0:00:00.840,0:00:04.740 W ostatnim filmie mówiliśmy o tym, że każdy atom 0:00:04.740,0:00:08.280 chce mieć osiem, pozwól że to zapiszę, osiem 0:00:08.280,0:00:11.030 elektronów na swojej ostatniej powłoce elektronowej. 0:00:11.030,0:00:14.510 Oktet elektronowy to najbardziej stabilna energetycznie konfiguracja. 0:00:14.510,0:00:17.740 I ten fakt został określony 0:00:17.740,0:00:21.180 przez zwykłe obserwowanie świata, natury. 0:00:21.180,0:00:24.420 Teraz możemy określić na tej podstawie, co może się dziać 0:00:24.420,0:00:26.350 z poszczególnymi pierwiastkami konkretnych grup układu okresowego. 0:00:26.350,0:00:28.820 Grupa w układzie okresowym 0:00:28.820,0:00:30.220 to po prostu kolumna. 0:00:30.220,0:00:32.479 Jak na przykład ta grupa. Właściwie zacznę 0:00:32.479,0:00:35.960 od tej grupy, ponieważ ma specjalną nazwę. 0:00:35.960,0:00:39.160 Ta grupa (osiemnasta) to gazy szlachetne. 0:00:39.160,0:00:41.860 Co jest wspólne dla pierwiastków, które leża w jednej grupie? 0:00:42.900,0:00:45.970 Co jest wspólnego dla poszczególnych koumn układu okresowego? 0:00:45.970,0:00:50.100 W poprzednim filmie widziałeś, że każdy pierwiastek w grupie 0:00:50.100,0:00:52.700 ma taką samą liczbę elektronów walencyjnych. 0:00:52.700,0:00:55.220 Czyli elektronów na swojej ostatniej powłoce elektronowej. 0:00:56.580,0:00:58.000 Doszliśmy do tego wniosku. 0:00:58.000,0:01:01.160 Ta kolumna tutaj, o której się uczyliśmy, 0:01:01.160,0:01:05.830 to metale alkaliczne - mają po jednym elektronie walencyjnym. 0:01:05.830,0:01:08.530 Zgłosiłem tylko jedno zastrzeżenie - że wodór 0:01:08.530,0:01:10.830 nie jest rozważany jako metal alkaliczny. 0:01:10.830,0:01:13.230 Po pierwsze dlatego, że nie występuje w warunkach normalnych w formie metalicznej. 0:01:13.230,0:01:16.320 A do tego nie lubi oddawać swojego elektronu tak chętnie 0:01:16.320,0:01:17.490 jak to robią metale. 0:01:17.490,0:01:21.080 Kiedy ludzie mówią o pierwiastku o charakterze metalicznym, 0:01:21.080,0:01:23.160 mają tak naprawdę na myśli, 0:01:23.160,0:01:24.640 jak bardzo ten pierwiastek lubi oddawać swoje elektrony. 0:01:24.640,0:01:26.460 Będziemy mówić o innych cechach charakterystycznych dla metali, 0:01:26.460,0:01:30.020 np. o tym, jak metale wyglądają, 0:01:30.020,0:01:32.610 że są lśniące, że przewodzą elektryczność... 0:01:32.610,0:01:34.060 Będziemy się zastanawiać, jaką rolę odgrywają w układzie okresowym. 0:01:34.060,0:01:35.760 Ale wróćmy do naszego tematu. 0:01:35.760,0:01:37.610 Ta kolumna to 0:01:37.610,0:01:40.680 metale ziem alkalicznych. 0:01:40.680,0:01:42.420 Czyli druga grupa to metale ziem alkalicznych. 0:01:51.130,0:01:54.340 Te piewriastki mają po dwa elektrony na swojej ostatniej powłoce.. 0:01:54.340,0:01:56.450 Każdy atom chce mieć oktet elektronowy. 0:01:56.450,0:02:00.070 Jeśli te atomy chcą mieć osiem elektronów walencyjnych przez przyłączenie do siebie brakujących elektronów, 0:02:00.070,0:02:01.130 to mają strasznie długa drogę do przebycia. 0:02:01.130,0:02:03.570 W tym przypadku musielibyśmy dodać siedem elektronów. 0:02:03.570,0:02:05.850 A w tym - sześć. 0:02:05.850,0:02:07.340 A do tego powstaje jeszcze pytanie: kto im tyle elektronów odda? 0:02:07.340,0:02:09.090 Ci na pewno nie będą chcieli oddać swoich elektronów. 0:02:09.090,0:02:10.860 A ci są bardzo blisko do uzyskania swoich ośmiu elektronów. 0:02:10.860,0:02:12.980 W przypadku pierwiastków z lewej strony układu okresowego 0:02:12.980,0:02:15.350 łatwiej więc będzie pozbyć się nadmiarowych elektronów niż przyłączyć nowe. 0:02:15.350,0:02:19.120 I rzeczywiście, jeśli masz do oddania tylko jeden elektron 0:02:19.120,0:02:22.150 (mówimy tutaj o pierwiastkach innych niż wodór), 0:02:22.150,0:02:24.980 to go oddajesz. 0:02:24.980,0:02:28.330 I z tego powodu, pierwiastki z grupy I i II 0:02:28.330,0:02:30.440 bardzo rzadko można spotkać w ich podstawowym stanie, jako obojętne atomy. 0:02:30.440,0:02:32.900 Kiedy mówię o stanie podstawowym, mam na myśli, że 0:02:32.900,0:02:36.730 w jakimś miejscu jest tylko i wyłącznie lit, albo tylko i wyłącznie sód, 0:02:36.730,0:02:37.950 albo tylko i wyłącznie potas. 0:02:37.950,0:02:40.610 W naturze jest odwrotnie - jest bardzo prawdopodobne, 0:02:40.610,0:02:42.530 że te pierwiastki przereagowały z innymi i nie występują w stanie podstawowym. 0:02:42.530,0:02:44.470 Prawdopodobnie przereagowały z czymś z tej strony układu okresowego, 0:02:44.470,0:02:46.520 ponieważ te pierwiastki chcą się pozbyć elektronów, 0:02:46.520,0:02:49.150 a te pierwiastki bardzo chcą te elektrony przyjmować. 0:02:49.150,0:02:51.340 Więc w tym przypadku reakcja najprawdopodobniej zajdzie. 0:02:51.340,0:02:53.100 Te też są bardzo reaktywne. 0:02:53.100,0:02:56.200 Metale ziem alkalicznych są reaktywne, 0:02:56.200,0:02:59.160 ale nie tak bardzo jak metale alkaliczne. 0:02:59.160,0:03:02.090 To dlatego, że chociaż są bardzo blisko 0:03:02.090,0:03:03.840 uzyskania oktetu elektronowego, 0:03:03.840,0:03:06.210 to jednak metale z pierwszej grupy są bliżej. 0:03:06.210,0:03:12.420 Czyli w przypadku pierwiastków z grupy drugiej 0:03:12.420,0:03:14.670 potrzeba trochę więcej siły, żeby te dwa nadmiarowe elektrony oderwać od atomu. 0:03:14.670,0:03:16.820 A ci mają do oderwania tylko jeden elektron. 0:03:16.820,0:03:19.485 Wiesz już, że pierwiastki drugiej grupy mają 0:03:19.485,0:03:20.440 dwa elektrony na swojej zewnętrznej powłoce elektronowej. 0:03:20.440,0:03:23.140 Teraz mamy te pierwiastki - są nazywane 0:03:23.140,0:03:26.710 metalami przejściowymi. Kiedy piszesz ich konfigurację, to 0:03:26.710,0:03:31.410 zapełniasz elektronami orbitale d przedostatniej powłoki. 0:03:31.410,0:03:31.940 Pamiętasz? 0:03:31.940,0:03:34.920 Czyli ich najbardziej zewnętrzna powłoka ma ciągle dwa elektrony! 0:03:34.920,0:03:36.660 Ciągle ma te dwa elektrony. 0:03:36.660,0:03:41.300 Weźmy pierwiastki z czwartego okresu - wszystkie one 0:03:41.300,0:03:45.460 mają 4s2. 0:03:45.460,0:03:48.560 A te pierwiastki po prostu zapełniają elektronami 0:03:48.560,0:03:50.720 podpowłokę 3d. 0:03:52.950,0:03:54.690 Tu są wszędzie dwójki. 0:03:54.690,0:03:57.400 Czyli te wszystkie pierwiastki mają po dwa elektrony walencyjne. 0:03:57.400,0:04:01.190 Czyli wszystkie - tak samo jak metale ziem alkalicznych - chcą 0:04:01.190,0:04:06.320 oddać swoje dwa elektrony, żeby... żyć w szczęściu :) 0:04:06.320,0:04:08.410 Ja myślę sobie o tym w taki sposób (to tylko sposób, 0:04:08.410,0:04:11.810 ale może się potwierdzić w rzeczywitości) - 0:04:11.810,0:04:14.870 że ci mają dużą ławkę rezerwową elektronów. 0:04:14.870,0:04:19.649 Mogą stracić swoje elektrony walencyjne 0:04:19.649,0:04:25.580 [zapiszę tu np. żelazo z jego dwoma elektronami]. 0:04:25.580,0:04:29.890 Ale nawet jeśli je stracą, to i tak mają jeszcze 0:04:29.890,0:04:34.660 dużo rezerwowych elektronów na podpowłoce d 0:04:34.660,0:04:36.420 przedostatniej powłoki. 0:04:36.420,0:04:40.980 Więc jeśli żelazo odda swoje elektrony 4s2, to i tak 0:04:40.980,0:04:43.740 nadal ma elektrony 3d, które 0:04:43.740,0:04:45.650 mogą zastąpić tamte elektrony. 0:04:45.650,0:04:47.930 Wszystko tutaj powinienem wziąż w cudzysłów, 0:04:47.930,0:04:50.770 bo to są tylko takie wyobrażenia, sposoby na zrozumienie sprawy. 0:04:50.770,0:04:55.010 Dlatego tak robię? 0:04:55.010,0:04:58.020 Dlatego, że metale bardzo lubią oddawać swoje elektrony. 0:04:58.020,0:05:00.380 Te pierwiastki reagują. 0:05:00.380,0:05:01.780 Mówią: Ej, weź moje elektrony! 0:05:01.780,0:05:03.680 Te mówią: Weź te dwa elektrony. 0:05:03.680,0:05:06.680 A te pierwiastki mówią 0:05:06.680,0:05:09.260 (szczególnie, gdy mają zapełnione orbitale d), że mają do oddania dwa elektrony, 0:05:09.260,0:05:11.420 ale jeśli potrzeba więcej, to mają więcej. 0:05:13.520,0:05:16.050 Mają swoje elektrony rezerwowe na orbitalach d. 0:05:16.050,0:05:18.690 Co się dzieje w metalach przejściowych? 0:05:18.690,0:05:21.470 I co się dzieje szczególnie w metalach poprzejściowych? 0:05:21.470,0:05:24.110 To są te metale po prawej stronie od bloku d, 0:05:24.110,0:05:27.960 te pierwiastki zaznaczone kolorem szarym. 0:05:27.960,0:05:31.940 One mają bardzo dużo elektronów do oddania - i to nie tylko te dodatkowe elektrony p, 0:05:31.940,0:05:35.370 ale te metale mają zapełnione orbitale d. 0:05:35.370,0:05:37.660 Metale mogą występować w tzw. czystej postaci (pierwiastkowej), 0:05:37.660,0:05:39.820 czyli mogą być bryłą czystego metalu, 0:05:39.820,0:05:41.450 jak na przyklad bryły aluminium. 0:05:41.450,0:05:45.700 Chodzi o takie aluminium, które nie uległo żadnej reakcji chemicznej, nawet z tlenem - 0:05:45.700,0:05:47.500 po prostu zbiór atomów glinu. 0:05:47.500,0:05:47.810 Rozumiesz? 0:05:47.810,0:05:49.640 Kiedy mamy bryłę aluminium, 0:05:49.640,0:05:51.840 tworzy się mnóstwo wiązań metalicznych pomiędzy atomami glinu. 0:05:51.840,0:05:54.550 Atomy glinu mają swoje elektrony walencyjne. 0:05:54.550,0:05:58.525 W przypadku glinu tych elektronów jest... trzy - 0:05:58.525,0:05:59.470 trzy elektrony na ostatniej powłoce. 0:05:59.470,0:06:02.840 Poza tym są jeszcze te wszystkie zapasowe elektrony 0:06:02.840,0:06:04.040 na powłoce d ((oczywiście w atomach Ga, In, Sn itd., ale nie w glinie). 0:06:04.040,0:06:06.600 Atomy glinu uwspólniają wszystkie elektrony między sobą. 0:06:06.600,0:06:09.170 Tworzą takie "morze" atomów glinu. A wszystkie te atomy 0:06:09.170,0:06:10.430 są ze soba połączone. 0:06:10.430,0:06:12.750 Tworzy się wspólna chmura elektronowa. 0:06:12.750,0:06:20.090 Wszystkie te elektrony znajdują się pomiędzy 0:06:20.090,0:06:22.620 atomami glinu, a ponieważ atomy są donorami (dostarczycielami) tych elektronów, 0:06:22.620,0:06:24.270 są z nimi silnie powiązane. 0:06:24.950,0:06:30.030 Atomy tworzące strukturę metalu przyjmują ładunek dodatni. 0:06:30.030,0:06:31.405 Atom glinu jest donorem trzech elektronów. 0:06:31.405,0:06:33.470 Tutaj poglądowo napiszę +. 0:06:33.470,0:06:35.410 Chcę tutaj tylko pokazać sens, jak to wszystko się dzieje. 0:06:35.410,0:06:38.320 Ta chmura elektronów jest przyczyną tego, że metale doskonale przewodzą prąd. 0:06:38.320,0:06:41.320 Prąd to przemieszczające się elektrony. 0:06:41.320,0:06:45.460 Żeby elektrony mogły się przemieszczać, musi być ich dużo 0:06:45.460,0:06:46.330 wokół atomów. 0:06:46.330,0:06:48.480 Metale z tego obszaru układu okresowego są bardzo dobrymi 0:06:48.480,0:06:48.980 przewodnikami. 0:06:48.980,0:06:53.650 A najlepszym przewodnikiem jest srebro. 0:06:53.650,0:06:57.240 Srebro leży tutaj i jest najlepszym znanym przewodnikiem. 0:06:57.240,0:07:01.440 Do produkcji kabli używa się jednak miedzi a nie srebra. 0:07:01.440,0:07:04.300 Powó jest prosty - miedź jest tańsza i łatwiej dostępna niż srebro. 0:07:04.300,0:07:06.140 Ale srebro jest lepszym przewodnikiem prądu. 0:07:06.140,0:07:09.340 Ja myślę o tym tak - 0:07:09.340,0:07:11.010 zapełniasz orbital, żeby ten orbital 0:07:11.010,0:07:12.890 stał się w pewnym sensie stabilny. 0:07:12.890,0:07:16.140 Więc wszystkie te pierwiastki zapełniły swoje orbitale d. 0:07:16.140,0:07:18.960 Ale te pierwiastki nie mają zapełnionych orbitali d. 0:07:18.960,0:07:20.910 A to oznacza, że mają dużo nadmiarowych elektronów [przyp. tłum.: orbital nie jest w pewłni zapełniony, czyli nie jest stabilny, więc elektrony, które się na nim znajdują, są postrzegane jako nadmiarowe], 0:07:20.910,0:07:21.970 a to idealna sytuacja dla przewodnictwa. 0:07:21.970,0:07:24.120 Ale to tylko tak intuicyjnie... 0:07:24.120,0:07:26.000 Nie robiłem żadnych eksperymentów na potwierdzenie tej teorii. 0:07:26.000,0:07:28.100 Ale chciałem dać ci taki ogólny obraz, 0:07:28.100,0:07:29.100 dlaczego niektóre substancje przewodzą prąd. 0:07:29.100,0:07:32.370 Jeszcze raz - to są metale przejściowe. 0:07:32.370,0:07:33.870 Te są uznawane za metale (tzw. metale poprzejściowe). 0:07:33.870,0:07:35.940 Metale przejściowe są przejściowe, 0:07:35.940,0:07:37.960 ponieważ zapełniają blok d. 0:07:37.960,0:07:40.600 Ale ta nazwa (metale przejściowe) brzmi tak, 0:07:40.600,0:07:41.390 jakby nie były pełnowartościowymi metalami. 0:07:41.390,0:07:44.460 Ale z drugiej strony, kiedy myślisz "metal" - 0:07:44.460,0:07:45.610 czyż żelazo nie przychodzi do głowy jako pierwsze? 0:07:45.610,0:07:49.020 Zdecydowanie myślę też, że srebro, miedź i złoto są metalami. 0:07:49.020,0:07:51.270 Więc wydaje mi się, że nazywanie ich przejściowymi jest trochę nie w porządku. 0:07:51.270,0:07:54.120 I naprawdę jakoś nie wydaje mi się w odczuciu ogólnym, żeby 0:07:54.120,0:07:55.230 na przykład glin był bardziej metaliczny niż żelazo. 0:07:55.230,0:07:58.140 Ale - niestety - w klasyfikacji chemicznej 0:07:58.140,0:08:00.370 aluminium jest bardziej metaliczne. 0:08:00.370,0:08:01.880 Te szare pierwiastki są metalami bardziej niż te z bloku d. 0:08:01.880,0:08:04.700 Chyba zaniedbałem nieco notację. 0:08:04.700,0:08:07.280 Zapiszę elektrony walencyjne. 0:08:07.280,0:08:09.220 Te pierwiastki mają po trzy elektrony walencyjne. 0:08:09.220,0:08:13.720 Cztery, pięć, sześć, siedem. 0:08:13.720,0:08:16.680 Czyli te mają trzy elektrony 0:08:16.680,0:08:18.150 na swojej zewnętrznej powłoce. 0:08:18.150,0:08:21.420 Ciągle jest im łatwiej te elektrony oddać 0:08:21.420,0:08:25.990 niż przyjć pięć brakujących. Ale czasem, w konkretnych przypadkach, 0:08:25.990,0:08:27.910 mogłoby się zdarzyć, np. w przypadku boru, 0:08:27.910,0:08:31.180 że wziąłby pięć elektronów 0:08:31.180,0:08:32.820 - chociaż to wydaje się trudne. 0:08:32.820,0:08:35.090 Jest łatwiej oddać trzy elektrony - i dlatego 0:08:35.090,0:08:37.470 w tych rejonach pojawiają się 0:08:37.470,0:08:39.340 prawdziwe metale. 0:08:39.340,0:08:43.230 I pewnie widzisz, że kiedy schodzimy w dół w grupie 0:08:43.230,0:08:45.480 pojawiają się metale, które mają coraz więcej 0:08:45.480,0:08:46.650 elektronów walencyjnych. 0:08:46.650,0:08:50.730 Weźmy np. ołów. 0:08:50.730,0:08:52.120 Jest metalem, mimo że ma aż 0:08:52.120,0:08:53.690 cztery elektrony walencyjne. 0:08:53.690,0:09:00.490 Dzieje się tak dlatego, że atom jest bardzo duży, jego promień jest duży 0:09:00.490,0:09:03.030 i najbardziej zewnętrzna powłoka jest bardzo oddalona od jądra. 0:09:03.030,0:09:05.150 Takie bardzo odległe opd jądra elektrony jest bardzo łatwo od atomu oderwać. 0:09:05.150,0:09:08.510 Weźmy węgiel - 0:09:08.510,0:09:10.470 jego elektrony walencyjne są blisko jądra. 0:09:10.470,0:09:11.820 Są mocno trzymane przez jądro, więc trudno je oderwać. 0:09:11.820,0:09:15.290 Dlatego węgiel chętniej przyjmuje nowe elektrony 0:09:15.290,0:09:16.840 niż oddaje te, które ma. 0:09:16.840,0:09:20.270 Elektrony walencyjne tego pierwiastka są bardzo oddalone od jądra, 0:09:20.270,0:09:23.070 dlatego łatwiej jest je oderwać 0:09:23.070,0:09:25.440 w celu osiągnięcia 0:09:25.440,0:09:27.960 stabilnej konfiguracji elektronowej - np. ksenonu. 0:09:27.960,0:09:32.260 Idziemy dalej i mamy pierwiastki, które są niemetalami. 0:09:32.260,0:09:32.600 Te zielone. 0:09:32.600,0:09:34.560 One zazwyczaj przyjmują elektrony 0:09:34.560,0:09:36.330 w reakcjach chemicznych. 0:09:36.330,0:09:38.820 A ta żółta kategoria - mówiłem, że to bardzo reaktywne pierwiastki, 0:09:38.820,0:09:43.720 szczególnie w reakcjach z metalami alkalicznymi - 0:09:43.720,0:09:46.030 ta żółta grupa to halogeny. 0:09:46.030,0:09:48.620 Pewnie słyszałeś już kiedyś to słowo. 0:09:48.620,0:09:49.870 Są np. lampy halogenowe. 0:09:54.980,0:09:57.930 To nie jest jakiś przypadek ani błąd, 0:09:57.930,0:10:00.070 że je tak nazwano. 0:10:00.070,0:10:02.560 Może przygotuję kiedyś film o lampach halogenowych. 0:10:02.560,0:10:05.260 I na końcu układu - gazy szlachetne. 0:10:05.260,0:10:07.760 Co jest ciekawego w gazach szlachetnych? 0:10:07.760,0:10:10.000 Cóż - mają po osiem elektronów 0:10:10.000,0:10:11.540 na swoich zewnętrznych powłokach elektronowych. 0:10:11.540,0:10:12.220 No, poza helem. 0:10:12.220,0:10:13.850 Hel ma dwa elektrony, pamiętaj. 0:10:13.850,0:10:19.010 Konfiguracja elektronowa helu to 1s2. 0:10:19.010,0:10:21.250 Ale te wszystkie pozostałe, od neonu w dół, 0:10:21.250,0:10:22.290 mają po osiem elektronów walencyjnych. 0:10:22.290,0:10:24.040 To jest neon 0:10:24.040,0:10:28.050 i jego konfiguracja to 1s2 2s2 2p6. 0:10:28.050,0:10:30.510 Więc ma osiem elektronów walencyjnych. 0:10:30.510,0:10:31.370 Jest bardzo szczęśliwy. 0:10:31.370,0:10:32.960 Podobnie argon. 0:10:32.960,0:10:38.010 Konfiguracja elektronów walencyjnych w argonie to 3s2 3p6. 0:10:38.010,0:10:41.050 Kryptonu: 4s2 4p6 [przyp. tłum.: w wykładzie jest błąd]. 0:10:43.000,0:10:45.750 Krypton dodatkowo ma jeszcze zapełnioną podpowłokę 3d. 0:10:47.840,0:10:50.070 Wszystkie gazy szlachetne mają więc po osiem elektronów walencyjnych 0:10:50.070,0:10:51.000 i jest im z tym dobrze. 0:10:51.000,0:10:52.680 Nie mają żadnego powodu, żeby wchodzić w reakcje z czymkolwiek. 0:10:52.680,0:10:54.700 Myślą sobie, że wszystkie inne pierwiastki 0:10:54.700,0:10:57.720 muszą się bardzo napracować, 0:10:57.720,0:10:58.960 żeby osiągnąć to, co gazy szlachetne po prostu mają. 0:10:58.960,0:11:00.850 Gazy szlachetne nie muszą i nie chcą ani oddawać, ani przyjmować elektronów. 0:11:00.850,0:11:06.130 Z tego powodu gazy szlachetne są bardzo niereaktywne. 0:11:06.130,0:11:08.460 Bardzo, bardz niereaktywne. 0:11:08.460,0:11:11.550 Jak kiedyś robili sterowce (zeppeliny), 0:11:11.550,0:11:17.150 te wielkie balony (np. Hindenburg) 0:11:17.150,0:11:19.290 - używali do tego wodoru. 0:11:19.290,0:11:22.380 Oczywiście wodór jest bardzo reaktywny. 0:11:22.380,0:11:24.560 Jest łatwopalny i dlatego często sterowce wybuchały. 0:11:24.560,0:11:29.630 Z tego też powodu balony dla klaunów czy dla dzieci 0:11:29.630,0:11:33.930 są wypełniane helem, który też jest lekki (podobnie do wodoru), ale nie wybucha. 0:11:33.930,0:11:36.840 A to dlatego, że hel jest gazem szlachetnym. 0:11:36.840,0:11:41.150 Jest bardzo mało prawdopodobne, że balon wypełniony helem 0:11:41.150,0:11:42.790 nagle wybuchnie na czyichś urodzinach :) 0:11:42.790,0:11:45.300 Wydaje mi się, że powiedziałem już wszystko, co chciałem powiedzieć. 0:11:45.300,0:11:47.780 W następnym filmie powiem trochę o tym, że właściwości pierwiastków 0:11:47.780,0:11:50.820 zmieniają się w układzie okresowym w uporządkowany sposób.