WEBVTT

00:00:00.137 --> 00:00:03.002
Хората са знаели от хиляди години,

00:00:03.002 --> 00:00:05.867
просто като наблюдавали 
заобикалящата ги среда,

00:00:05.867 --> 00:00:08.177
че съществуват най-различни вещества

00:00:08.177 --> 00:00:10.333
с разнообразни свойства.

00:00:10.333 --> 00:00:11.954
Не само имат различни свойства,

00:00:11.954 --> 00:00:13.745
някои могат да отразяват светлината 
по определен начин, 


00:00:13.745 --> 00:00:14.745
или да не отразяват светлината.

00:00:14.745 --> 00:00:16.601
Могат да са с определен цвят

00:00:16.601 --> 00:00:17.601
или при определена температура

00:00:17.601 --> 00:00:20.457
са течни, газообразни или твърди.

00:00:20.457 --> 00:00:22.108
В един момент започват да наблюдават

00:00:22.108 --> 00:00:24.867
как те реагират помежду си, 
поставени в определени условия.

00:00:24.867 --> 00:00:27.663
Тук се виждат снимки 
на някои от тези вещества.

00:00:27.663 --> 00:00:31.477
Това тук е въглерод под формата на графит.

00:00:31.477 --> 00:00:35.939
Това е олово, а това злато.

00:00:35.939 --> 00:00:41.369
Всички изображения, които ти показвам,
съм ги свалил от ето този сайт.

00:00:41.369 --> 00:00:45.453
Всички показани вещества в твърдата си форма, 
но ние също знаем, че...

00:00:45.453 --> 00:00:47.395
Знаем, че съществуват газове,

00:00:47.395 --> 00:00:49.338
определен тип газообразни частички

00:00:49.338 --> 00:00:55.320
и в зависимост какъв вид газови частици търсим –
дали ще е въглерод, кислород или азот,

00:00:55.320 --> 00:00:59.008
те имат различни свойства. Също така 
има вещества, които

00:00:59.008 --> 00:01:02.265
са в течно състояние, други се превръщат в течност,
ако повишим температурата достатъчно.

00:01:02.265 --> 00:01:05.300
Ако повишим температурата 
на златото или оловото, те

00:01:05.300 --> 00:01:09.841
се втечняват. Друг пример е, 
ако запалим въглерода,

00:01:09.841 --> 00:01:14.256
той преминава в газообразно състояние 
и се освобождава в атмосферата,

00:01:14.256 --> 00:01:15.642
а структурата му се разрушава.

00:01:15.642 --> 00:01:19.011
Това са процеси, които всички ние, 
цялото човечество

00:01:19.011 --> 00:01:20.909
сме наблюдавали хиляди години.

00:01:20.909 --> 00:01:24.226
Това ни довежда до естествения въпрос, 
който в миналото е бил философски,

00:01:24.226 --> 00:01:26.405
и на когото в днешно време 
можем да отговорим,

00:01:26.405 --> 00:01:33.608
този въпрос е: Ако чупим на малки 
и все по-малки парченца този въглерод,

00:01:33.608 --> 00:01:35.618
има ли някаква най-малка част 
от това вещество,

00:01:35.618 --> 00:01:39.867
изключително малка частица 
от тази субстанция,

00:01:39.867 --> 00:01:43.166
която все още да притежава 
свойствата на въглерода?

00:01:43.166 --> 00:01:45.256
И ако има начин да продължим 
да разделяме до още по-малки частици,

00:01:45.256 --> 00:01:48.390
ще загубим ли свойствата на въглерода?

00:01:48.390 --> 00:01:50.354
Отговорът е: да.

00:01:50.354 --> 00:01:55.206
От терминологична гледна точка, елементи 
наричаме тези различни вещества,

00:01:55.206 --> 00:01:59.025
тези чисти субстанции, които имат специфични 
свойства при определена температура

00:01:59.025 --> 00:02:01.185
и реагират по определен начин.

00:02:01.185 --> 00:02:05.291
Наричаме ги елементи.

00:02:05.291 --> 00:02:08.729
Въглеродът е елемент, оловото е елемент, 
златото е елемент.

00:02:08.729 --> 00:02:12.310
Можеш да предположиш, че водата също е 
елемент, както хората са предполагали

00:02:12.310 --> 00:02:14.221
назад в историята, но сега знаем,

00:02:14.221 --> 00:02:17.892
че водата се състои 
от по-прости елементи.

00:02:17.892 --> 00:02:20.935
Това са кислород и водород.

00:02:20.935 --> 00:02:27.504
Всички известни нам елементи 
са включени в периодичната система.

00:02:27.758 --> 00:02:29.594
С значи въглерод, само давам пример 
с онези елементи, които

00:02:29.594 --> 00:02:33.409
са основни за човечеството, и
в течение на времето най-вероятно

00:02:33.409 --> 00:02:35.502
ще се запознаеш с всички елементи.

00:02:35.502 --> 00:02:39.378
Това е кислород, това азот, 
а това силиций.

00:02:39.378 --> 00:02:42.867
Това Au е злато. Това е олово.

00:02:42.867 --> 00:02:51.995
Най-основната частица на всеки един 
от тези елементи е атомът.

00:02:51.995 --> 00:02:57.069
Да обобщим, ако раздробяваме 
на все по-малки парченца,

00:02:57.079 --> 00:02:59.415
накрая ще достигнем 
до въглеродния атом.

00:02:59.415 --> 00:03:02.435
Направи същото нещо и тук, и накрая
ще достигнеш до златния атом.

00:03:02.536 --> 00:03:04.711
Ако направиш същото и тук, 
накрая ще получиш

00:03:04.711 --> 00:03:07.776
една от тези много малки частици,

00:03:07.776 --> 00:03:09.185
която ще наречеш оловен атом.

00:03:09.185 --> 00:03:11.829
След това не можеш 
да продължиш да раздробяваш,

00:03:11.829 --> 00:03:14.583
и полученото все още да бъде олово.

00:03:14.583 --> 00:03:17.363
Тогава вече свойствата на оловото 
няма да присъстват.

00:03:17.380 --> 00:03:21.193
И искам да те накарам да си представиш нещо, 
което на мен ми е трудно да си представя –

00:03:21.193 --> 00:03:24.690
колко невероятно малки са атомите.

00:03:24.690 --> 00:03:27.555
Наистина не можеш да си представиш 
колко са малки. Например въглеродът.

00:03:27.555 --> 00:03:31.169
Косата ми е направена от въглерод. 
Всъщност по-голямата част от тялото ми

00:03:31.169 --> 00:03:32.952
е направена от въглерод.

00:03:32.952 --> 00:03:36.502
Нещо повече – повечето живи същества 
са направени главно от въглерод.

00:03:36.502 --> 00:03:40.533
Например да вземем косата ми, 
тя е направена от въглерод.

00:03:40.533 --> 00:03:42.231
Основният елемент, от който се състои 
косата ми, е въглерод.

00:03:42.231 --> 00:03:45.409
Така че, ако вземем един мой косъм –
косата ми не е руса,

00:03:45.565 --> 00:03:46.766
но този цвят контрастира с черния фон.

00:03:46.766 --> 00:03:47.950
Косата ми всъщност е черна, 
но няма да можеш

00:03:47.950 --> 00:03:49.713
да я виждаш на екрана.

00:03:49.713 --> 00:03:51.970
Ако наистина взема 
един косъм и те попитам:

00:03:51.970 --> 00:03:55.200
колко въглеродни атома е широк?

00:03:55.200 --> 00:03:58.797
И ако вземеш напречен разрез 
на този мой косъм, не по дължина,

00:03:58.797 --> 00:04:03.255
а напречно, и се запопиташ колко въглеродни 
атома е широчината на този косъм?

00:04:03.255 --> 00:04:07.509
Може да допуснеш, понеже е много тънък,

00:04:07.509 --> 00:04:09.150
че може би има хиляда 
въглеродни атома тук,

00:04:09.150 --> 00:04:10.704
или десет хиляди, или сто хиляди,

00:04:10.704 --> 00:04:14.198
а аз ще кажа, НЕ! Има 
един милион въглеродни атома.

00:04:14.249 --> 00:04:19.499
Можеш да преброиш един милион 
въглеродни атома по ширината на

00:04:19.499 --> 00:04:21.533
нормалния човешки косъм.

00:04:21.533 --> 00:04:24.065
Атомите не са точно един милион, това 
твърдение е очевидно приблизително,

00:04:24.065 --> 00:04:27.045
но това ти дава представа
колко малки са атомите.

00:04:27.045 --> 00:04:28.441
Достатъчно е само да си отскубнеш
един косъм от главата

00:04:28.441 --> 00:04:32.221
и да си представиш как слагаш 
едно до друго един милион малки неща,

00:04:32.221 --> 00:04:37.551
по широчината на косъма, не по дължината,
а по широчината на косъма.

00:04:37.551 --> 00:04:39.175
Даже е трудно да видиш 
широчината на косъма.

00:04:39.175 --> 00:04:41.108
А има един милион въглеродни атома

00:04:41.108 --> 00:04:42.979
в този напречен разрез.

00:04:42.979 --> 00:04:47.446
Би било доста яко...

00:04:47.446 --> 00:04:51.495
вече знаем, че съществува това 
най-основно съставно блокче въглерод,

00:04:51.495 --> 00:04:53.933
това най-просто съставно блокче 
на всеки елемент.

00:04:53.933 --> 00:04:57.862
Онова, което е още по-изумително,
е, че тези съставни блокчета

00:04:57.862 --> 00:04:59.586
са свързани помежду си. 
Въглеродният атом е съставен

00:04:59.586 --> 00:05:03.136
от още по-прости частици.

00:05:03.136 --> 00:05:07.959
Златният атом също е съставен от такива 
още по-прости фундаментални частици.

00:05:08.005 --> 00:05:12.809
Подредбата на тези частици 
определя атомите,

00:05:12.809 --> 00:05:16.917
а промяната в броя на фундаменталните
частици може да промени

00:05:16.917 --> 00:05:19.114
свойствата на този елемент, 
как реагира спрямо условията,

00:05:19.114 --> 00:05:22.769
или дори да променим самия елемент.

00:05:22.769 --> 00:05:25.144
За да можем да разберем 
материята по-добре,

00:05:25.144 --> 00:05:28.010
нека да поговорим за тези 
фундаментални частици.

00:05:28.010 --> 00:05:33.275
И ето имаме протона.

00:05:33.275 --> 00:05:35.783
Всъщност протонът е определящ за....

00:05:35.783 --> 00:05:40.016
броят на протоните в ядрото на атома –
след малко ще говорим за ядрото на атома,

00:05:40.016 --> 00:05:42.969
това е нещото, което определя елемента.

00:05:42.969 --> 00:05:45.492
Определя всеки елемент.

00:05:45.492 --> 00:05:49.234
Когато разгледаме периодичната система
ето тук, елементите са всъщност

00:05:49.234 --> 00:05:51.575
подредени по своето атомно число,
а атомното число е

00:05:51.575 --> 00:05:54.667
буквално броят на протоните 
за всеки елемент.

00:05:54.667 --> 00:05:58.667
По определение, водородът
има един протон.

00:05:58.667 --> 00:06:02.800
Хелият има два протона. 
Въглеродът има шест протона.

00:06:02.800 --> 00:06:05.333
Няма въглерод със седем протона,

00:06:05.333 --> 00:06:09.142
при такъв брой това вече е азот,
това вече не е въглерод.

00:06:09.234 --> 00:06:11.883
Кислородът има осем протона. 
Ако някак пробавиш

00:06:11.883 --> 00:06:16.360
още един протон, вече 
няма да е кислород, а флуор.

00:06:16.360 --> 00:06:18.333
Това определя елементите.

00:06:18.333 --> 00:06:20.067
Броят на протоните определя 
елементите.

00:06:20.067 --> 00:06:22.967
И атомното число е 
броят на протоните,

00:06:22.967 --> 00:06:26.324
броят на протоните, запомни 
– това е числото,

00:06:26.324 --> 00:06:28.556
написано тук отгоре на всеки 
един от тези елементи

00:06:28.556 --> 00:06:31.529
в периодичната система, 
броят на протоните

00:06:31.529 --> 00:06:34.133
е равен на атомното число.

00:06:34.133 --> 00:06:36.852
Е равен на атомното число.

00:06:36.867 --> 00:06:38.861
И те слагат това число тук, 
защото то е

00:06:38.861 --> 00:06:42.221
определящата характеристика 
на елемента.

00:06:42.221 --> 00:06:46.133
Другите две съставни части на атома

00:06:46.133 --> 00:06:50.932
са електрон

00:06:50.932 --> 00:06:55.123
и неутрон.

00:06:55.123 --> 00:06:57.541
Можеш да започнеш да строиш 
модела в главата си,

00:06:57.541 --> 00:07:00.420
който в течение на изучаването 
на химия ще видиш,

00:07:00.420 --> 00:07:03.441
че ще става все по-абстрактен 
и ще ти е много трудно

00:07:03.441 --> 00:07:06.548
да си създаваш определения, 
но един начин да си го представиш, е

00:07:06.548 --> 00:07:08.348
мислено да сложиш 
протоните и неутроните

00:07:08.348 --> 00:07:09.825
в центъра на атома.

00:07:09.825 --> 00:07:11.600
Те представляват 
ядрото на атома.

00:07:11.600 --> 00:07:14.867
Например, знаем, че въглеродът
има шест протона.

00:07:14.867 --> 00:07:19.067
Едно, две, три, четири, 
пет, шест.

00:07:19.067 --> 00:07:22.385
Въглерод 12, който е версия 
на въглерода, също

00:07:22.385 --> 00:07:24.200
има шест неутрона.

00:07:24.200 --> 00:07:28.048
Може да има разновидности на въглерода, 
които имат различен брой неутрони.

00:07:28.048 --> 00:07:30.113
И така, броят на неутроните може да се променя, 
броят на електроните може да се променя,

00:07:30.113 --> 00:07:31.733
и все още да имаме 
същия елемент.

00:07:31.733 --> 00:07:33.267
Но протоните не могат 
да се променят.

00:07:33.267 --> 00:07:35.905
Ако промениш протоните, 
получаваш различен елемент.

00:07:35.905 --> 00:07:39.200
Ще ти нарисувам ядрото 
на въглерод 12.

00:07:39.200 --> 00:07:43.200
Едно, две, три, четири, 
пет, шест.

00:07:43.200 --> 00:07:46.487
И ето това тук е ядрото 
на въглерод 12.

00:07:46.487 --> 00:07:48.333
И понякога той ще бъде 
записан така.

00:07:48.333 --> 00:07:53.852
А понякога ще е записан
броят на протоните.

00:07:53.852 --> 00:07:56.133
Причината, поради която
изписваме въглерод 12,

00:07:56.133 --> 00:07:58.677
знаеш, тук преброих шест неутрона,

00:07:58.677 --> 00:08:03.715
та причината е, че това е сборът –
можеш да го разглеждаш като общия брой –

00:08:03.715 --> 00:08:06.311
един начин да го разглеждаш... 
в бъдеще ще видим повече нюанси...

00:08:06.311 --> 00:08:11.845
това е общият брой протони 
и неутрони в ядрото.

00:08:11.845 --> 00:08:15.240
Въглеродът по дефиниция 
има атомно число 6,

00:08:15.240 --> 00:08:18.478
но можем да го добавим тук, 
за да си напомняме за него.

00:08:18.596 --> 00:08:21.342
И така, в центъра на въглеродния атом
имаме това ядро.

00:08:21.342 --> 00:08:24.863
И въглерод 12 има шест 
протона и шест неутрона.

00:08:24.863 --> 00:08:27.495
Друга разновидност на въглерода –
въглерод 14,

00:08:27.495 --> 00:08:30.909
той пак има шест протона, 
но този път осем неутрона.

00:08:30.909 --> 00:08:32.467
Броят на неутроните 
може да се променя,

00:08:32.467 --> 00:08:34.610
но това тук е въглерод 12.

00:08:34.610 --> 00:08:40.651
И ако въглерод 12 е неутрален, ще ти дам
повече подробности за това след малко,

00:08:40.664 --> 00:08:43.200
ако е неутрален, тогава 
ще има шест електрона.

00:08:43.200 --> 00:08:45.400
Ще нарисувам тези 
шест електрона.

00:08:45.400 --> 00:08:49.467
Едно, две, три, четири, 
пет, шест.

00:08:49.467 --> 00:08:52.746
Един начин, може би 
първият начин

00:08:52.746 --> 00:08:56.928
да си представим взаимовръзката
между електроните и ядрото,

00:08:56.928 --> 00:09:00.426
е да си представим
как електроните обикалят,

00:09:00.426 --> 00:09:02.985
движат се около това ядро.

00:09:02.985 --> 00:09:06.040
Друг модел е да си представим 
как орбитират

00:09:06.040 --> 00:09:08.000
около ядрото, но това не е точно така.

00:09:08.000 --> 00:09:11.659
Те не орбитират така, както 
планета орбитира около слънцето.

00:09:11.660 --> 00:09:13.749
Но това е добра стартова позиция.

00:09:13.749 --> 00:09:16.267
Още един начин е да си представим, че
един вид подскачат около ядрото

00:09:16.267 --> 00:09:18.691
или бръмчат около него.

00:09:18.691 --> 00:09:21.976
Това е така, само защото реалността е много странна 
на това ниво на съществуване

00:09:21.983 --> 00:09:23.544
и всъщност ще трябва 
да се обърнем към квантовата

00:09:23.544 --> 00:09:26.408
физика, за да можем наистина да разберем 
какво точно прави електронът.

00:09:26.408 --> 00:09:32.370
Но първият модел, който да си представиш, е:
в центъра на атома на този въглерод 12

00:09:32.400 --> 00:09:34.067
имаме това ядро.

00:09:34.067 --> 00:09:36.644
Това е ядрото ето тук.

00:09:36.644 --> 00:09:40.733
А тези електрони подскачат 
около ядрото.

00:09:40.733 --> 00:09:45.149
Причината, поради която тези електрони 
не се отдалечават от това ядро, е

00:09:45.149 --> 00:09:47.200
че те са някак си привлечени 
от това ядро

00:09:47.200 --> 00:09:51.508
и формират част от този 
атом, чиито протони

00:09:51.508 --> 00:09:53.219
имат положителен заряд.

00:09:53.219 --> 00:09:57.918
Имат положителен заряд, а електроните 
имат отрицателен заряд.

00:09:57.918 --> 00:10:01.907
Едно от отличителните качества 
на тези фундаментални частици е,

00:10:01.907 --> 00:10:03.620
че когато започнеш да си мислиш
какво всъщност е заряд,

00:10:03.620 --> 00:10:05.467
когато започнеш да се замисляш,

00:10:05.467 --> 00:10:06.867
някак навлизаш надълбоко.

00:10:06.867 --> 00:10:08.400
Но единственото, което знаем,

00:10:08.400 --> 00:10:10.697
когато говорим за 
електромагнитни сили е,

00:10:10.697 --> 00:10:13.146
че противоположните 
заряди се привличат.

00:10:13.146 --> 00:10:16.559
Най-добрият начин да си го представим, 
е че протоните и електроните

00:10:16.559 --> 00:10:18.133
имат различни заряди,

00:10:18.133 --> 00:10:20.129
затова се привличат.

00:10:20.129 --> 00:10:24.288
Неутроните са неутрални,
затова те само си седят тук

00:10:24.288 --> 00:10:27.339
вътре в ядрото и имат 
влияние върху свойствата

00:10:27.339 --> 00:10:33.154
до известна степен за някои атоми
на определени елементи.

00:10:33.154 --> 00:10:36.845
Но причината електроните
да не отлетят е,

00:10:36.845 --> 00:10:38.600
защото те са привлечени.

00:10:38.600 --> 00:10:42.333
Те са привлечени от ядрото.

00:10:42.333 --> 00:10:45.067
Те също така имат невероятно 
висока скорост –

00:10:45.067 --> 00:10:48.790
всъщност е много... 
пак се докоснахме до

00:10:48.790 --> 00:10:52.276
една много странна част от физиката,
щом стана въпрос за това

00:10:52.280 --> 00:10:54.164
какво точно прави електрона.

00:10:54.186 --> 00:10:58.192
Предполагам можем да кажем, че електронът
подскача толкова интензивно,

00:10:58.192 --> 00:11:00.733
за да не падне върху ядрото,

00:11:00.733 --> 00:11:02.867
така можем 
да си представим това.

00:11:02.867 --> 00:11:08.123
И ето, споменах ти за въглерод 12,


00:11:08.123 --> 00:11:10.229
който се определя 
от броя на протоните.

00:11:10.229 --> 00:11:12.403
Кислородът се определя 
от своите осем протона.

00:11:12.403 --> 00:11:16.467
И още веднъж, електроните могат 
да си взаимодействат с други електрони.

00:11:16.467 --> 00:11:18.650
Те могат да бъдат отнети 
от други атоми.

00:11:18.650 --> 00:11:22.951
И този момент всъщност формира голяма част 
от разбирането ни за химичните процеси.

00:11:22.951 --> 00:11:25.995
Базира се на това колко електрони 
има един определен

00:11:25.995 --> 00:11:27.600
атом или елемент.

00:11:27.600 --> 00:11:29.467
И как тези електрони 
се конфигурират,

00:11:29.467 --> 00:11:33.867
как електроните на други 
елементи се конфигурират

00:11:33.867 --> 00:11:36.018
или може би други атоми 
на същия елемент.

00:11:36.018 --> 00:11:41.267
Можем да започнем да предвиждаме 
как атомът на един елемент

00:11:41.267 --> 00:11:43.333
може да реагира с друг атом 
на същия елемент.

00:11:43.333 --> 00:11:46.733
Или как атом на един 
елемент би реагирал,

00:11:46.733 --> 00:11:49.015
как би се свързал или 
не би се свързал,

00:11:49.015 --> 00:11:52.200
привлякъл или отблъснал 
един атом на друг елемент.

00:11:52.200 --> 00:11:56.290
Например (за това ще учим 
много в бъдеще),

00:11:56.300 --> 00:12:00.144
възможно е един атом

00:12:00.144 --> 00:12:02.723
да изблъска електрон
от въглерода,

00:12:02.733 --> 00:12:08.478
поради някаква причина 
и ще говорим

00:12:08.478 --> 00:12:13.723
за това, че определени неутрални атоми 
на определени елементи имат по-голям афинитет от други.

00:12:13.723 --> 00:12:17.108
Например, ако един от тези атоми 
привлече един електрон от въглерода,

00:12:17.108 --> 00:12:20.940
тогава този въглероден атом 
ще има по-малко електрони,

00:12:20.940 --> 00:12:25.138
отколкото протони, и тогава ще имаме 
пет електрона и шест протона.

00:12:25.138 --> 00:12:27.800
Това създава положителен заряд.

00:12:27.800 --> 00:12:30.039
И така в този въглерод 12, 
първата версия, която направих,

00:12:30.039 --> 00:12:34.267
имах шест протона, шест електрона
и така зарядът се неутрализира.

00:12:34.267 --> 00:12:37.023
Ако изгубя един електрон 
и останат само пет,

00:12:37.023 --> 00:12:38.933
тогава ще имам 
положителен заряд.

00:12:38.933 --> 00:12:40.885
Ще говорим още много за това

00:12:40.885 --> 00:12:42.867
в течение на уроците по химия,

00:12:42.867 --> 00:12:44.302
но се надявам, че започва

00:12:44.302 --> 00:12:46.133
да ти става интересно.

00:12:46.133 --> 00:12:51.800
Сега вече можем да се приближим 
до тази фундаментална градивна частица,

00:12:51.800 --> 00:12:53.118
наречена атом.

00:12:53.118 --> 00:12:55.550
А дори по-забележително е, че тази 
фундаментална градивна частица

00:12:55.550 --> 00:12:58.659
е изградена от още по-фундаментални
градивни частици.

00:12:58.667 --> 00:13:00.867
И тези неща могат 
да бъдат разменяни,

00:13:00.867 --> 00:13:03.544
за да променят свойствата 
на атомите или дори

00:13:03.544 --> 00:13:09.036
да преминават от атома на един елемент 
в атома на друг елемент.