2.11: Muhtasari

2.1 Mawazo mapema katika Nadharia ya Atomiki

Wagiriki wa Kale walipendekeza jambo hilo lina chembe ndogo sana zinazoitwa atomi. Dalton alidai kwamba kila kipengele kina aina ya tabia ya atomi ambayo inatofautiana katika mali kutoka kwa atomi za vipengele vingine vyote, na kwamba atomi za vipengele tofauti zinaweza kuchanganya katika uwiano wa kudumu, ndogo, nzima-namba ili kuunda misombo. Sampuli za kiwanja fulani zote zina idadi sawa ya msingi kwa wingi. Wakati vipengele viwili vinaunda misombo tofauti, umati uliopewa wa kipengele kimoja utachanganya na raia wa kipengele kingine katika uwiano mdogo, nzima-nambari. Wakati wa mabadiliko yoyote ya kemikali, atomi hazijatengenezwa wala kuharibiwa.

2.2 Mageuzi ya nadharia ya Atomiki

Ingawa hakuna mtu aliyeona ndani ya atomu, majaribio yameonyesha mengi kuhusu muundo wa atomia. Bomba la ray ya cathode la Thomson lilionyesha kuwa atomi zina chembe ndogo, zenye chaji vibaya zinazoitwa elektroni. Millikan aligundua kwamba kuna malipo ya kimsingi ya umeme—malipo ya elektroni. Jaribio la foil la dhahabu la Rutherford lilionyesha kuwa atomi zina kiini kidogo, kikubwa, chenye chaji chanya; chembe zenye kushtakiwa vyema ndani ya kiini huitwa protoni. Chadwick aligundua ya kwamba kiini pia kina chembe zisizo na upande zinazoitwa neutroni. Soddy alionyesha ya kwamba atomi za elementi hiyohiyo zinaweza kutofautiana kwa wingi; hizi huitwa isotopi.

2.3 Atomiki Muundo na Symbolism

Atomu ina kiini kidogo chenye chaji chanya kilichozungukwa na elektroni. Kiini kina protoni na nyutroni; kipenyo chake ni ndogo zaidi ya mara 100,000 kuliko ile ya atomu. Masi ya atomu moja kwa kawaida huonyeshwa katika vitengo vya molekuli atomia (amu), ambayo hujulikana kama masi atomia. AMU hufafanuliwa kama hasa$\frac{1}{12}$ya wingi wa atomi kaboni-12 na ni sawa na 1.6605$\times$10 ^-24 g.

Protoni ni chembe nzito kiasi na chaji ya 1+ na masi ya 1.0073 amu. Neutroni ni chembe nzito kiasi zisizo na chaji na masi ya amu 1.0087. Electroni ni chembe nyepesi zenye chaji ya 1- na masi ya 0.00055 amu. Idadi ya protoni katika kiini huitwa namba atomia (Z) na ni mali inayofafanua utambulisho wa msingi wa atomu. Jumla ya idadi ya protoni na nyutroni katika kiini huitwa namba ya wingi na, iliyoelezwa kwa amu, ni takriban sawa na masi ya atomu. Atomu haina upande wowote wakati ina idadi sawa ya elektroni na protoni.

Isotopi za elementi ni atomi zenye namba atomia ileile lakini namba tofauti za molekuli; isotopi za elementi, kwa hiyo, hutofautiana tu kwa idadi ya nyutroni ndani ya kiini. Wakati elementi inayotokea asili inaundwa na isotopi kadhaa, masi atomia ya elementi inawakilisha wastani wa raia wa isotopi zinazohusika. Alama ya kemikali inatambua atomi katika dutu kwa kutumia alama, ambazo ni vifupisho moja-, mbili-, au tatu kwa atomi.

2.4 Kemikali formula

Fomula ya masi inatumia alama za kemikali na michango ili kuonyesha namba halisi za atomi tofauti katika molekuli au kiwanja. Fomu ya empirical inatoa uwiano rahisi, nzima-idadi ya atomi katika kiwanja. Fomu ya miundo inaonyesha utaratibu wa kuunganisha wa atomi katika molekuli. Mifano ya mpira-na-fimbo na nafasi ya kujaza inaonyesha mpangilio wa kijiometri wa atomi katika molekuli. Isoma ni misombo yenye fomula sawa ya Masi lakini mipango tofauti ya atomi.

2.5 Jedwali la Mara kwa mara

Ugunduzi wa kurudia mara kwa mara wa mali sawa kati ya elementi ulisababisha uundaji wa meza ya mara kwa mara, ambapo elementi zinapangwa kwa utaratibu wa kuongeza idadi atomia katika safu inayojulikana kama vipindi na nguzo zinazojulikana kama vikundi. Vipengele katika kundi moja la meza ya mara kwa mara vina mali sawa za kemikali. Elementi zinaweza kuainishwa kama metali, metalloidi, na zisizo za metali, au kama vipengele vya kikundi kikuu, metali za mpito, na metali za mpito za ndani. Vikundi vinahesabiwa 1—18 kutoka kushoto kwenda kulia. Elementi katika kundi la 1 zinajulikana kama metali za alkali; zile katika kundi la 2 ni metali za dunia za alkali; wale walio katika 15 ni pniktojeni; wale walio katika 16 ni chalcogens; wale walio katika 17 ni halojeni; na wale walio katika 18 ni gesi nzuri.

2.6 Ionic na Misombo ya Masi

Vyuma (hasa zile katika vikundi 1 na 2) huwa na kupoteza idadi ya elektroni ambazo zitawaacha na idadi sawa ya elektroni kama katika gesi yenye heshima iliyotangulia katika jedwali la mara kwa mara. Kwa njia hii, ion yenye kushtakiwa vizuri huundwa. Vilevile, nonmetali (hasa zile zilizo katika makundi 16 na 17, na kwa kiwango kidogo, zile zilizo katika Kundi la 15) zinaweza kupata idadi ya elektroni zinazohitajika ili kutoa atomi na idadi sawa ya elektroni kama katika gesi inayofuata yenye heshima katika jedwali la mara kwa mara. Hivyo, nonmetals huwa na kuunda ions hasi. Ions kushtakiwa vyema huitwa cations, na ions kushtakiwa vibaya huitwa anions. Ions zinaweza kuwa ama monatomiki (zenye atomi moja tu) au polyatomiki (zenye atomi zaidi ya moja).

Misombo iliyo na ions huitwa misombo ya ionic. Misombo ya ioniki kwa ujumla huunda kutoka kwa metali na nonmetali. Misombo isiyo na ions, lakini badala yake inajumuisha atomi zilizounganishwa kwa pamoja katika molekuli (makundi yasiyochajwa ya atomi ambayo hufanya kama kitengo kimoja), huitwa misombo ya covalent. Misombo ya kawaida huunda kutoka kwa nonmetals mbili.

2.7 Kemikali Nomenclature

Wataalamu wa dawa hutumia sheria za majina ili kutaja wazi misombo. Misombo ya Ionic na Masi hutajwa kwa kutumia mbinu tofauti-tofauti. Misombo ya ioniki ya binary kawaida hujumuisha chuma na nonmetal. Jina la chuma limeandikwa kwanza, ikifuatiwa na jina la nonmetali na mwisho wake kubadilishwa kuwa — ide. Kwa mfano, K ₂ O inaitwa oksidi ya potasiamu. Ikiwa chuma kinaweza kuunda ions na mashtaka tofauti, namba ya Kirumi katika mabano ifuatavyo jina la chuma ili kutaja malipo yake. Hivyo, FeCl ₂ ni chuma (II) kloridi na FeCl ₃ ni chuma (III) kloridi. Baadhi ya misombo yana ions polyatomic; majina ya ions ya kawaida ya polyatomic yanapaswa kukumbukwa. Misombo ya molekuli inaweza kuunda misombo na uwiano tofauti wa elementi zao, hivyo viambishi awali hutumiwa kutaja idadi ya atomi za kila elementi katika molekuli ya kiwanja. Mifano ni pamoja na SF ₆, hexafluoride ya sulfuri, na N ₂ O ₄, tetroksidi ya dinitrojeni. Acids ni darasa muhimu la misombo iliyo na hidrojeni na kuwa na sheria maalum za majina. Asidi ya binary ni jina kwa kutumia kiambishi awali hydro-, kubadilisha — ide suffix kwa — ic, na kuongeza “asidi;” HCl ni asidi hidrokloriki. Oxyasidi huitwa kwa kubadilisha mwisho wa anioni (— ilikula hadi — ic na — ite kwa — ous), na kuongeza “asidi;” H ₂ CO ₃ ni asidi kaboniki.