miért tanulmányozza az ásványi anyagok kémiáját? Az ásványi anyagok atomokból készülnek, amelyek hatással vannak az ásvány viselkedésére és jellemzőire. Így ahhoz, hogy megértsük, megmagyarázzuk és megjósoljuk az ásványok és kőzetek viselkedését-amelyek ásványokból készülnek-meg kell értenünk néhány alapvető tényt az atomokról és azok viselkedéséről. Ez bizonyos kémia alapvető megértését igényli. Kezdjük azzal, hogy atomokat építünk a gondolkodásunkban azon három al-atomrészecske tekintetében, amelyekből atomok készülnek.,
1.ábra. Az itt ábrázolt elemek, mint például a hélium, atomokból állnak. Az atomok a magban elhelyezkedő protonokból és neutronokból állnak, az elektronokat a mag körül keringő pályákon.
Az atomok protonokból, neutronokból és elektronokból állnak. A protonok pozitív ( + ) elektromos töltéssel rendelkeznek. Az elektronok negatív (−) töltéssel rendelkeznek, amely pontosan megegyezik a proton elektromos töltésével. A neutronok elektromosan semlegesek.
az atom tömegének nagy része apró magjába van csomagolva., Az atommag protonokból és neutronokból áll, amelyek tömege megközelítőleg azonos (körülbelül 1,67 × 10-24 gramm). Az elektronok viszont meghatározott pályákon vannak elrendezve egy atom magja körül; tömegük is sokkal kisebb, mint a protonok és neutronok, amelyek súlya mindössze 9,11 × 10-28 gramm, vagy körülbelül 1/1800 a protonok és neutronok súlya.
annak ellenére, hogy egy elektron tömege apró tömeg a proton vagy neutron tömegéhez képest, az elektronok egy atom térfogatának nagy részét foglalják el (lásd az 1.ábrát).,
ionok
egy semleges atomnak ugyanannyi elektronja van, mint a protonoknak. Az atom, amely elvesztette vagy megszerezte az elektronokat, már nem elektromosan semleges atom. Az ilyen típusú atomot, amely nem elektromosan semleges, és elektromos töltéssel rendelkezik, ionnak nevezik. Az elektronokat nyert atomok negatív ( − ) töltésű ionok vagy anionok. Az elektronokat elvesztő atomok pozitív ( + ) töltésű ionok vagy kationok.
lehetséges olyan ionok is, amelyek valójában kis atomcsoportok egymáshoz kötődnek. Ezek az úgynevezett polyatomic ionok., Egy példa egy poliatomi ion a karbonát ion, (CO3) 2 -, amely két extra elektronok, így ez a nettó elektromos töltés 2−.
kémiai képletek
most láttuk, hogy egy karbonát-ion is nevezhető (CO3)2−. De pontosan mit jelent ez?
először nézzük meg a betűket: CO. Az atomok kémiai szimbólumokkal rendelkeznek; minden elemhez egy vagy két betűt rendeltek hozzá. Így a C a szénre vonatkozik, az O pedig az oxigénre (mindezek a kémiai szimbólumok az alábbi 2. ábrán látható periódusos táblázatban láthatók).,
ahogy fentebb olvastuk, a 2-azt jelenti, hogy az ionnak két extra elektronja van. De mi a helyzet a 3? Ez azt jelenti, hogy három oxigénatom van az ionban. Az atomok számát egy adott képletben mindig az alsó indexben jelöljük. A töltés mindig a képlet végén felső indexben van írva (a képlet elején lévő felső index valami mást jelent—erre jutunk, amikor az alábbi izotópokat tárgyaljuk). A CO3 körüli zárójelek azt mutatják, hogy a töltés az egész poliatomikus egységhez tartozik, nem csak az O3-hoz.,
így a karbonátion egy szénatom( C), három oxigénatom (O3) és két extra elektron (2−), amelyek az egész poliatomi iont feltöltik.
A Periódusos
a Természetben előforduló atomok található a föld tartomány hidrogén, csak egy proton annak a magja, hogy az urán, a 92-es protonok a mag. Ezek a természetben előforduló kémiai elemek, amelyek olyan közismert elemeket tartalmaznak, mint a szén, az oxigén, a vas stb., Az időszakos táblázat felsorolja az összes kémiai elemet oly módon, hogy elmondja nekünk, hány protonja van mindegyiknek, hogyan vannak elrendezve az elektronok, és mi az egyes elemek általános kémiai viselkedése.
2.ábra. Kövesse ezt a linket a periódusos rendszer nagy változatához. A link megnyílik egy új ablakban, így könnyen hivatkozhat rá, ahogy olvassa át ezt az oldalt.
amint az a 2. ábrán látható, a periódusos rendszer tizennyolc csoportból és hét időszakból áll., A főasztal alá két további elemsor, az úgynevezett lantanidok és aktinidok kerülnek. Ezeket az elemeket külön kell elhelyezni, hogy az asztal kompaktabb legyen. A csoport minden eleme hasonló kémiai viselkedéssel rendelkezik. Ennek oka az, hogy egy csoport összes elemének atomjaiban hasonló elektronok elrendezése van, és az elektron elrendezése határozza meg egy elem kémiai viselkedését.
minden elem esetében megadjuk a nevet, az atomjelet, az atomszámot és az atomtömegt., Az atomszám egy egész szám, amely a protonok számát képviseli: minden kémiai elemet a magjában lévő protonok száma különböztet meg. Például az oxigén elem minden atomjának nyolc protonja van a magjában. Ezért az oxigén atomszáma 8. Ha egy atomnak több vagy kevesebb, mint nyolc protonja van a magjában, akkor nem oxigén, hanem más kémiai elem. A periódusos rendszerben az egyes elemek atomszáma az elem kémiai szimbóluma felett van felsorolva.,
az atomtömeg, amely a különböző izotópok átlagos tömege, két tizedesjegyre becsülhető. Például a hidrogén atomszimbóluma H, az atomszám 1, az atomtömege pedig 1,01. Az atomtömeg mindig nagyobb, mint az atomszám. A legtöbb kis elem esetében az atomtömeg megközelítőleg kétszerese az atomszámnak, mivel a protonok és neutronok száma körülbelül egyenlő.
az elemek három kategóriába sorolhatók: fémek, nemfémek és metalloidok. Ezek egy átlós vonalat alkotnak a második időszakból, a tizenhárom csoportból a hétbe, a tizenhat csoportba., A metalloidok bal oldalán lévő összes elem fém, a jobb oldalon lévő összes elem nem fém.
a periódusos rendszer azért jött létre, hogy a kémikusok jobban megértsék az elemeket és azok működését. Ez egy térkép az elemi viselkedéshez.
izotópok
egy adott elem minden atomjának azonos számú protonnal kell rendelkeznie a magjában. Ez a szám az atomszáma. Van azonban egy sor lehetséges számú neutron, amely a magjában lehet., Az a tény, hogy egy kémiai elem atomjai különböző számú neutronnal rendelkezhetnek, minden egyes kémiai elemnek több izotópja van. Az izotópok egy adott kémiai elem atomjai, amelyek magjában különböző számú neutron van.
például, míg az elem oxigén összes atomjának nyolc protonja van a magjában, ezeknek az oxigénatomoknak nyolc, kilenc vagy tíz neutronja lehet. A magban lévő neutronok különböző száma megkülönbözteti az oxigén három izotópját. Az oxigén-16 az oxigén izotópja 8 neutronnal a magjában., A 16-os számot atomtömegszámnak nevezik. Az atomtömegszám az izotóp magjában lévő protonok és neutronok teljes száma. Ebből a definícióból, tudván, hogy minden oxigén atomok 8 protonok a magja lehet következtetni, hogy az oxigén-17 az oxigén izotóp 9 neutron, oxigén-18 az oxigén izotóp 10 neutronok. Az oxigén három izotópja 16O, 17O és 18o.,
az izotópok nem nagyon fontosak az ásványok megértéséhez, de fontosak annak megértésében, hogyan kell alkalmazni a kémiát és a nukleáris fizikát a Geológiára, például hogyan kell a radioaktív izotópok mérését használni a kőzetek és ásványi anyagok korának mérésére, valamint hogyan kell a jeges jégrétegekből származó oxigén izotópokat használni annak meghatározására, hogy mi volt a föld hőmérséklete a jégkorszak alatt.
javítsa ezt az oldalt