I tusentals år har mänskligheten vetat, bara genom att studera vår omgivning att det finns olika ämnen, och dessa olika ämnen har olika egenskaper De har inte bara olika egenskaper, vissa reflekterar ljus medan andra gör det inte alls Vissa har en färg, eller en viss temperatur ; de är flytande gasformiga eller fasta Men vi kan också observera hur de reagerar med varandra under specifika omständigheter och här ser du en bild av vissa av dessa ämnen. Det här är kol, i form av grafit Den här är bly, den här guld. Och alla dessa som jag har målat -- som jag har visat som bilder har jag fått från den här webbsidan Alla är i fast form, men vi vet också att vi... Det ser ut som det finns en viss mängd av luft i dem, som du vet, vissa typer av luftpartiklar och beroende på vilken sorts luftpartiklar man tittar på huruvida det är kol, syre eller kväve, verkar de ha olika typer av egenskaper. Eller, det finns andra saker som kan vara vätska eller trots att du ökar temperaturen tillräckligt högt Om du ökar temperaturen tillräckligt högt på guld eller bly så omvandlas de till vätska Eller om du på sätt och vis eldar upp kolet så kan du omvandla det till gasfas du kan släppa ut det i atmosfären du kan bryta dess struktur. Så detta är saker som vi har observerat i tusentals år. Men det ledde till en naturlig fråga som brukade vara en filosofisk fråga men nu kan vi besvara den lite bättre och den frågan är, om du fortsätter bryta ner den här kolen till mindre och mindre bitar, finns det någon minsta del, någon minsta enhet av den här saken, av det här ämnet som fortfarande har kolets egenskaper? Och om du på något sätt skulle bryta ner det ännu mer, skulle du förlora kolets egenskaper? Och svaret är: det finns. och för att komma in i terminologin så kallar vi dessa olika substanser, som är rena substanser dessa rena substanser som har dessa specifika egenskaper vid vissa temperaturer and reagerar på vissa sätt, Vi kallar dom grundämnen Kol är ett grundämne, bly är ett grundämne, guld är ett grundämne Du kanske säger att vatten är ett grundämne, historiskt sett har folk refererat till vatten som ett grundämne, men nu vet vi att vatten är uppbyggt av flera grundämnen. det är uppbyggt av syre och väte, och alla våra grundämnen är listade här i vårt periodiska system C står för kol -- Jag har bara tänkt ta upp de som är väldigt relevanta för mänskligheten -- men med tiden kommer du antagligen att bekanta dig med alla dessa. Det här är syre, det här är kväve, det här är kisel. Det här -- Au är guld. Det här är bly. Och grundenheten av alla dessa element är atomen. Så om du fortsätter gräva dig in och fortsätter ta mindre och mindre bitar av det här, får du tillslut en kolatom Gör samma sak här, tillslut får du en guldatom. Gjorde du samma sak här borta, skulle du tillslut få några av dessa lite mindre -- i brist på ett bättre ord -- partikel som du kallar en blyatom. Och du skulle inte kunna bryta ner den längre och fortfarande kalla det bly. den har fortfarande blyets egenskaper. För att ge dig en uppfattning -- det här är verkligen någonting som jag har problem att föreställa mig -- är att atomer är otroligt små. egentligen ofattbart små Så till exempel, kol. Mitt hår är också gjort av kol. I själva verket det mesta av mig är gjort av kol. I själva verket det mesta av alla levande varelser är gjort av kol. Så om du tog mitt hår, det är gjort av kol Mitt hår är till största del kol. Så om du tog mitt hår här borta -- mitt hår är inte gult men det blir en bra kontrast mot det svarta. Mitt hår är svart, men om jag gjorde det s kulle ni inte kunna se det på skärmen. Men om du tog mitt hår här och jag skulle fråga dig hur många kolatomer brett är mitt hårstrå? Så om du tog ett tvärsnitt av mitt hår, inte på längden, utan bredden och sa hur många kolatomer brett är det? Och du kanske skulle gissa, oh, Sal har redan berättat för mig, den är väldigt liten så kanske är det ett tusen kolatomer där, eller tio tusen, eller hundra tusen, and jag skulle säga, nej! Det är en miljon atomer. Eller du kan spänna en miljon kolatomer över bredden av ett genomsnitt människohårstrå. OCh det är självklart en uppskattning, det är inte exakt en miljon men det ger dig en känsla av hur liten en atom är Du vet, dra av ett hårstrå av ditt huvud och föreställ dig att sätta en miljon saker bredvid varandra över hårstrået, inte längden på håret utan stråets bredd. Det är till och med svårt att se bredden på ett hårstrå. Och det skulle vara en miljon kolatomer bara längs den. Det skulle vara ganska tufft om --vi vet att det är den mest grundläggande byggstenen som bygger upp kol den mest grundläggande byggstenen av alla grundämnen Men en sak som är intressantare är att dessa byggstenar är besläktade med varandra En kolatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar En guldatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar Och det som gör dem är hur dessa fundamentala partiklar är arrangerade Om du skulle förända antalet fundamentala partiklar så skulle du förända grundämnets egenskaper hur det reagerar och du skulle även förändra själva grundämnet för att man ska förstå lite bättre så behöver vi prata om de fundamentala partiklarna Du har en proton Protonen är egentligen definitionen --antalet protoner som återfinns i atomkärnan Jag kommer att berätta om kärnan om en sekund. som bestämmer vilket grundämne det är Så det är det som bestämmer grundämnet När du tittar på det periodiska systemet så är de skrivna i atomnummerordning och atomnumret är samma sak som antalet protoner som grundämnet har i kärnan Enligt den definitionen så har väte 1 proton helium 2 protoner, kol 6 protoner Det finns inget kol som har 7 protoner för då har du kvävet och det skulle inte vara kol längre syre har 8 protoner om du av någon anledning skulle addera en till proton så skulle det inte vara syre längre utan fluor. Så det är antalet protoner som bestämmer vilket grundämne det är Definierar grundämnet Atomnumret, antalet protoner antalet protoner - kom ihåg att numret som står skrivet längst upp hos alla grundämnen i det periodiska systemet är antalet protoner är likamed atomnumret är likamed atomnumret och de skriver det numret här för att det definierar grundämnets egenskaper de andra två delarna hos en atom --jag antar att vi kan kalla dem för det-- är elektronen och neutronen Modellen som du kan börja bygga i ditt huvud ---den här modellen, när vi studerar kemi så kommer vi att se att det kommer att bli mer abstrakt och riktigt svårt att föreställa sig -- men ett sätt att tänka på det är att du har protoner och neutroner i atomens mitt De är atomens kärna Så till exempel, kol, som vi vet, har sex protoner. Så en, två, tre, fyra, fem, sex. Kol 12, vilket är en variation av kol, som också har sex neutroner. Du kan ha variationer av kol som har olika antal neutroner. Så antalet neutroner kan förändras, antalet elektronerna kan förändras, men du har fortfarande samma ämne. Protonerna kan inte ändras. Om du ändrar protonerna, så få du ett annat ämne. Så låt mig rita en kol 12 kärna. Så en, två, tre, fyra, fem sex. Så det här är kärnan av en kol 12. Och ibland skrivs det så här. Och ibland skriver dom faktiskt antalet protoner också. Och anledningen varför vi skriver kol 12 -- ni vet att jag räknade till sex neutroner -- är att det totala antalet du kan se det som det totala antalet av -- ett sätt att se det och vi får en liten betydelseförändring i framtiden --- är att det totala antalet av protoner och neutroner i kärnan Kolet har enligt definitionen atomnummer 6 men vi kan skriva om det så att vi påminner oss själva I mitten av kolatomen återfinner vi dess kärna och en kol 12 har 6 protoner och 6 neutroner en annan version, isotop, av kol är kol 14. Den har fortfarande 6 protoner men har också 8 neutroner Så antalet neutroner kan förändras men det är kol 12 som vi kan se här och om kol 12 är neutral -- Jag kommer att ge lite nyans till det ordet om några sekunder.. om det är neutralt så kommer den också ha 6 elektroner Låt mig rita ut de 6 elektronerna 1,2,3,4,5,6 på sätt och vis -- så är detta det första sättet som man kan tänka på relationen mellan elektroner och kärnan så du kan föreställa dig att elektronerna rör sig runt far runt kärnan En modell är att du på sätt och vis kan tänka dig som om de cirkulerar runt kärnan men det är inte helt rätt De cirkulerar inte som en planet cirkulerar runt solen Men det är en bra början ett annat sätt att se det är som om du hoppar omkring runt kärnan eller surrar omkring kärnan och det är pga att verkligheten blir lite konstig på den här nivån och vi måste passera över till kvantfysiken för att verkligen förstå vad elektronen gör Men som en första mental modell i ditt huvud är att i mitten av atomen, av den här kol 12 atomen, så har du dess kärna Här har du kärnan och elektronerna far runt kärnan och anledningen till att dessa elektroner inte bara lämnar kärnan är att det finns en sorts dragningskraft mellan dem och kärnan och tillsammans så bildar de atomen Protonen har positiv laddning och elektronen har negativ laddning och det är en av egenskaperna hos dessa fundamentala partiklar När du börjar tänka på det så är en laddning egentligen bara en märkning och det börjar gå ganska djupt Men vi känner till en sak när vi pratar om elektromagnetisk kraft och det är att olika laddningar attraherar varandra Så man kan tänka på det som protoner och elektroner eftersom de har olika laddning så attraherar de varandra Neutroner är neutrala så de finns bara i kärnan och påverkar egenskaperna på något vis hos vissa av atomerna Men anledningen till att vi inte har elektroner som sticker iväg själva är för att de attraheras De attraheras av kärnan De har också en otroligt hög hastighet - det är svårt för -- vi börjar vidröra en svår del av fysiken igen när vi börjar prata om vad en elektron egentligen gör men den har tillräckligt Jag antar att man kan säga att den hoppar omkring tillräckligt så att den inte dras in mot kärnan Jag antar att det är ett sätt att se på det. Jag nämnde att kol12 är definierad av antalet protoner Syre är då definierad av att den har 8 protoner Men nu upprepar jag mig, elektroner kan interagera med andra elektroner Andra atomer kan ta dem och då börjar vi förstå mycket mer kemi Den är baserad på hur många elektroner en atom har eller ett grundämne har hur dessa elektroner är konfigurerade och hur elektronerna hos andra grundämnen är konfigurerade eller kanske andra atomer av samma grundämne Nu kan vi börja förutse hur en atom av ett grundämne kommer att reagera med andra atomer av samma grundämne eller en atom av ett grundämne -- hur den kan reagera med eller binda ihop sig, eller inte binda ihop sig, eller attraheras av eller stöta ifrån atomer från andra grundämnen Till exempel Vi kommer att lära oss mer om detta i framtiden är det möjligt för en annan atom, någonstans att knycka en elektron från en kolatom av någon anledning och vi pratar om vissa neutrala atomer av vissa grundämnen som har större affinitet för elektroner än andra, förmåga att attrahera elektroner än andra Så en, kanske en av dessa knycker en elektron från kolatomen och den här kolatomen kommer att ha färre elektroner än protoner så vi har 5 elektroner och 6 protoner Den totala laddningen blir då positiv Så i den första versionen av kol 12, hade vi 6 protoner och 6 elektroner och laddningarna tog ut varandra men om den tappar en elektron så den bara har 5 elektroner så skulle den totala laddningen bli positiv Vi kommer att prata mycket mer om det i de andra videorna som du hittar i kemispellistan men hoppas att du har sett att det här redan börjar att bli väldigt intressant Vi kan redan se dessa fundamentala byggstenar som kallas för atomer Det som är ändå intressantare är att dessa fundamentala byggstenar är uppbyggda av ännu fundamentalare byggstenar och att dessa kan alla bytas för att förändra egenskaperna hos en atom eller tom gå från ett grundämne till ett annat grundämne