Zaczynamy naszą podróż po świecie atomów i cząsteczek. To fundament chemii, więc warto dobrze to zrozumieć.
Co to jest atom?
Atom to najmniejsza część pierwiastka chemicznego. Zachowuje jego właściwości. Wyobraź sobie cegłę, z której zbudowany jest cały dom. Atom jest jak taka cegła dla materii.
Atom składa się z jeszcze mniejszych części: protonów, neutronów i elektronów.
Protony mają ładunek dodatni. Znajdują się w jądrze atomowym.
Neutrony są obojętne elektrycznie. Również znajdują się w jądrze.
Elektrony mają ładunek ujemny. Krążą wokół jądra po orbitalach.
Liczba protonów decyduje o tym, jaki to pierwiastek. Na przykład, atom wodoru ma jeden proton, a atom węgla ma sześć.
Co to jest cząsteczka?
Cząsteczka to zbiór dwóch lub więcej atomów. Połączone są wiązaniami chemicznymi.
Na przykład, cząsteczka wody (H₂O) składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu.
Cząsteczki mogą być zbudowane z atomów tego samego pierwiastka. Np. cząsteczka tlenu (O₂) składa się z dwóch atomów tlenu.
Mogą też być zbudowane z atomów różnych pierwiastków. Np. cząsteczka dwutlenku węgla (CO₂) składa się z atomu węgla i dwóch atomów tlenu.
Pierwiastki i związki chemiczne
Pierwiastek chemiczny to substancja. Składa się z atomów o tej samej liczbie protonów. Nie można go rozłożyć na prostsze substancje za pomocą reakcji chemicznych.
Przykłady pierwiastków: wodór (H), tlen (O), węgiel (C), żelazo (Fe), złoto (Au).
Związek chemiczny to substancja. Składa się z dwóch lub więcej różnych pierwiastków. Połączone są ze sobą wiązaniami chemicznymi. Można go rozłożyć na prostsze substancje za pomocą reakcji chemicznych.
Przykłady związków chemicznych: woda (H₂O), dwutlenek węgla (CO₂), chlorek sodu (NaCl - sól kuchenna).
Masa atomowa i masa cząsteczkowa
Masa atomowa to masa jednego atomu pierwiastka. Wyrażona jest w jednostkach masy atomowej (u). Jest to względna masa, porównywana do masy atomu węgla 12C.
Można ją odczytać z układu okresowego pierwiastków.
Masa cząsteczkowa to suma mas atomowych atomów. Z których zbudowana jest cząsteczka. Również wyrażona jest w jednostkach masy atomowej (u).
Aby obliczyć masę cząsteczkową, musimy znać wzór cząsteczki i masy atomowe poszczególnych pierwiastków.
Przykład: Obliczanie masy cząsteczkowej wody (H₂O).
Masa atomowa wodoru (H) ≈ 1 u.
Masa atomowa tlenu (O) ≈ 16 u.
Masa cząsteczkowa H₂O = 2 * masa atomowa H + masa atomowa O = 2 * 1 u + 16 u = 18 u.
Wzory chemiczne
Wzór chemiczny to zapis symboli pierwiastków. Określa skład cząsteczki związku chemicznego. Pokazuje, jakie atomy i w jakiej liczbie wchodzą w skład cząsteczki.
Wzory chemiczne dzielimy na:
Wzór empiryczny (elementarny): podaje najprostszy stosunek liczby atomów poszczególnych pierwiastków w związku. Na przykład, wzór empiryczny glukozy to CH₂O.
Wzór sumaryczny (cząsteczkowy): podaje dokładną liczbę atomów każdego pierwiastka w cząsteczce. Na przykład, wzór sumaryczny glukozy to C₆H₁₂O₆.
Wzór strukturalny: pokazuje, jak atomy są połączone ze sobą w cząsteczce. Używa linii do oznaczania wiązań chemicznych.
Mieszaniny
Mieszanina to połączenie dwóch lub więcej substancji. Nie są ze sobą połączone chemicznie. Zachowują swoje indywidualne właściwości.
Mieszaniny dzielimy na:
Mieszaniny jednorodne: Składniki są równomiernie rozłożone. Nie widać ich gołym okiem ani pod mikroskopem. Przykład: roztwór soli w wodzie, powietrze.
Mieszaniny niejednorodne: Składniki nie są równomiernie rozłożone. Można je rozróżnić gołym okiem lub pod mikroskopem. Przykład: piasek z wodą, olej z wodą.
Rozdzielanie mieszanin
Mieszaniny można rozdzielać na składniki. Wykorzystuje się różnice we właściwościach fizycznych składników. Np. różnice w temperaturze wrzenia, gęstości, rozpuszczalności.
Popularne metody rozdzielania mieszanin:
Dekantacja: Zlewanie cieczy znad osadu.
Filtracja: Przecedzanie mieszaniny przez filtr. Do oddzielenia substancji stałej od cieczy.
Destylacja: Wykorzystuje różnice w temperaturach wrzenia składników.
Ekstrakcja: Wykorzystuje różnice w rozpuszczalności składników.
Sedymentacja: Opada cięższych składników na dno naczynia.
Podsumowanie
Zrozumienie atomów i cząsteczek to klucz do chemii. Pamiętaj o definicjach, przykładach i różnicach między nimi. Ucz się wzorów chemicznych i metod rozdzielania mieszanin. Powodzenia na sprawdzianie!
