My, ľudia, vieme už tisícky rokov –
– veď sa len rozhliadnite okolo seba –
– že existujú rôzne látky.
A tieto rozličné látky
zvyknú mať rozličné vlastnosti.
A nielen to;
jedna môže odrážať svetlo,
alebo ho neodrážať, mať určitú farbu
alebo teplotu, byť tekutinou, plynom alebo pevnou látkou.
Ale tiež si začíname všímať,
ako v určitých situáciách na seba vzájomne reagujú.
Tu sú obrázky niektorých z týchto látok.
Toto je uhlík.
A máme ho tu vo forme grafitu.
Toto je olovo.
A toto je zlato.
A tieto všetky na obrázkoch, ktoré som vám ukázal –
– a získal som ich z tejto webstránky –
– všetky sú v pevnom skupenstve.
Ale tiež vieme, že existujú
určité typy plynov a určité typy plynových častíc.
A podľa toho, na aký typ týchto častíc
sa dívate, či je to uhlík, kyslík alebo dusík,
zdá sa, že majú rozličné vlastnosti.
Alebo existujú iné veci, ktoré môžu byť tekuté.
Alebo ak zvýšite dostatočne vysoko teplotu
týchto látok.
Môžete, ak dostatočne zvýšite teplotu
zlata alebo olova, môžete dostať kvapalinu.
Alebo ak nejako spálite tento uhlík,
môžete ho premeniť na plyn.
Môžete ho vypustiť do atmosféry.
Môžete rozbiť jeho štruktúru.
Takže sú veci, ktoré sme my všetci, ľudstvo
pozorovali tisícky rokov.
Vedie to však k prirodzenej otázke,
ktorá bola v minulosti filozofická.
Ale dnes na ňu môžeme odpovedať o čosi lepšie.
Táto otázka je: Ak budeme pokračovať v rozbíjaní tohto uhlíka
na menšie a menšie kúsky,
je niekde ten najmenší kúsok, najmenšia častica tejto látky,
ktorá bude mať stále vlastnosti uhlíka?
A ak ju budete, nejak, rozbíjať
ďalej, tak nejako
stratí vlastnosti uhlíka.
A odpoveď je: áno, je.
A aby sme sa držali správnej terminológie
voláme tieto rozličné substancie -
- tieto čisté látky, ktoré majú špecifické vlastnosti
pri určitých teplotách a reagujú
určitým spôsobom - voláme ich prvky.
Uhlík je prvok.
Olovo je prvok.
Zlato je prvok.
Mohli by ste povedať, že voda je prvok.
A v minulosti ľudia považovali vodu
za prvok.
Ale dnes vieme, že voda je vytvorená zo základnejších prvkov.
Skladá sa z kyslíka a vodíka.
A všetky naše prvky sú uvedené tu:
v periodickej tabuľke prvkov.
C znamená uhlík - prebehnem iba tie,
ktoré sú dôležité pre ľudstvo, ale neskôr sa
pravdepodobne zoznámite zo všetkými.
Toto je kyslík.
Toto je dusík.
Toto je kremík.
Au je zlato.
Toto je olovo.
A najzákladnejšia jednotka každého z týchto prvkov je atóm.
Takže ak budete pokračovať v dolovaní
a získavať tak menšie a menšie kúsky,
nakoniec sa dostanete až k atómu uhlíka.
Urobíte tú istú vec tu, nakoniec
sa dostanete k atómu zlata.
Urobíte tú istú vec tu a nakoniec
získate niečo - túto
malú, z dôvodu chýbania lepšieho výrazu, časticu
ktorú by ste volali atóm olova.
A nemali by ste byť schopní ho už rozbiť
a stále ho volať olovo,
lebo by stále mal vlastnosti olova.
A len pre predstavu - toto je skutočne niečo,
čo mám problém si predstaviť:
že atómy sú neuveriteľne malé, naozaj
nepredstaviteľne malé.
Tak napríklad, uhlík.
Moje vlasy sú tiež z uhlíka.
V skutočnosti väčšina zo mňa je z uhlíka.
V skutočnosti väčšina živých tvorov je prevažne z uhlíka.
A tak ak vezmete môj vlas - a keďže moje vlasy sú z uhlíka,
moje vlasy sú väčšinovo z uhlíka.
Takže ak vezmete môj vlas - rovno tu,
moje vlasy nie sú žlté, ale pekne to kontrastuje
s čiernou.
Moje vlasy sú čierne, ale ak ich použijem,
nebudete na obrázku nič vidieť.
Ale ak vezmete môj vlas
a ja sa vás opýtam, koľko atómov uhlíka tvorí jeho priemer?
Takže ak si vezmete prierez môjho vlasu,
nie dĺžku, ale jeho hrúbku
a poviete koľko atómov uhlíka ju tvorí?
A môžete si tipnúť, pritom už viete,
že sú veľmi malé.
Takže možno je to 1000 atómov uhlíka, alebo 10 000,
alebo 100 000.
Musím vám povedať, že nie.
Je to milión atómov uhlíka,
alebo by ste museli urobiť korálky z milióna atómov uhlíka
aby ste získali priemer bežného ľudského vlasu.
Je to samozrejme približné číslo.
Nie je to presne 1 milión.
Ale dá vám to predstavu o tom, aký je atóm maličký.
Vytrhnite si vlas z hlavy
a len si predstavte rad milióna vecí,
jednu vedľa druhej, krížom cez vlas.
Nie pozdĺž vlasu, ale cez jeho priemer.
Je dokonca problém vidieť hrúbku vlasu,
a bude tam milión uhlíkových atómov
idúcich cezeň.
To by bolo skvelé samo o sebe,
to, že vieme, že existuje najzákladnejšia stavebná jednotka
uhlíka, táto základná tehla každého prvku.
Ešte krajšie je však to, že tieto základné stavebné bloky
sú vzájomne prepojené.
Že atóm uhlíka sa skladá s ďalších
základných častíc.
Atóm zlata sa skladá z ďalších základných častíc.
A v skutočnosti
sú prvky definované usporiadaním týchto základných častíc.
A ak zmeníte počet týchto základných častíc,
zmeníte aj vlastnosti prvku,
ako bude reagovať, alebo môžete dokonca zmeniť prvok samotný.
A aby sme to pochopili o čosi lepšie,
povedzme si niečo o týchto základných časticiach.
Takže máme tu protón.
A protón je v skutočnosti určujúci - počet
protónov v jadre atómu,
o jadre si povieme vzápätí -
- to je to čo určuje prvok.
Takže to je to, čo určuje prvok.
Keď sa pozriete priamo sem na periodickú tabuľku,
prvky sú tu zapísané v poradí atómového čísla.
A atómové číslo je, doslova ,
jednoducho počet protónov v jadre atómu.
Takže podľa definície, vodík má jeden protón,
hélium má dva protóny, uhlík má šesť protónov.
Nemôžete mať uhlík so siedmimi protónmi.
Ak by ste taký atóm mali, bol by to dusík.
Už by to nebol uhlík.
Kyslík má osem protónov.
Ak by ste mu nejako pridali ďalší protón,
už by to nebol kyslík.
Bol by to fluór.
Takže toto určuje prvky.
A atómové číslo,
počet protónov - a zapamätajte si,
že je to číslo napísané vpravo hore,
tu, pre každý prvok v periodickej tabuľke -
počet protónov sa rovná atómovému číslu.
A to číslo sem dali preto,
pretože je to určujúca vlastnosť prvku.