Nós humanos sabemos há milhares de anos,
apenas olhando o meio ambiente ao nosso redor,
que existem diferentes substâncias.
Essas diferentes substâncias... tendem a ter propriedades diferentes.
Elas não só têm propriedades diferentes;
uma substância pode refletir luz de um certo jeito, ou não refletir luz.
Ou ter uma certa cor, ou uma certa temperatura;
ser liquida, ou gasosa ou ser sólida.
Mas nós também começamos a observar
como elas reagem umas com as outras em certas circunstâncias.
e veja algumas figuras dessas substâncias.
Esse aqui é o carbono, e está... em sua forma de grafite.
Este bem aqui é o chumbo; este aqui é o ouro.
e todos esses que eu desenhei, que eu mostrei nas figuras,
Eu peguei todas elas daquele site bem ali
Todas essas substâncias estão no estado sólido, mas nós também sabemos que...
Parece haver certos tipos de ar nisso,
certos tipos de partículas no ar,
e dependendo de que tipo de partículas no ar você está vendo
se é carbono, ou oxigênio, ou nitrogênio,
parece haver diferentes tipos de propriedades.
Ou, há algumas outras coisas que podem ser liquidas,
ou até mesmo, se você aumentar a temperatura o suficiente nessas coisas.
se você aumentar a temperatura do ouro ou do chumbo o suficiente,
você pode obter um líquido.
Ou se você meio que -- se você queimar esse carbono,
você pode ter isso em um estado gasoso,
você pode liberar isso na atmosfera,
você pode quebrar a estrutura dele.
Então tudo isso são coisas que todos nós meio que
que a humanidade observou por milhares de anos.
Mas isso naturalmente nos leva à uma pergunta
que costumava ser uma questão filosófica,
mas que agora podemos responder um pouco melhor,
e a pergunta é, se você for quebrando esse carbono
em pedacinhos menores e menores,
se existir pedacinhos menores ainda,
unidades ainda menores dessa coisa, dessa substância
ela ainda terá as mesmas propriedades desse carbono?
E se você quebrasse ainda mais
você perderia as propriedades do carbono?
E a resposta é: existe.
E só para obtermos nossa terminologia, chamamos essas diferentes substâncias,
essas substâncias puras que tem essas propriedades específicas em certas temperaturas,
e reagem de certa maneira, nós as chamamos de elementos.
Nós as chamamos de elementos.
Carbono é um elemento, chumbo é um elemento, ouro é um elemento.
Você deve dizer que água é um elemento, e na história,
pessoas referiram a água como um elemento, mas agora sabemos
que a água é feita de outros elementos básicos.
Ela é feita de oxigênio e hidrogênio,
e todos nossos elementos estão listados aqui na nossa tabela periódica de elementos.
C representa carbono -- só estou mencionando os que
são super relevantes para a humanidade -- mas com o tempo você provavelmente
vai se familiarizar com todas essas.
Este é oxigênio, esté é nitrogênio, esté é silício.
Esté é -- AU é ouro. Esté é chumbo.
E a unidade mais básica de qualquer um desses elementos é o átomo.
Então se você seguir escavando e tirando
pedaços menores e menores disso, eventualmente você
chegaria ao átomo do carbono.
Faz a mesma coisa aqui e eventualmente você chegaria ao átomo do ouro.
Faz a mesma coisa aqui e eventualmente você chega
a essa bem pequena -- por falta de uma palavra melhor -- partícula,
que você chamada átomo de chumbo.
E você não poderia mais quebrar isso
e ainda chamar isso de chumbo. Isso não teria mais as propriedades do chumbo.
E só pra te dar uma idéia -- isso é realmente algo que tenho problema em
imaginar -- é que átomos são inacreditavelmente pequenos.
Sério, inimaginavelmente pequenos. Então, por exemplo, carbono.
Meu cabelo também é feito de carbono. Na verdade a maior parte de mim
é feita de carbono.
De fato a maioria das coisas vivas são feitas de carbono.
Então se você pegar meu cabelo, e então meu cabelo é feito de carbono.
Meu cabelo é na maioria carbono.
Então se você pegar meu cabelo bem aqui --- meu cabelo não é amarelo
mas contrasta bem com o preto.
Meu cabelo é preto, mas se eu escolhesse preto você não seria capaz
de vê-lo na tela.
Mas se você pegasse meu cabelo aqui e eu te perguntasse
quantos átomos de carbono em largura é meu cabelo?
Então se você pegasse uma sessão cruzada do meu cabelo, não em comprimento,
a largura do meu cabelo, e dissesse: quantos átomos de carbono em largura é isso?
E você pode adivinhar, oh, Sal já me disse que é bem pequeno,
então talvez tenha mil átomos de carbono ai,
ou dez mil, ou cem mil,
e eu diria, não! Tem um milhão de átomos de carbono.
Ou você poderia alinhar um milhão de átomos de carbono na largura
de um cabelo humano.
E claro que isso é uma aproximação, não é exatamente
um milhão, mas isso te dá uma noção de quão pequeno
um átomo é. Você sabe, tire um cabelo de sua cabeça
e imagine colocar um milhão de coisas perto uma das outras
pelo cabelo, não no comprimento do cabelo, na largura
do cabelo. É até difícil ver a largura do cabelo.
E tem um milhão de átomos de carbono
indo junto com isso.
Agora seria bem legal disso --
sabemos que existe esse bloco construtor básico
de carbono, esse bloco construtor básico de qualquer elemento.
Mas o que é mais interessante é que esses blocos construtores básicos
são relacionados uns com os outros. Um átomo de carbono é feito de
partículas ainda mais fundamentais.
Um átomo de ouro é feito de partículas ainda mais fundamentais.
E eles são definidos pela maneira que são arranjadas
essas partículas fundamentais, e se você mudasse o número
dessas partículas fundamentais que você tem,
você poderia mudar as propriedades desse elemento, como ele reagiria,
ou você poderia mudar até mesmo o próprio elemento.
E só para entender um pouco melhor,
vamos falar sobre esses elementos fundamentais.
Então você tem o próton.
E o próton é o que define -- o número de
próton no núcleo de um átomo -- e falarei sobre
o núcleo em um segundo -- é o que define o elemento.
Então isso é o que define um elemento.
Quando você olha a tabela periódica bem aqui, elas são na verdade
escritas na ordem dos números atômicos, e o número atômico é
literalmente só o número de prótons num elemento.
Então por definição, hidrogênio tem um prótom.
Hélio tem dois prótons. Carbono tem seis prótons.
Você não pode ter um carbono com sete prótons,
se tivesse, seria nitrogênio, não seria carbono mais.
Oxigênio tem oito prótons. Se de alguma maneira você adicionasse
outro próton lá, não seria oxigênio mais,
seria flúor. Então isso define o elemento.
Define o elemento.
Adiciona o número atômico, o número de próton,
o número de prótons -- e lembre-se, esse é o número
que está escrito bem encima de cada um
desses elementos na tabela periódica -- o número de prótons
é igual ao número atômico.
É igual ao número atômico.
E eles colocam esse número aqui no topo porque é ele
a característica definitiva de um elemento.
Os outros dois constituintes de um átomo --
suponho que podemos chamar assim -- são os elétrons
e o nêutron.
E o modelo que você pode começar a construir na sua cabeça --
e esse modelo, como observaremos conforme a gente explora a química,
vai se tornar mais abstrato e muito difícil
de conceituar -- mas uma maneira de pensar sobre isso é
que você tem os protóns e os neutrôns que são
o centro do átomo.
Eles são o núcleo do átomo.
Então por exemplo, carbono, já sabemos, tem seis prótons.
Então um, dois, três, quatro, cinco, seis.
Carbono 12, que é uma versão do carbono, também vai ter
seis neutrôns.
Você pode ter versões do carbono que têm diferentes
números de neutrôns.
Então os neutrôns podem mudar, os elétrons podem mudar,
e você pode ainda ter o mesmo elemento.
Os prótons não podem mudar.
Você muda os prótons, você tem um elemento diferente.
Então me deixa desenhar um núcleo de um carbono 12.
Então um, dois, três, quatro, cinco, seis.
Então isso bem aqui é o núcleo do carbono 12.
E as vezes será escrito assim.
E as vezes eles escreverão o número
de prótons também.
E a razão porque a gente escreve carbono 12 --
você sabe eu contei os seis neutrôns --
é que este é o total -- você pode ver isso como o número
total de -- uma maneira de ver isso, e teremos
mais nuances no futuro -- é que isto é o número
E este carbono, por definição tem um número atômico de seis,
mas podemos rescrever aqui só nós lembrarmos.
Então no centro do åtomo de carbono temos esse núcleo.
E o carbono 12 tem seis protóns e seis núcleos.
Outra versão do carbono, carbono 14, ainda temos
seis prótons, mas ai teriam oito neutrôns.
Então o número de neutrôns pode mudar,
mas este é carbono 12 bem aqui.
E se carbono 12 é neutro -- e darei mais nuance
Se é neutro também terá seis elétrons.
Então deixe-me desenhar esses seis elétrons.
Um, doi, três, quatro, cinco, seis.
E uma maneira -- e talvez essa seja a única outra maneira de
pensar a relação entre elétrons
e núcleo -- é que você pode imaginar que os elétrons
meio que se movem por ai, passeando pelo núcleo.
Um modelo é que você pode imaginar eles como meio que orbitando
envolta do núcleo, mas não bem tão correto.
Eles não orbitam da maneira como um planeta
orbita em volta do sol.
Mas é um bom ponto de partida.
Outra maneira de ver é que eles estão meio que pulando pelo núcleo
ou se agitando envolta do núcleo.
E isso é só porque realidade se torna algo muito estranho
nesse nível, e teríamos que adentrar a física
quântica para entender o que um elétron está fazendo.
Mas um primeiro modelo mental na sua cabeça é que no centro
desse åtomo,
você tem esse núcleo.
Você tem esse núcleo bem ali.
E esses elétrons estão pulando envolta desse núcleo.
E a razão porque esses elétrons não saem
do núcleo, porque eles estão meio que conectados com esse núcleo,
e fazem parte desse átomo, é que protóns
tem uma carga positiva.
Tem uma carga positiva, e elétrons tem uma carga negativa.
E é uma dessas propriedades dessas partículas
fundamentais, quando você começa a pensar o que é fundamentalmente
uma carga além de um rótulo, tudo começa meio que
ficar profundo.
Mas uma coisa que sabemos,
quando falamos de força eletromagnética,
é que forças diferentes se atraem.
Então a melhor maneira de pensar sobre isso é: prótons e elétrons,
porque eles tem cargas diferentes,
se atraem.
Nêutrons são neutros, então eles só estão aqui soltos
dentro do núcleo, eles sim afetam as propriedades
em algum nível, de alguns átomos de certos elementos.
Mas a razão de porque os elétrons simplesmente não voa por ai
é porque eles são atraídos.
Eles são atraídos na direção do núcleos.
E eles também têm uma alta velocidade incrível --
é na verdade difícil para -- começamos a lidar com uma parte
bem estranha da física quando começamos a falar
sobre o que um elétron realmente faz -- mas é suficiente --
Eu acho que você pode dizer que ele está pulando envolta o suficiente
que ele não quer cair no núcleo,
acho que essa é uma maneira de pensar sobre isso.
E então, mencionei carbono 12 bem aqui
definido pelo número de prótons.
Oxigênio é definido por ter oito prótons.
Mas uma vez mais, elêtrons podem interagir com outros elétrons.
Eles podem ser tirados de outros átomos.
E isso é o que forma muito do nosso entendimento sobre química.
É baseado em quantos elétrons tem um átomo.
ou certo elemento tem.
E como esses elétrons são configurados,
ou como os elétrons de outro elementos são configurados.
ou talvez outros átomos desse mesmo elemento.
Começamos a prever como um átomo de um elemento
pode reagir com outro átomo desse mesmo elemento,
ou um átomo de um elemento - como ele poderia reagir,
ou como ele poderia se conectar, ou não, ou ser atraído,
ou repelido por outro átomo de outro elemento.
Então por exemplo, e aprenderemos bem mais sobre isso
no futuro, é: é possível que um átomo em algum lugar
tire um elétron de um carbono,
por qualquer razão -- e falaremos de
certos átomos neutros de certos elementos te uma afinidade
Então um, talvez um deles, troca um elétron
por um carbono, e então esse carbono terá menos
elétrons que prótons, então teremos cinco elétrons
Então teremos uma rede de carga positiva.
Então nesse carbono 12, a primeira versão que fiz,
eu tinha seis prótons, seis elétrons, as cargas se cancelam.
Se perco um elétron, então só tenho cinco desses,
então teria uma rede de carga positiva.
E falaremos muito mais sobre isso
no decorrer de nossos vídeos de química.
mas espero que você já esteja vendo como
isso está começando a ser super legal.
Já podemos chegar a esse fundamental bloco construtor
chamado átomo.
E o que é ainda mais legal é que esse fundamental
bloco construtor é construído de ainda mais fundamentais
blocos construtores.
E todas essas coisas podem ser trocadas de lugar
para transformar as propriedade de um átomo, ou mesmo
de um átomo de um elemento para um átomo de outro elemento.