fbpx

Luku 4
Näkemyseroja

Haluatko tietää mitä tapahtuu kirjan 4. luvussa? Hanki oma kirjasi täältä ja tee samalla hyvää.

Tiesitkö että...

Alkeishiukkaseksi sanotaan hiukkasta, mikä ei koostu enää mistään muusta kuin itsestään. Sillä ei toisin sanoen ole enää sisäistä rakennetta. Niitä ei voi enää halkaista. Alkeishiukkasia on melko montaa erilaista ja eri tyyppistä, mutta ne voidaan jakaa kahteen eri ryhmään: materiaalihiukkasiin ja välittäjähiukkasiin. Materiaalihiukkasia on löydetty 12 erilaista ja ne jaetaan vielä erikseen kahteen ryhmään: kvarkkeihin (6kpl) ja leptoneihin (6 kpl). Kaikki maapallolla näkemämme aine kuten kivet, puut, muovilelut ja muut koostuvat kuitenkin vain kolmesta erilaisesta materiaalihiukkasesta eli 2 erilaisesta kvarkista (ylös ja alas) sekä yhdestä leptonista (elektroni). Välittäjähiukkasia kutsutaan bosoneiksi ja niitä on tiedetään tällä hetkellä olevan 5 erilaista. Ne lentelevät hiukkasten välillä välittäen tietoa hiukkasten läheisistä hiukkasista ja tapahtumista.

Kvarkit eivät esiinny yksin vaan muodostavat isompia hiukkasia kolmen ryhminä. Esimerkiksi kaksi ylös-kvarkkia ja yksi alas-kvarkki muodostavat hiukkasen nimeltä protoni ja kaksi alas-kvarkkia ja yksi ylös-kvarkki hiukkasen nimeltä neutroni. Kvarkit pysyvät yhdessä gluoni-bosonien välittämän voiman avulla. Protonit ja neutronit sitoutuvat toisiinsa myös gluonien avulla. Nämä protonien ja neutronien muodostamat hiukkasrykelmät muodostavat yhdessä elektronien kanssa suurempia kokonaisuuksia, joita kutsutaan atomeiksi.

Atomin rakenne: Kvarkit muodostavat protoneita ja neutroneita, jotka muodostavat hiukkaskimmpuja. Näitä kimppuja sanotaa ytimiksi. Kun tämän ytimen ympärille kerääntyy elektroneja syntyy atomi, jossa keskellä on ydin ja sen ympärillä elektroniverho. (https://peda.net/p/Mika%20Timonen/jopo/kemia-8/atomi/atomin-rakenne2, viitattu 21.12.2019)

Molekyylit

Molekyylit ovat kokonaisuuksia, joissa useammat atomit ovat liittyneet yhteen. Atomit liittyvät yhteen, koska siten elektronit pääsevät matalammille energiatiloille kuin ne yksittäisissä atomeissa pääsisivät. Esimerkiksi happimolekyylissä kaksi happiatomin ydintä on lähellä toisiaan ja uloimmaiset elektronit ovat nyt molekyylin yhteiset. Tämä on hapelle helpoin tapa olla. Kuten sinulle on helpompaa maata kuin seistä. Molekyylin muodostaminen on tavallaan happiatomille tapa löytää rennoin asento.

Tässä kuvassa näkyy, miten kaksi yksinäistä happiatomia liittyy yhdeksi happimolekyyliksi. Kun nämä kaksi atomia joutuvat tarpeeksi lähelle toisiaan ne jakavat molemmat 2 elektronia sidokseen. Tämän jälkeen niillä on neljä yhteistä elektronia. (https://www.differencebetween.com/difference-between-atomic-oxygen-and-molecular-oxygen/)
Todennäköisesti kaksi happiatomia sisältävä happimolekyyli näyttää enemmänkin tältä, missä atomit ovat osittain sulautuneet toisiinsa. (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oxygen_molecule.svg)

Suurempi atomirakenne (kide)

Kiinteät kappaleet, kuten metallit, muodostuvat useista molekyylin tapaan toisiinsa liittyneistä atomeista. Ne ovat ikään kuin todella suuria molekyylejä. Metallikappaleilla, kuten sähköjohdoilla, on sellainen hieno ominaisuus, että niiden yhteiset elektronit pystyvät liikkumaan vapaasti koko kiderakenteessa ja kuljettamaan sähkövirtaa johdossa. Tämän ansiosta niitä käytetään sähkön kuljettamiseen. Eriste taas on materiaali, jonka rakenteessa elektronit eivät pysty liikkumaan vapaasti. Siksi et saa sähköiskua koskiessasi sähköjohtoa peittävään muoviin. Johto, missä eriste on rikkoutunut, on vaarallinen, sillä tällöin eriste ei suojaa sähköiskulta.

Atomic-Structure-Of-Gold
Rakenne missä useat atomit ovat liittyneet yhteen. Tässä tapauksessa jotkut elektronit voivat vapaasti liikkua atomien ympärillä. Elektronien liike tarkoittaa sähkövirtaa ja tällaisen aineet ovatkin hyviä sähköjohteita. (https://www.ool.co.uk/blog/christmas-science-blog-2/, viitattu 12/2019)

Lisätietoa

Tässä voisi olla ruokapöydän pinta kuvattuna tosi läheltä. Erilaiset atomit on tässä kuvassa kuvattu eri kokoisina ja värisinä palloina. Pallojen pinnan lähellä olevat elektronit sitovat pallot eli atomit viereisiin atomeihin. Kuvassa ylhäältä tuleva kärki on tosi terävä mittalaitteen pää, jolla voi mitata pinnalla olevien atomien ominaisuuksia. (https://phys.org/news/2016-05-physicists-van-der-waals-individual.html, viitattu 21.12.2019)
Alkeishiukkasten standardimalli tuntee tällä hetkellä tässä kuvassa näkyvät hiukkaset. Käytännössä kaikki materiaali koostuu kuitenkin vain kolmesta eri hiukkasesta: ylös- ja alas-kvarkeista sekä elektroneista. Bosonit välittävät tietoa hiukkasten välillä, minkä seurauksena hiukkaset muodostavat erilaisia rakenteita kuten atomeita ja molekyylejä. (https://fi.wikipedia.org/wiki/Hiukkasfysiikan_standardimalli)