Materia

Elektrony okrążają jądro w określonych orbitach lub “powłokach”, przy czym każda “powłoka” jest zdolna pomieścić jedynie określoną liczbę elektronów. O reaktywności pierwiastka decyduje konfiguracja elektronów na ostatniej (najdalszej) powłoce. Jeśli powłoka jest zapełniona, atom nie reaguje chemicznie. Takie pierwiastki nazywamy szlachetnymi ( przykładem jest tu He (hel) i N (azot). Inne pierwiastki mogą wchodzić w reakcje chemiczne, ale zawsze z określonymi komponentami. Najchętniej reagują z pierwiastkami mogącymi “uzupełnić” ich zewnętrzną powłokę elektronową. Tworzą wtedy wiązanie jonowe lub kowalencyjne. Typowym przykładem jest tu sól – chlorek sodu NaCl. Atom sodu posiada tylko jeden z 11 elektronów w zewnętrznej powłoce. Chlor zaś posiada prawie zapełnioną ( 7 elektronów z 8 możliwych) zewnętrzną powłokę. W tej sytuacji chlor “zabiera” jeden elektron od sodu i zapełnia swoją powłokę. W związku z tym ładunek całego atomu chloru zmienia się – staję się ujemny, tak jak przyłączony elektron. Jednocześnie zmienia się też konfiguracja sodu i jednocześnie jego ładunek staje się dodatni. Atomy naładowane (czyli w których ilość protonów nie równa się liczbie elektronów) nazywamy jonami. Takie dwa przeciwnie naładowane jony przyciągają się tworząc chlorek sodu, czyli popularną sól kuchenną.

Niektóre atomy ani nie oddają ani nie przyjmują elektronów, dążąc do zapełniania zewnętrznych powłok. Zamiast tego “uwspólniają” z innym atomem zewnętrzne elektrony. Przykładem takiego wiązania jest woda H2O. Wiązanie takie nazywamy kowalencyjnym.

W przypadku wody – dwa bardzo reaktywne pierwiastki – wodór H i tlen O łączą się tworząc stabilny związek chemiczny. Tlen wymaga dodania dwóch elektronów, aby zapełnić zewnętrzną powłokę. Każdy atom wodoru ma tylko jeden elektron i wymaga jeszcze jednego do zapełnienia powłoki. W kombinacji z dwoma atomami wodoru tlen otrzymuje jeden uwspólniony elektron od każdego z atomów wodoru, zaś każdy wodór otrzymuje po jednym uwspólnionym elektronie od tlenu. W rezultacie tej wzajemnej wymiany elektronów powstaje woda. Takie wiązanie powoduje wiele unikalnych własności wody.

Pierwiastki i związki chemiczne mogą występować w jednej z trzech postaci: ciała stałego, cieczy i gazu. Woda np. występuje w swej naturalnej postaci jako ciecz, lecz również w postaci ciała stałego (lód) oraz gazu (para wodna). Postacie, w jakich występują zależą od tego, jak ściśle i sztywno poukładane są molekuły, tworzące substancję. Typowym najważniejszym czynnikiem, który ma na to wpływ jest temperatura (ciśnienie również lecz rzadziej), ponieważ ciepło wprawia molekuły w ruch. Temperatura jest miarą ruchliwości molekuł danej substancji. Najbardziej aktywne są molekuły ciepłej substancji, jeśli aktywność molekuł spada, mówi się o chłodzeniu substancji. Substancje z molekułami związanymi regularnie, w ścisłe wzory są ciałami stałymi. Jeśli temperatura rośnie, molekuły zaczynają wyślizgiwać się z ich ustalonych pozycji i poruszając następne, tworzą ciecz. Jeśli temperatura rośnie dalej powstaje gaz. Najlepszym przykładem są lód, woda i para, gdzie ciało stałe (lód) reprezentuje stan “najzimniejszy”, a gaz (para) – “najcieplejszy”.

Ciała stałe i ciecze w nurkowaniu uważamy za nieściśliwe. Gazy natomiast są ściśliwe w wysokim stopniu. Molekuły tworzące gaz zajmują w przybliżeniu 1/1000 całkowitej objętości, jaką ma cały gaz w temperaturze pokojowej i normalnym ciśnieniu. To wyjaśnia ogromny stopień ściśliwości gazów i to jest ich cecha, która ma ogromne znaczenie dla nurkowania.

Jesteś tu: Ekologia

Strony: 1 2 3