Elements and atoms | Atoms, compounds, and ions | Chemistry | Khan Academy

Converting fractions to decimals sometimes requires us to brush up on our long division skills. We'll walk you through it.

Practice this lesson yourself on KhanAcademy.org right now: https://www.khanacademy.org/math/pre-algebra/decimals-pre-alg/decimal-to-fraction-pre-alg/e/converting_fractions_to_decimals?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=PreAlgebra

Watch the next lesson: https://www.khanacademy.org/math/pre-algebra/decimals-pre-alg/decimal-to-fraction-pre-alg/v/decimals-and-fractions?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=PreAlgebra

Missed the previous lesson?
https://www.khanacademy.org/math/pre-algebra/decimals-pre-alg/decimal-to-fraction-pre-alg/v/converting-fractions-to-decimals?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=PreAlgebra

Pre-Algebra on Khan Academy: No way, this isn't your run of the mill arithmetic. This is Pre-algebra. You're about to play with the professionals. Think of pre-algebra as a runway. You're the airplane and algebra is your sunny vacation destination. Without the runway you're not going anywhere. Seriously, the foundation for all higher mathematics is laid with many of the concepts that we will introduce to you here: negative numbers, absolute value, factors, multiples, decimals, and fractions to name a few. So buckle up and move your seat into the upright position. We're about to take off!

About Khan Academy: Khan Academy offers practice exercises, instructional videos, and a personalized learning dashboard that empower learners to study at their own pace in and outside of the classroom. We tackle math, science, computer programming, history, art history, economics, and more. Our math missions guide learners from kindergarten to calculus using state-of-the-art, adaptive technology that identifies strengths and learning gaps. We've also partnered with institutions like NASA, The Museum of Modern Art, The California Academy of Sciences, and MIT to offer specialized content.

For free. For everyone. Forever. #YouCanLearnAnything

Subscribe to KhanAcademy’s Pre-Algebra channel:: https://www.youtube.com/channel/UCIMlYkATtXOFswVoCZN7nAA?sub_confirmation=1
Subscribe to KhanAcademy: https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademy

Wij mensen weten al duizenden jaren

alleen maar door naar onze omgeving te kijken

dat er verschillende stoffen bestaan en dat deze verschillende stoffen

verschillende eigenschappen hebben.

Niet alleen hebben ze verschillende eigenschappen,

ze kunnen licht op een bepaalde manier wel of niet reflecteren

of een bepaalde kleur hebben of bij een bepaalde temperatuur vast, vloeibaar of

gasvormig zijn. Maar we gaan ook zien hoe ze met elkaar reageren

in bepaalde omstandigheden. Hier zijn beelden

van sommige van deze stoffen. Dit hier is koolstof in zijn grafietvorm.

Dit hier rechts is lood en dit hier is goud.

Dat vond ik allemaal

op deze website daar bovenaan.

Deze zijn in hun vaste vorm, maar we weten ook dat

ze bestaan uit bepaalde typen

deeltjes en afhankelijk van het type deeltjes

of het nu koolstof, zuurstof of stikstof is, heeft de stof

verschillende eigenschappen. Andere stoffen

kunnen vloeibaar zijn. Als je de temperatuur genoeg verhoogt,

kunnen ze smelten. Ook goud of lood.

Als je koolstof verbrandt,

krijg je een gasvormige stof.

Je kan de structuur ervan veranderen.

Dit neemt de mensheid al

duizenden jaren lang waar.

Vroeger bleef dat een filosofische vraag,

maar nu kunnen we ze een beetje beter beantwoorden.

Die vraag is: als je koolstof blijft opdelen

in steeds kleinere stukjes, is er dan een kleinste stuk

van dit spul, van deze stof

dat nog steeds de eigenschappen van koolstof heeft?

Als je daarna op een of andere manier nog verder zou doorgaan met opdelen

zou je dan de eigenschappen van koolstof kwijtraken?

Het antwoord is: ja.

Deze zuivere stoffen

noemen we dan 'enkelvoudige stoffen'.

Ze bevatten slechts één soort atomen.

Dat noemen we een element.

Koolstof is een element, lood is een element, goud is een element.

Je zou kunnen denken dat water een element is en in de loop van de geschiedenis

hebben mensen water een element genoemd, maar nu weten we

dat water is opgebouwd uit meerdere elementen.

Het is gemaakt van zuurstof en waterstof.

Alle elementen worden vermeld in het periodiek systeem der elementen.

C staat voor koolstof - ik doorloop even

de zeer relevante voor de mensheid - maar na verloop van tijd zul je waarschijnlijk

ook vertrouwd raken met de meeste andere.

Dit is zuurstof, dit is stikstof, dit is silicium.

Dit is goud (Au). Dat is lood.

De fundamentele eenheid van deze elementen is het atoom.

Als je zou kunnen blijven opdelen in steeds

kleinere en kleinere stukjes houd je uiteindelijk

één koolstofatoom over.

Met goud zou je eindigen met één goudatoom

Met dit

zou je één looddeeltje

of loodatoom krijgen.

Dat kan je niet verder opdelen

terwijl het toch nog de eigenschappen van lood zou behouden.

Alleen maar om je een​idee te geven - dit is echt iets waar ik moeite mee heb

om het me voor te stellen - is dat atomen ongelooflijk klein zijn.

Echt, onvoorstelbaar klein. Bijvoorbeeld koolstof.

Mijn haar bevat ook koolstof. Heel veel van mij

bestaat uit koolstof.

Ook alle andere levende wezens bevatten veel koolstof.

Ook mijn haar.

Mijn haar bevat veel koolstof.

Mijn haar is niet geel,

maar het contrasteert mooi met zwart.

Mijn haar is zwart, maar als ik het zo tekende, zag je het niet

op het scherm.

Maar hoeveel koolstofatomen

gaan er nu in de breedte van mijn haar?

In een dwarsdoorsnede van mijn haar, niet de lengte,

maar in de breedte van mijn haar: hoeveel koolstof atomen gaan erin?

Je zou kunnen denken: "Ach, Sal heeft mij al verteld dat het heel klein is,

dus misschien kunnen er een duizend koolstofatomen in,

of tienduizend of honderdduizend."

Dan zeg ik: "Nee! Er gaan een miljoen koolstofatomen in.

Een miljoen koolstofatomen over de hele breedte

van een gemiddeld menselijk haar.

Natuurlijk een benadering, het is niet precies

een miljoen. Maar dat geeft je een gevoel van hoe klein

een atoom is. Trek een haar uit je hoofd

en stel je een miljoen dingen naast elkaar voor

over het haar, niet over de lengte, maar over de breedte van het haar.

Het is zelfs moeilijk de breedte van één haar te zien.

En daar kan je een miljoen koolstofatomen

op plaatsen.

Dat is al cool op zichzelf -

te weten dat deze meest elementaire bouwsteen

van koolstof of enig ander element bestaat.

Maar wat nog straffer is, is dat die fundamentele bouwstenen

aan elkaar verwant zijn. Elk koolstofatoom is gemaakt van

nog fundamentelere deeltjes.

Een goudatoom is opgebouwd uit nog fundamentelere deeltjes.

Ze zijn in feite bepaald door het aantal

fundamentelere deeltjes, en als je het aantal ervan

zou wijzigen, kon je

de eigenschappen van dat element wijzigen, hoe het zou reageren.

Het zou een ander element zijn geworden.

Om dit een beetje beter te begrijpen,

gaan we praten over die fundamentelere deeltjes.

Daar heb je het proton.

Het aantal

protonen in de kern van een atoom - straks heb ik het

over de kern - bepaalt het element.

Dat is wat een element definieert.

In het periodiek systeem hier zijn de elementen eigenlijk

geschreven in de volgorde van het atoomnummer en het atoomnummer is

letterlijk het aantal protonen van het element.

Waterstof heeft één proton.

Helium heeft er twee. Koolstof zes.

Je kunt geen koolstof hebben met zeven protonen.

Dan zou het stikstof zijn, geen koolstof.

Zuurstof heeft acht protonen. Als je er

een ander proton zou aan toevoegen, zou het geen zuurstof,

maar fluor zijn. Het definieert het element.

Het definieert het element.

Het atoomnummer,

het aantal protonen - dat is het getal

dat hier boven elk van de

elementen in het periodiek systeem staat geschreven - het aantal protonen

is gelijk aan het atoomnummer.

is gelijk aan het atoomnummer.

Dat getal staat hier bovenaan

omdat het het bepalende kenmerk van een element is.

De andere twee bestanddelen van een atoom -

ik denk dat we ze zo mogen noemen - zijn het elektron

en het neutron.

Zo kunnen we ons een idee vormen van een atoom.

Het model dat we in de chemie zullen hanteren,

zal een beetje abstract en moeilijk

voor te stellen zijn. Stel je

de protonen en de neutronen voor

in het midden van het atoom.

Zij zijn de kern van het atoom.

Koolstof heeft bijvoorbeeld zes protonen.

Dus: één, twee, drie, vier, vijf, zes.

Koolstof-12, dat is één versie van koolstof, zal ook

zes neutronen hebben.

Je kunt versies van koolstof hebben die

een ander aantal neutronen hebben.

Het aantal neutronen kan veranderen, het aantal elektronen kan veranderen,

maar dan blijft het nog wel hetzelfde element.

Het aantal protonen mag niet veranderen.

Verander je het aantal protonen, dan heb je een ander element.

Ik teken een koolstof-12 kern.

Zo één, twee, drie, vier, vijf, zes.

Dit hier is de kern van koolstof-12.

Soms zo geschreven.

Soms schrijven we het aantal

protonen ook.

De reden waarom we koolstof-12 schrijven -

je weet dat ik zes neutronen telde -

is dat dit het totaal is - het totale

aantal - we zullen dat later

wat meer nuanceren - is dat dit het totale

aantal protonen en neutronen in de kern van het atoom is.

Koolstof heeft per definitie een atoomnummer van zes,

maar we kunnen het hier ook schrijven zodat we het ons kunnen herinneren.

In het midden van het koolstofatoom hebben we de kern.

Koolstof-12 heeft zes protonen en zes neutronen.

Een andere versie van koolstof, koolstof-14, zal nog steeds

zes protonen hebben, maar met acht neutronen.

Het aantal neutronen kan veranderen,

maar dit hier is koolstof-12.

Als koolstof-12 neutraal is - ik zal dat

later uitleggen -

als het neutraal is, zal het ook zes elektronen hebben.

Ik teken die zes elektronen.

Eén, twee, drie, vier, vijf, zes.

Je moet je vooreerst voorstellen

dat die elektronen

rond de kern

draaien.

Een manier van denken is hen zien als in een baan

rond de kern, maar dat is niet helemaal juist.

Ze hebben geen baan zoals een planeet

die rond de zon draait.

Maar het is een goed uitgangspunt.

Een andere manier is dat ze een soort zwerm rond de kern

vormen.

De werkelijkheid wordt erg vreemd

op dit niveau en we zullen

kwantumfysica nodig hebben om echt te begrijpen wat het elektron aan het doen is.

Maar in een voorlopig eerste mentale model zit de kern midden

in dit atoom,

dit koolstof-12 atoom.

Daar heb je de kern.

De elektronen springen rond deze kern.

De reden waarom deze elektronen niet gewoon wegvliegen

van deze kern, waarom ze gebonden zijn aan deze kern

en zij deel uitmaken van dit atoom, komt doordat protonen

een positieve lading hebben.

En elektronen hebben een negatieve lading.

Het is een van de eigenschappen van deze fundamentele

deeltjes. Wanneer je begint na te denken over wat lading is,

wordt het

wat ingewikkelder.

Maar één ding

over elektro-magnetische kracht kennen we.

En dat is dat tegengestelde ladingen elkaar aantrekken.

De beste manier om hier over na te denken is: protonen en elektronen

trekken elkaar aan

omdat ze verschillende ladingen hebben.

Neutronen zijn neutraal, ze zitten gewoon hier

in de kern en ze hebben op een bepaald niveau invloed op de eigenschappen

van de atomen van bepaalde elementen.

Maar de reden waarom de elektronen niet wegvliegen,

is dat ze worden aangetrokken.

Ze worden aangetrokken door de kern.

ze hebben ook een ongelooflijk hoge snelheid -

Hier komen we weer

op een heel vreemd deel van de natuurkunde als we eenmaal beginnen te praten over

wat een elektron eigenlijk aan het doen is.

Ik denk dat je zou kunnen zeggen dat het rondspringt

omdat het niet in de kern wil vallen.

Zo moeten we er voorlopig over denken.

Ik zei dat koolstof-12 gedefinieerd werd

door het atoomnummer of het aantal protonen.

Zuurstof heeft acht protonen.

Maar nogmaals, elektronen kunnen met andere elektronen interageren.

Ze kunnen door andere atomen worden overgenomen.

Dat vormt de basis van ons begrip van de chemie.

Het is gebaseerd op het aantal elektronen dat een atoom

of een bepaald element heeft.

Hoe die elektronen geconfigureerd zijn

en hoe de elektronen van andere elementen of misschien andere atomen

van dezelfde element zijn geconfigureerd.

Daardoor kunnen we voorspellen hoe een atoom van een element

kan reageren met een ander atoom van hetzelfde element.

Of hoe een atoom van een element zou kunnen reageren,

of hoe het zou kunnen worden gebonden of niet gebonden of aangetrokken

of afgestoten door een atoom van een ander element.

Daar zullen we later veel meer over leren.

Hoe het is mogelijk voor een ander atoom

om een elektron weg te nemen van een koolstofatoom.

We zullen later uitleggen

waarom bepaalde neutrale atomen een grotere

affiniteit (bindingsneiging) voor elektronen hebben dan andere.

Zo kan een dergelijk atoom een elektron wegpikken

van koolstof, waarna deze koolstof minder

elektronen dan protonen zal hebben. Dus vijf elektronen

en zes protonen.

Dan houden we een netto positieve lading over.

Koolstof-12

had zes protonen en zes elektronen, de ladingen hieven elkaar op.

Als ik één elektron verlies, hou ik er slechts vijf over.

Dan zal ik een netto positieve lading hebben.

We gaan daar nog veel meer over praten,

doorheen de hele chemie,

maar hopelijk voel je nu al aan

dat dit echt cool gaat worden.

We krijgen nu al vat op deze fundamentele bouwsteen,

het atoom.

Nog knapper is dat deze fundamentele

bouwsteen is opgebouwd uit nog fundamentelere

bouwstenen.

Deze dingen kunnen worden uitgewisseld

om de eigenschappen van een atoom te veranderen of zelfs overgaan

van het ene atoom naar het andere.