< Return to Video

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

  • 0:03 - 0:06
    I tusentals år har mänskligheten vetat, bara genom att studera vår omgivning
  • 0:07 - 0:10
    att det finns olika ämnen, och dessa olika ämnen har olika egenskaper
  • 0:12 - 0:15
    De har inte bara olika egenskaper, vissa reflekterar ljus medan andra gör det inte alls
  • 0:18 - 0:20
    Vissa har en färg, eller en viss temperatur ; de är flytande gasformiga eller fasta
  • 0:22 - 0:25
    Men vi kan också observera hur de reagerar med varandra under specifika omständigheter
  • 0:28 - 0:31
    och här ser du en bild av vissa av dessa ämnen. Det här är kol, i form av grafit
  • 0:31 - 0:36
    Den här är bly, den här guld.
  • 0:39 - 0:41
    Och alla dessa som jag har målat -- som jag har visat som bilder har jag fått från den här webbsidan
  • 0:41 - 0:45
    Alla är i fast form, men vi vet också att vi...
  • 0:47 - 0:49
    Det ser ut som det finns en viss mängd av luft i dem, som du vet, vissa typer av luftpartiklar
  • 0:49 - 0:52
    och beroende på vilken sorts luftpartiklar man tittar på
  • 0:55 - 0:58
    huruvida det är kol, syre eller kväve, verkar de ha olika typer av egenskaper.
  • 0:58 - 0:59
    Eller, det finns andra saker som kan vara vätska
  • 0:59 - 1:02
    eller trots att du ökar temperaturen tillräckligt högt
  • 1:02 - 1:05
    Om du ökar temperaturen tillräckligt högt på guld eller bly
  • 1:05 - 1:07
    så omvandlas de till vätska
  • 1:07 - 1:10
    Eller om du på sätt och vis eldar upp kolet
  • 1:10 - 1:12
    så kan du omvandla det till gasfas
  • 1:12 - 1:13
    du kan släppa ut det i atmosfären
  • 1:13 - 1:15
    du kan bryta dess struktur.
  • 1:15 - 1:17
    Så detta är saker som vi
  • 1:17 - 1:21
    har observerat i tusentals år.
  • 1:21 - 1:22
    Men det ledde till en naturlig fråga
  • 1:22 - 1:24
    som brukade vara en filosofisk fråga
  • 1:24 - 1:26
    men nu kan vi besvara den lite bättre
  • 1:26 - 1:31
    och den frågan är, om du fortsätter bryta ner den här kolen
  • 1:31 - 1:34
    till mindre och mindre bitar,
  • 1:34 - 1:36
    finns det någon minsta del,
  • 1:36 - 1:40
    någon minsta enhet av den här saken, av det här ämnet
  • 1:40 - 1:43
    som fortfarande har kolets egenskaper?
  • 1:43 - 1:45
    Och om du på något sätt skulle bryta ner det ännu mer,
  • 1:45 - 1:48
    skulle du förlora kolets egenskaper?
  • 1:48 - 1:50
    Och svaret är: det finns.
  • 1:50 - 1:52
    och för att komma in i terminologin
  • 1:52 - 1:56
    så kallar vi dessa olika substanser, som är rena substanser
  • 1:56 - 1:59
    dessa rena substanser som har dessa specifika egenskaper vid vissa temperaturer
  • 1:59 - 2:01
    and reagerar på vissa sätt,
  • 2:01 - 2:05
    Vi kallar dom grundämnen
  • 2:05 - 2:09
    Kol är ett grundämne, bly är ett grundämne, guld är ett grundämne
  • 2:09 - 2:10
    Du kanske säger att vatten är ett grundämne,
  • 2:10 - 2:14
    historiskt sett har folk refererat till vatten som ett grundämne,
  • 2:14 - 2:18
    men nu vet vi att vatten är uppbyggt av flera grundämnen.
  • 2:18 - 2:20
    det är uppbyggt av syre och väte,
  • 2:20 - 2:25
    och alla våra grundämnen är listade här
  • 2:25 - 2:28
    i vårt periodiska system
  • 2:28 - 2:29
    C står för kol
  • 2:29 - 2:30
    -- Jag har bara tänkt ta upp de som är
  • 2:30 - 2:32
    väldigt relevanta för mänskligheten
  • 2:32 - 2:36
    -- men med tiden kommer du antagligen att bekanta dig med alla dessa.
  • 2:36 - 2:39
    Det här är syre, det här är kväve, det här är kisel.
  • 2:39 - 2:43
    Det här -- Au är guld. Det här är bly.
  • 2:43 - 2:52
    Och grundenheten av alla dessa element är atomen.
  • 2:52 - 2:55
    Så om du fortsätter gräva dig in
  • 2:55 - 2:57
    och fortsätter ta mindre och mindre bitar av det här,
  • 2:57 - 2:59
    får du tillslut en kolatom
  • 2:59 - 3:01
    Gör samma sak här,
  • 3:01 - 3:03
    tillslut får du en guldatom.
  • 3:03 - 3:04
    Gjorde du samma sak här borta,
  • 3:04 - 3:06
    skulle du tillslut få några av dessa lite mindre --
  • 3:06 - 3:08
    i brist på ett bättre ord -- partikel
  • 3:08 - 3:09
    som du kallar en blyatom.
  • 3:09 - 3:11
    Och du skulle inte kunna bryta ner den längre
  • 3:11 - 3:14
    och fortfarande kalla det bly.
  • 3:14 - 3:17
    den har fortfarande blyets egenskaper.
  • 3:17 - 3:18
    För att ge dig en uppfattning
  • 3:18 - 3:21
    -- det här är verkligen någonting som jag har problem att föreställa mig
  • 3:21 - 3:24
    -- är att atomer är otroligt små.
  • 3:24 - 3:26
    egentligen ofattbart små
  • 3:26 - 3:28
    Så till exempel, kol.
  • 3:28 - 3:29
    Mitt hår är också gjort av kol.
  • 3:29 - 3:32
    I själva verket det mesta av mig är gjort av kol.
  • 3:32 - 3:36
    I själva verket det mesta av alla levande varelser är gjort av kol.
  • 3:36 - 3:41
    Så om du tog mitt hår, det är gjort av kol
  • 3:41 - 3:42
    Mitt hår är till största del kol.
  • 3:42 - 3:44
    Så om du tog mitt hår här borta
  • 3:44 - 3:46
    -- mitt hår är inte gult
  • 3:46 - 3:47
    men det blir en bra kontrast mot det svarta.
  • 3:47 - 3:48
    Mitt hår är svart, men om jag gjorde det s
  • 3:48 - 3:50
    kulle ni inte kunna se det på skärmen.
  • 3:50 - 3:52
    Men om du tog mitt hår här och jag skulle fråga dig
  • 3:52 - 3:55
    hur många kolatomer brett är mitt hårstrå?
  • 3:55 - 3:58
    Så om du tog ett tvärsnitt av mitt hår, inte på längden,
  • 3:58 - 4:00
    utan bredden och sa
  • 4:00 - 4:03
    hur många kolatomer brett är det?
  • 4:03 - 4:07
    Och du kanske skulle gissa, oh, Sal har redan berättat för mig, den är väldigt liten
  • 4:07 - 4:09
    så kanske är det ett tusen kolatomer där,
  • 4:09 - 4:10
    eller tio tusen, eller hundra tusen,
  • 4:10 - 4:12
    and jag skulle säga, nej!
  • 4:12 - 4:14
    Det är en miljon atomer.
  • 4:14 - 4:17
    Eller du kan spänna en miljon kolatomer över bredden
  • 4:17 - 4:21
    av ett genomsnitt människohårstrå.
  • 4:21 - 4:23
    OCh det är självklart en uppskattning,
  • 4:23 - 4:24
    det är inte exakt en miljon
  • 4:24 - 4:27
    men det ger dig en känsla av hur liten en atom är
  • 4:27 - 4:28
    Du vet, dra av ett hårstrå av ditt huvud
  • 4:28 - 4:31
    och föreställ dig att sätta en miljon saker
  • 4:31 - 4:34
    bredvid varandra över hårstrået,
  • 4:34 - 4:37
    inte längden på håret utan stråets bredd.
  • 4:37 - 4:39
    Det är till och med svårt att se bredden på ett hårstrå.
  • 4:39 - 4:41
    Och det skulle vara en miljon kolatomer
  • 4:41 - 4:43
    bara längs den.
  • 4:43 - 4:48
    Det skulle vara ganska tufft om
  • 4:48 - 4:49
    --vi vet att
  • 4:49 - 4:51
    det är den mest grundläggande byggstenen som bygger upp kol
  • 4:51 - 4:54
    den mest grundläggande byggstenen av alla grundämnen
  • 4:54 - 4:56
    Men en sak som är intressantare är
  • 4:56 - 4:59
    att dessa byggstenar är besläktade med varandra
  • 4:59 - 5:03
    En kolatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar
  • 5:03 - 5:07
    En guldatom är byggd av ändå fundamentalare partiklar
  • 5:07 - 5:10
    Och det som gör dem är
  • 5:10 - 5:13
    hur dessa fundamentala partiklar är arrangerade
  • 5:13 - 5:14
    Om du skulle förända
  • 5:14 - 5:16
    antalet fundamentala partiklar
  • 5:16 - 5:18
    så skulle du förända grundämnets egenskaper
  • 5:18 - 5:19
    hur det reagerar
  • 5:19 - 5:23
    och du skulle även förändra själva grundämnet
  • 5:23 - 5:25
    för att man ska förstå lite bättre
  • 5:25 - 5:28
    så behöver vi prata om de fundamentala partiklarna
  • 5:28 - 5:32
    Du har en proton
  • 5:32 - 5:36
    Protonen är egentligen definitionen
  • 5:36 - 5:38
    --antalet protoner som återfinns i atomkärnan
  • 5:38 - 5:40
    Jag kommer att berätta om kärnan om en sekund.
  • 5:40 - 5:43
    som bestämmer vilket grundämne det är
  • 5:43 - 5:45
    Så det är det som bestämmer grundämnet
  • 5:45 - 5:47
    När du tittar på det periodiska systemet
  • 5:47 - 5:50
    så är de skrivna i atomnummerordning
  • 5:50 - 5:52
    och atomnumret är
  • 5:52 - 5:55
    samma sak som antalet protoner som grundämnet har i kärnan
  • 5:55 - 5:59
    Enligt den definitionen så har väte 1 proton
  • 5:59 - 6:03
    helium 2 protoner, kol 6 protoner
  • 6:03 - 6:05
    Det finns inget kol som har 7 protoner
  • 6:05 - 6:07
    för då har du kvävet
  • 6:07 - 6:09
    och det skulle inte vara kol längre
  • 6:09 - 6:11
    syre har 8 protoner
  • 6:11 - 6:13
    om du av någon anledning skulle addera en till proton
  • 6:13 - 6:14
    så skulle det inte vara syre längre
  • 6:14 - 6:18
    utan fluor. Så det är antalet protoner som bestämmer vilket grundämne det är
  • 6:18 - 6:20
    Definierar grundämnet
  • 6:20 - 6:23
    Atomnumret, antalet protoner
  • 6:23 - 6:25
    antalet protoner - kom ihåg
  • 6:25 - 6:28
    att numret som står skrivet längst upp
  • 6:28 - 6:30
    hos alla grundämnen i det periodiska systemet
  • 6:30 - 6:32
    är antalet protoner
  • 6:32 - 6:34
    är likamed atomnumret
  • 6:34 - 6:37
    är likamed atomnumret
  • 6:37 - 6:39
    och de skriver det numret här för att
  • 6:39 - 6:42
    det definierar grundämnets egenskaper
  • 6:42 - 6:46
    de andra två delarna hos en atom
  • 6:46 - 6:48
    --jag antar att vi kan kalla dem för det--
  • 6:48 - 6:55
    är elektronen och neutronen
  • 6:55 - 6:58
    Modellen som du kan börja bygga i ditt huvud
  • 6:58 - 7:00
    ---den här modellen, när vi studerar kemi så kommer vi att se
  • 7:00 - 7:03
    att det kommer att bli mer abstrakt
  • 7:03 - 7:05
    och riktigt svårt att föreställa sig --
  • 7:05 - 7:07
    men ett sätt att tänka på det är
  • 7:07 - 7:08
    att du har protoner och neutroner
  • 7:08 - 7:10
    i atomens mitt
  • 7:10 - 7:12
    De är atomens kärna
  • 7:12 - 7:15
    Så till exempel, kol, som vi vet, har sex protoner.
  • 7:15 - 7:19
    Så en, två, tre, fyra, fem, sex.
  • 7:19 - 7:22
    Kol 12, vilket är en variation av kol, som också har
  • 7:22 - 7:24
    sex neutroner.
  • 7:24 - 7:26
    Du kan ha variationer av kol
  • 7:26 - 7:28
    som har olika antal neutroner.
  • 7:28 - 7:30
    Så antalet neutroner kan förändras, antalet elektronerna kan förändras,
  • 7:30 - 7:32
    men du har fortfarande samma ämne.
  • 7:32 - 7:33
    Protonerna kan inte ändras.
  • 7:33 - 7:36
    Om du ändrar protonerna, så få du ett annat ämne.
  • 7:36 - 7:39
    Så låt mig rita en kol 12 kärna.
  • 7:39 - 7:43
    Så en, två, tre, fyra, fem sex.
  • 7:43 - 7:46
    Så det här är kärnan av en kol 12.
  • 7:46 - 7:48
    Och ibland skrivs det så här.
  • 7:48 - 7:51
    Och ibland skriver dom faktiskt antalet
  • 7:51 - 7:54
    protoner också.
  • 7:54 - 7:56
    Och anledningen varför vi skriver kol 12 --
  • 7:56 - 7:59
    ni vet att jag räknade till sex neutroner --
  • 7:59 - 8:00
    är att det totala antalet
  • 8:00 - 8:04
    du kan se det som det totala antalet av
  • 8:04 - 8:05
    -- ett sätt att se det
  • 8:05 - 8:06
    och vi får en liten betydelseförändring i framtiden
  • 8:06 - 8:08
    --- är att det totala antalet av
  • 8:08 - 8:12
    protoner och neutroner i kärnan
  • 8:12 - 8:15
    Kolet har enligt definitionen atomnummer 6
  • 8:15 - 8:17
    men vi kan skriva om det
  • 8:17 - 8:19
    så att vi påminner oss själva
  • 8:19 - 8:21
    I mitten av kolatomen återfinner vi dess kärna
  • 8:21 - 8:25
    och en kol 12 har 6 protoner och 6 neutroner
  • 8:25 - 8:27
    en annan version, isotop, av kol är kol 14. Den har fortfarande
  • 8:27 - 8:31
    6 protoner men har också 8 neutroner
  • 8:31 - 8:32
    Så antalet neutroner kan förändras
  • 8:32 - 8:35
    men det är kol 12 som vi kan se här
  • 8:35 - 8:37
    och om kol 12 är neutral --
  • 8:37 - 8:41
    Jag kommer att ge lite nyans till det ordet om några sekunder..
  • 8:41 - 8:43
    om det är neutralt så kommer den också ha 6 elektroner
  • 8:43 - 8:45
    Låt mig rita ut de 6 elektronerna
  • 8:45 - 8:49
    1,2,3,4,5,6
  • 8:49 - 8:52
    på sätt och vis -- så är detta det första sättet
  • 8:52 - 8:55
    som man kan tänka på relationen
  • 8:55 - 8:57
    mellan elektroner och kärnan
  • 8:57 - 8:59
    så du kan föreställa dig att elektronerna
  • 8:59 - 9:01
    rör sig runt
  • 9:01 - 9:03
    far runt kärnan
  • 9:03 - 9:05
    En modell är att du på sätt och vis kan
  • 9:05 - 9:07
    tänka dig som om de cirkulerar runt kärnan
  • 9:07 - 9:08
    men det är inte helt rätt
  • 9:08 - 9:10
    De cirkulerar inte som en planet
  • 9:10 - 9:12
    cirkulerar runt solen
  • 9:12 - 9:14
    Men det är en bra början
  • 9:14 - 9:16
    ett annat sätt att se det är som om du hoppar omkring runt kärnan
  • 9:16 - 9:19
    eller surrar omkring kärnan
  • 9:19 - 9:20
    och det är pga
  • 9:20 - 9:22
    att verkligheten blir lite konstig på den här nivån
  • 9:22 - 9:24
    och vi måste passera över till kvantfysiken
  • 9:24 - 9:26
    för att verkligen förstå vad elektronen gör
  • 9:26 - 9:29
    Men som en första mental modell i ditt huvud är
  • 9:29 - 9:32
    att i mitten av atomen, av den här kol 12 atomen,
  • 9:32 - 9:34
    så har du dess kärna
  • 9:34 - 9:37
    Här har du kärnan
  • 9:37 - 9:41
    och elektronerna far runt kärnan
  • 9:41 - 9:43
    och anledningen till att dessa elektroner
  • 9:43 - 9:45
    inte bara lämnar kärnan
  • 9:45 - 9:47
    är att det finns en sorts dragningskraft mellan dem och kärnan
  • 9:47 - 9:49
    och tillsammans så bildar de atomen
  • 9:49 - 9:55
    Protonen har positiv laddning
  • 9:55 - 9:58
    och elektronen har negativ laddning
  • 9:58 - 10:02
    och det är en av egenskaperna hos dessa fundamentala partiklar
  • 10:02 - 10:04
    När du börjar tänka på det
  • 10:04 - 10:05
    så är en laddning egentligen bara en märkning
  • 10:05 - 10:07
    och det börjar gå ganska djupt
  • 10:07 - 10:08
    Men vi känner till en sak
  • 10:08 - 10:11
    när vi pratar om elektromagnetisk kraft
  • 10:11 - 10:13
    och det är att olika laddningar attraherar varandra
  • 10:13 - 10:15
    Så man kan tänka på det som
  • 10:15 - 10:17
    protoner och elektroner
  • 10:17 - 10:18
    eftersom de har olika laddning
  • 10:18 - 10:20
    så attraherar de varandra
  • 10:20 - 10:21
    Neutroner är neutrala
  • 10:21 - 10:25
    så de finns bara i kärnan
  • 10:25 - 10:29
    och påverkar egenskaperna på något vis
  • 10:29 - 10:33
    hos vissa av atomerna
  • 10:33 - 10:35
    Men anledningen till att vi inte har elektroner
  • 10:35 - 10:37
    som sticker iväg själva
  • 10:37 - 10:39
    är för att de attraheras
  • 10:39 - 10:42
    De attraheras av kärnan
  • 10:42 - 10:45
    De har också en otroligt hög hastighet
  • 10:45 - 10:47
    - det är svårt för --
  • 10:47 - 10:48
    vi börjar vidröra en
  • 10:48 - 10:52
    svår del av fysiken igen
  • 10:52 - 10:53
    när vi börjar prata om
  • 10:53 - 10:54
    vad en elektron egentligen gör
  • 10:54 - 10:56
    men den har tillräckligt
  • 10:56 - 10:57
    Jag antar att man kan säga
  • 10:57 - 10:58
    att den hoppar omkring tillräckligt
  • 10:58 - 11:01
    så att den inte dras in mot kärnan
  • 11:01 - 11:03
    Jag antar att det är ett sätt att se på det.
  • 11:03 - 11:08
    Jag nämnde att kol12
  • 11:08 - 11:10
    är definierad av antalet protoner
  • 11:10 - 11:12
    Syre är då definierad av att den har 8 protoner
  • 11:12 - 11:16
    Men nu upprepar jag mig, elektroner kan interagera med andra elektroner
  • 11:16 - 11:19
    Andra atomer kan ta dem
  • 11:19 - 11:21
    och då börjar vi
  • 11:21 - 11:23
    förstå mycket mer kemi
  • 11:23 - 11:26
    Den är baserad på hur många elektroner en atom har
  • 11:26 - 11:28
    eller ett grundämne har
  • 11:28 - 11:29
    hur dessa elektroner är konfigurerade
  • 11:29 - 11:34
    och hur elektronerna hos andra grundämnen är konfigurerade
  • 11:34 - 11:36
    eller kanske andra atomer av samma grundämne
  • 11:36 - 11:41
    Nu kan vi börja förutse hur en atom av ett grundämne
  • 11:41 - 11:43
    kommer att reagera med andra atomer av samma grundämne
  • 11:43 - 11:47
    eller en atom av ett grundämne -- hur den kan reagera med
  • 11:47 - 11:50
    eller binda ihop sig, eller inte binda ihop sig, eller attraheras av
  • 11:50 - 11:52
    eller stöta ifrån atomer från andra grundämnen
  • 11:52 - 11:53
    Till exempel
  • 11:53 - 11:56
    Vi kommer att lära oss mer om detta i framtiden
  • 11:56 - 12:00
    är det möjligt för en annan atom, någonstans
  • 12:00 - 12:03
    att knycka en elektron från en kolatom
  • 12:03 - 12:06
    av någon anledning
  • 12:06 - 12:10
    och vi pratar om vissa neutrala atomer av vissa grundämnen
  • 12:10 - 12:14
    som har större affinitet för elektroner än andra, förmåga att attrahera elektroner än andra
  • 12:14 - 12:15
    Så en, kanske en av dessa
  • 12:15 - 12:17
    knycker en elektron från kolatomen
  • 12:17 - 12:19
    och den här kolatomen kommer att ha
  • 12:19 - 12:22
    färre elektroner än protoner
  • 12:22 - 12:25
    så vi har 5 elektroner och 6 protoner
  • 12:25 - 12:28
    Den totala laddningen blir då positiv
  • 12:28 - 12:30
    Så i den första versionen av kol 12, hade vi
  • 12:30 - 12:34
    6 protoner och 6 elektroner och laddningarna tog ut varandra
  • 12:34 - 12:37
    men om den tappar en elektron så den bara har 5 elektroner
  • 12:37 - 12:39
    så skulle den totala laddningen bli positiv
  • 12:39 - 12:41
    Vi kommer att prata mycket mer om det
  • 12:41 - 12:43
    i de andra videorna som du hittar i kemispellistan
  • 12:43 - 12:44
    men hoppas att du har sett att det här
  • 12:44 - 12:46
    redan börjar att bli väldigt intressant
  • 12:46 - 12:52
    Vi kan redan se dessa fundamentala byggstenar
  • 12:52 - 12:53
    som kallas för atomer
  • 12:53 - 12:55
    Det som är ändå intressantare är att
  • 12:55 - 12:57
    dessa fundamentala byggstenar är uppbyggda av
  • 12:57 - 12:59
    ännu fundamentalare byggstenar
  • 12:59 - 13:01
    och att dessa kan alla bytas
  • 13:01 - 13:03
    för att förändra egenskaperna hos en atom
  • 13:03 - 13:06
    eller tom gå från ett grundämne
  • 13:06 - 13:09
    till ett annat grundämne
Title:
Elements and atoms | Atoms, compounds, and ions | Chemistry | Khan Academy
Description:

How elements relate to atoms. The basics of how protons, electrons and neutrons make up an atom.

Watch the next lesson: https://www.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/introduction-to-the-atom/v/atomic-number-mass-number-and-isotopes?utm_source=YT&utm_medium=Desc&utm_campaign=chemistry

Chemistry on Khan Academy: Did you know that everything is made out of chemicals? Chemistry is the study of matter: its composition, properties, and reactivity. This material roughly covers a first-year high school or college course, and a good understanding of algebra is helpful.

About Khan Academy: Khan Academy is a nonprofit with a mission to provide a free, world-class education for anyone, anywhere. We believe learners of all ages should have unlimited access to free educational content they can master at their own pace. We use intelligent software, deep data analytics and intuitive user interfaces to help students and teachers around the world. Our resources cover preschool through early college education, including math, biology, chemistry, physics, economics, finance, history, grammar and more. We offer free personalized SAT test prep in partnership with the test developer, the College Board. Khan Academy has been translated into dozens of languages, and 100 million people use our platform worldwide every year. For more information, visit www.khanacademy.org, join us on Facebook or follow us on Twitter at @khanacademy. And remember, you can learn anything.

For free. For everyone. Forever. #YouCanLearnAnything

Subscribe to Khan Academy’s Chemistry channel: https://www.youtube.com/channel/UCyEot66LrwWFEMONvrIBh3A?sub_confirmation=1
Subscribe to Khan Academy: https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademy

more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
13:09

Swedish subtitles

Incomplete

Revisions Compare revisions