Sisältö
Kaikki aine on massiivinen molekyyliryhmä. Nämä ovat kahden tai useamman atomin liitto, jotka ovat fyysisen aineen perusyksikkö. Jokaiselle annetaan eri paino perustuen ytimen protonien ja neutronien määrään ja ympäröivässä pilvessä oleviin elektroneihin. Sama sähkömagneettinen voima, joka pitää yhden atomin yhdessä, voi myös liittää kaksi tai useampaa atomia muodostaen molekyylin, kun taas useat niistä muodostavat aineen.
Atomit
Atomit, elämän peruselementit, koostuvat kolmesta hiukkasesta: neutronista, protonista ja elektronista. Suurin osa atomin massasta löytyy ytimestä, sen keskiosasta, joka koostuu protoneista ja neutronista, kun taas elektronit muodostavat pilven ytimen ulkopuolella. Protoneilla on positiivinen varaus, kun taas elektronit ovat negatiivisesti varattuja ja neutronit ovat neutraaleja. Atomin atomipaino määräytyy protonien ja neutronien lukumäärän mukaan, kun taas sen atomiluku on yhtä suuri kuin läsnä olevien protonien lukumäärä. Vaikka elektronit voivat vaihdella (kuten ionien, atomien, jotka ovat saaneet tai menettäneet elektroneja) ja neutroneja ei välttämättä ole läsnä (kuten vetyatomeissa, joissa niitä ei ole), atomien protonien määrä ei koskaan muutu. Koska elektroneja voi hankkia tai kadota ja neutroneja ei välttämättä ole, elementit tunnistetaan atomiluvulla, koska protonien lukumäärä on vakio. Elementtien jaksollinen taulukko on taulukko, joka näyttää kaikki tunnetut elementit osittain numeron mukaan järjestettynä. Ensimmäisellä ja yksinkertaisimmalla elementillä, vedyllä, jossa on vain yksi protoni ja yksi elektroni, on atomi numero yksi, kun taas suuremmat elementit, kuten radio, numero 88, on järjestetty protonimääränsä mukaan.
Molekyylit
Molekyylit ovat kahden tai useamman atomin yhdistelmä, joka muodostaa tietyn aineen. Ehkä tunnetuimmat yhdistelmät ovat vesi (H2O), hiilidioksidi (CO2) ja happi (O2 tai tarkemmin sanottuna dioksigeeni). Molekyylin kemiallinen kaava (kuten H2O) näyttää sen muodostavat spesifiset atomit sekä kuinka paljon kutakin alkuaineita löytyy. Veden (H2O) tapauksessa kummassakin vesimolekyylissä on kaksi vetyatomia ja yksi happea. Jos molekyyli menettäisi yhden näistä atomeista, yhdiste ei enää olisi vettä.
Liitännät
Molekyylit pysyvät yhtenäisinä, koska atomin positiiviset ja negatiiviset hiukkaset (protonit ja elektronit, vastaavasti) houkuttelevat toisiaan. Tätä kutsutaan kemiallisiksi sidoksiksi. Jokaisella molekyylillä on positiivinen ja negatiivinen pää, kuten solussa, joka yhdistää ne muihin molekyyleihin kyseisen aineen luomiseksi. Veden tapauksessa positiivisesti varautuneet happiatomit houkuttelevat negatiivisesti varautunutta vetyatomia muodostaen vetysidoksen.
Yhdisteet
Yhdisteet ovat useamman kuin yhden alkuaineen yhdistelmä, kuten vety ja happi (vesi) tai natrium ja kloori (suola). Vaikka tunnettuja elementtejä on vain 118, erityinen atomien yhdistelmä ja sekvenssi antaa loputtoman määrän mahdollisuuksia. Esimerkiksi etanolin kemiallisella yhdisteellä, joka tunnetaan yleisesti alkoholina, on kemiallinen kaava C2H5OH. Vaikka läsnä on kuusi vetyatomia, viimeinen on kytketty happiatomiin. Itse asiassa se on hiiliatomin kiinnittyminen hydroksyyliryhmään (OH), joka määrittelee minkä tahansa orgaanisen yhdisteen alkoholiksi, mutta ei erityisesti etanoliksi.
Yksinkertaiset elementit
Vaikka jotkut aineet voivat koostua vain yhdestä elementistä, myös niiden määrä erottaa eri aineet. Ihmisten ja muiden eläinten tarvitsema happi on kahden happiatomin (O2) yhdistelmä. Kolme happiatomia (O3) muodostaa kuitenkin otsoniaineen, joka on olennainen osa maapallon ilmakehää, mutta voi olla myrkyllistä orgaaniselle elämälle.
