Wirtualne miasto

Tin

Tin przyszedł na lekcję.
- Ok, więc dziś będzie lekcja organizacyjna, a jeśli zdążymy zaczniemy uczyć się budowy pierwiastków. Zapiszcie sobie w zeszycie.
Wszyscy zapisali w zeszycie temat lekcji - "Tablica pierwiastków."
- Posłuchajcie. W poniedziałki, środy i piątki mamy fizykę. Reszta dni tygodnia to chemia.

Tin

Po godzinie omawiania pierwszych 15 pierwiastków (wodór, hel, lit, beryl, bor, węgiel, azot, tlen, fluor, neon, sód, magnez, glin, krzem i fosfor) przyszła kolej na siarkę.
- Vermilion, podaj symbol i liczbę atomową siarki!
Liczba atomowa to 16, a symbol to "S".
- Podejdź do tablicy i pokaż, jak zbudowana jest cząsteczka siarki.
Tin podszedł i nabazgrał to:
[link widoczny dla zalogowanych]
Odszedł pod ławkę.

Tin

Po skończeniu zajęć Tin poszedł.

Tin

Tin przyszedł na zajęcia.
- Witam! Dzisiaj omówimy w skrócie budowę pierwiastków w układzie okresowym.
Vermilion, podejdź do tablicy i pokaż budowę molibdenu! Powiedz też wszystko, co o nim wiesz!

Tin

Tin przytoczył bardzo długą treść wyuczoną z książki.
- Molibden jest metalem przejściowym. Czysty molibden jest srebrzystobiały i bardzo twardy i ma jedną z najwyższych temperatur topnienia spośród pierwiastków. W małych ilościach nadaje twardość stali. Molibden jest mikroelementem, gra ważną rolę w metabolizmie roślin; znajduje się również w enzymach.Ponad 2/3 produkcji molibdenu jest używane w stopach. Zużycie molibdenu wzrosło w czasie II wojny światowej, gdy zapotrzebowanie na wolfram spowodowało wyczerpanie jego zasobów. Do dzisiaj molibdenu używa się w stalach wysokoodpornych i wysokotemperaturowych. Niektóre stopy (np. stopy marki Hastelloy) są szczególnie odporne na wysoką temperaturę i korozję. Molibden jest też używany w przemyśle lotniczym, zbrojeniowym, a także do elementów lamp żarowych (wspornik wolframowego żarnika). Jako katalizator molibden jest używany w przemyśle naftowym, szczególnie przy katalitycznym usuwaniu siarki z produktów naftowych. Izotop molibdenu 99 znajduje zastosowanie w przemyśle nuklearnym. Związki molidbenu są barwnikami o różnych odcieniach koloru pomarańczowego, używanymi do produkcji farb, tuszów, plastików i produktów gumowych. Disiarczek molibdenu jest odpornym na działanie wysokich temperatur smarem. Molibdenu używa sie również w przemyśle elektronicznym. W skorupie ziemskiej molibden występuje w ilości 1,5 ppm (1,5 · 10-4%). Podstawowym źródłem tego pierwiastka jest minerał molibdenit (MoS2). Pozostałe minerały o mniejszym znaczeniu to wulfenit (PbMoO4) i powellit (CaMoO4). W światowym wydobyciu rud molibdenu w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2002 r. ok. 135 tys. ton przodowały: Chiny (39 tys. ton), USA (32 tys. ton) i Chile (30 tys. ton). W języku greckim molybdos znaczy "podobny do ołowiu" - związki molibdenu aż do końca XVIII wieku były mylone ze związkami innych pierwiastków, przede wszystkim węgla i ołowiu. W 1778 Carlowi Wilhelmowi Scheele udało się oddzielić molibden od grafitu i ołowiu oraz otrzymać tlenek z molibdenitu. W 1781 Peter Jacob Hjelm wyodrębnił metal w wyniku redukcji jego tlenku węglem. Molibden nie znalazł zastosowania i nie wydostał się z laboratoriów aż do końca XIX wieku. Później właściwości jego stopów zostały dostrzeżone przez Francuzów.

Tin

Tin narysował też na tablicy ten schemat budowy cząsteczki molibdenu:
[link widoczny dla zalogowanych]
Dobra robota! Zapytam cię jeszcze z dwóch pierwiastków, tym razem na ocenę.

Tin

- Co wiesz o złocie?
- Występowanie: złoto występuje w skorupie ziemskiej w ilości 1,1×10-3 ppm. Występuje ono w przyrodzie w stanie rodzimym. Związki złota są stosowane jako środek leczniczy w reumatoidalnym zapaleniu stawów (podawane domięśniowo). Hamują one proliferację limfocytów, uwalnianie enzymów lizosomalnych oraz produkcję reaktywnych form tlenu w makrofagach, a także produkcję interelukiny-1. Działaniem ubocznym mogą być: fotosensytywne wysypki, zaburzenia żołądkowe oraz uszkodzenie nerek. Izotop złota-198 (okres półtrwania - 2,7 dnia) jest używany w terapii niektórych nowotworów a także w innych chorobach
- Dobrze. O platynie?
- Nazwa pochodzi od hiszpańskiego słowa platina oznaczającego srebro.
Posiada 36 izotopów z zakresu mas 172-201. W naturalnym składzie izotopowym występują izotopy 190, 192, 194, 195, 196 i 198, z których 194, 195, 196 i 198 są trwałe i stanowią główną część składu.
Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 0,001 ppm, w postaci rudy oraz jako znieczyczenie rud niklu i miedzi.
Znany w Ameryce jeszcze w czasach prekolumbijskich. Do Europy został sprowadzony w 1750 roku przez Hiszpanów, którzy sądzili, że jest to tylko odmiana srebra.
Najważniejsze związki platyny to kwas heksachloroplatynowy, chlorek platyny i wywodzące się z tych związków kompleksy organometaliczne, które są masowo wykorzystywane jako katalizatory wielu przemysłowo stosowanych reakcji chemicznych.
Znaczenie biologiczne: brak. Nietoksyczny i nierakotwórczy. Niektóre jego związki (fluorek platyny i pochodne) są wykorzystywane w chemioterapii do zwalczania niektórych rodzajów raka.
W postaci czystej jest to srebrzystobiały metal, kowalny i łatwo ciągliwy. Zaliczany do metali szlachetnych jest niereaktywny z wodą, powietrzem, większością kwasów i zasad. Reaguje tylko z wodą królewską, fluorowodorem i innymi tzw. superkwasami. Używany jest w jubilerstwie, produkuje się z niego elementy urządzeń pomiarowych (np. pH-metry).
- Wiesz dość sporo! Masz 5.
"Jest!" - pomyślał Tin. Wrócił za ławkę.

Tin

Tin spakował sie i odszedł.

Tin

Tin przyszedł.
- Dobrze, jak dziś wiecie jest fizyka. Zapytam parę osób z podstawowej wiedzy na jej temat.
Profesor przepytał parę osób, po czym wezwał Tina.
- Vermilion, wymień prawa elektrolizy Faradava!

Tin

- Dwa prawa opisujące elektrolizę:
(1) Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku, który przepłynął przez elektrolit;
(2) Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia masy m jest dany zależnością Q = Fmz/M, gdzie F jest stałą Faradaya, z ładunkiem jonu, M zaś masą molową jonu.
Inne, częściej spotykane sformułowanie drugiego prawa elektrolizy Faradaya brzmi: stosunek mas m1 oraz m2 substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich równoważników elektrochemicznych R1 oraz R2: m1/m2 = R1/R2.
- A prawa Kirchoffa?
- Dwa prawa odnoszące się do obwodów elektrycznych, po raz pierwszy sformułowane przez Gustava Roberta Kirchhoffa (1824–87).
(a) Pierwsze prawo Kirchhoffa mówi, iż suma algebraiczna prądów przepływających przez wszystkie przewody w sieci łączące się w jednym punkcie jest równa zeru.
(b) Drugie prawo Kirchhoffa mówi, iż suma algebraiczna sił elektromotorycznych wewnątrz dowolnego obwodu zamkniętego jest równa sumie iloczynów natężenia prądów i oporów elektrycznych w różnych częściach tego obwodu.

Tin

- Ok. A prawa dynamiki Newtona? To musisz wiedzieć.
- Eee... Dobrze. Trzy prawa ruchu, na których opiera się mechanika newtonowska.
(1) Ciało pozostaje w stanie spoczynku lub ruchu jednostajnego po linii prostej, jeśli nie działa na nie żadna siła zewnętrzna.
(2) Tempo zmiany pędu poruszającego się ciała jest proporcjonalne do siły i ma ten sam kierunek, w którym działa siła, F = d(mv)/dt, gdzie F jest działającą siłą, v prędkością ciała, a m jego masą. Jeżeli masa pozostaje stała, F = mdv/dt, czyli F = ma, gdzie a jest przyspieszeniem.
(3) Jeżeli jedno ciało działa na inne ciało pewną siłą, wtedy to drugie ciało działa na pierwsze ciało taką samą siłą, lecz przeciwnie skierowaną.
- Jeszcze tylko zasady termodynamiki Nernsta i zasada ekwipartycji energii i masz 6!

Tin

- Sformułowanie w ograniczonej postaci trzeciej zasady termodynamiki: jeżeli między czystymi kryształami zachodzi wymiana chemiczna w temperaturze zera bezwzględnego, entropia się nie zmienia. To termodynamika, a to zasada enkwipatycji energii. Zasada sformułowana przez Ludwiga Boltzmanna (1844–1906) i uzupełniona przez Jamesa Clerka Maxwella (1831–79), według której energia cząsteczek gazu w dużej próbce znajdującej się w stanie równowagi termodynamicznej jest równo podzielona pomiędzy dostępne stopnie swobody. Średnia energia przypadająca na każdy stopień swobody jest równa kT/2, gdzie k oznacza stałą Boltzmanna, a T temperaturę termodynamiczną. W ogólności zasada nie jest spełniona, gdy konieczne jest podejście kwantowe, lecz często jest dobrym przybliżeniem.
- Masz 6!
Tin poszedł pod ławkę i znowu wyszedł.

Tin

- Ok. Jak wszyscy wiemy, dzisiaj jest chemia. Znowu zapytam z pierwiastków. Postanowiłem zapytać Vermiliona, żeby zobaczyć, czy jego wiedza nie jest przejściowa.

Tin

- Vermilion, co wiesz o Plutonie?
- Pluton jest 94 pierwiastkiem o symbolu "Pu", zaliczającym się do aktynowców. Nazwa pochodzi od planety. Pluton jest transuranowcem, czyli pierwiastkiem powstałym z uranu. Konkretnie powstał z łączenia cząsteczki uranu z jądrem deuteru, czyli izotopu wodoru. Informacje o pierwiastku opublikowano w 1946 roku. Pluton jest stosunkowo reaktywny chemicznie. Wystawiony na działanie powietrza pokrywa się powoli warstwą żółtych tlenków. Występuje w sześciu odmianach krystalicznych i tworzy związki, w których występuje na czterech stopniach utlenienia. Jest bardzo radioaktywny i ogrzewa się od własnej radioaktywności. Znanych jest 15 izotopów plutonu o masach atomowych od 232 do 246. Ze względu na silną radioaktywność jest on zabójczy dla człowieka nawet w minimalnych ilościach gdyż kumuluje się w tkance kostnej. Jest bardziej niebezpieczny od uranu, ze względu na mniejszą masę krytyczną. Kilogram plutonu-239 może wyzwolić taką energię jak wybuch 20000 ton trotylu.
- A co wiesz o Einsteinie?
- Jako pierwiastek czy osoba? - zażartował.
- Oczywiście jako pierwiastek!
- Pierwiastek chemiczny, aktynowiec. Ma symbol Es i liczbę okresową 99. Nazwa pochodzi od nazwiska fizyka Alberta Einsteina. Pierwiastek odnalazł Albert Ghiorso w 1952 roku w pozostałościach po wybuchu termojądrowym na Pacyfiku. Podczas takiego wybuchu jądro uranu-238 wychwytuje 15 neutronów tworząc uran-253, który po emisji 7 elektronów tworzy Einstein-253.