1 Budowa cząsteczkowa materii

2 Co to jest materia ? Materia to wszystko co nas otacza , np. cząsteczka wody

3 Wiązania chemiczne Według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub więcej elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub więcej elektronów z jednego atomu na atom i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej. Para jonowa-układ anionu i kationu powiązanych oddziaływaniem elektrostatycznym.

4 Opis budowy atomu Atomy składają się z jądra i otaczających to jądro elektronów. W jądrze znajdują się z kolei nukleony: protony i neutrony. Neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie, protony noszą ładunek elektryczny dodatni, zaś elektrony – ujemny. W każdym obojętnym atomie liczba protonów i elektronów jest jednakowa. W takiej sytuacji łączny ładunek protonów i elektronów wynosi zero. Atomy z liczbą elektronów różną od liczby protonów nazywane są jonami, czyli atomami posiadającymi ładunek elektryczny. O właściwościach atomów decyduje głównie liczba protonów w jądrze atomowym. Grupy atomów o takiej samej liczbie protonów w jądrze, a różnej liczbie neutronów określamy jako izotopy danego pierwiastka (określonego liczbą protonów). Atomy są podstawowymi elementami budującymi materię z punktu widzenia chemii i pozostają najmniejszymi cząstkami rozróżnianymi metodami chemicznymi. Nie zmieniają się w reakcjach chemicznych.

5 atomy

6 atom

7 Ważne terminy Atom- najmniejsza część pierwiastka zachowująca jego własności chemiczne.  Liczba atomowa- liczba protonów w jądrze atomowym. Elektron- ujemnie naładowana cząsteczka elementarna, która okrąża jądro atomowe. Pierwiastek- substancja złożona z atomów jednego rodzaju, nie może być rozłożona na składniki na drodze reakcji chemicznych. Izotop- atom o innej liczbie neutronów, czyli o innej liczbie masowej niż inne atomy danego pierwiastka. Liczba masowa- łączna liczba protonów i neutronów w jądrze danego atomu. Neutron- cząstka elementarna w jądrze atomowym, pozbawiona ładunku elektrycznego. Proton- cząstka elementarna w jądrze atomowym o dodatnim ładunku elektrycznym.

8 Badania budowy jądra atomuFizycy zajmujący się badaniami struktury jąder atomowych odkryli około 200 cząstek, spośród których 33 uznano za elementarne. Są to cząstki będące budulcem materii lub antymaterii, które wykryto w promieniowaniu kosmicznym lub podczas badań w akceleratorach: 8 barionów i 8 antybarionów (np.: nukleony i ich antycząstki), 8 mezonów i antymezonów (np.: pion), 8 leptonów i antyleptonów (np.: elektron, pozyton), foton

9 Budowa ziemi Obecnie (w uproszczeniu )przyjmuje się następujące strefy budowy Ziemi : - Litosferę -Płaszcz zewnętrzny , gdzie w górnej jego części występuje ostenosfera , - Płaszcz wewnętrzny , - Jądro zewnętrzne ( elektr. lub gazowe ) - Jądro wewnętrzne prawdopodobnie o sztywności ciała stałego . W budowie Ziemi można wyróżnić trzy sfery : 1) Litosferę - zwaną także skorupą Ziemi o nieznacznej grubości w stosunku do całej Ziemi 2)Mezosferę - czyli środkową zwaną inaczej płaszczem Ziemi , 3)Jądro Ziemi - centralna część Ziemi Skorupę ziemską do głębokości kilkudziesięciu kilometrów w ogromnej większości tworzą glinokrzemiany i dlatego nazywamy ją sialem.Gęstość siala 2,7g na cm sześcienny . Poniżej sialu występują materiały o gęstości od 3 - 3,4 g na cm sześcienny . Strefę tę ze względu na znaczną zawartość tlenków krzemianu i magnezu nazywamy simą .Granicą sialu i simy jest powierzchnia CONRADA .Powierzchnia Mono nie leży na jednakowej głębokości : - pod oceanami występuje na głębokości ok. 7 km. , - pod lądami znacznie głębiej do ok.40 km. W skład płaszcza Ziemi wchodzą chrom ,żelazo ,magnez ,krzem i nikiel ; gęstość płaszcza Ziemi od 3,5 -5,5 g.na cm. sześcienny .Jądro Ziemi składa się z substancji o gęstości od 9,6 - 18,5 g. na cm. sześcienny .

10

11 Właściwości protonu ,neutronu i elektronuCząstka Masa, g Masa, u Ładunek, C Symbol Trwałość poza jądrem proton 1,6726*10-24 1,00728 +1,602*10-19 p duża neutron 1,6749*10-24 1,00867 n mała elektron 0,91096* 1/1836 -1,602*10-19 e

12

13 Jak obliczać? Atomy różnych pierwiastków różnią się od siebie. Zawierają różne ilości protonów w jądrze, a zatem charakteryzowane są przez inną liczbą atomową. Pierwiastek chemiczny charakteryzowany jest przez jego symbol E, liczbę atomową Z oraz liczbę masową A. Zapis pozwala określić podstawowe składniki atomu pierwiastka E. W jądrze atomu znajduje się Z protonów i A – Z neutronów. Wokół jądra znajduje się Z elektronów. Zapis pozwala określić, że atom azotu jest zbudowany z Z = 7 protonów, Z = 7 elektronów i A – Z = 7 neutronów. Na tej samej zasadzie można wnioskować, że w skład atomu żelaza wchodzi 26 protonów, 26 elektronów i 30 neutronów. Inny atom żelaza  ma 32 neutrony, zatem różni się ilością neutronów w jądrze od poprzednio omawianego atomu żelaza. Takie odmiany pierwiastków nazywa się izotopami. Wiele pierwiastków występujących w przyrodzie posiada izotopy. Oto niektóre z nich: wodór, węgiel, azot, krzem, siarka, potas, wapń, ołów.

14 Masa atomowa Im więcej protonów i neutronów znajduje się w atomie, tym większa jest jego masa. Suma liczb protonów i neutronów nosi nazwę liczby masowej. liczba określająca ile razy masa jednego reprezentatywnego atomu danego pierwiastka chemicznego jest większa od masy 1/12 izotopu 12C, przy czym pod pojęciem reprezentatywnego atomu rozumie się atom o średniej masie wyliczonej proporcjonalnie ze wszystkich stabilnych izotopów danego pierwiastka, ze względu na ich rozpowszechnienie na Ziemi. Masa atomowa jest wyrażana w atomowych jednostkach masy.

15 Liczby atomowe Liczba protonów w jądrze danego atomu jest nazywana jego liczbą atomową .Zazwyczaj w atomach jest tyle samo protonów co elektronów, liczba atomowa określa zarazem liczbę elektronów.

16 cząsteczki Atomy rzadko występują pojedynczo , z reguły bowiem łączą się ze sobą , tworząc cząsteczki. Cząsteczka to grupa związanych ze sobą atomów, która stanowi najmniejszą samodzielną cząsteczkę danej substancji. Oczywiście zarówno cząsteczki jak i atomy są niewidoczne gołym okiem. W kinetycznej teorii gazów za cząsteczkę uważa się każdą cząstkę zdolną do samodzielnego, swobodnego ruchu, niezależnie od tego czy jest to pojedynczy atom, czy cząsteczka w sensie chemicznym, czy też jon.

17 Modele cząsteczek

18 Najbardziej prymitywne modele to kulki z npNajbardziej prymitywne modele to kulki z np. tworzywa połączone z sobą pałeczkami. Kulki reprezentują tu atomy, a pałeczki wiązania chemiczne. Jeśli średnice kulek będą proporcjonalne do promieni van der Waalsa atomów, a długości pałeczek do długości wiązań, to otrzymamy model z grubsza zgodny z rzeczywistą strukturą cząsteczek. W podobny sposób można też modelować cząsteczki na ekranie komputera.

19 Nasza galeria

20

21

22

23 siarka

24 Przekrój ziemi