0:00:03.002,0:00:05.867
I tusentals år har mänskligheten vetat, bara genom att studera vår omgivning

0:00:07.207,0:00:10.333
att det finns olika ämnen, och dessa olika ämnen har olika egenskaper

0:00:11.954,0:00:14.745
De har inte bara olika egenskaper, vissa reflekterar ljus medan andra gör det inte alls

0:00:17.601,0:00:20.457
Vissa har en färg, eller en viss temperatur ; de är flytande gasformiga eller fasta

0:00:22.108,0:00:24.867
Men vi kan också observera hur de reagerar med varandra under specifika omständigheter

0:00:27.663,0:00:31.477
och här ser du en bild av vissa av dessa ämnen. Det här är kol, i form av grafit

0:00:31.477,0:00:36.069
Den här är bly, den här guld.

0:00:38.719,0:00:41.369
Och alla dessa som jag har målat -- som jag har visat som bilder har jag fått från den här webbsidan

0:00:41.369,0:00:45.453
Alla är i fast form, men vi vet också att vi...

0:00:47.395,0:00:49.338
Det ser ut som det finns en viss mängd av luft i dem, som du vet, vissa typer av luftpartiklar

0:00:49.338,0:00:52.210
och beroende på vilken sorts luftpartiklar man tittar på

0:00:55.079,0:00:57.948
huruvida det är kol, syre eller kväve, verkar de ha olika typer av egenskaper.

0:00:57.948,0:00:59.425
Eller, det finns andra saker som kan vara vätska

0:00:59.425,0:01:02.082
eller trots att du ökar temperaturen tillräckligt högt

0:01:02.082,0:01:05.018
Om du ökar temperaturen tillräckligt högt på guld eller bly

0:01:05.018,0:01:06.503
så omvandlas de till vätska

0:01:06.503,0:01:09.841
Eller om du på sätt och vis eldar upp kolet

0:01:09.841,0:01:12.076
så kan du omvandla det till gasfas

0:01:12.076,0:01:13.351
du kan släppa ut det i atmosfären

0:01:13.351,0:01:14.702
du kan bryta dess struktur.

0:01:14.702,0:01:17.271
Så detta är saker som vi

0:01:17.271,0:01:20.585
har observerat i tusentals år.

0:01:20.585,0:01:22.452
Men det ledde till en naturlig fråga

0:01:22.452,0:01:24.226
som brukade vara en filosofisk fråga

0:01:24.226,0:01:26.405
men nu kan vi besvara den lite bättre

0:01:26.405,0:01:30.898
och den frågan är, om du fortsätter bryta ner den här kolen

0:01:30.898,0:01:33.518
till mindre och mindre bitar,

0:01:33.518,0:01:35.554
finns det någon minsta del,

0:01:35.554,0:01:39.867
någon minsta enhet av den här saken, av det här ämnet

0:01:39.867,0:01:43.166
som fortfarande har kolets egenskaper?

0:01:43.166,0:01:45.256
Och om du på något sätt skulle bryta ner det ännu mer,

0:01:45.256,0:01:48.390
skulle du förlora kolets egenskaper?

0:01:48.390,0:01:50.354
Och svaret är: det finns.

0:01:50.354,0:01:52.200
och för att komma in i terminologin

0:01:52.200,0:01:56.156
så kallar vi dessa olika substanser, som är rena substanser

0:01:56.156,0:01:59.025
dessa rena substanser som har dessa specifika egenskaper vid vissa temperaturer

0:01:59.025,0:02:01.185
and reagerar på vissa sätt,

0:02:01.185,0:02:05.291
Vi kallar dom grundämnen

0:02:05.291,0:02:08.729
Kol är ett grundämne, bly är ett grundämne, guld är ett grundämne

0:02:08.729,0:02:10.400
Du kanske säger att vatten är ett grundämne,

0:02:10.400,0:02:14.221
historiskt sett har folk refererat till vatten som ett grundämne,

0:02:14.221,0:02:17.892
men nu vet vi att vatten är uppbyggt av flera grundämnen.

0:02:17.892,0:02:20.405
det är uppbyggt av syre och väte,

0:02:20.405,0:02:25.014
och alla våra grundämnen är listade här

0:02:25.014,0:02:27.758
i vårt periodiska system

0:02:27.758,0:02:29.374
C står för kol

0:02:29.374,0:02:30.400
-- Jag har bara tänkt ta upp de som är

0:02:30.400,0:02:32.379
väldigt relevanta för mänskligheten

0:02:32.379,0:02:35.502
-- men med tiden kommer du antagligen att bekanta dig med alla dessa.

0:02:35.502,0:02:39.148
Det här är syre, det här är kväve, det här är kisel.

0:02:39.148,0:02:42.867
Det här -- Au är guld. Det här är bly.

0:02:42.867,0:02:51.995
Och grundenheten av alla dessa element är atomen.

0:02:51.995,0:02:54.559
Så om du fortsätter gräva dig in

0:02:54.559,0:02:57.079
och fortsätter ta mindre och mindre bitar av det här,

0:02:57.079,0:02:59.415
får du tillslut en kolatom

0:02:59.415,0:03:00.755
Gör samma sak här,

0:03:00.755,0:03:02.536
tillslut får du en guldatom.

0:03:02.536,0:03:03.991
Gjorde du samma sak här borta,

0:03:03.991,0:03:05.856
skulle du tillslut få några av dessa lite mindre --

0:03:05.856,0:03:07.758
i brist på ett bättre ord -- partikel

0:03:07.758,0:03:09.185
som du kallar en blyatom.

0:03:09.185,0:03:11.239
Och du skulle inte kunna bryta ner den längre

0:03:11.239,0:03:13.597
och fortfarande kalla det bly.

0:03:13.597,0:03:17.043
den har fortfarande blyets egenskaper.

0:03:17.043,0:03:18.330
För att ge dig en uppfattning

0:03:18.330,0:03:21.193
-- det här är verkligen någonting som jag har problem att föreställa mig

0:03:21.193,0:03:24.040
-- är att atomer är otroligt små.

0:03:24.040,0:03:25.901
egentligen ofattbart små

0:03:25.901,0:03:27.555
Så till exempel, kol.

0:03:27.555,0:03:29.379
Mitt hår är också gjort av kol.

0:03:29.379,0:03:31.882
I själva verket det mesta av mig är gjort av kol.

0:03:31.882,0:03:35.912
I själva verket det mesta av alla levande varelser är gjort av kol.

0:03:35.912,0:03:40.533
Så om du tog mitt hår, det är gjort av kol

0:03:40.533,0:03:42.231
Mitt hår är till största del kol.

0:03:42.231,0:03:43.989
Så om du tog mitt hår här borta

0:03:43.989,0:03:45.565
-- mitt hår är inte gult

0:03:45.565,0:03:46.766
men det blir en bra kontrast mot det svarta.

0:03:46.766,0:03:47.950
Mitt hår är svart, men om jag gjorde det s

0:03:47.950,0:03:49.713
kulle ni inte kunna se det på skärmen.

0:03:49.713,0:03:51.970
Men om du tog mitt hår här och jag skulle fråga dig

0:03:51.970,0:03:55.200
hur många kolatomer brett är mitt hårstrå?

0:03:55.200,0:03:58.467
Så om du tog ett tvärsnitt av mitt hår, inte på längden,

0:03:58.467,0:04:00.361
utan bredden och sa

0:04:00.361,0:04:03.255
hur många kolatomer brett är det?

0:04:03.255,0:04:07.049
Och du kanske skulle gissa, oh, Sal har redan berättat för mig, den är väldigt liten

0:04:07.049,0:04:09.150
så kanske är det ett tusen kolatomer där,

0:04:09.150,0:04:10.484
eller tio tusen, eller hundra tusen,

0:04:10.484,0:04:11.788
and jag skulle säga, nej!

0:04:11.788,0:04:14.249
Det är en miljon atomer.

0:04:14.249,0:04:17.439
Eller du kan spänna en miljon kolatomer över bredden

0:04:17.439,0:04:20.933
av ett genomsnitt människohårstrå.

0:04:20.933,0:04:22.585
OCh det är självklart en uppskattning,

0:04:22.585,0:04:24.026
det är inte exakt en miljon

0:04:24.026,0:04:26.605
men det ger dig en känsla av hur liten en atom är

0:04:26.605,0:04:28.441
Du vet, dra av ett hårstrå av ditt huvud

0:04:28.441,0:04:30.991
och föreställ dig att sätta en miljon saker

0:04:30.991,0:04:33.991
bredvid varandra över hårstrået,

0:04:33.991,0:04:37.037
inte längden på håret utan stråets bredd.

0:04:37.037,0:04:39.175
Det är till och med svårt att se bredden på ett hårstrå.

0:04:39.175,0:04:40.718
Och det skulle vara en miljon kolatomer

0:04:40.718,0:04:42.979
bara längs den.

0:04:42.979,0:04:48.092
Det skulle vara ganska tufft om

0:04:48.092,0:04:49.026
--vi vet att

0:04:49.026,0:04:51.375
det är den mest grundläggande byggstenen som bygger upp kol

0:04:51.375,0:04:53.933
den mest grundläggande byggstenen av alla grundämnen

0:04:53.933,0:04:55.952
Men en sak som är intressantare är

0:04:55.952,0:04:59.066
att dessa byggstenar är besläktade med varandra

0:04:59.066,0:05:02.556
En kolatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar

0:05:02.556,0:05:07.469
En guldatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar

0:05:07.469,0:05:10.445
Och det som gör dem är

0:05:10.445,0:05:12.759
hur dessa fundamentala partiklar är arrangerade

0:05:12.759,0:05:14.087
Om du skulle förända

0:05:14.087,0:05:15.901
antalet fundamentala partiklar

0:05:15.901,0:05:17.844
så skulle du förända grundämnets egenskaper

0:05:17.844,0:05:18.891
hur det reagerar

0:05:18.891,0:05:22.769
och du skulle även förändra själva grundämnet

0:05:22.769,0:05:25.144
för att man ska förstå lite bättre

0:05:25.144,0:05:28.010
så behöver vi prata om de fundamentala partiklarna

0:05:28.010,0:05:31.825
Du har en proton

0:05:31.825,0:05:35.524
Protonen är egentligen definitionen

0:05:35.524,0:05:38.003
--antalet protoner som återfinns i atomkärnan

0:05:38.003,0:05:40.096
Jag kommer att berätta om kärnan om en sekund.

0:05:40.096,0:05:42.969
som bestämmer vilket grundämne det är

0:05:42.969,0:05:45.492
Så det är det som bestämmer grundämnet

0:05:45.492,0:05:47.333
När du tittar på det periodiska systemet

0:05:47.333,0:05:50.154
så är de skrivna i atomnummerordning

0:05:50.154,0:05:51.575
och atomnumret är

0:05:51.575,0:05:54.667
samma sak som antalet protoner som grundämnet har i kärnan

0:05:54.667,0:05:58.667
Enligt den definitionen så har väte 1 proton

0:05:58.667,0:06:02.800
helium 2 protoner, kol 6 protoner

0:06:02.800,0:06:05.333
Det finns inget kol som har 7 protoner

0:06:05.333,0:06:07.172
för då har du kvävet

0:06:07.172,0:06:09.234
och det skulle inte vara kol längre

0:06:09.234,0:06:10.589
syre har 8 protoner

0:06:10.589,0:06:12.673
om du av någon anledning skulle addera en till proton

0:06:12.673,0:06:14.050
så skulle det inte vara syre längre

0:06:14.050,0:06:18.333
utan fluor. Så det är antalet protoner som bestämmer vilket grundämne det är

0:06:18.333,0:06:20.067
Definierar grundämnet

0:06:20.067,0:06:22.967
Atomnumret, antalet protoner

0:06:22.967,0:06:25.447
antalet protoner - kom ihåg

0:06:25.447,0:06:27.674
att numret som står skrivet längst upp

0:06:27.674,0:06:30.116
hos alla grundämnen i det periodiska systemet

0:06:30.116,0:06:31.529
är antalet protoner

0:06:31.529,0:06:34.133
är likamed atomnumret

0:06:34.133,0:06:36.852
är likamed atomnumret

0:06:36.867,0:06:38.861
och de skriver det numret här för att

0:06:38.861,0:06:42.221
det definierar grundämnets egenskaper

0:06:42.221,0:06:46.133
de andra två delarna hos en atom

0:06:46.133,0:06:47.702
--jag antar att vi kan kalla dem för det--

0:06:47.702,0:06:55.123
är elektronen och neutronen

0:06:55.123,0:06:57.541
Modellen som du kan börja bygga i ditt huvud

0:06:57.541,0:07:00.420
---den här modellen, när vi studerar kemi så kommer vi att se

0:07:00.420,0:07:02.833
att det kommer att bli mer abstrakt

0:07:02.833,0:07:04.821
och riktigt svårt att föreställa sig --

0:07:04.821,0:07:06.548
men ett sätt att tänka på det är

0:07:06.548,0:07:08.348
att du har protoner och neutroner

0:07:08.348,0:07:09.825
i atomens mitt

0:07:09.825,0:07:11.600
De är atomens kärna

0:07:11.600,0:07:14.867
Så till exempel, kol, som vi vet, har sex protoner.

0:07:14.867,0:07:19.067
Så en, två, tre, fyra, fem, sex.

0:07:19.067,0:07:22.385
Kol 12, vilket är en variation av kol, som också har

0:07:22.385,0:07:24.200
sex neutroner.

0:07:24.200,0:07:25.748
Du kan ha variationer av kol

0:07:25.748,0:07:28.021
som har olika antal neutroner.

0:07:28.021,0:07:30.113
Så antalet neutroner kan förändras, antalet elektronerna kan förändras,

0:07:30.113,0:07:31.733
men du har fortfarande samma ämne.

0:07:31.733,0:07:33.267
Protonerna kan inte ändras.

0:07:33.267,0:07:35.905
Om du ändrar protonerna, så få du ett annat ämne.

0:07:35.905,0:07:39.200
Så låt mig rita en kol 12 kärna.

0:07:39.200,0:07:43.200
Så en, två, tre, fyra, fem sex.

0:07:43.200,0:07:46.487
Så det här är kärnan av en kol 12.

0:07:46.487,0:07:48.333
Och ibland skrivs det så här.

0:07:48.333,0:07:51.132
Och ibland skriver dom faktiskt antalet

0:07:51.132,0:07:53.831
protoner också.

0:07:53.831,0:07:56.133
Och anledningen varför vi skriver kol 12 --

0:07:56.133,0:07:58.677
ni vet att jag räknade till sex neutroner --

0:07:58.677,0:08:00.379
är att det totala antalet

0:08:00.379,0:08:03.675
du kan se det som det totala antalet av

0:08:03.675,0:08:04.741
-- ett sätt att se det

0:08:04.741,0:08:06.405
och vi får en liten betydelseförändring i framtiden

0:08:06.405,0:08:07.770
--- är att det totala antalet av

0:08:07.770,0:08:11.844
protoner och neutroner i kärnan

0:08:11.844,0:08:15.240
Kolet har enligt definitionen atomnummer 6

0:08:15.240,0:08:16.628
men vi kan skriva om det

0:08:16.628,0:08:18.596
så att vi påminner oss själva

0:08:18.596,0:08:21.342
I mitten av kolatomen återfinner vi dess kärna

0:08:21.342,0:08:24.863
och en kol 12 har 6 protoner och 6 neutroner

0:08:24.863,0:08:27.495
en annan version, isotop, av kol är kol 14. Den har fortfarande

0:08:27.495,0:08:30.909
6 protoner men har också 8 neutroner

0:08:30.909,0:08:32.467
Så antalet neutroner kan förändras

0:08:32.467,0:08:34.610
men det är kol 12 som vi kan se här

0:08:34.610,0:08:36.842
och om kol 12 är neutral --

0:08:36.842,0:08:40.665
Jag kommer att ge lite nyans till det ordet om några sekunder..

0:08:40.665,0:08:43.200
om det är neutralt så kommer den också ha 6 elektroner

0:08:43.200,0:08:45.400
Låt mig rita ut de 6 elektronerna

0:08:45.400,0:08:49.467
1,2,3,4,5,6

0:08:49.467,0:08:51.836
på sätt och vis -- så är detta det första sättet

0:08:51.836,0:08:54.634
som man kan tänka på relationen

0:08:54.634,0:08:56.892
mellan elektroner och kärnan

0:08:56.892,0:08:58.846
så du kan föreställa dig att elektronerna

0:08:58.846,0:09:00.835
rör sig runt

0:09:00.835,0:09:02.956
far runt kärnan

0:09:02.956,0:09:04.692
En modell är att du på sätt och vis kan

0:09:04.692,0:09:06.700
tänka dig som om de cirkulerar runt kärnan

0:09:06.700,0:09:08.000
men det är inte helt rätt

0:09:08.000,0:09:10.499
De cirkulerar inte som en planet

0:09:10.499,0:09:11.660
cirkulerar runt solen

0:09:11.660,0:09:13.749
Men det är en bra början

0:09:13.749,0:09:16.267
ett annat sätt att se det är som om du hoppar omkring runt kärnan

0:09:16.267,0:09:18.691
eller surrar omkring kärnan

0:09:18.691,0:09:19.956
och det är pga

0:09:19.956,0:09:22.073
att verkligheten blir lite konstig på den här nivån

0:09:22.073,0:09:23.544
och vi måste passera över till kvantfysiken

0:09:23.544,0:09:26.408
för att verkligen förstå vad elektronen gör

0:09:26.408,0:09:29.190
Men som en första mental modell i ditt huvud är

0:09:29.190,0:09:32.400
att i mitten av atomen, av den här kol 12 atomen,

0:09:32.400,0:09:34.067
så har du dess kärna

0:09:34.067,0:09:36.644
Här har du kärnan

0:09:36.644,0:09:40.733
och elektronerna far runt kärnan

0:09:40.733,0:09:43.009
och anledningen till att dessa elektroner

0:09:43.009,0:09:45.135
inte bara lämnar kärnan

0:09:45.135,0:09:47.200
är att det finns en sorts dragningskraft mellan dem och kärnan

0:09:47.200,0:09:49.308
och tillsammans så bildar de atomen

0:09:49.308,0:09:54.579
Protonen har positiv laddning

0:09:54.579,0:09:57.918
och elektronen har negativ laddning

0:09:57.918,0:10:02.477
och det är en av egenskaperna hos dessa fundamentala partiklar

0:10:02.477,0:10:03.620
När du börjar tänka på det

0:10:03.620,0:10:05.467
så är en laddning egentligen bara en märkning

0:10:05.467,0:10:06.867
och det börjar gå ganska djupt

0:10:06.867,0:10:08.400
Men vi känner till en sak

0:10:08.400,0:10:10.697
när vi pratar om elektromagnetisk kraft

0:10:10.697,0:10:13.146
och det är att olika laddningar attraherar varandra

0:10:13.146,0:10:14.959
Så man kan tänka på det som

0:10:14.959,0:10:16.546
protoner och elektroner

0:10:16.546,0:10:18.133
eftersom de har olika laddning

0:10:18.133,0:10:20.129
så attraherar de varandra

0:10:20.129,0:10:21.457
Neutroner är neutrala

0:10:21.457,0:10:25.088
så de finns bara i kärnan

0:10:25.088,0:10:28.579
och påverkar egenskaperna på något vis

0:10:28.579,0:10:33.154
hos vissa av atomerna

0:10:33.154,0:10:35.005
Men anledningen till att vi inte har elektroner

0:10:35.005,0:10:36.818
som sticker iväg själva

0:10:36.818,0:10:38.600
är för att de attraheras

0:10:38.600,0:10:42.333
De attraheras av kärnan

0:10:42.333,0:10:45.067
De har också en otroligt hög hastighet

0:10:45.067,0:10:47.140
- det är svårt för --

0:10:47.140,0:10:48.446
vi börjar vidröra en

0:10:48.446,0:10:51.546
svår del av fysiken igen

0:10:51.546,0:10:52.570
när vi börjar prata om

0:10:52.570,0:10:54.164
vad en elektron egentligen gör

0:10:54.164,0:10:55.946
men den har tillräckligt

0:10:55.946,0:10:56.842
Jag antar att man kan säga

0:10:56.842,0:10:57.924
att den hoppar omkring tillräckligt

0:10:57.924,0:11:00.733
så att den inte dras in mot kärnan

0:11:00.733,0:11:02.867
Jag antar att det är ett sätt att se på det.

0:11:02.867,0:11:08.123
Jag nämnde att kol12

0:11:08.123,0:11:09.769
är definierad av antalet protoner

0:11:09.769,0:11:12.403
Syre är då definierad av att den har 8 protoner

0:11:12.403,0:11:16.467
Men nu upprepar jag mig, elektroner kan interagera med andra elektroner

0:11:16.467,0:11:18.650
Andra atomer kan ta dem

0:11:18.650,0:11:21.025
och då börjar vi

0:11:21.025,0:11:23.271
förstå mycket mer kemi

0:11:23.271,0:11:25.995
Den är baserad på hur många elektroner en atom har

0:11:25.995,0:11:27.600
eller ett grundämne har

0:11:27.600,0:11:29.467
hur dessa elektroner är konfigurerade

0:11:29.467,0:11:33.867
och hur elektronerna hos andra grundämnen är konfigurerade

0:11:33.867,0:11:36.018
eller kanske andra atomer av samma grundämne

0:11:36.018,0:11:41.267
Nu kan vi börja förutse hur en atom av ett grundämne

0:11:41.267,0:11:43.333
kommer att reagera med andra atomer av samma grundämne

0:11:43.333,0:11:46.733
eller en atom av ett grundämne -- hur den kan reagera med

0:11:46.733,0:11:49.695
eller binda ihop sig, eller inte binda ihop sig, eller attraheras av

0:11:49.695,0:11:52.200
eller stöta ifrån atomer från andra grundämnen

0:11:52.200,0:11:53.420
Till exempel

0:11:53.420,0:11:56.300
Vi kommer att lära oss mer om detta i framtiden

0:11:56.300,0:12:00.144
är det möjligt för en annan atom, någonstans

0:12:00.144,0:12:02.723
att knycka en elektron från en kolatom

0:12:02.733,0:12:05.552
av någon anledning

0:12:05.552,0:12:10.338
och vi pratar om vissa neutrala atomer av vissa grundämnen

0:12:10.338,0:12:13.723
som har större affinitet för elektroner än andra, förmåga att attrahera elektroner än andra

0:12:13.723,0:12:15.218
Så en, kanske en av dessa

0:12:15.218,0:12:17.160
knycker en elektron från kolatomen

0:12:17.160,0:12:19.230
och den här kolatomen kommer att ha

0:12:19.230,0:12:21.831
färre elektroner än protoner

0:12:21.831,0:12:25.138
så vi har 5 elektroner och 6 protoner

0:12:25.138,0:12:27.800
Den totala laddningen blir då positiv

0:12:27.800,0:12:30.039
Så i den första versionen av kol 12, hade vi

0:12:30.039,0:12:34.267
6 protoner och 6 elektroner och laddningarna tog ut varandra

0:12:34.267,0:12:36.553
men om den tappar en elektron så den bara har 5 elektroner

0:12:36.553,0:12:38.933
så skulle den totala laddningen bli positiv

0:12:38.933,0:12:40.785
Vi kommer att prata mycket mer om det

0:12:40.785,0:12:42.867
i de andra videorna som du hittar i kemispellistan

0:12:42.867,0:12:44.302
men hoppas att du har sett att det här

0:12:44.302,0:12:46.133
redan börjar att bli väldigt intressant

0:12:46.133,0:12:51.800
Vi kan redan se dessa fundamentala byggstenar

0:12:51.800,0:12:53.118
som kallas för atomer

0:12:53.118,0:12:54.920
Det som är ändå intressantare är att

0:12:54.920,0:12:56.759
dessa fundamentala byggstenar är uppbyggda av

0:12:56.759,0:12:58.667
ännu fundamentalare byggstenar

0:12:58.667,0:13:00.867
och att dessa kan alla bytas

0:13:00.867,0:13:03.129
för att förändra egenskaperna hos en atom

0:13:03.129,0:13:06.044
eller tom gå från ett grundämne

0:13:06.044,0:13:09.036
till ett annat grundämne