąd właśnie
- 00:23:14odchodzi się od mówienia o tych
- 00:23:16oktetach. No to teraz zastanówmy się,
- 00:23:18jak dużo brakuje poszczególnym
- 00:23:20pierwiastkom do osiągnięcia konfiguracji
- 00:23:22elektronowej gazu szlachetnego. Takie
- 00:23:24litowce, czyli pierwiastki z pierwszej
- 00:23:26grupy, mają tylko jeden elektron więcej
- 00:23:28niż poprzedzające je gazy szlachetne. To
- 00:23:31oznacza, że wystarczy się go pozbyć,
- 00:23:33żeby uzyskać pożądaną konfigurację. A
- 00:23:35chętnego na jeden elektron łatwiej
- 00:23:38znaleźć niż chętnego na dwa elektrony.
- 00:23:42Dlatego lit będzie bardziej reaktywny
- 00:23:44niż beryl. Beryl bardziej reaktywny niż
- 00:23:47Bor. Ale nie możemy się zanadto
- 00:23:49rozpędzać, bo na drugim końcu yyy tego
- 00:23:51drugiego okresu jest taki fluor, któremu
- 00:23:54brakuje tylko jednego elektronu do
- 00:23:56konfiguracji neonu, a jeden elektron
- 00:23:59łatwiej sobie z kąś wyrwać niż dwa. Więc
- 00:24:02fluor będzie bardziej reaktywny niż
- 00:24:04tlen, a tlen bardziej reaktywny niż
- 00:24:07azot. Generalnie więc im bliżej brzegu
- 00:24:10okresu, tym reaktywność będzie większa.
- 00:24:12A jak ona się zmienia w grupie? Też
- 00:24:15różnie. Tam gdzie pierwiastką na rękę
- 00:24:17jest oddawanie elektronów, czyli to
- 00:24:19będzie lewy brzeg układu, takie pozbycie
- 00:24:21się tegoż elektronu będzie łatwiejsze
- 00:24:23dla elektronów oddalonych od jądra,
- 00:24:25czyli reaktywniejsze będą te pierwiastki
- 00:24:27z dołu
- 00:24:29grupy. No bo tam jest więcej powłok i
- 00:24:32elektrony są dalej. Tam gdzie
- 00:24:34pierwiastki chcą przyłączać elektronę,
- 00:24:36przypominam, to jest prawy brzeg układu,
- 00:24:38sytuacja jest odwrotna. Im bliżej jądra
- 00:24:41jest miejsce na takie elektrony, tym
- 00:24:43silniej taki elektron będzie
- 00:24:44przyciągany, więc reaktywniejsze będą
- 00:24:46pierwiastki u góry grupy. I znów
- 00:24:48rzeczywiście tak jest. Spójrzcie, CES i
- 00:24:50France to najreaktywniejsze litowce.
- 00:24:52Swoją drogą można to ocenić po
- 00:24:54gwałtowności ich reakcji z wodą. Wśród
- 00:24:56fluorowców najreaktywniejsze będą fluor
- 00:24:58i chlor, a po środku układu okresowego
- 00:25:00znajdziemy te pierwiastki, które
- 00:25:02najmniej chętnie będą ulegały reakcjom
- 00:25:04chemicznym. pierwiastki takie jak
- 00:25:06pallat, platyna, srebro i złoto. A więc
- 00:25:10metale szlachetne. Metale, którym
- 00:25:13przypisaliśmy dużą wartość, między
- 00:25:15innymi dlatego, że nie ulegają łatwo
- 00:25:17przemianom chemicznym, nie korodują,
- 00:25:19dodatkowo ładnie wyglądają. I
- 00:25:21najpiękniejsze w tej tabelce nazywanej
- 00:25:24układem okresowym jest to, że gdybyśmy
- 00:25:26kogoś
- 00:25:28nauczyli, kogoś, dobra, kosmita, weźmy,
- 00:25:31kosmitę. nauczylibyśmy takiego kosmitę
- 00:25:34wszystkiego, o czym mówiłem dziś w
- 00:25:35filmie i on nigdy nie widział układu
- 00:25:37okresowego. To z dużym
- 00:25:39prawdopodobieństwem, jeżeli
- 00:25:41byłby zdolny do logicznego myślenia,
- 00:25:44mógłby wymienić złoto jako pierwiastek,
- 00:25:46który będzie słabo reaktywnym metalem.
- 00:25:48Po prostu zobaczyłby gdzie leży w
- 00:25:50układzie okresowym. I oczywiście mógłbym
- 00:25:53jeszcze o tym układzie okresowym
- 00:25:54opowiadać długo, wspominać o
- 00:25:56elektroujemności, energiach ionizacji i
- 00:25:58tak dalej, i tak dalej, ale nie o to
- 00:26:00chodzi. Chciałem wam pokazać jaka
- 00:26:03koncepcja stoi za układem i dlaczego ta
- 00:26:05tabelka jest najważniejszą tabelką
- 00:26:09chemii. A chemia to życie. I to w
- 00:26:11zasadzie tyle przynajmniej na dziś, bo
- 00:26:13ten odcinek to tak naprawdę wprowadzenie
- 00:26:15do zagadnienia, o którym chciałem wam
- 00:26:17opowiedzieć, bo chciałem wam opowiedzieć
- 00:26:18o wyspach stabilności.
- 00:26:20Widzicie, z jednej strony im pierwiastek
- 00:26:23jest cięższy, tym jego jądro staje się
- 00:26:25mniej stabilne, bo budują je protony,
- 00:26:28one są dodatnie naładowane, a jak
- 00:26:30weźmiemy dużo składowych, które są tak
- 00:26:33samo naładowane, mają ten sam znak, to
- 00:26:34będą się one odpychać, więc jądro będzie
- 00:26:37coraz bardziej niestabilne. Dlatego
- 00:26:39coraz więcej neutronów jest przy
- 00:26:41ciężkich pierw. Dobra, o tym opowiem w
- 00:26:44innym filmie.
- 00:26:45Jądro im cięższe tym mniej stabilne. Z
- 00:26:49drugiej układ okresowy teoretycznie nie
- 00:26:52ma końca. Możemy tworzyć kolejne jądra,
- 00:26:55napocząć kolejne okresy i słuchajcie, są
- 00:26:58przesłanki sugerujące, że gdzieś tam
- 00:27:00dalej, niżej wśród tych super ciężkich,
- 00:27:02ultra krótko żyjących
- 00:27:04elementów jest coś, co przetrwa sekundy,
- 00:27:07może nawet minuty. żeby o tym
- 00:27:10porozmawiać z ekspertami, którzy o
- 00:27:12jądrach atomowych wiedzą dużo więcej niż
- 00:27:14ja. Wybrałem się nawet do CERN swego
- 00:27:16czasu, do miejsca, gdzie można, no to
- 00:27:20jest pewne uproszczenie, na zamówienie
- 00:27:21wyprodukować radioaktywne
- 00:27:23izotopy. Ale to wszystko, ta cała
- 00:27:25historia wymaga osobnego filmu o wyspach
- 00:27:28stabilności i on będzie, ale na dziś
- 00:27:31wystarczy.
- 00:27:33I po tym filmie jesteśmy gotowi na te
- 00:27:35wyspy stabilności,
- 00:27:37więc może czas zacząć się robić. Może je
- 00:27:40zrobimy właśnie, może
- 00:27:41zrobimy. A teraz kończymy. Do
- 00:27:44zobaczenia, do usłyszenia.
- kontrakcja objętości
- Mendelejew
- układ okresowy
- pierwiastki
- izotopy
- masa atomowa
- reaktywność
- gazy szlachetne
- reguła oktetu
- chemia