Return to Video

יסודות ואטומים

  • 0:00 - 0:03
    אנחנו בני האדם יודעים כבר אלפי שנים
  • 0:03 - 0:06
    מהתבוננות על הסביבה שמקיפה אותנו
  • 0:06 - 0:07
    שישנם מרכיבים שונים,
  • 0:07 - 0:10
    ולמרכיבים השונים הללו יש תכונות שונות
  • 0:10 - 0:12
    ולא רק שיש להם תכונות שונות
  • 0:12 - 0:15
    מרכיב אחד יכול להחזיר אור בצורה מסוימת או לא להחזיר אור
  • 0:15 - 0:18
    או להיות בצבע מסוים או בטמפרטורה מסוימת
  • 0:18 - 0:21
    להיות נוזל או גז או מוצק.
  • 0:21 - 0:22
    אנחנו מתחילים לראות גם
  • 0:22 - 0:25
    איך הם מתנהגים אחד עם השני במצבים מסוימים
  • 0:25 - 0:28
    הנה תמונות של כמה מהחומרים האלה
  • 0:28 - 0:31
    כאן אפשר לראות פחמן כשהוא בצורת גרפיט
  • 0:31 - 0:36
    וזה כאן הוא עופרת, וזה כאן הוא זהב
  • 0:36 - 0:39
    וכל אלו שהראיתי, שהראיתי תמונות שלהם כאן
  • 0:39 - 0:41
    השגתי אותם מהאתר הזה כאן
  • 0:41 - 0:44
    כל אלה הם במצב המוצק שלהם. אבל אנחנו גם יודעים ש
  • 0:45 - 0:47
    זה נראה כאילו יש סוגים של אויר
  • 0:48 - 0:49
    סוגים שונים של חלקיקי אויר
  • 0:49 - 0:52
    ותלוי באיזה סוג של חלקיקי אוויר אתם מסתכלים
  • 0:52 - 0:55
    בין אם זה פחמן או חמצן או חנקן, ונראה
  • 0:55 - 0:58
    שיש להם תכונות מסוימות שונות. או שיש דברים
  • 0:58 - 0:59
    שיכולים להיות נוזל.
  • 0:59 - 1:03
    או אפילו אם תעלה את הטמפרטורה לחום גבוה מספיק על הדברים האלה
  • 1:03 - 1:05
    אם תחמם זהב או עופרת לטמפרטורה גבוהה מספיק
  • 1:05 - 1:07
    אתה יכול לקבל נוזל.
  • 1:07 - 1:10
    אם תשרוף את הפחמן הזה
  • 1:10 - 1:11
    אתה יכול להביאו למצב הגזי שלו.
  • 1:11 - 1:13
    אתה יכול לשחרר אותו אל תוך האטמוספירה.
  • 1:13 - 1:15
    אתה יכול לשבור את המבנה שלו.
  • 1:15 - 1:17
    אז אלו דברים שהאנושות
  • 1:17 - 1:21
    התבוננה בהם במשך אלפי שנים.
  • 1:21 - 1:24
    אך זה מוביל אל שאלה טבעית, שבעבר נטתה להיות שאלה פילוסופית
  • 1:24 - 1:26
    אך עכשיו אנו יכולים לענות עליה קצת יותר טוב.
  • 1:26 - 1:31
    והשאלה היא: אם אתה ממשיך לפרק את הפחמן הזה
  • 1:31 - 1:36
    לחתיכות קטנות וקטנות יותר. האם ישנה חתיכה קטנה ביותר,
  • 1:36 - 1:40
    יחידה קטנה ביותר של הדבר הזה, של המרכיב הזה,
  • 1:40 - 1:43
    שיש בו עדיין את התכונות של פחמן?
  • 1:43 - 1:45
    ואם בדרך כלשהיא תפרק את זה קצת יותר
  • 1:45 - 1:48
    תאבד את התכונות של הפחמן?
  • 1:48 - 1:50
    והתשובה היא: יש!
  • 1:50 - 1:56
    ובכן, רק בכדי לסדר את הטרמינולוגיה שלנו, אנו קוראים למרכיבים השונים האלו,
  • 1:56 - 1:59
    למרכיבים הטהורים האלו שיש להם תכונות ספציפיות בטמפרטורות מסויימות
  • 1:59 - 2:01
    ומגיבים בדרכים מסויימות, אנו קוראים להם - יסודות.
  • 2:01 - 2:05
    אנו קוראים להם יסודות
  • 2:05 - 2:09
    פחמן הוא יסוד, עופרת היא יסוד, זהב הוא יסוד
  • 2:09 - 2:10
    אתם עלולים לומר שמים הם יסוד, ובעבר
  • 2:10 - 2:14
    אנשים התייחסו אל מים כיסוד, אך כיום אנו יודעים
  • 2:14 - 2:18
    שמים עשויים מיסודות בסיסיים יותר
  • 2:18 - 2:20
    הם עשויים מחמצן ומימן,
  • 2:20 - 2:28
    וכל היסודות שלנו רשומים כאן בטבלה המחזורית של היסודות
  • 2:29 - 2:30
    C מסמל פחמן
    אני רק עובר על אלו
  • 2:30 - 2:32
    שמאוד רלוונטיים לאנושות, אך עם הזמן אתם כנראה
  • 2:32 - 2:36
    תכירו את כולם
  • 2:36 - 2:39
    זה חמצן, זה חנקן וזה צורן (סיליקון)
  • 2:39 - 2:43
    וזה - Au הוא זהב, זה עופרת
  • 2:43 - 2:52
    והחלק הבסיסי ביותר של היסודות האלו הוא האטום
  • 2:52 - 2:55
    כך שאם תמשיכו לחפור ולקחת
  • 2:55 - 2:57
    חלקים קטנים יותר ויותר של זה, לבסוף תקבלו
  • 2:57 - 2:59
    אטום של פחמן
  • 2:59 - 3:03
    ואותו הדבר כאן, לבסוף תקבלו אטום של זהב
  • 3:03 - 3:04
    תעשו את אותו הדבר כאן ולבסוף תקבלו
  • 3:04 - 3:08
    חלק קטן מאוד של חלקיק
  • 3:08 - 3:09
    שתקראו לו אטום עופרת
  • 3:09 - 3:12
    ולא תוכלו לפרק את זה יותר
  • 3:12 - 3:17
    ועדיין לקרוא לזה עופרת. לא יהיה לזה את אותן תכונות כמו לעופרת
  • 3:17 - 3:21
    ורק כדי לתת לכם מושג, וזה משהו שהיה לי קשה
  • 3:21 - 3:24
    לדמיין, האטומים הם קטנים בצורה שלא ניתן לשער
  • 3:24 - 3:27
    באמת כל כך קטנים. כך למשל פחמן
  • 3:27 - 3:30
    השיער שלי גם עשוי מפחמן. למעשה רובי
  • 3:30 - 3:32
    עשוי מפחמן.
  • 3:32 - 3:36
    למעשה, כמעט כל היצורים החיים עשויים מפחמן
  • 3:36 - 3:41
    ולכן, אם תקחו את השיער שלי, העשוי מפחמן
  • 3:41 - 3:42
    השיער שלי, רובו פחמן
  • 3:42 - 3:45
    לכן אם תקחו את השיער שלי, השיער שלי לא בלונדיני
  • 3:45 - 3:47
    אך זה משתלב יפה עם השחור
  • 3:47 - 3:48
    השיער שלי שחור, אך אם הייתי עושה זאת בשחור לא הייתם יכולים
  • 3:48 - 3:50
    לראות את זה על המסך.
  • 3:50 - 3:52
    אך אם הייתם בוחנים את השיער שלי והייתי שואל אתכם
  • 3:52 - 3:55
    כמה אטומי פחמן יש ברוחב השיער שלי?
  • 3:55 - 3:58
    כך שאם תקחו חתך רוחבי של השיער שלי, לא האורך.
  • 3:59 - 4:03
    הרוחב של השיער שלי, ואני אשאל: כמה אטומי פחמן יש ברוחב של זה?
  • 4:03 - 4:07
    ואתם תנחשו, 'סאל כבר אמר לי שזה מאוד קטן'
  • 4:07 - 4:09
    'ואולי יש כאן אלפי אטומי פחמן'
  • 4:09 - 4:10
    'או עשרות אלפים, או מאות אלפים'
  • 4:10 - 4:14
    ואני הייתי אומר: 'לא! יש כאן מיליון אטומי פחמן'.
  • 4:14 - 4:17
    אתם יכולים לחרוז מיליון אטומי פחמן ברוחב
  • 4:17 - 4:21
    של השיער הממוצע.
  • 4:21 - 4:23
    וזה כמובן השערה, זה לא בדיוק
  • 4:24 - 4:27
    מיליון, אך זה נותן לכם מושג כמה קטן
  • 4:27 - 4:28
    הוא האטום. תלשו שערה מהראש שלכם
  • 4:28 - 4:31
    ורק דמיינו להניח מיליון דברים אחד ליד השני
  • 4:31 - 4:36
    לרוחב השיער. לא האורך, הרוחב
  • 4:36 - 4:39
    של השיער. זה אפילו קשה לראות את רוחב השיער
  • 4:39 - 4:41
    ויהיו מיליון אטומי פחמן
  • 4:41 - 4:43
    שמסודרים שם.
  • 4:49 - 4:51
    אנו יודעים שיש את המבנה הבסיסי הזה
  • 4:51 - 4:54
    של פחמן, המבנה הבסיסי של כל יסוד
  • 4:54 - 4:56
    אבל מה שיותר מגניב זה שהמבנים הבסיסיים האלו
  • 4:56 - 4:59
    מחוברים אחד לשני. אטום פחמן עשוי
  • 4:59 - 5:03
    מחלקיקים יסודיים יותר.
  • 5:03 - 5:07
    אטום זהב עשוי מחלקיקים יסודיים יותר
  • 5:08 - 5:12
    והם בעצם מוגדרים ע"י הסידור של
  • 5:12 - 5:14
    החלקיקים היסודיים האלו. ואם תשנה את המספר
  • 5:14 - 5:16
    של אותם חלקיקים יסוד, אתם יכולים לשנות
  • 5:16 - 5:19
    את התכונות של אותו יסוד, איך שהוא יגיב
  • 5:19 - 5:22
    ואפילו אפשר לשנות את היסוד עצמו.
  • 5:23 - 5:25
    ורק בכדי להבין זאת יותר טוב,
  • 5:25 - 5:28
    בואו נדבר על אותם יסודות.
  • 5:28 - 5:32
    יש פרוטון
  • 5:32 - 5:36
    והפרוטון... מספר
  • 5:36 - 5:39
    הפרוטונים בגרעין האטום... ואני אדבר על
  • 5:39 - 5:42
    הגרעין בעוד שניה, זה מה שמגדיר את היסוד.
  • 5:42 - 5:45
    זה מה שמגדיר את היסוד
  • 5:45 - 5:47
    כשאתם מסתכלים על הטבלה המחזורית, הם בעצם
  • 5:48 - 5:52
    רשומים בסדר של המספר האטומי שלהם, והמספר האטומי הוא
  • 5:52 - 5:55
    מספר הפרוטונים ביסוד.
  • 5:55 - 5:59
    כך שבהגדרה, למימן יש פרוטון אחד
  • 5:59 - 6:03
    להליום יש 2 פרוטונים. לפחמן יש 6 פרוטונים.
  • 6:03 - 6:05
    אתם לא יכולים להשיג פחמן עם 7 פרוטונים,
  • 6:05 - 6:10
    כיוון שאם תשיגו, זה יהיה חנקן, זה כבר לא יהיה פחמן.
  • 6:10 - 6:13
    לחמצן יש 8 פרוטונים. אם איכשהו תוסיפו
  • 6:13 - 6:14
    עוד פרוטון לכאן, זה כבר לא יהיה חמצן
  • 6:14 - 6:18
    זה יהיה פלואור. כך שזה מגדיר את היסוד
  • 6:18 - 6:20
    זה מגדיר את היסוד.
  • 6:20 - 6:24
    והמספר האטומי. מספר הפרוטונים...
  • 6:24 - 6:26
    וזכרו, זה המספר
  • 6:26 - 6:28
    שרשום בחלק העליון של כל אחד
  • 6:28 - 6:31
    מהיסודות בטבלה המחזורית. מספר הפרוטונים
  • 6:31 - 6:33
    שווה למספר האטומי.
  • 6:37 - 6:40
    והמספר רשום כאן כיוון שזה מגדיר
  • 6:40 - 6:42
    את האופי של היסוד.
  • 6:42 - 6:46
    שני המרכיבים האחרים של האטום,
  • 6:46 - 6:51
    אני מניח שאנו יכולים לקרוא לזה כך, הם: אלקטרונים
  • 6:51 - 6:55
    וניטרונים
  • 6:55 - 6:58
    והמודל שאתם יכולים לדמיין
  • 6:58 - 7:00
    והמודל הזה, ככל שנתקדם בכימיה, נראה
  • 7:00 - 7:04
    שהוא יותר אבסטרקטי, ומאוד קשה
  • 7:04 - 7:07
    לתפוס. אך דרך אחת לחשוב על זה
  • 7:07 - 7:08
    יש את הפרוטונים ואת הניוטרונים
  • 7:08 - 7:10
    שהם מרכז האטום.
  • 7:10 - 7:12
    הם גרעין האטום.
  • 7:12 - 7:15
    לדוגמא: פחמן, אנו יודעים שיש לו 6 פרוטונים.
  • 7:15 - 7:19
    1,2,3,4,5,6
  • 7:19 - 7:22
    פחמן 12, שהוא סוג של פחמן, יהיה לו גם
  • 7:22 - 7:24
    שישה ניוטרונים.
  • 7:24 - 7:26
    אפשר שיהיה סוג אחר של פחמן
  • 7:26 - 7:28
    עם מספר ניוטרונים שונה.
  • 7:28 - 7:30
    לכן, מספר הניוטרונים יכול להשתנות, מספר האלקטרונים יכול להשתנות
  • 7:30 - 7:32
    עדיין זה יהיה אותו יסוד.
  • 7:32 - 7:33
    הפרUטונים לא יכולים להשתנות.
  • 7:33 - 7:36
    אם תשנו את הפרוטונים, תקבלו יסוד אחר.
  • 7:36 - 7:39
    בואו נצייר גרעין של פחמן 12.
  • 7:39 - 7:43
    1,2,3,4,5,6.
  • 7:43 - 7:46
    אז זה גרעין של פחמן 12
  • 7:46 - 7:48
    ולעיתים זה יהיה כתוב כך...
  • 7:48 - 7:51
    ולפעמים יכתבו את מספר
  • 7:51 - 7:54
    הפרוטונים גם כן.
  • 7:54 - 7:56
    והסיבה שקוראים לזה פחמן 12...
  • 7:56 - 7:59
    הרי ספרתי 6 ניוטרונים
  • 7:59 - 8:00
    זה המספר הכולל...
  • 8:04 - 8:05
    ואנחנו ניכנס
  • 8:05 - 8:08
    אל יותר פרטים בעתיד... זה המספר הכולל
  • 8:08 - 8:12
    של פרוטונים וניוטרונים בגרעין האטום
  • 8:12 - 8:15
    והפחמן הזה בהגדרה מספר אטומי 6
  • 8:15 - 8:19
    אך אנחנו יכולים לשכתב את זה כאן, רק בכדי להזכיר לעצמנו.
  • 8:19 - 8:21
    אז, במרכז אטום הפחמן יש לנו את הגרעין
  • 8:21 - 8:25
    ולפחמן 12 יש 6 פרוטונים ו-6 ניוטרונים
  • 8:25 - 8:27
    סוג אחר של פחמן, פחמן 14, עדיין יהיה
  • 8:27 - 8:31
    שישה פרוטונים, אך יהיה לנו 8 ניוטרונים.
  • 8:31 - 8:32
    כך שמספר הניוטרונים השתנה.
  • 8:32 - 8:35
    אך זה פחמן 12
  • 8:35 - 8:41
    ואם פחמן 12 הוא ניטרלי, ואני אתן עוד פרטים על המושג הזה תיכף,
  • 8:41 - 8:43
    אם הוא ניטרלי, יהיה לו גם 6 אלקטרונים.
  • 8:43 - 8:45
    אז אצייר את 6 האלקטרונים האלו.
  • 8:45 - 8:49
    1,2,3,4,5,6
  • 8:49 - 8:52
    ודרך אחת... וזו אולי דרך
  • 8:52 - 8:57
    לחשוב על היחסים בין האלקטרונים
  • 8:57 - 8:59
    והגרעין... אתם יכולים לדמיין שהאלקטרונים
  • 8:59 - 9:03
    הם "נעים" סביב הגרעין.
  • 9:03 - 9:07
    אתם יכולים לדמיין אותם חגים (במסלול היקפי)
  • 9:07 - 9:08
    סביב הגרעין, אך זה לא בדיוק נכון.
  • 9:08 - 9:10
    הם לא חגים כמו שהפלאנטות.
  • 9:10 - 9:12
    חגים סביב השמש.
  • 9:12 - 9:14
    אך זו נקודת התחלה טובה.
  • 9:14 - 9:19
    דרך אחרת לדמיין את זה: שהם מקפצים סביב הגרעין
  • 9:19 - 9:20
    וזה בכלל שהמציאות מתחילה להיות מוזרה
  • 9:22 - 9:24
    ברמה הזו, ואנחנו נצטרך להיכנס אל תוך פיזיקה
  • 9:24 - 9:26
    קוונטית, בכדי להבין באמת מה האלקטרון עושה.
  • 9:26 - 9:29
    אך המודל הראשון שתדמיינו הוא שבמרכז
  • 9:29 - 9:32
    האטום הזה, הפחמן 12
  • 9:32 - 9:34
    יש לכם גרעין.
  • 9:34 - 9:37
    יש לכם את הגרעין בדיוק כאן.
  • 9:37 - 9:41
    והאלקטרונים מקפצים סביב הגרעין.
  • 9:41 - 9:44
    והסיבה שהאלקטרונים לא בורחים
  • 9:44 - 9:47
    מהגרעין, מדוע הם "קשורים" אל הגרעין
  • 9:47 - 9:49
    והם מהווים כחלק מהאטום? כיוון
  • 9:49 - 9:55
    שלפרוטון יש מטען חיובי.
  • 9:55 - 9:58
    ולאלקטרון יש מטען שלילי.
  • 9:58 - 10:02
    וזו אחת התכונות של חלקיקי
  • 10:02 - 10:04
    היסוד, כשתתחילו לחשוב על מה זה מטען
  • 10:04 - 10:05
    בעצם, מלבד ההגדרה, זה בעצם מתחיל להיות
  • 10:05 - 10:07
    קצת עמוק.
  • 10:07 - 10:08
    אך הדבר שאתם צריכים לדעת
  • 10:08 - 10:11
    כשאנו מדברים על כח אלקטרו-מגנטי,
  • 10:11 - 10:13
    זה שמטענים הפוכים נמשכים זה לזה.
  • 10:13 - 10:16
    כך שהדרך הטובה ביותר לחשוב על זה היא: פרוטונים ואלקטרונים,
  • 10:17 - 10:18
    כיוון שיש להם מטענים שונים,
  • 10:18 - 10:20
    נמשכים זה לזה.
  • 10:20 - 10:24
    ניוטרונים הם נייטרלים, כך שהם בעצם רק יושבים כאן
  • 10:24 - 10:27
    בתוך הגרעין, והם אכן משפיעים על התכונות
  • 10:27 - 10:33
    ברמה מסויימת, של כמה אטומים ביסודות מסויימים.
  • 10:33 - 10:36
    אך הסיבה מדוע האלקטרונים לא בורחים
  • 10:36 - 10:39
    להם, בגלל שהם נמשכים.
  • 10:39 - 10:42
    הם נמשכים כלפי הגרעין.
  • 10:42 - 10:45
    ויש להם גם מהירות עצומה.
  • 10:45 - 10:48
    זה בעצם קשה... אנחנו נוגעים שוב
  • 10:48 - 10:52
    בחלק מוזר מאוד של הפיזיקה ברגע שאנו מתחילים לדבר
  • 10:52 - 10:55
    מה אלקטרון בעצם עושה.
  • 10:55 - 10:58
    אני מניח שאפשר לומר שהוא מקפץ מספיק
  • 10:58 - 11:01
    כך שהוא לא רוצה ליפול אל תוך הגרעין,
  • 11:01 - 11:03
    אני מניח שזו דרך אחת לחשוב על זה.
  • 11:03 - 11:08
    וכך, פחמן 12 מוגדר
  • 11:08 - 11:10
    ע"י מספר הפרוטונים.
  • 11:10 - 11:12
    חמצן מוגדר ע"י שיש לו 8 פרוטונים.
  • 11:12 - 11:16
    אך אלקטרונים יכולים להגיב עם אלקטרונים אחרים.
  • 11:16 - 11:19
    הם יכולים להילקח ע"י אטומים אחרים.
  • 11:19 - 11:23
    וזה בעצם מעניק לנו הרבה מן ההבנה שיש לנו בכימיה.
  • 11:23 - 11:26
    זה מבוסס על כמה אלקטרונים יש לאטום,
  • 11:26 - 11:28
    או ליסוד מסויים
  • 11:28 - 11:29
    וכיצד האלקטרונים האלו מסודרים,
  • 11:29 - 11:34
    וכיצד האלקטרונים של יסוד אחר מסודרים
  • 11:34 - 11:36
    או אולי אטומים אחרים של אותו יסוד.
  • 11:36 - 11:41
    אנו יכולים להתחיל לחזות כיצד אטום של יסוד מסויים,
  • 11:41 - 11:43
    יגיב עם אטום אחר של אותו יסוד.
  • 11:43 - 11:47
    או אטום של יסוד אחר,
  • 11:47 - 11:50
    וכיצד הוא יכול להתחבר או לא להתחבר או למשוך
  • 11:50 - 11:52
    או לדחות אטום אחר של יסוד אחר.
  • 11:52 - 11:55
    כך לדוגמא, ואנחנו נלמד עוד הרבה על כך
  • 11:55 - 12:00
    בעתיד. זה אפשרי לאטום במקום מסויים
  • 12:00 - 12:03
    לקחת אלקטרון מפחמן,
  • 12:03 - 12:08
    בגלל איזושהי סיבה... ואנו נדבר על
  • 12:08 - 12:12
    כמה אטומים נייטרלים של יסודות מסויים יש להם
  • 12:12 - 12:14
    נטייה גבוהה יותר לקחת אלקטרונים מאחרים
  • 12:14 - 12:17
    למשל, אולי אחד מאלו, לוקח אלקטרון
  • 12:17 - 12:20
    מפחמן, ואז לפחמן הזה יש פחות
  • 12:20 - 12:25
    אלקטרונים מפרוטונים, כך שנשאר לנו 5 אלקטרונים ושישה פרוטונים
  • 12:25 - 12:28
    ואז יהיה לנו מטען חיובי.
  • 12:28 - 12:30
    כך שבפחמן 12 הזה, בגירסה הראשונה שעשיתי,
  • 12:30 - 12:34
    היה לי 6 פרוטונים, 6 אלקטרונים, המטענים החשמליים התבטלו.
  • 12:34 - 12:37
    אם אני אאבד אלקטרון, כך שישאר לי רק 5,
  • 12:37 - 12:39
    כך אני אקבל מטען מטען חיובי.
  • 12:39 - 12:41
    ואנו הולכים לדבר עוד על זה
  • 12:41 - 12:43
    במשך שיעורי הכימיה.
  • 12:43 - 12:44
    אך בתקווה שיש לכם הערכה
  • 12:44 - 12:46
    שזה כבר מתחיל להיות מגניב.
  • 12:46 - 12:52
    אנחנו כבר יכולים לתפוס את אבן היסוד הזו
  • 12:52 - 12:53
    שנקראת אטום.
  • 12:53 - 12:55
    ומה שיותר מגניב זה שאבן היסוד הזו
  • 12:55 - 12:57
    בנויה מעוד
  • 12:57 - 12:59
    אבני יסוד.
  • 12:59 - 13:01
    והדברים האלו יכולים להתחלף
  • 13:01 - 13:04
    לשנות את התכונות של האטום, או אף להשתנות
  • 13:04 - 13:09
    מאטום של יסוד אחד, לאטום של יסוד אחר.
Title:
יסודות ואטומים
Description:

איך יסודות שונים קשורים לאטום. הבסיס של מבנה האטום וכיצד הפרוטונים, הניוטרונים והאלקטרונים מרכיבים את האטום
more » « less
Video Language:
English
Duration:
13:09

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.