-
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
