MOSCOW, Pebrero 6 - RIA Novosti. Ipinapahayag ng mga Russian at dayuhang chemist ang posibilidad ng pagkakaroon ng dalawang matatag na compound ng pinaka "xenophobic" na elemento - helium, at eksperimento na nakumpirma ang pagkakaroon ng isa sa kanila - sodium helide, ayon sa isang artikulo na inilathala sa journal Nature Chemistry.
"Ang pag-aaral na ito ay nagpapakita kung paano ganap na hindi inaasahang mga phenomena ay maaaring makita gamit ang pinaka-modernong teoretikal at eksperimental na mga pamamaraan. Ang aming trabaho ay muling naglalarawan kung gaano kaunti ang nalalaman natin ngayon tungkol sa epekto ng matinding mga kondisyon sa kimika, at ang papel ng naturang mga phenomena sa mga proseso sa loob ng mga planeta. na ipaliwanag," sabi ni Artem Oganov, isang propesor sa Skoltech at sa Moscow Phystech sa Dolgoprudny.
Mga lihim ng mga marangal na gas
Ang pangunahing bagay ng Uniberso, na lumitaw ilang daang milyong taon pagkatapos ng Big Bang, ay binubuo lamang ng tatlong elemento - hydrogen, helium at bakas ng lithium. Ang helium ay pa rin ang pangatlong pinaka-masaganang elemento sa uniberso ngayon, ngunit ito ay napakabihirang sa Earth, at ang mga reserbang helium sa planeta ay patuloy na bumababa dahil sa katotohanan na ito ay tumakas sa kalawakan.
Ang isang natatanging tampok ng helium at iba pang mga elemento ng ikawalong pangkat ng periodic table, na tinatawag ng mga siyentipiko na "noble gas", ay ang mga ito ay labis na nag-aatubili - sa kaso ng xenon at iba pang mabibigat na elemento - o sa prinsipyo, tulad ng neon, ay hindi makapasok sa mga reaksiyong kemikal. Mayroon lamang ilang dosenang compound ng xenon at krypton na may fluorine, oxygen at iba pang malakas na oxidizing agent, zero compound ng neon at isang helium compound, na natuklasan sa eksperimentong paraan noong 1925.
Ang tambalang ito, ang pagsasama ng isang proton at helium, ay hindi isang tunay na tambalang kemikal sa mahigpit na kahulugan ng salita - ang helium sa kasong ito ay hindi nakikilahok sa pagbuo ng mga bono ng kemikal, bagaman ito ay nakakaapekto sa pag-uugali ng mga atomo ng hydrogen na pinagkaitan ng isang elektron. Gaya ng inaakala ng mga chemist dati, ang "mga molekula" ng sangkap na ito ay dapat na natagpuan sa interstellar medium, ngunit sa nakalipas na 90 taon, hindi sila natuklasan ng mga astronomo. Ang isang posibleng dahilan para dito ay ang ion na ito ay lubos na hindi matatag at nawasak sa pakikipag-ugnay sa halos anumang iba pang molekula.
Si Artem Oganov at ang kanyang koponan ay nagtaka kung ang mga helium compound ay maaaring umiral sa ilalim ng mga kakaibang kondisyon na bihirang isipin ng mga terrestrial chemist - sa napakataas na presyon at temperatura. Matagal nang pinag-aaralan ni Oganov at ng kanyang mga kasamahan ang gayong "exotic" na kimika at nakabuo pa ng isang espesyal na algorithm para sa paghahanap ng mga sangkap na umiiral sa ilalim ng gayong mga kundisyon. Sa tulong niya, natuklasan nila na ang kakaibang orthocarbonic acid, "imposible" na mga bersyon ng ordinaryong table salt, at ilang iba pang mga compound na "lumabag" sa mga batas ng klasikal na kimika ay maaaring umiral sa kalaliman ng mga higanteng gas at ilang iba pang mga planeta.
Gamit ang parehong sistema, natuklasan ng USPEX, Russian at dayuhang mga siyentipiko na sa mga ultra-high pressure na lumalampas sa atmospheric pressure ng 150 libo at isang milyong beses, mayroong dalawang matatag na helium compound nang sabay-sabay - sodium helide at sodium oxygelide. Ang unang compound ay binubuo ng dalawang sodium atoms at isang helium atom, habang ang pangalawa ay binubuo ng oxygen, helium at dalawang sodium atoms.
Ang sobrang mataas na presyon ay naging sanhi ng asin upang 'masira' ang mga patakaran ng kimikaGinawa ng mga chemist ng American-Russian at European ang ordinaryong table salt sa isang kemikal na "imposible" na tambalan, na ang mga molekula ay nakaayos sa mga kakaibang istruktura ng iba't ibang bilang ng mga atomo ng sodium at klorin.Atom sa isang diamond anvil
Ang parehong mga pressure ay madaling makuha gamit ang mga modernong diamond anvil, na ginawa ng mga kasamahan ni Oganov sa ilalim ng patnubay ng isa pang Ruso, si Alexander Goncharov mula sa Geophysical Laboratory sa Washington. Gaya ng ipinakita ng kanyang mga eksperimento, nabubuo ang sodium gelide sa presyon na humigit-kumulang 1.1 milyong atmospheres at nananatiling matatag hanggang sa hindi bababa sa 10 milyong atmospheres.
Kapansin-pansin, ang sodium helide ay katulad sa istraktura at mga katangian ng mga fluorine salt, ang "kapitbahay" ng helium sa periodic table. Ang bawat helium atom sa "asin" na ito ay napapalibutan ng walong sodium atoms, katulad ng istraktura ng calcium fluoride o anumang iba pang asin ng hydrofluoric acid. Ang mga electron sa Na2He ay "naaakit" sa mga atomo nang napakalakas na ang tambalang ito, hindi katulad ng sodium, ay isang insulator. Tinatawag ng mga siyentipiko ang gayong mga istruktura na mga kristal na ionic, dahil ang mga electron ay tumatagal ng papel at lugar ng mga negatibong sisingilin na mga ion sa kanila.
"Ang tambalang natuklasan namin ay hindi pangkaraniwan: kahit na ang mga helium atoms ay hindi direktang nakikilahok sa kemikal na bono, ang kanilang presensya sa panimula ay nagbabago sa mga pakikipag-ugnayan ng kemikal sa pagitan ng mga atomo ng sodium, na nag-aambag sa malakas na lokalisasyon ng mga valence electron, na ginagawang isang insulator ang nagresultang materyal," paliwanag ni Xiao Dong mula sa unibersidad ng Nankan sa Tianjin (China).
Ang isa pang compound, Na2HeO, ay naging matatag sa hanay ng presyon mula 0.15 hanggang 1.1 milyong mga atmospheres. Ang sangkap ay isa ring ionic na kristal at may istraktura na katulad ng Na2He, tanging ang papel ng mga negatibong sisingilin na mga ion sa kanila ay hindi nilalaro ng mga electron, ngunit ng mga atomo ng oxygen.
Kapansin-pansin, ang lahat ng iba pang alkali metal, na may mas mataas na reaktibiti, ay mas maliit ang posibilidad na bumuo ng mga compound na may helium sa mga presyon na lumalampas sa atmospheric pressure nang hindi hihigit sa 10 milyong beses.
Iniuugnay ito ni Oganov at ng kanyang mga kasamahan sa katotohanan na ang mga orbit kung saan gumagalaw ang mga electron sa potassium, rubidium, at cesium atoms ay kapansin-pansing nagbabago sa pagtaas ng presyon, na hindi nangyayari sa sodium, para sa mga kadahilanang hindi pa malinaw. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang sodium gelide at iba pang katulad na mga sangkap ay matatagpuan sa mga core ng ilang mga planeta, white dwarf at iba pang mga bituin.
Sana lahat ay nakabisita sa zoo kahit isang beses. Naglalakad ka at hinahangaan ang mga hayop na nakaupo sa mga kulungan. Ngayon ay pupunta rin kami sa isang paglalakbay sa pamamagitan ng kamangha-manghang "zoo", tanging sa mga cell ay hindi magkakaroon ng mga hayop, ngunit iba't ibang mga atomo. Ang "zoo" na ito ay nagtataglay ng pangalan ng lumikha nito na si Dmitry Ivanovich Mendeleev at tinatawag na "Periodic Table of Chemical Elements" o simpleng "Mendeleev's Table".
Sa isang tunay na zoo, maraming mga hayop na may parehong pangalan ang maaaring tumira sa isang hawla nang sabay-sabay, halimbawa, ang isang pamilya ng mga kuneho ay inilalagay sa isang hawla, at isang pamilya ng mga fox ay inilalagay sa isa pa. At sa aming "zoo" sa cell "nakaupo" atoms-kamag-anak, sa isang pang-agham na paraan - isotopes. Anong mga atomo ang itinuturing na kamag-anak? Itinatag ng mga physicist na ang anumang atom ay binubuo ng isang nucleus at isang shell ng mga electron. Sa turn, ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga proton at neutron. Kaya, ang nuclei ng mga atomo sa "mga kamag-anak" ay naglalaman ng parehong bilang ng mga proton at ibang bilang ng mga neutron.
Sa ngayon, ang huling nasa talahanayan ay livermorium, na nakasulat sa cell number 116. Napakaraming elemento, at bawat isa ay may sariling kuwento. Mayroong maraming mga kagiliw-giliw na bagay sa mga pangalan. Bilang isang patakaran, ang pangalan ng elemento ay ibinigay ng siyentipiko na natuklasan ito, at mula pa lamang sa simula ng ika-20 siglo ang mga pangalan ay itinalaga ng International Association of Fundamental and Applied Chemistry.
Maraming elemento ang ipinangalan sa mga sinaunang diyos ng Griyego at bayani ng mga alamat, mga dakilang siyentipiko. May mga heograpikal na pangalan, kabilang ang mga nauugnay sa Russia.
Mayroong isang alamat na masuwerte si Mendeleev - pinangarap lang niya ang mesa. Siguro. Ngunit minsang sinabi ng mahusay na siyentipikong Pranses na si Blaise Pascal na ang mga handang isip lamang ang gumagawa ng mga random na pagtuklas. At ang sinumang naghanda ng isip para sa isang pulong sa periodic table ay si Dmitry Ivanovich, dahil nagtatrabaho siya sa problemang ito sa loob ng maraming taon.
Ngayon, punta tayo sa kalsada!
Hydrogen (H)
Ang hydrogen ay "nabubuhay" sa cell number 1 ng aming zoo. Kaya tinawag ito ng mahusay na siyentipiko na si Antoine Lavoisier. Binigyan niya ng pangalan ang elementong ito hydrogene(mula sa Greek ὕδωρ - "tubig" at ang ugat -γεν- "magsilang"), na nangangahulugang "pagsilang ng tubig". Ang Russian physicist at chemist na si Mikhail Fedorovich Solovyov ay isinalin ang pangalang ito sa Russian - hydrogen. Ang hydrogen ay tinutukoy ng letrang H, ito ang tanging elemento na ang mga isotopes ay may sariling mga pangalan: 1 H - protium, 2 H - deuterium, 3 H - tritium, 4 H - quadium, 5 H - pentium, 6 H - hexium at 7 H - septium ( ang superscript ay tumutukoy sa kabuuang bilang ng mga proton at neutron sa nucleus ng isang atom).
Halos lahat ng ating Uniberso ay binubuo ng hydrogen - ito ay bumubuo ng 88.6% ng lahat ng mga atomo. Kapag pinagmamasdan natin ang Araw sa kalangitan, nakikita natin ang isang malaking bola ng hydrogen.
Ang hydrogen ay ang pinakamagaan na gas at, tila, ito ay kapaki-pakinabang para sa kanila na punan ang mga lobo, ngunit ito ay sumasabog, at mas gusto nilang huwag pakialaman ito, kahit na sa kapinsalaan ng kapasidad ng pagdadala.
Helium (Siya)
Ang cell 2 ay naglalaman ng noble gas helium. Ang Helium ay nakuha ang pangalan nito mula sa Griyegong pangalan para sa Araw - Ἥλιος (Helios), dahil ito ay unang natuklasan sa Araw. Paano ito gumana?
Kahit na si Isaac Newton ay nalaman na ang liwanag na nakikita natin ay binubuo ng magkahiwalay na linya ng iba't ibang kulay. Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, natukoy ng mga siyentipiko na ang bawat sangkap ay may kanya-kanyang hanay ng mga naturang linya, tulad ng bawat tao ay may sariling mga fingerprint. Kaya, sa mga sinag ng Araw, natagpuan ang isang maliwanag na dilaw na linya na hindi kabilang sa alinman sa mga dating kilalang elemento ng kemikal. At pagkatapos lamang ng tatlong dekada, ang helium ay natagpuan sa Earth.
Ang helium ay isang inert gas. Ang isa pang pangalan ay noble gases. Ang mga naturang gas ay hindi nasusunog, kaya mas gusto nilang punan ang mga lobo sa kanila, bagaman ang helium ay 2 beses na mas mabigat kaysa sa hydrogen, na binabawasan ang kapasidad ng pagdadala.
Helium ang may hawak ng record. Ito ay pumasa mula sa isang puno ng gas hanggang sa isang likidong estado, kapag ang lahat ng mga elemento ay matagal nang solid: sa temperatura na −268.93 ° C, at hindi pumasa sa isang solidong estado sa normal na presyon sa lahat. Tanging sa isang presyon ng 25 atmospheres at isang temperatura ng -272.2 ° C ang helium ay nagiging solid.
Lithium (Li)
Ang cell number 3 ay inookupahan ng lithium. Ang Lithium ay nakuha ang pangalan nito mula sa salitang Griyego na λίθος (bato), dahil ito ay orihinal na natagpuan sa mga mineral.
Mayroong isang tinatawag na puno ng bakal na lumulubog sa tubig, at mayroong isang partikular na magaan na metal na lithium - sa kabaligtaran, hindi ito lumulubog sa tubig. At hindi lamang sa tubig - sa anumang iba pang likido. Ang density ng lithium ay halos 2 beses na mas mababa kaysa sa density ng tubig. Ito ay hindi mukhang metal sa lahat - ito ay masyadong malambot. Oo, at hindi siya marunong lumangoy sa loob ng mahabang panahon - ang lithium ay natutunaw sa isang pagsirit sa tubig.
Ang mga maliliit na karagdagan ng lithium ay nagpapataas ng lakas at ductility ng aluminyo, na napakahalaga sa aviation at rocket science. Kapag ang lithium peroxide ay tumutugon sa carbon dioxide, ang oxygen ay inilabas, na ginagamit upang linisin ang hangin sa mga nakahiwalay na silid, halimbawa, sa mga submarino o mga barko sa kalawakan.
Beryllium (Be)
Sa cell number 4 ay beryllium. Ang pangalan ay nagmula sa mineral beryl - ang feedstock para sa produksyon ng beryllium metal. Ang Beryl mismo ay pinangalanan sa lungsod ng Belur ng India, sa paligid kung saan ito ay minahan mula noong sinaunang panahon. Sino ang nangangailangan sa kanya noon?
Alalahanin ang wizard ng Emerald City - ang Dakila at Kakila-kilabot na Goodwin. Pinilit niyang magsuot ng berdeng salamin ang lahat upang maging "emerald" ang kanyang lungsod, at samakatuwid ay napakayaman. Kaya, ang esmeralda ay isa sa mga uri ng beryl, ang ilang mga esmeralda ay mas pinahahalagahan kaysa sa brilyante. Kaya noong sinaunang panahon alam nila kung bakit bumuo ng mga deposito ng beryl.
Sa limang tomo na encyclopedia na "The Universe and Mankind" noong 1896, ang edisyon tungkol sa beryllium ay nagsabi: "Wala itong praktikal na aplikasyon." At marami pang oras ang lumipas bago nakita ng mga tao ang mga kamangha-manghang katangian nito. Halimbawa, ang beryllium ay nag-ambag sa pag-unlad ng nuclear physics. Ito ay pagkatapos ng pag-iilaw nito sa helium nuclei na natuklasan ng mga siyentipiko ang isang mahalagang elementong particle gaya ng neutron.
Tunay na kakaiba ang haluang metal ng beryllium na may tanso - beryllium bronze. Kung ang karamihan sa mga metal ay "edad" sa paglipas ng panahon, nawalan ng lakas, pagkatapos ay beryllium bronze, sa kabaligtaran, "nagpapabata" sa paglipas ng panahon, ang lakas nito ay tumataas. Ang mga bukal mula dito ay halos hindi napuputol.
Bor (V)
Sinasakop ni Bohr ang cell number 5. Hindi kinakailangang isipin na ang elementong ito ay pinangalanan sa goalkeeper ng Danish football club na "Akademisk" na si Niels Bohr, na kalaunan ay isang mahusay na physicist. Hindi, nakuha ng elemento ang pangalan nito mula sa salitang Persian na "burakh" o mula sa salitang Arabic na "burak" (puti), na nagsasaad ng tambalang boron - borax. Ngunit mas gusto ko ang bersyon na ang "beetroot" ay hindi isang Arabic, ngunit isang purong Ukrainian na salita, sa Russian - "beet".
Ang Boron ay isang napakalakas na materyal, mayroon itong pinakamataas na lakas ng makunat. Kung ang tambalan ng boron at nitrogen ay pinainit sa temperatura na 1350 ° C sa isang presyon ng 65 libong mga atmospheres (ito ay teknikal na makakamit ngayon), kung gayon ang mga kristal ay maaaring makuha na maaaring makamot ng brilyante. Ang mga nakasasakit na materyales na ginawa batay sa mga boron compound ay hindi mas mababa sa mga brilyante at, sa parehong oras, ay mas mura.
Ang boron ay karaniwang ipinapasok sa mga haluang metal ng non-ferrous at ferrous na mga metal upang mapabuti ang kanilang mga katangian. Ang mga kumbinasyon ng boron na may hydrogen - boranes - ay mahusay na rocket fuel, halos dalawang beses na mas epektibo kaysa sa tradisyonal. May trabaho para sa boron sa agrikultura: ang boron ay idinagdag sa mga pataba, dahil sa kakulangan nito sa lupa, ang mga ani ng maraming pananim ay kapansin-pansing bumababa.
Artist na si Anna Gorlach
"Ang dalawang pinakakaraniwang elemento sa uniberso ay hydrogen at katangahan." - Harlan Ellison. Pagkatapos ng hydrogen at helium, ang periodic table ay puno ng mga sorpresa. Kabilang sa mga pinakakahanga-hangang katotohanan ay ang bawat materyal na ating nahawakan, nakita, nakipag-ugnayan ay binubuo ng parehong dalawang bagay: positively charged atomic nuclei at negatively charged electron. Ang paraan ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo na ito sa isa't isa - kung paano sila nagtutulak, nagbubuklod, nakakaakit at nagtataboy, na lumilikha ng mga bagong matatag na molekula, mga ion, mga estado ng elektronikong enerhiya - sa katunayan, tinutukoy ang kagandahan ng mundo sa paligid natin.
Kahit na ang quantum at electromagnetic na mga katangian ng mga atomo na ito at ang kanilang mga nasasakupan ang nagpapahintulot sa ating Uniberso, mahalagang maunawaan na hindi ito nagsimula sa lahat ng mga elementong ito. Sa kabaligtaran, nagsimula siyang halos wala sila.
Nakikita mo, nangangailangan ng maraming atom upang makamit ang iba't ibang mga istruktura ng bono at bumuo ng mga kumplikadong molekula na sumasailalim sa lahat ng ating nalalaman. Hindi sa dami ng mga termino, ngunit sa magkakaibang mga termino, iyon ay, na mayroong mga atom na may ibang bilang ng mga proton sa kanilang atomic nuclei: ito ang dahilan kung bakit naiiba ang mga elemento.
Ang ating katawan ay nangangailangan ng mga elemento tulad ng carbon, nitrogen, oxygen, phosphorus, calcium, at iron. Ang crust ng ating Earth ay nangangailangan ng mga elemento tulad ng silicon at maraming iba pang mabibigat na elemento, habang ang core ng Earth - upang makabuo ng init - ay nangangailangan ng mga elemento mula marahil sa buong periodic table na nangyayari sa kalikasan: thorium, radium, uranium, at kahit plutonium.
Ngunit bumalik tayo sa mga unang yugto ng sansinukob - bago ang paglitaw ng tao, buhay, ating solar system, hanggang sa pinakaunang solidong mga planeta at maging ang mga unang bituin - nang ang lahat ng mayroon tayo ay isang mainit, ionized na dagat ng mga proton. , neutron at electron. Walang mga elemento, walang atom, at walang atomic nuclei: ang uniberso ay masyadong mainit para sa lahat ng iyon. Hanggang sa lumawak at lumamig ang uniberso ay nagkaroon ng kahit kaunting katatagan.
Lumipas ang ilang oras. Ang unang nuclei ay nagsanib at hindi muling naghiwalay, na gumagawa ng hydrogen at mga isotopes nito, helium at mga isotopes nito, at maliliit, halos hindi matukoy na dami ng lithium at beryllium, ang huli ay radioactive na nabubulok sa lithium. Ganito nagsimula ang Uniberso: sa mga tuntunin ng bilang ng nuclei - 92% hydrogen, 8% helium at humigit-kumulang 0.00000001% lithium. Sa timbang - 75-76% hydrogen, 24-25% helium at 0.00000007% lithium. Sa simula ay mayroong dalawang salita: hydrogen at helium, iyon lang, masasabi ng isa.
Daan-daang libong taon na ang lumipas, ang sansinukob ay lumamig nang sapat para mabuo ang mga neutral na atomo, at sampu-sampung milyong taon na ang lumipas, ang gravitational collapse ay nagbigay-daan sa pagbuo ng mga unang bituin. Kasabay nito, ang kababalaghan ng nuclear fusion ay hindi lamang napuno ang Uniberso ng liwanag, ngunit pinapayagan din ang pagbuo ng mga mabibigat na elemento.
Sa oras na ipinanganak ang unang bituin, sa isang lugar sa pagitan ng 50 at 100 milyong taon pagkatapos ng Big Bang, ang napakaraming hydrogen ay nagsimulang magsama sa helium. Ngunit higit sa lahat, ang pinakamalalaking bituin (8 beses na kasing laki ng ating Araw) ay nagsunog ng kanilang gasolina nang napakabilis, na nasusunog sa loob lamang ng ilang taon. Sa sandaling ang mga core ng naturang mga bituin ay naubusan ng hydrogen, ang helium core ay nagkontrata at nagsimulang pagsamahin ang tatlong nuclei ng isang atom sa carbon. Kinailangan lamang ng isang trilyon ng mga mabibigat na bituin na ito sa unang bahagi ng uniberso (na bumuo ng marami pang bituin sa unang ilang daang milyong taon) para matalo ang lithium.
At narito, malamang na iniisip mo na ang carbon ay naging numero ng tatlong elemento sa mga araw na ito? Ito ay maaaring isipin na ang mga bituin ay nag-synthesize ng mga elemento sa mga layer, tulad ng isang sibuyas. Ang helium ay na-synthesize sa carbon, carbon sa oxygen (mamaya at sa mas mataas na temperatura), oxygen sa silicon at sulfur, at silicon sa bakal. Sa dulo ng kadena, ang bakal ay hindi maaaring mag-fuse sa anumang bagay, kaya ang core ay sumabog at ang bituin ay naging supernova.
Ang mga supernova na ito, ang mga yugto na humantong sa kanila, at ang mga kahihinatnan ay nagpayaman sa Uniberso sa mga nilalaman ng mga panlabas na layer ng bituin, hydrogen, helium, carbon, oxygen, silikon at lahat ng mabibigat na elemento na nabuo sa iba pang mga proseso:
- mabagal na pagkuha ng neutron (s-process), sunud-sunod na pag-linya ng mga elemento;
- pagsasanib ng helium nuclei na may mabibigat na elemento (na may pagbuo ng neon, magnesium, argon, calcium, at iba pa);
- mabilis na pagkuha ng neutron (r-proseso) na may pagbuo ng mga elemento hanggang sa uranium at higit pa.
Ngunit mayroon kaming higit sa isang henerasyon ng mga bituin: mayroon kaming marami sa kanila, at ang henerasyong umiiral ngayon ay pangunahing binuo hindi sa virgin hydrogen at helium, kundi pati na rin sa mga labi ng mga nakaraang henerasyon. Ito ay mahalaga, dahil kung wala ito hindi tayo magkakaroon ng mga solidong planeta, tanging mga higanteng gas na gawa sa hydrogen at helium, eksklusibo.
Sa paglipas ng bilyun-bilyong taon, ang proseso ng pagbuo ng bituin at kamatayan ay paulit-ulit, na may higit at higit pang mga elementong pinayaman. Sa halip na pagsamahin lamang ang hydrogen sa helium, ang malalaking bituin ay nagsasama ng hydrogen sa isang C-N-O cycle, na nagpapapantay sa carbon at oxygen (at bahagyang mas kaunting nitrogen) sa paglipas ng panahon.
Gayundin, kapag ang mga bituin ay dumaan sa helium fusion upang bumuo ng carbon, medyo madaling kumuha ng dagdag na helium atom upang bumuo ng oxygen (at magdagdag pa ng isa pang helium sa oxygen upang bumuo ng neon), at maging ang ating Araw ay gagawin ito sa panahon ng pulang higanteng yugto nito.
Ngunit may isang mamamatay na hakbang sa mga stellar forges na kumukuha ng carbon mula sa cosmic equation: kapag ang isang bituin ay naging sapat na napakalaking upang simulan ang isang carbon fusion - ganoon ang pangangailangan para sa isang Type II supernova na mabuo - ang proseso na nagiging gas. humihinto ang oxygen, na lumilikha ng mas maraming oxygen kaysa carbon sa oras na handa nang sumabog ang bituin.
Kung titingnan natin ang mga labi ng supernova at planetary nebulae - ang mga labi ng napakalaking bituin at tulad ng araw na mga bituin, ayon sa pagkakabanggit - nalaman natin na ang oxygen ay mas marami kaysa sa carbon sa masa at kasaganaan sa bawat kaso. Nalaman din namin na wala sa iba pang elemento ang mas mabigat o lumalapit.
Kaya, hydrogen #1, helium #2 - mayroong maraming mga elementong ito sa Uniberso. Ngunit sa mga natitirang elemento, ang oxygen ay may kumpiyansa na #3, na sinusundan ng carbon #4, neon #5, nitrogen #6, magnesium #7, silicon #8, iron #9 at ang kapaligiran ang kumukumpleto sa nangungunang sampung.
Ano ang hinaharap para sa atin?
Sa loob ng sapat na mahabang yugto ng panahon, libu-libo (o milyun-milyong) beses sa kasalukuyang edad ng uniberso, ang mga bituin ay patuloy na mabubuo, alinman sa pagbuga ng gasolina sa intergalactic na espasyo o sunugin ito hangga't maaari. Sa proseso, maaaring sa wakas ay maabutan ng helium ang hydrogen sa kasaganaan, o ang hydrogen ay mananatili sa unang lugar kung ito ay sapat na nakahiwalay sa mga reaksyon ng pagsasanib. Sa mahabang distansya, ang bagay na hindi inilalabas mula sa ating kalawakan ay maaaring magsanib nang paulit-ulit, upang ang carbon at oxygen ay makalampas sa kahit na helium. Marahil ay ililipat ng mga elementong #3 at #4 ang unang dalawa.
Nagbabago ang uniberso. Ang oxygen ay ang pangatlo sa pinakamaraming elemento sa modernong uniberso, at sa napakalayong hinaharap, malamang na ito ay tataas sa ibabaw ng hydrogen. Sa bawat oras na huminga ka sa hangin at nararamdaman ang kasiyahan ng prosesong ito, tandaan: ang mga bituin ay ang tanging dahilan para sa pagkakaroon ng oxygen.
Lithium
Helium
Ang helium ay sumasakop sa pangalawang posisyon sa periodic table pagkatapos ng hydrogen. Ang atomic mass ng helium ay 4.0026. Ito ay isang inert gas na walang kulay. Ang density nito ay 0.178 gramo bawat litro. Ang helium ay mas mahirap tunawin kaysa sa lahat ng kilalang mga gas lamang sa temperaturang minus 268.93 degrees Celsius at halos hindi naninigas. Pinalamig sa minus 270.98 degrees Celsius, ang helium ay nakakakuha ng superfluidity. Ang helium ay madalas na nabuo bilang isang resulta ng pagkabulok ng malalaking atomo. Sa Earth, ito ay ipinamamahagi sa maliit na dami, ngunit sa Araw, kung saan mayroong matinding pagkabulok ng mga atomo, mayroong maraming helium. Ang lahat ng data na ito ay, kumbaga, data ng pasaporte at kilala.
Haharapin natin ang mga topologies ng helium, at una nating matukoy ang mga sukat nito. Dahil ang atomic mass ng helium ay apat na beses kaysa sa hydrogen, at ang hydrogen atom ay 1840 beses na mas mabigat kaysa sa isang electron, nakukuha natin ang mass ng isang helium atom na katumbas ng 7360 electron; kaya ang kabuuang bilang ng mga ethereal globule sa isang helium atom ay humigit-kumulang 22,000; ang haba ng kurdon ng atom at ang diameter ng orihinal na torus ay ayon sa pagkakabanggit ay katumbas ng 7360 at 2300 ethereal na bola. Upang maisalarawan ang ratio ng kapal ng kurdon ng orihinal na torus ng helium atom at ang diameter nito, gumuhit tayo sa isang sheet ng papel na may panulat ng isang bilog na may diameter na 370 millimeters, at hayaan ang bakas mula sa ang panulat ay may lapad na isang katlo ng isang milimetro; ang resultang bilog ay magbibigay sa amin ng ipinahiwatig na representasyon. Ang isang electron (built-in na ethereal ball) ay sasakupin lamang ng 0.15 millimeters sa iginuhit na bilog.
Ang pag-twist ng orihinal na torus sa natapos na anyo ng helium atom ay nangyayari tulad ng sumusunod. Una, ang bilog ay na-flatten sa isang hugis-itlog, pagkatapos ay sa hugis ng isang dumbbell, pagkatapos ay sa isang figure na walo, at pagkatapos ay ang mga loop ng figure na walong magbukas upang ang isang overlap ay nangyayari. Sa pamamagitan ng paraan, ang overlap ng mas malalaking atom ay hindi nabuo, at ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang haba ng kurdon sa helium atom ay hindi pa malaki, at kapag ang mga midpoint ng kurdon ay may posibilidad na lumapit, ang mga gilid ( mga loop) ay pinipilit na ibuka. Dagdag pa, ang mga gilid ay yumuko at magsisimulang magtagpo.
Hanggang sa puntong ito, ang topology ng helium atom, tulad ng nakikita natin, ay katulad ng topology ng atom ng hydrogen isotope - tritium, ngunit kung ang tritium ay walang sapat na lakas upang isara ang mga gilid (walang sapat na haba ng kurdon nito), pagkatapos ay gumagalaw ang mga loop ng helium ng isa sa ibabaw ng isa at sa gayon ay malapit . Upang mapatunayan ang pagiging maaasahan ng koneksyon ng mga loop, sapat na upang sundin ang lokasyon ng kanilang mga gilid ng pagsipsip: para sa panloob na loop ito ay nasa labas, at para sa panlabas na loop ito ay mula sa loob.
Ito ay napaka-maginhawa upang kumatawan sa topology ng mga atomo sa anyo ng mga modelo ng wire; upang gawin ito, ito ay sapat na upang gumamit ng isang moderately nababanat, ngunit sapat na plastic wire. Ang hydrogen atom ay ipapakita bilang isang ordinaryong singsing. Palakihin natin ang haba ng isang piraso ng wire ng apat na beses (napakaraming beses na mas mabigat ang helium atom kaysa sa hydrogen atom), igulong ito sa isang singsing, ihinang ang mga dulo at ipakita ang proseso ng pag-twist ng helium atom. Kapag nag-twist, dapat nating palaging tandaan na ang baluktot na radii ay hindi dapat mas mababa sa radius ng singsing, na isang hydrogen atom; ito ay, bilang ito ay, isang kondisyon na itinakda ng pagkalastiko ng kurdon - torus shell. (Sa kalikasan, naaalala namin, ang pinakamababang radius ay katumbas ng 285 ethereal na bola.) Ang tinatanggap na minimum na radius ng baluktot ay tumutukoy sa topology ng lahat ng mga atom; at isa pang bagay: ang kinahinatnan ng parehong baluktot na radii ay magiging parehong laki ng mga suction loop (isang uri ng standardisasyon ng mga ito), at samakatuwid ay bumubuo sila ng isang matatag na valency, na ipinahayag sa kakayahang kumonekta sa iba't ibang mga atomo sa bawat isa. Kung ang mga bisagra ay may iba't ibang laki, ang kanilang koneksyon ay magiging problema.
Dinadala ang proseso ng pag-twist ng wire model ng helium atom hanggang sa dulo, nalaman namin na ang mga overlapped na loop ay hindi itinutulak ng isa sa ibabaw ng isa hanggang sa huminto sila. Mas tiyak, mas gugustuhin nilang i-twist pa, ngunit hindi pinapayagan ito ng pagkalastiko ng kurdon, iyon ay, ang kondisyon ng pinakamababang radius. At sa bawat pagtatangka ng mga loop na lumipat patungo sa higit pa, ang pagkalastiko ng kurdon ay itatapon ang mga ito pabalik; rebounding, muli silang sumugod pasulong, at muli ang pagkalastiko ay itatapon sila pabalik; sa kasong ito, ang helium atom ay lumiliit, pagkatapos ay mamumulaklak, iyon ay, isang pulsation ang nangyayari. Ang pulsation, sa turn, ay lilikha ng isang nakatayong thermal field sa paligid ng atom at gagawin itong mahimulmol; kaya dumating kami sa konklusyon na ang helium ay isang gas.
Ang iba pang pisikal at kemikal na katangian ng helium ay maaari ding ipaliwanag batay sa topology. Ang inertness nito, halimbawa, ay ipinahiwatig ng katotohanan na ang mga atomo nito ay walang bukas na suction loop o suction channel: hindi ito kayang pagsamahin sa iba pang mga atomo, samakatuwid ito ay palaging atomic at halos hindi tumigas. Ang helium ay walang kulay dahil ang mga atomo nito ay walang tuwid na "tunog" na mga seksyon ng mga lubid; at ang superfluidity ay nagmumula sa anumang kakulangan ng lagkit (magkadikit na mga atomo), bilog na hugis at maliit na sukat ng atom.
Tulad ng hydrogen, ang mga atomo ng helium ay walang parehong sukat: ang ilan sa kanila ay mas malaki, ang iba ay mas maliit, at sa pangkalahatan ay sinasakop nila ang halos buong espasyo ng timbang mula sa hydrogen (tritium) hanggang sa lithium kasunod ng helium; ang hindi gaanong matibay na isotopes ng helium, siyempre, ay nabulok na noon pa man, ngunit posibleng mabilang ang higit sa isang daan na umiiral sa kasalukuyang panahon.
Sa periodic table, ang helium ay mas mahusay na inilagay hindi sa pagtatapos ng unang yugto - sa parehong hilera na may hydrogen, ngunit sa simula ng ikalawang yugto bago ang lithium, dahil ang atom nito, tulad ng mga atomo ng buong panahon na ito, ay isang nag-iisang istraktura (iisang glomerulus), habang ang isang atom ng susunod na inert gas, ang neon, ay mukhang isang nakapares na istraktura, na katulad sa tampok na ito sa mga atomo ng ikatlong yugto.
Sinasakop ng Lithium ang ikatlong numero sa periodic table; ang atomic mass nito ay 6.94; nabibilang ito sa mga alkali metal. Ang Lithium ay ang pinakamagaan sa lahat ng mga metal: ang density nito ay 0.53 gramo bawat cubic centimeter. Kulay silvery white ito na may maliwanag na metal na kinang. Ang Lithium ay malambot at madaling maputol gamit ang kutsilyo. Sa hangin, mabilis itong lumalabo, kasama ng oxygen. Ang punto ng pagkatunaw ng lithium ay 180.5 degrees Celsius. Ang Lithium isotopes na may atomic na timbang 6 at 7 ay kilala. Ang unang isotope ay ginagamit upang makagawa ng mabigat na isotope ng hydrogen, tritium; ang isa pang isotope ng lithium ay ginagamit bilang isang coolant sa mga boiler ng mga nuclear reactor. Ito ang pangkalahatang pisikal at kemikal na data ng lithium.
Simulan natin muli ang topology ng mga lithium atom na may pag-unawa sa mga sukat ng orihinal na torus. Ngayon alam na natin na ang bawat elemento ng kemikal, kabilang ang lithium, ay may malaking bilang ng mga isotopes, na sinusukat sa daan-daan at libu-libo; samakatuwid, ang mga sukat ng mga atom ay ipahiwatig mula ... hanggang .... Ngunit ano ang ibig sabihin ng mga limitasyong ito? Maaari ba silang matukoy nang eksakto? O tinatayang sila? At ano ang ratio ng isotopes? Sabihin natin kaagad: walang malinaw na mga sagot sa mga tanong na ibinibigay; sa bawat oras na kinakailangan na pumasok sa isang tiyak na topolohiya ng mga atom. Tingnan natin ang mga isyung ito gamit ang halimbawa ng lithium.
Tulad ng nabanggit natin, ang paglipat mula sa protium hanggang helium mula sa punto ng view ng topology ay nangyayari nang sistematikong: na may pagtaas sa laki ng paunang torus, ang panghuling pagsasaayos ng mga atom ay unti-unting nagbabago. Ngunit ang pisikal at, lalo na, ang mga kemikal na katangian ng mga atomo sa paglipat mula sa protium patungo sa helium ay nagbabago nang higit sa makabuluhang, sa halip ay radikal: mula sa unibersal na pagkahumaling ng protium hanggang sa kumpletong kawalang-kilos ng helium. Saan, sa anong isotope ito nangyari?
Ang ganitong mga pagtalon sa mga katangian ay nauugnay sa laki ng mga pagtalon ng isotopes. Ang isang malaking hydrogen atom (tritium), na kumukuha ng hugis ng isang helium atom, ay lumalabas na radioactive, iyon ay, marupok. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga hubog na gilid nito ng mga loop ay hindi umabot sa isa't isa, at maaaring isipin ng isa kung paano sila kumakaway, nagmamadali patungo. Sila ay kahawig ng mga kamay ng dalawang tao sa magkaibang mga bangka, walang kapangyarihang sinusubukang abutin at makipagbuno. Ang panlabas na etheric pressure ay pipindutin ang mga console ng fluttering loops ng atoms nang napakalakas na hindi ito hahantong sa mabuti; na nakatanggap ng kahit isang bahagyang karagdagang pagpisil mula sa gilid, ang mga console ay masira - hindi nila mapaglabanan ang matalim na liko ng kurdon, at ang atom ay babagsak; ganyan ang nangyayari. Samakatuwid, maaari nating sabihin na ang mga dips ay sinusunod sa mga isotopes sa mga hangganan ng mga umiiral na physicochemical transition: walang mga isotopes doon.
Ang isang katulad na agwat ay umiiral sa pagitan ng helium at lithium: kung ang isang atom ay hindi na helium, ngunit hindi pa lithium, kung gayon ito ay marupok, at ito ay matagal nang wala sa mga kondisyong panlupa. Samakatuwid, ang lithium isotope na may atomic weight na anim, iyon ay, na may torus cord na haba ng 11 ethereal na bola, ay napakabihirang at, gaya ng sinabi, ay ginagamit upang makakuha ng tritium: madali itong masira, paikliin at makuha. isang isotope ng hydrogen bilang isang resulta.
Kaya, kami, tila, ay nagpasya sa pinakamaliit na sukat ng isang lithium atom: ito ay 11 nakagapos na mga electron. Kung tungkol sa pinakamataas na limitasyon nito, mayroong ilang sagabal dito: ang katotohanan ay, ayon sa topology, ang lithium atom ay hindi gaanong naiiba sa atom ng susunod na beryllium atom (malapit na natin itong makita), at walang isotopes ng alinman sa elemento ay walang kabiguan. Samakatuwid, sa ngayon, hindi namin ipahiwatig ang itaas na limitasyon ng laki ng lithium atom.
Sundin natin ang pagbuo ng lithium atom. Ang unang bilog ng isang bagong nabuong microvortex na may mga sukat na nakasaad sa itaas ay malamang na maging isang hugis-itlog; sa lithium lamang, ang hugis-itlog ay napakahaba: humigit-kumulang 8 beses na mas mahaba kaysa sa diameter ng pag-ikot ng dulo (hinaharap na loop); ito ay isang napakahabang hugis-itlog. Ang simula ng clotting ng lithium atom ay katulad ng parehong simula para sa malalaking atomo ng hydrogen at para sa helium, ngunit pagkatapos ay nangyayari ang isang paglihis: ang figure na walo na may overlap, iyon ay, na may isang pagliko ng mga loop, ay hindi nangyayari; karagdagang convergence ng mahahabang gilid (cords) ng hugis-itlog hanggang sa sila ay nasa ganap na contact ay sinamahan ng isang sabay-sabay na baluktot ng mga dulo patungo sa isa't isa.
Bakit hindi nabuo ang walo na may overlap? Una sa lahat, dahil ang hugis-itlog ay napakahaba, at kahit na ang buong pagpapalihis nito sa dumbbell hanggang sa magkadikit ang mga kurdon sa gitna ay hindi nagiging sanhi ng kanilang yumuko nang malakas; samakatuwid, ang potensyal para sa pagbaliktad ng matinding mga loop ay napakahina. At pangalawa, ang simula ng baluktot ng mga dulo ng hugis-itlog ay sumasalungat sa pagliko sa ilang mga lawak. Sa madaling salita: ang aktibong sandali ng mga puwersang may posibilidad na iikot ang mga dulong loop ay napakaliit, at ang sandali ng paglaban sa pagliko ay malaki.
Para sa kalinawan, gagamitin namin ang mga singsing na goma, halimbawa, ang mga ginagamit sa mga seal ng makina. Kung kurutin mo ang isang singsing na may maliit na diameter, pagkatapos ay tiyak na mabaluktot ito sa isang figure na walo na may isang overlap; at kung pipiliin mo ang isang singsing na may malaking diameter, kung gayon ang pag-pinching nito hanggang ang mga kurdon ay nasa buong contact ay hindi nagiging sanhi ng pagliko ng mga dulo ng mga loop. Sa pamamagitan ng paraan: ang mga singsing na ito ng goma ay napaka-maginhawa para sa pagmomodelo ng topology ng mga atomo; kung, siyempre, mayroong isang malawak na hanay ng mga ito.
Ang baluktot ng mga dulo ng hugis-itlog ay sanhi, tulad ng alam na natin, sa pamamagitan ng kaguluhan ng eter sa pagitan nila: na bahagyang lumayo mula sa perpektong tuwid na posisyon, mapipilitan na silang lumapit sa ganap na pakikipag-ugnay. Nangangahulugan ito na ang mga dulo ay hindi maaaring baluktot sa iba't ibang direksyon. Ngunit sa direksyon ng liko, mayroon silang pagpipilian: alinman upang ang mga gilid ng pagsipsip ng mga dulo ng mga loop ay nasa labas, o sa loob. Ang unang variant ay mas malamang, dahil ang sandali mula sa mga puwersa ng pagtanggi ng umiikot na mga shell ng kurdon mula sa katabing eter sa mga panlabas na punto ng mga loop ay magiging mas malaki kaysa sa mga panloob.
Ang papalapit na mga gilid ng hugis-itlog ay malapit nang magkadikit, ang busog ng mga lubid ay kumakalat mula sa gitna hanggang sa mga dulo at hihinto lamang kapag ang mga loop na may pinakamababang pinapayagang baluktot na radii ay sa wakas ay nabuo sa mga dulo. Sabay-sabay na nagaganap na mga bends at magkaparehong paglapit ng mga loop na ito ay humantong sa isang banggaan ng kanilang mga vertices, pagkatapos kung saan ang kanilang mga suction side ay naglalaro: ang mga loop, pagsuso, sumisid nang malalim; at ang proseso ng pagbuo ng pagsasaayos ng lithium atom ay nakumpleto sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga displaced loops abut sa kanilang mga vertices laban sa ipinares na mga kurdon eksakto sa gitna ng istraktura. Malayo, ang pagsasaayos ng atom na ito ay kahawig ng isang puso o, mas tiyak, isang mansanas.
Ang unang konklusyon ay nagmumungkahi ng sarili nito: ang lithium atom ay nagsisimula kapag ang mga tuktok ng ipinares na pangunahing mga loop na sumisid sa istraktura ay umabot sa mga kurdon sa gitna ng atom. At bago iyon ay wala pa ring lithium, ngunit ilang iba pang elemento, na ngayon ay wala na sa kalikasan; ang atom nito ay lubhang hindi matatag, pumipintig nang napakalakas, samakatuwid ay malambot at nabibilang sa mga gas. Ngunit ang atom ng pinakaunang lithium isotope (tinukoy namin ito bilang binubuo ng 11,000 nakagapos na mga electron) ay lumalabas din na hindi masyadong malakas: ang baluktot na radii ng mga loop nito ay nililimitahan, iyon ay, ang nababanat na mga lubid ay baluktot sa limitasyon, at sa anumang panlabas na epekto ay handa silang sumabog. Para sa mas malalaking atomo, ang mahinang puntong ito ay inalis.
Kinakatawan ang imahe ng isang lithium atom batay sa mga resulta ng topology, maaaring suriin ng isa kung ano ang nangyari. Ang dalawang pangunahing mga loop ay sarado at neutralisado, at ang pangalawang mga loop sa magkabilang gilid ng pangunahing mga loop ay din neutralized. Ang magkapares na mga lubid ay lumikha ng isang uka, at ang uka na ito ay tumatakbo kasama ang buong tabas ng atom - ito ay, kumbaga, sarado sa isang singsing - at ang suction side nito ay nasa labas. Mula dito sumusunod na ang mga lithium atom ay maaaring pagsamahin sa isa't isa at sa iba pang mga atomo lamang sa tulong ng kanilang mga suction grooves; ang isang lithium atom ay hindi maaaring bumuo ng isang loop molecular compound.
Ang malakas na convex suction troughs ng lithium atoms ay maaaring konektado sa isa't isa lamang sa mga maikling seksyon (theoretically, sa mga punto), at samakatuwid ang spatial na istraktura ng lithium atoms na konektado sa isa't isa ay lumalabas na napakaluwag at kalat-kalat; kaya ang mababang density ng lithium: ito ay halos dalawang beses na mas magaan kaysa sa tubig.
Lithium - metal; ang mga katangiang metal nito ay nagreresulta mula sa mga kakaibang hugis ng mga atomo nito. Ito ay masasabi sa ibang paraan: yaong mga espesyal na katangian ng lithium, na dahil sa mga espesyal na anyo ng mga atomo nito at ginagawa itong pisikal at kemikal na naiiba sa iba pang mga sangkap, ay tinatawag na metal; Tingnan natin ang ilan sa kanila:
- electrical conductivity: ito ay nagmumula sa katotohanan na ang mga atomo ay hugis-singsing mula sa ipinares na mga kurdon, na lumilikha ng mga suction troughs, bukas palabas, niyakap ang mga atomo kasama ang tabas at isinasara ang kanilang mga sarili; ang mga electron na nakadikit sa mga grooves na ito ay maaaring malayang gumagalaw sa kanila (naaalala natin muli na ang mga paghihirap ay lumitaw kapag ang mga electron ay nahiwalay sa mga atomo); at dahil ang mga atomo ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng parehong mga uka, kung gayon ang mga electron ay may kakayahang tumalon mula sa atom patungo sa atom, iyon ay, upang lumipat sa paligid ng katawan;
- thermal conductivity: ang mga elastically curved cord ng isang atom ay bumubuo ng isang napakahigpit na elastic na istraktura, na halos hindi sumisipsip ng mga low-frequency na malalaking-amplitude (thermal) na shocks ng mga kalapit na atom, ngunit nagpapadala ng mga ito nang higit pa; at kung walang posibleng mga kaguluhan sa kanilang mga kontak (dislokasyon) sa kapal ng mga atomo, kung gayon ang thermal wave ay magpapalaganap nang napakabilis;
- ningning: ang mataas na dalas na mababang-amplitude na mga epekto ng liwanag na alon ng eter ay madaling makikita mula sa matinding hubog na mga kurdon ng mga atomo at umalis, na sumusunod sa mga batas ng pagmuni-muni ng alon; ang lithium atom ay walang mga tuwid na seksyon ng mga lubid, samakatuwid wala itong sariling "tunog", iyon ay, wala itong sariling kulay - ang lithium ay samakatuwid ay kulay-pilak na puti na may malakas na ningning sa mga seksyon;
- plasticity: ang mga bilugan na lithium atoms ay maaaring konektado sa bawat isa sa anumang paraan; maaari silang, nang walang paglabag, gumulong sa isa't isa; at ito ay ipinahayag sa katotohanan na ang isang katawan na gawa sa lithium ay maaaring magbago ng hugis nito nang hindi nawawala ang integridad nito, iyon ay, maging plastik (malambot); bilang isang resulta, ang lithium ay pinutol nang walang labis na kahirapan gamit ang isang kutsilyo.
Gamit ang halimbawa ng mga nabanggit na pisikal na katangian ng lithium, maaaring linawin ng isa ang mismong konsepto ng metal: ang metal ay isang sangkap na binubuo ng mga atomo na may matalim na hubog na mga lubid na bumubuo ng mga contoured suction trough na bukas sa labas; ang mga atom ng binibigkas (alkaline) na mga metal ay walang bukas na suction loop at tuwid o maayos na hubog na mga seksyon ng kurdon. Samakatuwid, ang lithium sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay hindi maaaring pagsamahin sa hydrogen, dahil ang hydrogen atom ay isang loop. Ang kanilang koneksyon ay maaari lamang maging hypothetical: sa malalim na lamig, kapag ang hydrogen ay nagpapatigas, ang mga molekula nito ay maaaring pagsamahin sa mga atomo ng lithium; ngunit ang lahat ay nagpapakita na ang kanilang haluang metal ay magiging kasing lambot ng lithium mismo.
Kasabay nito, nilinaw namin ang konsepto ng plasticity: ang plasticity ng mga metal ay natutukoy sa pamamagitan ng katotohanan na ang kanilang mga bilugan na atomo ay maaaring gumulong sa isa't isa, binabago ang kamag-anak na posisyon, ngunit nang hindi nawawala ang mga contact sa isa't isa.
Ang Beryllium ay sumasakop sa ikaapat na posisyon sa periodic table. Ang atomic mass nito ay 9.012. Ito ay isang mapusyaw na kulay-abo na metal na may density na 1.848 gramo bawat kubiko sentimetro at isang punto ng pagkatunaw ng 1284 degrees Celsius; ito ay mahirap at sa parehong oras ay marupok. Ang mga istrukturang materyales na batay sa beryllium ay parehong magaan, malakas, at lumalaban sa mataas na temperatura. Ang mga haluang metal ng Beryllium, na 1.5 beses na mas magaan kaysa sa aluminyo, ay gayunpaman ay mas malakas kaysa sa maraming espesyal na bakal. Pinapanatili nila ang kanilang lakas hanggang sa temperatura na 700 ... 800 degrees Celsius. Ang Beryllium ay lumalaban sa radiation.
Sa mga tuntunin ng mga pisikal na katangian nito, tulad ng makikita, ang beryllium ay ibang-iba sa lithium, ngunit sa mga tuntunin ng topology ng mga atomo, halos hindi sila makilala; ang pagkakaiba lamang ay ang beryllium atom ay, parang, "natahi sa gilid": kung ang lithium atom ay kahawig ng isang mahigpit na suit ng isang schoolboy sa isang may sapat na gulang, kung gayon ang beryllium atom, sa kabaligtaran, ay isang maluwang na suit ng isang matanda sa pigura ng isang bata. Ang labis na haba ng kurdon ng atom ng beryllium, na may parehong pagsasaayos nito sa lithium, ay bumubuo ng isang mas banayad na balangkas na may baluktot na radii na lumalampas sa pinakamababang kritikal. Ang ganitong "reserba" ng curvature para sa beryllium atoms ay nagpapahintulot sa kanila na ma-deform hanggang sa maabot ang limitasyon ng filament bending.
Ang topological na pagkakapareho ng lithium at beryllium atoms ay nagpapahiwatig na walang malinaw na hangganan sa pagitan nila; at imposibleng sabihin kung alin ang pinakamalaking atom ng lithium at kung alin ang pinakamaliit na atom ng beryllium. Nakatuon lamang sa tabular na atomic weight (at ito ay nag-average ng lahat ng mga halaga), maaari nating ipagpalagay na ang kurdon ng isang medium-sized na beryllium atom ay binubuo ng humigit-kumulang 16,500 bound electron. Ang itaas na limitasyon ng laki ng beryllium isotope atoms ay nakasalalay sa pinakamababang sukat ng isang atom ng susunod na elemento - boron, ang pagsasaayos ng kung saan ay naiiba nang husto.
Ang margin ng curvature ng mga kurdon ng beryllium atoms ay pangunahing nakakaapekto sa kanilang koneksyon sa isa't isa sa sandali ng solidification ng metal: ang mga ito ay katabi ng bawat isa hindi sa pamamagitan ng maikling (tuldok-tuldok) na mga seksyon, tulad ng sa lithium, ngunit sa pamamagitan ng mahabang mga hangganan; ang mga contour ng mga atomo, tulad nito, ay nag-aayos sa isa't isa, nagpapa-deform at nakadikit sa isa't isa sa pinakamataas na posibleng paraan; kaya ang mga koneksyon na ito ay napakalakas. Ang mga atomo ng beryllium ay nagpapakita rin ng kanilang kakayahan sa pagpapalakas sa mga compound na may mga atomo ng iba pang mga metal, iyon ay, sa mga haluang metal kung saan ang beryllium ay ginagamit bilang isang additive sa mga mabibigat na metal: pinupunan ang mga voids at dumidikit sa kanilang mga nababaluktot na grooves sa mga atomo ng base metal, beryllium atoms hawakan ang mga ito nang sama-sama tulad ng pandikit, na ginagawang ang haluang metal ay napakatibay. Kaya naman sinusunod iyon ang lakas ng mga metal ay natutukoy ng mga haba ng magkadikit na mga seksyon ng suction troughs ng mga atomo: Kung mas mahaba ang mga seksyong ito, mas malakas ang metal. Ang pagkasira ng mga metal ay palaging nangyayari sa ibabaw na may pinakamaikling malagkit na mga seksyon.
Ang margin para sa baluktot na radii ng mga kurdon ng beryllium atoms ay nagpapahintulot sa kanila na ma-deform nang hindi binabago ang mga koneksyon sa pagitan nila; bilang isang resulta, ang buong katawan ay deformed; ito ay isang nababanat na pagpapapangit. Ito ay nababanat dahil sa anumang panimulang estado ang mga atomo ay may pinakamababang stress na mga anyo, at kapag may deformed sila ay napipilitang magtiis ng ilang "abala"; at sa sandaling mawala ang deforming force, ang mga atomo ay babalik sa kanilang orihinal, hindi gaanong stressed na estado. Kaya naman, ang pagkalastiko ng isang metal ay tinutukoy ng labis na haba ng mga kurdon ng mga atomo nito, na nagpapahintulot sa kanila na ma-deform nang hindi binabago ang mga lugar ng pagkakabit..
Ang pagkalastiko ng beryllium ay nauugnay sa paglaban nito sa init; ito ay ipinahayag sa katotohanan na ang mga thermal motions ng mga atomo ay maaaring mangyari sa loob ng mga limitasyon ng nababanat na mga pagpapapangit na hindi nagiging sanhi ng pagbabago sa mga compound ng mga atomo sa kanilang mga sarili; kaya sa pangkalahatan natutukoy ang paglaban ng init ng metal, pati na rin ang pagkalastiko, labis na haba ng mga kurdon ng mga atom nito. Ang pagbaba sa lakas ng metal sa mataas na pag-init ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga thermal na paggalaw ng mga atom nito ay nagbabawas sa mga lugar ng kanilang mga koneksyon sa bawat isa; at kapag ang mga lugar na ito ay ganap na nawala, ang metal ay natutunaw.
Ang pagkalastiko ng beryllium ay sinamahan ng pagkasira nito. Ang pagkasira ay maaaring isaalang-alang sa pangkalahatang kaso bilang kabaligtaran ng plasticity: kung ang plasticity ay ipinahayag sa kakayahan ng mga atom na baguhin ang kanilang magkaparehong mga posisyon habang pinapanatili ang mga lugar ng pagkonekta, kung gayon ang hina ay ipinahayag, una sa lahat, sa katotohanan na ang mga atomo ay hindi. may ganitong posibilidad. Anumang magkaparehong pag-aalis ng mga atomo ng isang malutong na materyal ay maaari lamang mangyari kapag ang kanilang mga bono ay ganap na naputol; ang mga atom na ito ay walang iba pang mga variant ng mga compound. Sa nababanat na mga materyales (sa mga metal), ang brittleness ay nailalarawan din sa pamamagitan ng katotohanan na ito ay, tulad ng, paglukso: isang crack na lumitaw bilang isang resulta ng labis na mga stress ay kumakalat na may bilis ng kidlat sa buong cross section ng katawan. Para sa paghahambing: ang isang ladrilyo sa ilalim ng mga suntok ng martilyo ay maaaring gumuho (ito rin ay hina), ngunit hindi nahati. Ang "paglukso" na brittleness ng beryllium ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga atomo nito ay hindi magkakaugnay sa pinakamahusay na paraan, at lahat sila ay binibigyang diin; at sa sandaling masira ang isang bono, ang mga atomo ng hangganan ay mabilis na nagsimulang "ituwid" sa kapinsalaan ng mga koneksyon sa kanilang mga kapitbahay; ang mga ugnayan ng huli ay magsisimula ring masira; at ang prosesong ito ay kukuha ng chain character. Kaya naman, ang hina ng nababanat na mga metal ay nakasalalay sa antas ng pagpapapangit ng magkakaugnay na mga atomo at sa kawalan ng kakayahang baguhin ang mga bono sa pagitan nila.
Ang paglaban sa radiation ng beryllium ay ipinaliwanag ng parehong reserba sa laki ng mga atomo nito: ang kurdon ng atom ng beryllium ay may kakayahang sumibol sa ilalim ng isang malakas na epekto ng radiation, hindi umabot sa kritikal na kurbada nito, at sa gayon ay nananatiling buo.
At ang mapusyaw na kulay-abo na kulay ng beryllium at ang kawalan ng isang maliwanag na metal na kinang, tulad ng, halimbawa, lithium, ay maaaring ipaliwanag sa parehong paraan: ang mga magaan na alon ng eter, na bumabagsak sa hindi matibay na mga lubid ng mga atomo sa ibabaw ng beryllium, ay hinihigop ng mga ito, at isang bahagi lamang ng mga alon ang naaaninag at lumilikha ng nakakalat na liwanag.
Ang density ng beryllium ay halos apat na beses na mas malaki kaysa sa lithium lamang dahil ang density ng mga kurdon ng mga atomo nito ay mas mataas: sila ay konektado sa isa't isa hindi sa mga punto, ngunit sa mahabang mga seksyon. Kasabay nito, sa tuluy-tuloy na masa nito, ang beryllium ay medyo maluwag na sangkap: ito ay dalawang beses lamang na mas siksik kaysa sa tubig.
Lithium - Helium. Ang mundo ng nucleus ng isang elemento ng kemikal.
Larawan 7 mula sa pagtatanghal na "World of Chemistry" sa mga aralin sa kimika sa paksang "Chemistry"
Mga Dimensyon: 960 x 720 pixels, format: jpg. Upang mag-download ng isang larawan para sa isang aralin sa kimika nang libre, i-right-click ang larawan at i-click ang "Save Image As...". Upang magpakita ng mga larawan sa aralin, maaari mo ring i-download ang presentasyon na "The World of Chemistry.ppt" nang libre kasama ang lahat ng mga larawan sa isang zip archive. Laki ng archive - 13988 KB.
I-download ang pagtatanghalChemistry
"Kasaysayan ng Chemistry" - Agricola Mining. (Ang komposisyon ay nagbabago, dahil ang mga bagong sangkap ay nakuha - kaagnasan). Layunin: kakilala sa pisikal at kemikal na mga phenomena, ang kasaysayan ng pag-unlad ng kimika. Pana-panahong batas ng mga elemento ng kemikal 1869. Pagsasama-sama. Mga Repormador. M 6. Pagbuo ng fog. Kemikal. B 2. Pagkabulok ng mga labi ng halaman.
"World of Chemistry" - N. Analytical Chemistry. Ang pagbabagong-anyo ng mga sangkap, at ang mga bilang resulta kung saan lumilitaw ang mga bagong sangkap. Nakumpleto ng isang guro ng Chemistry MOU secondary school No. 24 (st. E. World of compounds. Sulfur. Cross and zero c). hydrogen. Cross at zero a). Nabubuhay tayo sa isang mundo ng mga sangkap na binuo mula sa mga atomo. sa organikong mundo. Suvorosvskaya) Gashchenko Nikolai Grigorievich.
"Nanotechnologies" - Nanomedicine. Fullerenes. Panimula. Paglikha ng "walang depekto" na mga materyales na may mataas na lakas, mga materyales na may mataas na kondaktibiti; III. Sa ngayon, isang y-transistor batay sa isang nanotube at isang nanodiode ay nakuha. Mga nanotube. Ang modelo ng high-density na memorya ay binuo ni Ch. Diamond memory para sa mga computer. Bahagi III. Ang katangiang sukat ng isang atom ay ilang ikasampu ng isang nanometer.
"Analytical Chemistry" - Plano ng ulat. Shirokova V.I., Kolotov V.P., Alenina M.V. Mga problema sa pagkakatugma ng terminolohiya ng analytical chemistry. Iupac, gost, iso. Mga prinsipyo ng pagkakatugma ng terminolohiya. (Federation of European Chemical Society). Analytical chemistry (kahulugan). V.I.Vernadsky RAS.
"Pag-unlad ng kimika" - Nakumpleto ni: Uralbayeva K.A. Astana, 1st group. Eichi Negishi. Akira Suzuki. Pinatunayan ng mga English chemist na sina A. Todd at D. Brown ang pangunahing prinsipyo ng istruktura ng RNA. Van't Hoff Jacob Hendrik (30.8.1852 - 1.3.1911). Richard Heck. Ipinanganak noong Agosto 13, 1918 sa England. Frederick Sanger. Ang koloidal na kimika ay naging isang independiyenteng disiplina na lumitaw sa hangganan ng pisika at kimika.
"Subject of chemistry" - Solid. Mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap. Ang pinakatanyag na alchemist sa Europa ay si Albert von Bolstat (ang Dakila). Ang mga sangkap na nabuo ng mga atomo ng isang elemento ng kemikal ay tinatawag na simple. Pag-aaral ng kimika. Pumili ng mga katangian para sa mga sumusunod na sangkap: COPPER, IRON, CLAY. Maaaring iproseso sa pamamagitan ng kamay. Walang anyo. Substansya - molekula - atom.
Kabuuan sa paksa 31 mga presentasyon
