امروز از کتاب: به من بگو چرا؟ جلد چهارم، مطلب آموزنده‌ای درمورد عنصر ، مولکول و اتم آماده کرده‌ایم. با ما همراه باشید.
همه اشیاء مادی که روزی کره زمین وجود دارند از یک یا چند عنصر ترکیب شده‌اند. این عناصر از موادی به‌وجود آمده‌اند که اتم نامیده میشود.
هر عنصری ممکن است دارای خواصی باشد که عناصر دیگر نیز همان خواص را داشته باشند، اما دو عنصر وجود ندارد که کاملا مثل هم باشند. مثلا گاز هیدروژن و هلیوم هر دو بی‌رنگ و بی‌بو و بدون طعم و مزه و سبک هستند اما گاز هلیوم از گاز هیدروژن سنگین‌تر است و گاز هلیوم نمیسوزد ولی گاز هیدروژن میسوزد.
تمام عناصر دارای وزن مخصوص هستند و میتوانند که جامد، بخار یا مایع باشند، بعضی از عناصر در آب حل میشوند و بعضی دیگر برای اینکه از حالت جامد به مایع یا بخار تبدیل شوند، درجه حرارت معینی لازم دارند. اینگونه خصوصیات، خواص فیزیکی عناصر نامیده میشوند.
دانشمندان بعد از آنکه خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر را مورد مطالعه قرار دادند، آنها را گروه‌بندی کرده و سپس عناصری که شبیه هم بودند را در یک خانواده جای داده و آنها را خانواده‌های شیمیایی نام نهادند.
عدد اتمی چیست؟
عناصری که خانواده شیمیایی عناصر را تشکیل میدهند در جدول متناوب قرار دارند و آنها برحسب شماره اتمی تنظیم شده‌اند.
عدد اتمی یک عنصر به تعداد پروتونها و ذرات دیگری که بار الکتریکی مثبت دارند که همچنین اتم هر عنصر نیز شامل آنها باشد، بستگی دارد.
اتم هیدروژن یک پروتون دارد و عدد اتمی آن هم یک میباشد و هیدروژن در صدر جدول متناوب قرار دارد.
عناصر چگونه نام گذاری شدند؟
برخی عناصر را از روی نام افراد یا نام بعضی نواحی و کشورها نام گذاری کرده‌اند، مثلا اینشتینیوم، اروپیوم، ژرمانیوم، کالیفرنیوم، اسکاندیوم و…
در بین عناصر شناخته شده عناصری همچون: کربن، مس، طلا، آهن، روی، جیوه، نیکل، قلع، رادیوم و نقره جای دارند.
ذرات کوچکتر از اتم کدامند؟
هر عنصر از اتم به‌وجود آمده است. اتم کوچکترین ذره یک عنصر است.
آیا ذره‌ای کوچکتر از اتم هم وجود دارد؟ این ذرات کدامند؟
اتم از ذرات خیلی کوچکی به نام پروتون و الکترون به وجود آمده است. همانطور که اتم کوچکترین ذره یک ماده است، الکترون و پروتون هم کوچکترین ذرات اتم هستند.
در طبیعت دو نوع الکتریسیته وجود دارد. الکتریسیته مثبت و الکتریسیته منفی. این دو نوع همدیگر را جذب میکنند اما الکتریسیته مثبت نوع مثبت را از خود دفع کرده و الکتریسیته منفی هم نوع منفی را از خود دور میکند.
قطب‌های آهنربا را به خاطر بیاورید، قطب‌های هم نام یکدیگر را دفع میکنند و قطب‌های غیر همنام یکدیگر را جذب میکنند.
الکتریسیته هم همین حالت را دارد.
دو الکتریسیته هم نام، همدیگر را دفع و دو الکتریسیته غیرهم نام یکدیگر را جذب میکنند.
درباره الکترون و پروتون در اتم:
هر عنصر در اتم خود تعداد معینی پروتون و الکترون دارد. مثلا عنصر هیدروژن در هر اتم، یک پروتون و یک الکترون دارد. تعداد الکترون و پروتون اتمها سبب اختلاف عناصر میگردند.
آهن با مس فرق دارد چون تعداد الکترون و پروتون اتم آهن با مس متفاوت است.
تمام مواد در این جهان از اتم پدید آمده‌اند.
تمام اتمها از الکترون و پروتون به‌وجود آمده‌اند.
پروتونها در مرکز اتم، محکم به یکدیگر چسبیده‌اند و تشکیل هسته اتم میدهند. در اطراف هسته اتم، الکترون‌ها در حال گردشند، الکترون‌ها مانند سیارات که به دور خورشید میچرخند به دور هسته اتم در حرکت هستند.
تعداد پروتونها و الکترون‌های اتم‌های هر عنصر با هم برابر است، یعنی بار الکتریکی مثبت و منفی هر اتم برابر است.
سایر ذرات اتم:
ذرات دیگری نیز در اتم کشف شده که نوترون، پوزیترون، مزوتر و هیپروتز نام دارند.
نوترون از دو قوه دیگر یعنی الکترون و پروتون سنگین‌تر است اما هیچ نوع بار الکتریکی ندارد.
پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون منفی دارد.
پوزیترون دارای بار مثبت میباشد و به اندازه الکترون است.
مزوتر ممکن است مثبت یا منفی باشد.
هیپروترها از پروتونها بزرگ‌ترند.
آیا مولکول وزن دارد؟
دانشمندان به طور نسبی وزن مولکول‌ها را اندازه گیری کرده‌اند، وزن هر مولکول بستگی به وزن اتم‌های تشکیل دهنده آن دارد و وزن اتم هم بستگی به تعداد پروتونها و نوترون‌های درون هسته اتم دارد.
مثلا یک مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است.
هیدروژن عبارت است از یک اتم ساده به اضافه یک پروتون که در هسته آن قرار دارد و وزن اتمی آن هم یک میباشد.
وزن سایر عناصر چندین برابر وزن هیدروژن است.
اکسیژن دارای هشت پروتون و هشت نوترون میباشد که وزن اتمی آن 16 است.
بنابراین آب دارای وزن مولکولی 18 میباشد. چون دارای تو هیدروژن و یک اکسیژن است.
مولکول‌های موجود در یک عنصر جامد یا مایع به وسیله نیروی جاذبه بین مولکول‌ها در جای خود ثابت می‌باشند، این جاذبه عبارت است از یک خاصیت الکتریکی که دارای نیروی کافی بوده و استحکام اغلب مواد جامد به آن بستگی دارد.
اندازه مولکول چقدر است؟
کوچکترین قسمت یک ماده که میتواند وجود داشته باشد و خواص خود را حفظ کند، مولکول است. مثلا اگر شما یک مولکول قند را تجزیه نمایید عناصر تشکیل دهنده آن دارای خصوصیات قند نیستند و مزه و رنگ آن تغییر میکند.
بعضی از مولکول‌ها ساده‌اند اما بعضی دیگر دارای هزاران رقم می‌باشند که بسیار پیچیده‌اند و ترکیب مبهمی دارند.
بعضی از گازها همچون هلیوم و نئون هر مولکول آنها فقط یک اتم دارد.
بعضی دیگر دارای دو اتم یا بیشتر هستند.
طول مولکول‌های ساده‌ای مانند: یک مولکول آب فقط چند بیلیونم اینچ میباشد.
بعضی از مولکول‌ها به شکل توپ گرد و مدورند و بعضی دیگر مانند نخ دراز هستند.
برای ما غیرممکن است که کوچکی مولکول‌ها را درک کنیم. مثلا یک اینچ مکعب هوا را در نظر بگیرید. این فضا 500 میلیون بیلیون مولکول درونش وجود دارد و تازه این حجم از هوا، کاملا فشرده و متراکم نمی‌باشد و دارای مقدار زیادی فضای خالی هم هست.
منبع: کتاب به من بگو چرا؟ – جلد 4
