Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych
... dla humanistów
Wojciech Grochala
Uniwersytet Warszawski
Centrum Nowych Technologii
Cząsteczka chemiczna
118 pierwiastków
√ √
Struktura atomowa
118 pierwiastków
S8 O2
Wiązania chemiczne vs.
oddziaływania
S8 wiązanie
oddziaływanie
S8 O2
• Arbitralna definicja
• Potrzebna “gruba kreska”
Gdzie kreska?
Veni, vidi, separantur!
H2O…H2O
1 eV
0.5 eV
0 eV Hg…Hg
–39 oC 0 oC
0.4 eV Cs…Cs
44 oC
Xe…Xe –112 oC
R3N…H2O
STRONG
H-bonding
MODERATE
Atom – cząsteczka – pierwiastek
Aspekty prawne!
S8
(S8)N
• Różne właściwości!
• Konieczne rozgraniczenie
• Stan skupienia istotny (FAZA)
• Stężenie
S
100% O2
O O3 O8
21% O2
1O2
Jak powstaje cząsteczka?
Z atomów!
A + A
A2 odległość między
atomami
energia
silne słabe wiązanie
• Wiązanie chemiczne to KOMPROMIS
• Strony w sprawie:
PRZYCIĄGANIE i ODPYCHANIE
• Sędzia: ENERGIA
Jak zachodzi reakcja chem.?
Stan przejściowy!
(A…A)# A + A
A2 odległość między
atomami
energia
“Dyktatura proletariatu to stan przejściowy,
tymczasowy, który ma przygotować
społeczeństwo do komunizmu”
Karol Herszel Marks 1818–1883
“Piekło to stan przejściowy (apokatastaza)”
Aforyzmy o wiązaniu chem.
Wielcy mówią!
Linus Pauling 1901–1994
"One is almost tempted to say...
at last I can almost see a bond.
But that will never be, for a bond does not really exist at all: it is a most convenient fiction which, as we have seen, is convenient both to experimental and theoretical chemists"
Robert S. Mulliken 1896–1986
Charles A. Coulson 1910–1974
“I believe the chemical bond is not as simple as some people seem to think"
The Nature of the chemical bond (1939)
Życie cząsteczki, życie atomu
Życie to RUCH!
a) Translacje b) Wibracje c) Rotacje
&
d) Wzbudzenia elektronowe (foton)
a) √ b) --- c) ---
&
d) √
Jak dzielimy reakcje chem.?
Znowu p + & e – !
Przeniesienie elektronu – reakcje utleniania/redukcji Uwspólnienie pary elektronowej – reakcje kwas/zasada
Na + Cl Na
++ Cl
–NaH + HCl NaCl + H
2Przeniesienie:
elektronu – reakcje utleniania/redukcji protonu – reakcje kwas/zasada
Wykrywanie pojedyńczych cząst.
Kryminalistyka…!
Mikroskopie (HREM, AFM, …)
Spektroskopie (fluorescencja, SERRS, …) Nikon
AFM 10–24 mola
Uparte pierwiastki
Wyzwanie!
Gazy “szlachetne”
Inne uparciuchy (efekty 3-ciałowe): Be, Hg, Yb…
Be + Be Be2 vs. Be + Be + Be Be3
Urok chemii: A + B ≠ AB
Nieaddytywność!
Hg S HgS
Urok chemii: A + B ≠ A’ + B’
Nieaddytywność!
Na
NaOH
H2O
H2
Estetyka chemii
Symetria
Struktury fraktalne
Estetyka chemii
Symetria
X
3Y
2(SiO
4)
3Estetyka chemii
Symetria
Ga Bi
Misja chemików
“Leczy, żywi, broni”
Misja chemii
Samoorganizacja
Chemia supramolekularna
atom – cząsteczka – supracząsteczka – kryształ – obiekt NANO (MEZO) MIKRO MAKRO
Kosmochemia
ET…? …panspermia…?
• chemia w warunkach kosmicznych (0-gravity)
• chemia kosmosu (ok. 200 znanych cząsteczek ISMs)
