Періодична таблиця
Одиниця атомної маси визначається як дванадцята частина вуглецю-12 (12 С), що становить масу протона = 1,007277u, нейтрона = 1,008665u та електрона = 0,000549u. З таблиці видно, що всі елементи, схоже, не мають точних мас, що складаються з точних одиниць. Це пояснюється тим, що кожен елемент має один або кілька ізотопів, атомів з однаковою кількістю протонів, але різною кількістю нейтронів. Для Гідрогену також існує дейтерій (1 протон, один нейтрон) і нестійкий елемент тритій (один протон, два нейтрони). У періодичній системі втричі більше стабільних ізотопів, ніж кількість коробок, тоді як кількість нестабільних ізотопів усе ще набагато більша (понад 1500).
Для кожного протона є електрон, щоб збалансувати електричний заряд. Хоча електрони мають певну масу, вона незначна порівняно з масою протонів та нейтронів. Електрони притягуються протонами, але через їх швидкість на орбітах на деякій відстані вони не падають до ядра. Немає тертя в рухах ні протонів, ні нейтронів, ні електронів.
Перша оболонка (H і He) може вміщувати лише два електрони (2x1x1). Друга оболонка (Li - Ne) вісім (2x2x2), третя 18 (2x3x3), четверта 32 (2x4x4), п'ята 50 (2x5x5). В межах кожної оболонки розпізнаються більш тонкі відділи. Оболонки заповнюються не поступово, а за законами квантової механіки. Традиційно ці оболонки називаються буквами K, L, M, N, O.
Хімічні властивості елементів залежать головним чином від кількості електронів у їх зовнішніх оболонках. Проходячи зліва направо через вісім колон, це робить одну для літію, дві для берилію тощо, сім для фтору та аншлаг для неону. Всі елементи восьмої колони належать до благородних газів (He, Ne, Ar, Kr, Xe). Їх зовнішні оболонки настільки ідеально заповнені, що твоїм нелегко ділитися електронами, звідси їх хімічна інертність.
Навпаки, елементи в першій колонці (H, Li, Na, K) мають у своїх зовнішніх оболонках самотній електрон, який легко ділиться. Кажуть, що їхня "сила" або валентність становлять +1. Подібно до всіх елементів у стовпці сім (F, Cl, Br, I) припадає на один електрон менше конфігурації фул-хауса, що дає їм валентність -1. Тож не дивно, що комбінації елементів з цих двох колон створюють міцні „електровалентні” хімічні зв’язки, такі як NaCl (звичайна сіль). Для зв'язування елемента стовпця 2 (валентність +2) потрібні два стовпця 7 (валентність -1), як MgCl2 (хлорид магнію). Під періодичною системою можна знайти назви груп елементів та їх валентність. Зниклими є: Графа 13 валентність +3: B, Al, Ga; графа 14 валентність +4: C, Si, Ge, Sn, Pb; графа 15 валентність -3: N, P, As, Sb; графа 16 валентність -2: O, S, Se. Група елементів переходу має властивості між елементами ліворуч та праворуч від неї.
Атоми можуть ділитися своїми зовнішніми електронами різними способами, утворюючи зв’язки. Ковалентний зв’язок зв’язує два атоми однакової валентності, як гази H2 і Cl2, у молекули. Інші види хімічного зв’язку відбуваються, і їх сила залежить від багатьох факторів, таких як кількість електронів у внутрішніх оболонках, розмір атома, геометричне розташування тощо.
Ізотопи малих атомів з дефіцитом нейтронів можуть перетворювати нейтрон в протон, випромінюючи позитрон (позитивно заряджений вид електрона), який негайно знищується електроном, виробляючи гамма-випромінювання. Деякі дефіцитні нейтронами малі атоми можуть також захоплювати електрон із власної оболонки, місце якого заповнюється електроном із зовнішньої оболонки, утворюючи Рентгенівське (рентгенівське) випромінювання. Гамма-випромінювання - найвище відоме електромагнітне випромінювання. Він глибоко проникає у всі речовини. Рентгенівські промені менш енергійні, їх зупиняють важкі елементи, такі як свинець, барій та інші.
Ізотопи малих атомів із надлишком нейтронів можуть перетворювати нейтрон в протон, випромінюючи електрон (бета-випромінювання). Це перетворює атом в ізотоп з різними властивостями. Таким чином радіоактивний вуглець-14 стає азотом. Бета-випромінювання не проникає дуже далеко (у повітрі кілька см), при цьому легко зупиняється металевою плівкою.
Важкі ізотопи з більш ніж 82 протонами в ядрах можуть досягти стабільної конфігурації, викидаючи ядро гелію з 2 протонів і двох нейтронів. Це називається альфа-випромінювання. Альфа-випромінювання через свої великі розміри не проникає далеко, але при попаданні в організм завдає значної радіаційної шкоди. Елемент Радій розпадається на газ Радон, виділяючи альфа-частинку.
Зверніть увагу на позначення для a = альфа b = бета c = гамма p = позитрон x = рентген у = рік d = день h = години s = секунди. Позначення E використовується для показників десяти: 100 = 10 2 = 1E2. (?) = відсутня інформація.
Азот (N)
Азот поглинається рослинами як іони нітратів (NO3-) або аміаку (NH4 +). Бактерії в ґрунті, які часто мешкають близько до коренів рослин, здатні перетворювати рясно доступний газ азоту (N2) у нітрати або аміак. Також нітрати та сполуки азоту виробляються в атмосфері під дією ультрафіолетового випромінювання, рівномірно йдуть дощі як на суші, так і на морі. Ці критично важливі поживні речовини поглинаються частинками глини та перегноєм.
Рослина включає азот в органічні сполуки, переважно білки та нуклеїнові кислоти, важливі компоненти протоплазми та ферменти. Сполуки накопичуються в живих частинах рослини: пагонах, листі, бруньках та органах зберігання. Нестача азоту призводить до затримки росту або карликовості, верескного вигляду; пожовтіння старих листків, іноді почервоніння; більше коренів, ніж пагонів.
Фосфор (P)
Фосфати беруться у вигляді органічно зв’язаних фосфатів Ca, Fe, Al, у відносно нерозчинних іонах PO4- або HPO4-. Він включений до складних ефірних сполук, нуклеотидів, фосфатидів, фітину, необхідних для основного метаболізму та фотосинтезу. Він накопичується в репродуктивних органах (пилок) і в листі. Нестача фосфору порушує репродуктивний процес (затримка цвітіння), відставання в рості, темно-зелене або бронзове листя і висихання кінчиків голки у хвойних дерев.