Why study the chemistry of minerals? Mineraalit koostuvat atomeista, joilla on vaikutusta mineraalin käyttäytymiseen ja ominaisuuksiin. Ymmärtääksemme, selittääksemme ja ennustaaksemme mineraalien ja kiviainesten käyttäytymistä-jotka on tehty mineraaleista-meidän on ymmärrettävä joitakin perustietoja atomeista ja niiden käyttäytymisestä. Tämä vaatii jonkin kemian perusymmärrystä. Aloitamme rakentamalla ajattelussamme atomeja niiden kolmen aliatomisen hiukkasen suhteen, joista atomit on tehty.,
Atomien
Kuva 1. Tässä kuvatut alkuaineet, kuten helium, koostuvat atomeista. Atomit koostuvat protoneista ja neutroneista sijaitsee tumassa, jossa elektronien orbitaalit ympäröivä ydin.
Atomit koostuvat protoneista, neutroneista ja elektroneista. Protoneilla on positiivinen (+) sähkövaraus. Elektroneilla on negatiivinen (−) varaus, joka on täsmälleen yhtä suuri ja vastakkainen sähkövaraus protonin. Neutronit ovat sähköisesti neutraaleja.
suurin osa atomin massasta on pakattu sen pieneen ytimeen., Atomiydin koostuu protoneista ja neutroneista, joiden massa on suunnilleen sama (noin 1,67 × 10-24 grammaa). Elektronit, toisaalta, on järjestetty erityisiä orbitaalit noin atomin ytimessä; ne ovat myös paljon pienempi massa kuin protonit ja neutronit, painaa vain 9.11 × 10-28 grammaa, eli noin 1/1800 paino protonit ja neutronit.
vaikka massa elektroni on pieni massa verrattuna massa protoni tai neutroni, elektroni vievät suurimman määrän atomi (ks. Kuva 1).,
ionit
neutraalilla atomilla on sama määrä elektroneja kuin protoneilla. Atomi, joka on menettänyt tai saanut elektroneja, ei ole enää sähköisesti neutraali atomi. Tällaista atomia, joka ei ole sähköisesti neutraali ja johon liittyy sähkövaraus, kutsutaan ioniksi. Elektroneja saaneet atomit ovat negatiivisesti ( − ) varautuneita ioneja eli anioneja. Elektroneja menettäneet atomit ovat positiivisesti ( + ) varautuneita ioneja eli kationeja.
on myös mahdollista, että ionit ovat itse asiassa pieniä atomiryhmiä, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa. Nämä tunnetaan polyatomisina ioneina., Yksi esimerkki polyatomic ionien on karbonaatti-ioni, (CO3)2−, jossa on kaksi ylimääräisiä elektroneja, jolloin se net sähkövaraus 2−.
Kemialliset Kaavat
Olemme juuri nähneet, että karbonaatti-ioni voidaan kutsua myös (CO3)2−. Mutta mitä tämä tarkalleen tarkoittaa?
ensin katsotaan kirjaimet: CO. Atomeilla on kemiallisia symboleja; jokaiselle alkuaineelle on annettu yksi tai kaksi kirjainta sen esittämiseksi. Siten C on hiilen ja O on hapen (kaikki nämä kemialliset symbolit voidaan nähdä jaksollisen kuvassa 2 alla).,
kuten edellä lukee, 2− tarkoittaa, että ionilla on kaksi ylimääräistä elektronia. Entä ne kolme? Ionissa on siis kolme happiatomia. Tietyn kaavan atomien lukumäärä ei aina ole alaindeksissä. Maksu on aina kirjoitettu yläindeksi lopussa kaava (yläindeksi alussa kaava tarkoittaa jotain muuta—me saamme tämän kun me keskustella isotooppeja.alla). Suluissa noin CO3 osoittavat, että maksu kuuluu koko polyatomic yksikkö, eikä vain O3.,
Näin karbonaatti-ioni on yksi hiiliatomin (C), kolme happiatomia (O3), ja kaksi on ylimääräisiä elektroneja (2−), joka vastaa koko polyatomic ioneja.
Jaksollisen
Luonnossa esiintyvien atomien löytyy maan välillä vetyä, jossa on vain yksi protoni, sen ydin, uraanin, 92 protonit sen ydin. Nämä ovat luonnossa esiintyviä kemiallisia alkuaineita, joihin kuuluvat sellaiset yleisesti tunnetut alkuaineet kuin hiili, happi, rauta ja niin edelleen., Jaksollisen luetellaan kaikki kemialliset elementit tavalla, joka kertoo, kuinka monta protonia jokainen niistä on, miten sen elektronit ovat järjestetty, ja mitä yleinen kemiallinen käyttäytyminen jokainen elementti on.
Kuva 2. Seuraa tätä linkkiä suureen jaksollisen järjestelmän versioon. Linkki avautuu uudessa ikkunassa, joten voit helposti viitata siihen, kun luet tämän sivun läpi.
Kuten Kuvassa 2, jaksollisen koostuu kahdeksantoista ryhmien ja seitsemän kaudet., Kaksi ylimääräistä riviä elementtejä, tunnetaan lantanidit ja aktinidit, ovat sijoitettu alla tärkein taulukossa. Nämä elementit on sijoitettu erikseen, jotta taulukko on kompaktimpi. Kaikilla ryhmän alkuaineilla on samanlainen kemiallinen käyttäytyminen. Tämä johtuu siitä, että kaikilla ryhmän alkuaineilla on atomeissaan samanlainen elektronien järjestely, ja elektronin järjestely määrittää alkuaineen kemiallisen käyttäytymisen.
jokaiselle alkuaineelle ilmoitetaan nimi, atomisymboli, atomiluku ja atomimassa., Atomiluku on kokonaisluku, joka edustaa protonien määrää: Jokainen kemiallinen alkuaine erotetaan sen tumassa olevien protonien lukumäärästä. Esimerkiksi alkuainehapen jokaisella atomilla on tumassaan kahdeksan protonia. Siksi hapen atomiluku on 8. Jos atomin ytimessä on enemmän tai vähemmän kuin kahdeksan protonia, se ei ole happea, vaan jokin muu kemiallinen alkuaine. Jaksollisessa järjestelmässä kunkin alkuaineen atomiluku on lueteltu alkuaineen kemiallisen symbolin yläpuolella.,
atomimassa, joka on eri isotooppien keskimääräinen massa, arvioidaan kahden desimaalin tarkkuudella. Esimerkiksi vedyllä on atomisymboli H, atomiluku 1 ja atomimassa 1,01. Atomimassa on aina suurempi kuin atomiluku. Useimmilla pienillä alkuaineilla atomimassa on noin kaksinkertainen atomiluku, sillä protonien ja neutronien määrä on suunnilleen yhtä suuri.
alkuaineet jaetaan kolmeen luokkaan: metalleihin, epämetaaleihin ja metalloideihin. Nämä muodostavat diagonaalisen viivan jaksosta kaksi, ryhmä kolmetoista jaksoon Seitsemän, ryhmä kuusitoista., Kaikki metalloidien vasemmalla puolella olevat alkuaineet ovat metalleja, ja kaikki oikealla olevat alkuaineet ovat epämetaaleja.
Jaksollinen järjestelmä luotiin auttamaan kemistejä ymmärtämään paremmin alkuaineita ja niiden toimintaa. Se on kartta alkuainekäyttäytymiseen.
isotoopeilla
jokaisen tietyn alkuaineen atomin tumassa on oltava sama määrä protoneja. Tämä luku on sen järjestysluku. Sen ytimessä voi kuitenkin olla useita mahdollisia neutroneja., Se, että atomien alkuainetta voi olla eri määrä neutroneja tuloksia jokainen kemiallinen aine, jolla on useita isotooppeja. Isotoopit ovat tietyn kemiallisen alkuaineen atomeja, joiden ytimissä on eri määrä neutroneja.
esimerkiksi, kun kaikkien atomien elementin happi on kahdeksan protonia niiden ytimet, ne happiatomia voi olla kahdeksan, yhdeksän tai kymmenen neutroneja. Ytimen eri neutronimäärät erottavat hapen kolme isotooppia. Happi-16 on hapen isotooppi, jonka ytimessä on 8 neutronia., Numeroa 16 kutsutaan atomimassaluvuksi. Atomimassaluku on isotoopin tumassa olevien protonien ja neutronien kokonaismäärä. Tämän määritelmän piiriin, ja tietäen, että kaikki happiatomia on 8 protonien ydin, voit päätellä, että happi-17 on hapen isotooppi 9 neutroneja ja happi-18 on hapen isotooppi 10 neutroneja. Lyhennettynä symboleiksi hapen kolme isotooppia kirjoitetaan numeroilla 16O, 17O ja 18O.,
Isotoopit eivät ole kovin tärkeää ymmärtää kivennäisaineita, mutta on tärkeää ymmärtää, miten soveltaa kemian ja ydinvoima fysiikka geologia, kuten miten käyttää mittauksia radioaktiivisten isotooppien mittaamiseen ikäisiä kiviä ja mineraaleja, ja miten käyttää hapen isotooppien kerroksista jääkauden määrittää, mitä maapallon lämpötila oli aikana ice age.
Contribute!
Improve this pageLearn More