Inhoud
Alle materie is een enorme groep moleculen. Dit is een vereniging van twee of meer atomen, die de meest basale eenheid van fysieke materie zijn. Elk krijgt een ander gewicht, gebaseerd op het aantal protonen en neutronen in de kern en elektronen in de omringende wolk. Dezelfde elektromagnetische kracht die een enkel atoom bij elkaar houdt, kan ook twee of meer atomen verbinden om een molecuul te vormen, terwijl verschillende van hen samenkomen om materie te vormen.
Atomen
Atomen, de fundamentele "bouwstenen" van het leven, zijn samengesteld uit drie deeltjes: neutronen, protonen en elektronen. Het grootste deel van de massa van het atoom bevindt zich in de kern, in het midden, bestaande uit protonen en neutronen, terwijl elektronen een wolk vormen in het gebied buiten de kern. Protonen hebben een positieve lading, elektronen zijn negatief geladen en neutronen zijn neutraal. Het atoomgewicht van een atoom wordt bepaald door het aantal protonen en neutronen, terwijl het atoomnummer alleen gelijk is aan het aantal aanwezige protonen. Hoewel elektronen kunnen variëren (zoals in het geval van ionen, atomen die elektronen hebben gewonnen of verloren) en neutronen mogelijk niet aanwezig zijn (zoals in waterstofatomen, die ze niet hebben), verandert het aantal protonen in een atoom nooit. Omdat elektronen kunnen worden verworven of verloren, en neutronen mogelijk niet bestaan, worden de elementen geïdentificeerd door het atoomnummer, aangezien het aantal protonen constant is. Het periodiek systeem der elementen is een tabel die alle elementen toont waarvan het bestaan bekend is, gedeeltelijk gerangschikt op nummer. Het eerste en eenvoudigste element, waterstof, met slechts één proton en één elektron, heeft atoomnummer één, terwijl grotere elementen, zoals de radio, nummer 88, zijn gerangschikt in volgorde van hun aantal protonen.
Moleculen
Moleculen zijn de combinatie van twee of meer atomen die een specifieke stof vormen. Misschien wel de bekendste combinaties zijn water (H2O), kooldioxide (CO2) en zuurstof (O2 of beter gezegd dioxigeen). De chemische formule van het molecuul (zoals H2O) toont de specifieke atomen waaruit het bestaat, evenals hoeveel van elk element er kan worden gevonden. In het geval van water (H2O) zijn er twee waterstofatomen en één zuurstofatoom in elk van de watermoleculen. Als het molecuul een van die atomen zou verliezen, zou de verbinding niet langer water zijn.
Verbindingen
De moleculen blijven samenhangend doordat de positieve en negatieve deeltjes van het atoom (respectievelijk protonen en elektronen) elkaar aantrekken. Dit wordt chemische bindingen genoemd. Elk molecuul heeft een positief en een negatief uiteinde, zoals die in een cel, die ze met andere moleculen verbinden om de betreffende stof te creëren. In het geval van water worden de positief geladen zuurstofatomen aangetrokken door het negatief geladen waterstofatoom, waardoor een waterstofbinding ontstaat.
Verbindingen
Verbindingen zijn een combinatie van meer dan één element, zoals waterstof en zuurstof (water) of natrium en chloor (zout). Hoewel er slechts 118 elementen bekend zijn, geeft de specifieke combinatie en opeenvolging van atomen aanleiding tot een oneindig aantal mogelijkheden. De chemische verbinding ethanol, algemeen bekend als alcohol, heeft bijvoorbeeld de chemische formule C2H5OH. Hoewel er zes waterstofatomen aanwezig zijn, is de laatste gekoppeld aan het zuurstofatoom. Het is in feite de binding van een koolstofatoom aan de hydroxylgroep (OH), die elke organische verbinding als alcohol definieert, maar niet specifiek als ethanol.
Simpele elementen
Hoewel sommige stoffen uit slechts één element kunnen bestaan, maakt de hoeveelheid ervan ook onderscheid tussen verschillende stoffen. De zuurstof die mensen en andere dieren nodig hebben, is de combinatie van twee zuurstofatomen (O2). Drie zuurstofatomen (O3) vormen echter de stof ozon, die een essentieel onderdeel is van de atmosfeer van de aarde, maar giftig kan zijn voor organisch leven.
