Return to Video

Атоми и химични елементи

  • 0:00 - 0:03
    Хората са знаели от хиляди години,
  • 0:03 - 0:06
    просто като наблюдавали
    заобикалящата ги среда,
  • 0:06 - 0:08
    че съществуват най-различни вещества
  • 0:08 - 0:10
    с разнообразни свойства.
  • 0:10 - 0:12
    Не само имат различни свойства,
  • 0:12 - 0:14
    някои могат да отразяват светлината
    по определен начин,
  • 0:14 - 0:15
    или да не отразяват светлината.
  • 0:15 - 0:17
    Могат да са с определен цвят
  • 0:17 - 0:18
    или при определена температура
  • 0:18 - 0:20
    са течни, газообразни или твърди.
  • 0:20 - 0:22
    В един момент започват да наблюдават
  • 0:22 - 0:25
    как те реагират помежду си,
    поставени в определени условия.
  • 0:25 - 0:28
    Тук се виждат снимки
    на някои от тези вещества.
  • 0:28 - 0:31
    Това тук е въглерод под формата на графит.
  • 0:31 - 0:36
    Това е олово, а това злато.
  • 0:36 - 0:41
    Всички изображения, които ти показвам,
    съм ги свалил от ето този сайт.
  • 0:41 - 0:45
    Всички показани вещества в твърдата си форма,
    но ние също знаем, че...
  • 0:45 - 0:47
    Знаем, че съществуват газове,
  • 0:47 - 0:49
    определен тип газообразни частички
  • 0:49 - 0:55
    и в зависимост какъв вид газови частици търсим –
    дали ще е въглерод, кислород или азот,
  • 0:55 - 0:59
    те имат различни свойства. Също така
    има вещества, които
  • 0:59 - 1:02
    са в течно състояние, други се превръщат в течност,
    ако повишим температурата достатъчно.
  • 1:02 - 1:05
    Ако повишим температурата
    на златото или оловото, те
  • 1:05 - 1:10
    се втечняват. Друг пример е,
    ако запалим въглерода,
  • 1:10 - 1:14
    той преминава в газообразно състояние
    и се освобождава в атмосферата,
  • 1:14 - 1:16
    а структурата му се разрушава.
  • 1:16 - 1:19
    Това са процеси, които всички ние,
    цялото човечество
  • 1:19 - 1:21
    сме наблюдавали хиляди години.
  • 1:21 - 1:24
    Това ни довежда до естествения въпрос,
    който в миналото е бил философски,
  • 1:24 - 1:26
    и на когото в днешно време
    можем да отговорим,
  • 1:26 - 1:34
    този въпрос е: Ако чупим на малки
    и все по-малки парченца този въглерод,
  • 1:34 - 1:36
    има ли някаква най-малка част
    от това вещество,
  • 1:36 - 1:40
    изключително малка частица
    от тази субстанция,
  • 1:40 - 1:43
    която все още да притежава
    свойствата на въглерода?
  • 1:43 - 1:45
    И ако има начин да продължим
    да разделяме до още по-малки частици,
  • 1:45 - 1:48
    ще загубим ли свойствата на въглерода?
  • 1:48 - 1:50
    Отговорът е: да.
  • 1:50 - 1:55
    От терминологична гледна точка, елементи
    наричаме тези различни вещества,
  • 1:55 - 1:59
    тези чисти субстанции, които имат специфични
    свойства при определена температура
  • 1:59 - 2:01
    и реагират по определен начин.
  • 2:01 - 2:05
    Наричаме ги елементи.
  • 2:05 - 2:09
    Въглеродът е елемент, оловото е елемент,
    златото е елемент.
  • 2:09 - 2:12
    Можеш да предположиш, че водата също е
    елемент, както хората са предполагали
  • 2:12 - 2:14
    назад в историята, но сега знаем,
  • 2:14 - 2:18
    че водата се състои
    от по-прости елементи.
  • 2:18 - 2:21
    Това са кислород и водород.
  • 2:21 - 2:28
    Всички известни нам елементи
    са включени в периодичната система.
  • 2:28 - 2:30
    С значи въглерод, само давам пример
    с онези елементи, които
  • 2:30 - 2:33
    са основни за човечеството, и
    в течение на времето най-вероятно
  • 2:33 - 2:36
    ще се запознаеш с всички елементи.
  • 2:36 - 2:39
    Това е кислород, това азот,
    а това силиций.
  • 2:39 - 2:43
    Това Au е злато. Това е олово.
  • 2:43 - 2:52
    Най-основната частица на всеки един
    от тези елементи е атомът.
  • 2:52 - 2:57
    Да обобщим, ако раздробяваме
    на все по-малки парченца,
  • 2:57 - 2:59
    накрая ще достигнем
    до въглеродния атом.
  • 2:59 - 3:02
    Направи същото нещо и тук, и накрая
    ще достигнеш до златния атом.
  • 3:03 - 3:05
    Ако направиш същото и тук,
    накрая ще получиш
  • 3:05 - 3:08
    една от тези много малки частици,
  • 3:08 - 3:09
    която ще наречеш оловен атом.
  • 3:09 - 3:12
    След това не можеш
    да продължиш да раздробяваш,
  • 3:12 - 3:15
    и полученото все още да бъде олово.
  • 3:15 - 3:17
    Тогава вече свойствата на оловото
    няма да присъстват.
  • 3:17 - 3:21
    И искам да те накарам да си представиш нещо,
    което на мен ми е трудно да си представя –
  • 3:21 - 3:25
    колко невероятно малки са атомите.
  • 3:25 - 3:28
    Наистина не можеш да си представиш
    колко са малки. Например въглеродът.
  • 3:28 - 3:31
    Косата ми е направена от въглерод.
    Всъщност по-голямата част от тялото ми
  • 3:31 - 3:33
    е направена от въглерод.
  • 3:33 - 3:37
    Нещо повече – повечето живи същества
    са направени главно от въглерод.
  • 3:37 - 3:41
    Например да вземем косата ми,
    тя е направена от въглерод.
  • 3:41 - 3:42
    Основният елемент, от който се състои
    косата ми, е въглерод.
  • 3:42 - 3:45
    Така че, ако вземем един мой косъм –
    косата ми не е руса,
  • 3:46 - 3:47
    но този цвят контрастира с черния фон.
  • 3:47 - 3:48
    Косата ми всъщност е черна,
    но няма да можеш
  • 3:48 - 3:50
    да я виждаш на екрана.
  • 3:50 - 3:52
    Ако наистина взема
    един косъм и те попитам:
  • 3:52 - 3:55
    колко въглеродни атома е широк?
  • 3:55 - 3:59
    И ако вземеш напречен разрез
    на този мой косъм, не по дължина,
  • 3:59 - 4:03
    а напречно, и се запопиташ колко въглеродни
    атома е широчината на този косъм?
  • 4:03 - 4:08
    Може да допуснеш, понеже е много тънък,
  • 4:08 - 4:09
    че може би има хиляда
    въглеродни атома тук,
  • 4:09 - 4:11
    или десет хиляди, или сто хиляди,
  • 4:11 - 4:14
    а аз ще кажа, НЕ! Има
    един милион въглеродни атома.
  • 4:14 - 4:19
    Можеш да преброиш един милион
    въглеродни атома по ширината на
  • 4:19 - 4:22
    нормалния човешки косъм.
  • 4:22 - 4:24
    Атомите не са точно един милион, това
    твърдение е очевидно приблизително,
  • 4:24 - 4:27
    но това ти дава представа
    колко малки са атомите.
  • 4:27 - 4:28
    Достатъчно е само да си отскубнеш
    един косъм от главата
  • 4:28 - 4:32
    и да си представиш как слагаш
    едно до друго един милион малки неща,
  • 4:32 - 4:38
    по широчината на косъма, не по дължината,
    а по широчината на косъма.
  • 4:38 - 4:39
    Даже е трудно да видиш
    широчината на косъма.
  • 4:39 - 4:41
    А има един милион въглеродни атома
  • 4:41 - 4:43
    в този напречен разрез.
  • 4:43 - 4:47
    Би било доста яко...
  • 4:47 - 4:51
    вече знаем, че съществува това
    най-основно съставно блокче въглерод,
  • 4:51 - 4:54
    това най-просто съставно блокче
    на всеки елемент.
  • 4:54 - 4:58
    Онова, което е още по-изумително,
    е, че тези съставни блокчета
  • 4:58 - 5:00
    са свързани помежду си.
    Въглеродният атом е съставен
  • 5:00 - 5:03
    от още по-прости частици.
  • 5:03 - 5:08
    Златният атом също е съставен от такива
    още по-прости фундаментални частици.
  • 5:08 - 5:13
    Подредбата на тези частици
    определя атомите,
  • 5:13 - 5:17
    а промяната в броя на фундаменталните
    частици може да промени
  • 5:17 - 5:19
    свойствата на този елемент,
    как реагира спрямо условията,
  • 5:19 - 5:23
    или дори да променим самия елемент.
  • 5:23 - 5:25
    За да можем да разберем
    материята по-добре,
  • 5:25 - 5:28
    нека да поговорим за тези
    фундаментални частици.
  • 5:28 - 5:33
    И ето имаме протона.
  • 5:33 - 5:36
    Всъщност протонът е определящ за....
  • 5:36 - 5:40
    броят на протоните в ядрото на атома –
    след малко ще говорим за ядрото на атома,
  • 5:40 - 5:43
    това е нещото, което определя елемента.
  • 5:43 - 5:45
    Определя всеки елемент.
  • 5:45 - 5:49
    Когато разгледаме периодичната система
    ето тук, елементите са всъщност
  • 5:49 - 5:52
    подредени по своето атомно число,
    а атомното число е
  • 5:52 - 5:55
    буквално броят на протоните
    за всеки елемент.
  • 5:55 - 5:59
    По определение, водородът
    има един протон.
  • 5:59 - 6:03
    Хелият има два протона.
    Въглеродът има шест протона.
  • 6:03 - 6:05
    Няма въглерод със седем протона,
  • 6:05 - 6:09
    при такъв брой това вече е азот,
    това вече не е въглерод.
  • 6:09 - 6:12
    Кислородът има осем протона.
    Ако някак пробавиш
  • 6:12 - 6:16
    още един протон, вече
    няма да е кислород, а флуор.
  • 6:16 - 6:18
    Това определя елементите.
  • 6:18 - 6:20
    Броят на протоните определя
    елементите.
  • 6:20 - 6:23
    И атомното число е
    броят на протоните,
  • 6:23 - 6:26
    броят на протоните, запомни
    – това е числото,
  • 6:26 - 6:29
    написано тук отгоре на всеки
    един от тези елементи
  • 6:29 - 6:32
    в периодичната система,
    броят на протоните
  • 6:32 - 6:34
    е равен на атомното число.
  • 6:34 - 6:37
    Е равен на атомното число.
  • 6:37 - 6:39
    И те слагат това число тук,
    защото то е
  • 6:39 - 6:42
    определящата характеристика
    на елемента.
  • 6:42 - 6:46
    Другите две съставни части на атома
  • 6:46 - 6:51
    са електрон
  • 6:51 - 6:55
    и неутрон.
  • 6:55 - 6:58
    Можеш да започнеш да строиш
    модела в главата си,
  • 6:58 - 7:00
    който в течение на изучаването
    на химия ще видиш,
  • 7:00 - 7:03
    че ще става все по-абстрактен
    и ще ти е много трудно
  • 7:03 - 7:07
    да си създаваш определения,
    но един начин да си го представиш, е
  • 7:07 - 7:08
    мислено да сложиш
    протоните и неутроните
  • 7:08 - 7:10
    в центъра на атома.
  • 7:10 - 7:12
    Те представляват
    ядрото на атома.
  • 7:12 - 7:15
    Например, знаем, че въглеродът
    има шест протона.
  • 7:15 - 7:19
    Едно, две, три, четири,
    пет, шест.
  • 7:19 - 7:22
    Въглерод 12, който е версия
    на въглерода, също
  • 7:22 - 7:24
    има шест неутрона.
  • 7:24 - 7:28
    Може да има разновидности на въглерода,
    които имат различен брой неутрони.
  • 7:28 - 7:30
    И така, броят на неутроните може да се променя,
    броят на електроните може да се променя,
  • 7:30 - 7:32
    и все още да имаме
    същия елемент.
  • 7:32 - 7:33
    Но протоните не могат
    да се променят.
  • 7:33 - 7:36
    Ако промениш протоните,
    получаваш различен елемент.
  • 7:36 - 7:39
    Ще ти нарисувам ядрото
    на въглерод 12.
  • 7:39 - 7:43
    Едно, две, три, четири,
    пет, шест.
  • 7:43 - 7:46
    И ето това тук е ядрото
    на въглерод 12.
  • 7:46 - 7:48
    И понякога той ще бъде
    записан така.
  • 7:48 - 7:54
    А понякога ще е записан
    броят на протоните.
  • 7:54 - 7:56
    Причината, поради която
    изписваме въглерод 12,
  • 7:56 - 7:59
    знаеш, тук преброих шест неутрона,
  • 7:59 - 8:04
    та причината е, че това е сборът –
    можеш да го разглеждаш като общия брой –
  • 8:04 - 8:06
    един начин да го разглеждаш...
    в бъдеще ще видим повече нюанси...
  • 8:06 - 8:12
    това е общият брой протони
    и неутрони в ядрото.
  • 8:12 - 8:15
    Въглеродът по дефиниция
    има атомно число 6,
  • 8:15 - 8:18
    но можем да го добавим тук,
    за да си напомняме за него.
  • 8:19 - 8:21
    И така, в центъра на въглеродния атом
    имаме това ядро.
  • 8:21 - 8:25
    И въглерод 12 има шест
    протона и шест неутрона.
  • 8:25 - 8:27
    Друга разновидност на въглерода –
    въглерод 14,
  • 8:27 - 8:31
    той пак има шест протона,
    но този път осем неутрона.
  • 8:31 - 8:32
    Броят на неутроните
    може да се променя,
  • 8:32 - 8:35
    но това тук е въглерод 12.
  • 8:35 - 8:41
    И ако въглерод 12 е неутрален, ще ти дам
    повече подробности за това след малко,
  • 8:41 - 8:43
    ако е неутрален, тогава
    ще има шест електрона.
  • 8:43 - 8:45
    Ще нарисувам тези
    шест електрона.
  • 8:45 - 8:49
    Едно, две, три, четири,
    пет, шест.
  • 8:49 - 8:53
    Един начин, може би
    първият начин
  • 8:53 - 8:57
    да си представим взаимовръзката
    между електроните и ядрото,
  • 8:57 - 9:00
    е да си представим
    как електроните обикалят,
  • 9:00 - 9:03
    движат се около това ядро.
  • 9:03 - 9:06
    Друг модел е да си представим
    как орбитират
  • 9:06 - 9:08
    около ядрото, но това не е точно така.
  • 9:08 - 9:12
    Те не орбитират така, както
    планета орбитира около слънцето.
  • 9:12 - 9:14
    Но това е добра стартова позиция.
  • 9:14 - 9:16
    Още един начин е да си представим, че
    един вид подскачат около ядрото
  • 9:16 - 9:19
    или бръмчат около него.
  • 9:19 - 9:22
    Това е така, само защото реалността е много странна
    на това ниво на съществуване
  • 9:22 - 9:24
    и всъщност ще трябва
    да се обърнем към квантовата
  • 9:24 - 9:26
    физика, за да можем наистина да разберем
    какво точно прави електронът.
  • 9:26 - 9:32
    Но първият модел, който да си представиш, е:
    в центъра на атома на този въглерод 12
  • 9:32 - 9:34
    имаме това ядро.
  • 9:34 - 9:37
    Това е ядрото ето тук.
  • 9:37 - 9:41
    А тези електрони подскачат
    около ядрото.
  • 9:41 - 9:45
    Причината, поради която тези електрони
    не се отдалечават от това ядро, е
  • 9:45 - 9:47
    че те са някак си привлечени
    от това ядро
  • 9:47 - 9:52
    и формират част от този
    атом, чиито протони
  • 9:52 - 9:53
    имат положителен заряд.
  • 9:53 - 9:58
    Имат положителен заряд, а електроните
    имат отрицателен заряд.
  • 9:58 - 10:02
    Едно от отличителните качества
    на тези фундаментални частици е,
  • 10:02 - 10:04
    че когато започнеш да си мислиш
    какво всъщност е заряд,
  • 10:04 - 10:05
    когато започнеш да се замисляш,
  • 10:05 - 10:07
    някак навлизаш надълбоко.
  • 10:07 - 10:08
    Но единственото, което знаем,
  • 10:08 - 10:11
    когато говорим за
    електромагнитни сили е,
  • 10:11 - 10:13
    че противоположните
    заряди се привличат.
  • 10:13 - 10:17
    Най-добрият начин да си го представим,
    е че протоните и електроните
  • 10:17 - 10:18
    имат различни заряди,
  • 10:18 - 10:20
    затова се привличат.
  • 10:20 - 10:24
    Неутроните са неутрални,
    затова те само си седят тук
  • 10:24 - 10:27
    вътре в ядрото и имат
    влияние върху свойствата
  • 10:27 - 10:33
    до известна степен за някои атоми
    на определени елементи.
  • 10:33 - 10:37
    Но причината електроните
    да не отлетят е,
  • 10:37 - 10:39
    защото те са привлечени.
  • 10:39 - 10:42
    Те са привлечени от ядрото.
  • 10:42 - 10:45
    Те също така имат невероятно
    висока скорост –
  • 10:45 - 10:49
    всъщност е много...
    пак се докоснахме до
  • 10:49 - 10:52
    една много странна част от физиката,
    щом стана въпрос за това
  • 10:52 - 10:54
    какво точно прави електрона.
  • 10:54 - 10:58
    Предполагам можем да кажем, че електронът
    подскача толкова интензивно,
  • 10:58 - 11:01
    за да не падне върху ядрото,
  • 11:01 - 11:03
    така можем
    да си представим това.
  • 11:03 - 11:08
    И ето, споменах ти за въглерод 12,
  • 11:08 - 11:10
    който се определя
    от броя на протоните.
  • 11:10 - 11:12
    Кислородът се определя
    от своите осем протона.
  • 11:12 - 11:16
    И още веднъж, електроните могат
    да си взаимодействат с други електрони.
  • 11:16 - 11:19
    Те могат да бъдат отнети
    от други атоми.
  • 11:19 - 11:23
    И този момент всъщност формира голяма част
    от разбирането ни за химичните процеси.
  • 11:23 - 11:26
    Базира се на това колко електрони
    има един определен
  • 11:26 - 11:28
    атом или елемент.
  • 11:28 - 11:29
    И как тези електрони
    се конфигурират,
  • 11:29 - 11:34
    как електроните на други
    елементи се конфигурират
  • 11:34 - 11:36
    или може би други атоми
    на същия елемент.
  • 11:36 - 11:41
    Можем да започнем да предвиждаме
    как атомът на един елемент
  • 11:41 - 11:43
    може да реагира с друг атом
    на същия елемент.
  • 11:43 - 11:47
    Или как атом на един
    елемент би реагирал,
  • 11:47 - 11:49
    как би се свързал или
    не би се свързал,
  • 11:49 - 11:52
    привлякъл или отблъснал
    един атом на друг елемент.
  • 11:52 - 11:56
    Например (за това ще учим
    много в бъдеще),
  • 11:56 - 12:00
    възможно е един атом
  • 12:00 - 12:03
    да изблъска електрон
    от въглерода,
  • 12:03 - 12:08
    поради някаква причина
    и ще говорим
  • 12:08 - 12:14
    за това, че определени неутрални атоми
    на определени елементи имат по-голям афинитет от други.
  • 12:14 - 12:17
    Например, ако един от тези атоми
    привлече един електрон от въглерода,
  • 12:17 - 12:21
    тогава този въглероден атом
    ще има по-малко електрони,
  • 12:21 - 12:25
    отколкото протони, и тогава ще имаме
    пет електрона и шест протона.
  • 12:25 - 12:28
    Това създава положителен заряд.
  • 12:28 - 12:30
    И така в този въглерод 12,
    първата версия, която направих,
  • 12:30 - 12:34
    имах шест протона, шест електрона
    и така зарядът се неутрализира.
  • 12:34 - 12:37
    Ако изгубя един електрон
    и останат само пет,
  • 12:37 - 12:39
    тогава ще имам
    положителен заряд.
  • 12:39 - 12:41
    Ще говорим още много за това
  • 12:41 - 12:43
    в течение на уроците по химия,
  • 12:43 - 12:44
    но се надявам, че започва
  • 12:44 - 12:46
    да ти става интересно.
  • 12:46 - 12:52
    Сега вече можем да се приближим
    до тази фундаментална градивна частица,
  • 12:52 - 12:53
    наречена атом.
  • 12:53 - 12:56
    А дори по-забележително е, че тази
    фундаментална градивна частица
  • 12:56 - 12:59
    е изградена от още по-фундаментални
    градивни частици.
  • 12:59 - 13:01
    И тези неща могат
    да бъдат разменяни,
  • 13:01 - 13:04
    за да променят свойствата
    на атомите или дори
  • 13:04 - 13:09
    да преминават от атома на един елемент
    в атома на друг елемент.
Title:
Атоми и химични елементи
Description:

Каква е връзката между химичните елементи и атомите. Запознаване с това как протоните, неутроните и електроните изграждат един атом.
more » « less
Video Language:
English
Duration:
13:09

Bulgarian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.