de ce să studiezi chimia mineralelor ? Mineralele sunt formate din atomi, care au un impact asupra comportamentului și caracteristicilor mineralelor. Astfel, pentru a înțelege, explica și prezice comportamentul mineralelor și rocilor—care sunt făcute din minerale—trebuie să înțelegem câteva fapte de bază despre atomi și modul în care se comportă. Aceasta necesită o înțelegere de bază a unei anumite chimii. Vom începe prin construirea atomilor în gândirea noastră în ceea ce privește cele trei particule sub-atomice din care sunt făcuți atomi.,
Atomi
Figura 1. Elementele, cum ar fi heliul, descrise aici, sunt alcătuite din atomi. Atomii sunt alcătuiți din protoni și neutroni localizați în nucleu, cu electroni în orbitali care înconjoară nucleul.
atomii constau din protoni, neutroni și electroni. Protonii au o sarcină electrică pozitivă ( + ). Electronii au o sarcină negativă (−) care este exact egală și opusă sarcinii electrice a unui proton. Neutronii sunt neutri din punct de vedere electric.cea mai mare parte a masei unui atom este ambalată în nucleul său mic., Un nucleu atomic este format din protoni și neutroni, care au aproximativ aceeași masă (aproximativ 1,67 × 10-24 grame). Electronii, pe de altă parte, sunt dispuse în anumite orbite în jurul nucleului unui atom; ele sunt, de asemenea, mult mai mică în masă decât protoni și neutroni, cu o greutate de numai 9.11 × 10-28 de grame, sau despre 1/1800 greutatea de protoni și neutroni.chiar dacă masa unui electron este o masă mică în comparație cu masa unui proton sau a unui neutron, electronii ocupă cea mai mare parte a volumului unui atom (vezi Figura 1).,un atom neutru are același număr de electroni ca și protonii. Un atom care a pierdut sau a câștigat electroni nu mai este un atom neutru din punct de vedere electric. Acest tip de atom, care nu este neutru din punct de vedere electric și are o sarcină electrică asociată cu acesta, se numește ion. Atomii care au câștigat electroni sunt ioni încărcați negativ (−) sau anioni. Atomii care au pierdut electroni sunt ioni încărcați pozitiv ( + ) sau cationi.de asemenea, este posibil să existe ioni care sunt de fapt grupuri mici de atomi legați împreună. Acestea sunt cunoscute sub numele de ioni poliatomici., Un exemplu de ion poliatomic este ionul carbonat, (CO3) 2−, care are doi electroni în plus, dându-i sarcina electrică netă de 2 -.
formule chimice
tocmai am văzut că un ion carbonat poate fi numit și (CO3) 2 -. Dar ce înseamnă exact asta?mai întâi să ne uităm la literele: CO. Atomii au simboluri chimice; fiecărui element i s-a atribuit una sau două litere pentru a-l reprezenta. Astfel, C reprezintă carbonul, iar O reprezintă oxigenul (toate aceste simboluri chimice pot fi văzute în tabelul periodic din Figura 2 de mai jos).,după cum am citit mai sus, 2− înseamnă că ionul are doi electroni suplimentari. Dar ce zici de 3? Aceasta înseamnă că există trei atomi de oxigen în ion. Numărul de atomi dintr-o anumită formulă este întotdeauna notat în indice. Încărcarea este întotdeauna scrisă în superscript la sfârșitul formulei (un superscript la începutul formulei înseamnă altceva—vom ajunge la asta când discutăm izotopii de mai jos). Parantezele din jurul CO3 indică faptul că încărcarea aparține întregii unități poliatomice, mai degrabă decât doar O3.,astfel, ionul carbonat este un atom de carbon (C), trei atomi de oxigen (O3) și doi electroni suplimentari (2−), care încarcă întregul ion poliatomic.
tabelul Periodic
atomii naturali găsiți în pământ variază de la hidrogen, cu un singur proton în nucleul său, la uraniu, cu 92 de protoni în nucleul său. Acestea sunt elementele chimice naturale, care includ elemente cunoscute, cum ar fi carbonul, oxigenul, fierul și așa mai departe., Tabelul periodic enumeră toate elementele chimice într-un mod care ne spune câți protoni are fiecare dintre ei, cum sunt aranjați electronii și care este comportamentul chimic general al fiecărui element.
Figura 2. Urmați acest link către o versiune mare a tabelului Periodic. Linkul se va deschide într-o fereastră nouă, astfel încât să vă puteți referi cu ușurință la acesta în timp ce citiți această pagină.după cum se arată în Figura 2, Tabelul periodic este format din optsprezece grupuri și șapte perioade., Două rânduri suplimentare de elemente, cunoscute sub numele de lantanide și actinide, sunt plasate sub masa principală. Aceste elemente sunt plasate separat pentru a face masa mai compactă. Toate elementele dintr-un grup au un comportament chimic similar. Acest lucru se datorează faptului că toate elementele dintr-un grup au un aranjament similar de electroni în atomii lor și aranjamentul electronilor determină comportamentul chimic al unui element.
pentru fiecare element, numele, simbolul atomic, numărul atomic și masa atomică sunt furnizate., Numărul atomic este un număr întreg care reprezintă numărul de protoni: fiecare element chimic se distinge prin numărul de protoni din nucleul său. De exemplu, fiecare atom al elementului oxigen are opt protoni în nucleul său. De aceea, numărul atomic de oxigen este de 8. Dacă un atom are mai mult sau mai puțin de opt protoni în nucleul său, nu este oxigen, este un alt element chimic. În tabelul periodic, numărul atomic al fiecărui element este enumerat deasupra simbolului chimic al elementului.,masa atomică, care este masa medie a izotopilor diferiți, este estimată la două zecimale. De exemplu, hidrogenul are simbolul atomic H, numărul atomic 1 și o masă atomică de 1, 01. Masa atomică este întotdeauna mai mare decât numărul atomic. Pentru majoritatea elementelor mici, masa atomică este aproximativ dublă față de numărul atomic, deoarece numărul de protoni și neutroni este aproximativ egal.elementele sunt împărțite în trei categorii: metale, nemetale și metaloide. Acestea formează o linie diagonală din perioada a doua, grupul treisprezece până la perioada șapte, grupul șaisprezece., Toate elementele din stânga metaloidelor sunt metale, iar toate elementele din dreapta sunt nemetale.tabelul periodic a fost creat pentru a ajuta chimiștii să înțeleagă mai bine elementele și modul în care acestea funcționează. Este o hartă a comportamentului elementar.
izotopi
fiecare atom al unui element specific trebuie să aibă același număr de protoni în nucleul său. Acest număr este numărul său atomic. Cu toate acestea, există o serie de numere posibile de neutroni pe care le poate avea în nucleul său., Faptul că atomii unui element chimic pot avea un număr diferit de neutroni are ca rezultat faptul că fiecare element chimic are mai mulți izotopi. Izotopii sunt atomi ai unui element chimic dat care au un număr diferit de neutroni în nucleele lor.de exemplu, în timp ce toți atomii elementului oxigen au opt protoni în nucleele lor, acei atomi de oxigen pot avea opt, nouă sau zece neutroni. Diferitele numere de neutroni din nucleu disting cei trei izotopi ai oxigenului. Oxigenul-16 este izotopul oxigenului cu 8 neutroni în nucleul său., Numărul 16 se numește numărul de masă atomică. Numărul de masă atomică este numărul total de protoni și neutroni din nucleul unui izotop. Din această definiție și știind că toți atomii de oxigen au 8 protoni în nucleu, puteți deduce că oxigenul-17 este izotopul de oxigen cu 9 neutroni și oxigenul-18 este izotopul de oxigen cu 10 neutroni. Abreviat în simboluri, cei trei izotopi ai oxigenului sunt scrise ca 16O, 17o și 18O.,
Izotopi nu sunt foarte importante pentru înțelegerea minerale, dar sunt importante în înțelegerea modului de a aplica chimie și de fizică nucleară de la geologie, astfel ca modul de a folosi măsurătorile de izotopi radioactivi pentru a măsura vârstele de roci și minerale, precum și cum să utilizați izotopi de oxigen din straturi de gheață pentru a determina ce temperatura pământului a fost în timpul unei ere glaciare.
contribuie!
îmbunătățiți această paginăaflați mai mult