تشريح أتمتة

أجزاء الأتمتة

كل أتمتة لديها ثلاث أنواع من الجزيئات:

البروتونات: موجبة الشحنة، موجودة في النواة (المركز)

النيوترونات: بدون شحنة، أيضًا في النواة

الإلكترونات: سالبة الشحنة، تدور حول النواة في غلاف الإلكترونات

النواة صغيرة جداً مقارنة بأتمتة كاملة. إذا كانت أتمتة بحجم ملعب كرة القدم، فإن النواة هي كرة على خط ال50 ياردة. الإلكترونات هي ذباب يزور مقاعد علوية المبنى.

هنا هو الحقيقة الرئيسية: عدد البروتونات يحدد ما إذا كان الجزيء هو عنصر ما. هذا العدد يسمى رقم ذري.

كل أتمتة من الهيدروجين لديها exactly 1 بروتون. كل أتمتة من الكربون لديها exactly 6. كل أتمتة من الذهب لديها exactly 79.

قم بإضافة عدد البروتونات وتغير العنصر بالكامل.

ما الذي يجعل العنصر؟

لهب 79 بروتونًا. الحديد لديه 26 بروتونًا. يبدو مختلفًا، ويشعر مختلفًا، ويتحول بشكل مختلف.

ولكن هما كليهما مجرد مجموعات من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.

خريطة مينديلييف

الشهادة الأكثر قوة في العلوم

في عام 1869 ، قام كيميائي روسي يدعى دميتري مينديلييف بفعل شيق. كتب العناصر المعروفة على بطاقات ووضعها في ترتيب حسب كتلة الذرة.

انتبه إلى أن العناصر ذات الخصائص المتشابهة تظهر في فترات منتظمة: نمط دوري.

وضعها في جدول بأعمدة (فصول) وصفوف (فترات).

الخطأ الجيني: ترك مينديلييف فجوات. قام بتنبؤ بأن العناصر غير المكتشفة ستملأ تلك الفجوات: وعلى حق. تم العثور على الجاليوم والجرمانيوم بعد سنوات، تلاقي توقعاته تقريبًا بشكل مثالي.

فترات (صفوف): يمثل كل صف جديد غلاف إلكتروني يملأ.

فصول (أعمدة): العناصر في العمود ذات نفس عدد الإلكترونات الخارجية: وهذا السبب في أنهم يتصرفون بشكل مماثل.

يقسم الجدول تقريبًا إلى المواد المعدنية (يسارًا ومركزًا: مدهنة، ومتحولة، ومتسقة)، غير المعدنية (في الزاوية العليية اليمينية: غازات، وثقوب صلبة)، والمواد المعدنية (في خط سلم الخصر: لديها خصائص كلاً من المواد المعدنية وغير المعدنية).

وبعد ذلك هناك الغازات النoble في العمود الأيمن: الهليوم والنيون والارجون. لديهم غلاfas إلكترونية خارجية ممتلئة، لذلك لا يتفاعلون تقريبًا مع أي شيء. هم الأفراد الوحيدون في جدول المكونات الدورية.

الأنماط في الجدول

الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم جميعهم في العمود 1 من جدول المكونات الدورية. جميعهم مادة مدهنة رقيقة تتفاعل بشدة مع الماء.

الفلور والكلور والبروم جميعهم في العمود 17. جميعهم غير المعدنية التفاعلية العالية التي تحب التقاط الإلكترونات من أطوار أخرى.

كيف يربط الأтомون

لماذا تجمع الأطومات

عادة ما لا تكون الأطومات مستقرة بمفردها. يريدون كرات إلكترونية خارجية ممتلئة: مثل الغازات النoble التي لديها.

لتحقيق ذلك، يربط الأطومات مع بعضها البعض في طريقين رئيسيين:

الارتباط الايوني: ينتقل إلكترون من إحدى الأطومات إلى أخرى.

ملف التابلت (NaCl) هو مثال كلاسيكي. يملك الصوديوم إلكترونًا خارجيًا يرغب في التخلي عنه. يملك الكلور 7 إلكترونات خارجية وترغب في الحصول على إلكترون واحد. يمنح الصوديوم إلكترونه للكلور. الآن لديهم كلاهما كرات إلكترونية خارجية ممتلئة: لكن الصوديوم يكون موجبًا (خسر إلكترونًا) والكلور سالبًا (حصل على إلكترون). الأطراف المعاكسة تتميز ويفترض أن يلتزموا معًا.

الارتباط الكيميائي: يشارك الأطومات الإلكترونات.

يعمل الماء (H₂O) بهذه الطريقة. يحتاج الكلور إلى 2 إلكترونات إضافية. لكل هيدروجين لديه 1 لإعطاؤه. لذا يشارك الكلور في إعطاء إلكترونات لاثنين من الهيدروجين. لا يفقد أحد شيء: هم يتعاونون.

عادة ما تتشكل المركبات الأيونية في بلورات وتذوب في الماء. تتشكل المركبات الكيميائية عادةً في جزيئات: وحدات فردية مثل H₂O أو CO₂.

لماذا يذوب الملح

عندما تضع بلورة من الملح في كوب من الماء، يختفي. يتفكك الجسم الصلب ويفرق بين أيونات الصوديوم والكلور ويتم توزيعها في الماء.

هذا يحدث لأن الماء هو جزيء متعاكس: النهاية الأكسجينية هي سلبية قليلاً والنهايات الهيدروجينية هي موجبة قليلاً.

ما هو التفاعل؟

تصبح المركبات المبدئية منتجات

يتحول التفاعل الكيميائي عندما تتغير ترتيب روابط الذرات لتشكيل مواد جديدة.

تسمى المواد المبدئية بـ مركبات. وتسمى النتائج بـ منتجات.

قاعدة مطلقة: لا يتم إنشاء أو إزالة ذرات في تفاعل كيميائي. هذا القانون من قانون حفظ الكتلة. يجب أن تأتي كل ذرة التي تدخل، خروجه فقط مُجددًا.

يمكن أن يكون التفاعلات إيجابي التأين (يُطلق الطاقة: النار، الانفجارات، المكثفات الباردة) أو سلبي التأين (يقبض على الطاقة: التصوير بالنور، الضوء، الطبخ البيض).

الكيمياء في كل مكان:

- الصدأ: الحديد + الأكسجين → أكسيد الحديد. بطيء، إيجابي التأين.

- الاشتعال: الوقود + الأكسجين → ثاني أكسيد الكربون + الماء. سريع، جداً إيجابي التأين.

- التصوير بالضوء: ثاني أكسيد الكربون + الماء + الضوء -> غلوكوز + أكسجين. سلبي التأين: تُحفظ طاقة الشمس في روابط الكيميائية.

كل واحد من هذه فقط ذرات تُفكّ روابط قديمة وتشكل روابط جديدة.

كيمياء الصدأ

قد رأيت الصدأ على سيارات قديمة، أدوات، أو مسامير. يتشكل الصدأ ببطء، لكنه تفاعل كيميائي حقيقي.

معادلة الكيمياء هي: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

هذا يعني: تتفاعل أربعة ذرات من الحديد مع ثلاث جزيئات من الأكسجين لإنتاج اثنين من وحدات أكسيد الحديد (الصدأ).

الكيمياء في حياتك

أنت تعيش داخل مختبر كيميائي

الكيمياء ليست فقط شيئًا يحدث في الكؤوس. إنها تحدث حولك في كل مكان، في كل وقت.

الطبخ: عندما تُحمر اللحوم أو تُطَبخ الخبز، هذا تفاعل ماير، حيث تُتغير ترتيب الأحماض الأمينية والسكر إلى مئات الجزيئات الجديدة للعطور.

الطب: كل دواء هو جزيء مصمم لتناسب مستقبلًا محددًا في جسمك، مثل مفتاح في قفل.

المواد: توجد الشاشة التي تقرأها تظهر على هذا النحو لأن الكيميائيين اكتشفوا كيفية صناعة الكريستالات السائلة والمنشطات والخزف الفلبي.

البطاريات: يعمل هاتفك على كيمياء الليثيوم-أيون: إعادة توجيه ذرات الليثيوم للالكترونات بين electrodes.

جسمك: الآن، إنزيمات موجودة في خلايا جسمك تقوم بآلاف من التفاعلات الكيميائية في الثانية: تكسير الطعام، بناء البروتينات، نسخ الدنا.

كل مادة، وكل دواء، وكل تكنولوجيا ترجع إلى الذرات التي تشكل روابط.

الآن هو دورك

ربط الكيمياء بعالمك

عرفت الآن عن الذرات، العناصر، الروابط، والتفاعلات. لديك اللغة لوصف ما ينتج عنه شيء وسبب سلوكه كما هو.