Skupenství a fázové přeměny
Přihlásit se
Skupenství a fázové přeměny (2/9) · 8:45

Skupenství - pokračování Pokračování minulého videa. Povíme si něco o plazmě a o vodíkových vazbách.

Navazuje na Základy termodynamiky.
V posledním videu jsme se zmínili o třech skupenstvích hmoty, se kterými se setkáváme v běžném životě. Pevná látka, kapalina, plyn. Trochu jsem naznačil, že existuje čtvrté skupenství hmoty, které jsem nerozebíral, protože většinou není zahrnuto v základech chemie. Ale v komentářích k videu se objevilo několik příspěvků na toto téma. Takže jsem se rozhodl, že se o čtvrtém skupenství alespoň zmíním. Jedná se o plazma. Udělám to v příhodné zářivé barvě. Plazma. Lidé to považují za čtvrté skupenství, protože je nositelem nějakých vlastností plynu. Svým způsobem je to jakási podmnožina plyny. Zároveň se ale vyznačuje i vodivostí, což není vlastnost, kterou si normálně s plyny spojíte. A stejně tak, když jste poprvé slyšeli o plazmatu, považovali jste plazma za něco exotického. V prvním videu jsem řekl, že je to něco, co se vyskytuje při vysokých teplotách, což není úplně správně. Nemusí to být za vysokých teplot. Ve skutečnosti jsem měl říct, že při speciálních podmínkách, kdy máme velmi silné elektromagnetické pole. Nebo se musí stát něco, co uvolní elektrony z plynu, který by si je jinak nechal. Čili je to podobné tomu, co se děje v kovech. Když mluvíme o kovové vazbě, představujeme si volně rozptýlené elektrony. Řekněme, že budeme mluvit třeba o železu. Většina kovů má tolik elektronů, a je ochotná se jich vzdát, že elektrony opouštějí vlastní atomy a vytvářejí toto obrovské seskupení elekronů. A atomy samotné se stanou kladně nabitými ionty. Protože v podstatě darovali nějaké elektrony svému okolí. Jsou přitahovány elektrony okolo, což je dělá kujnými a, co je ještě důležitější, mohou vést elektrický proud. Jsou přitom velmi blízko k sobě a struktura je velmi hustá. Plazma je situace, kdy vezmeme plyn, a nezapomeňme, že plynné molekuly jsou docela daleko od sebe. Vezmeme několik molekul plynu, které mají vysokou pohybovou energii. I když ji mít nemusí, pokud jsou pod hodně nízkým tlakem. Ale pohybují se a narážejí jedna do druhé. Ale nejsou blízko u sebe. Nemají vůči sobě pevnou pozici. Nijak se o sebe netřou, jako v případě kapalin. Co se ale stane v případě plazmatu, nebo v situaci, kdy můžeme působit tak silným elektromagnetickým polem, že elektrony chtějí být disociovány. Tyto elektrony začnou vyrážet z plazmatu. Zatímco pevná látka má svůj tvar, plazma zaujme tvar nádoby, podobně jako plyn. Občas je popisováno jako ionizovaný plyn. Je popisováno jako ionizované, protože elektrony se uvolnily. A když se elektrony uvolní, jindy neutrální atomy získají kladný náboj. A tohle v podstatě umožňuje vodivost elektrického proudu. Protože nyní se mohou tyto elektrony volně pohybovat. Můžete říct, že to zní jako prapodivný stav hmoty, kde to existuje? Pravděpodobně nejblíže domovu na ni můžete narazit v blescích. Blescích. A kvůli tomu stojí za to natočit celé video. Podstatou je, že začnete mít velké rozdíly potenciálů mezi mraky a zemí. A tím, jak máte velké rozdíly napětí mezi nimi, máte elektrony, které se snaží dostat k zemi. Máte velké množství elektronů, které se chtějí dostat k zemi. Ale nemůžou, protože vzduch je za normálních podmínek velmi špatný vodič. Je to izolant. Ale v nastalé situaci je tady nahoře tolik elektrického potenciálu, že se elektrony, které jsou blízko k molekulám tady nahoře, alespoň takhle bych to nakreslil, jejich elektrony chtějí uniknout z těchto mraků. Jejich elektrony se chtějí dostat z molekul vzduchu. Když mluvíme o vzduchu, je to směs kyslíku, dusíku a oxidu uhličitého. Začnou chtít pryč od mraků. Začnou se tedy disociovat a vytvářet ionizovaný vzduch. A ve výsledku, v určitém okamžiku to dojde tak daleko, že vznikne vedení, z mraků k zemi. A při tomto vedení je vzduch ve stavu plazmatu. Toto vedení provází vysoká teplota a elektrony proudí celou cestu až k zemi. Další běžný příklad, kde můžete něco takového vidět, tedy ne zrovna jako toto, ale skupenství plazmatu, je ve hvězdách. A to díky extrémně silnému elektromagnetickému poli a extrémnímu tlaku v tomto druhu prostředí. Zjednodušeně, můžete se dostat do stavu, kdy elektrony mohou být disociovány z látek, které by se elektronů jinak nevzdaly. Chtěl jsem se o tom zmínit, protože je to zajímavé téma. A existuje ve vesmíru. Ve vesmírném měřítku, protože hvězdy jsou převážně tvořeny plazmatem. Je to nejběžnější skupenství hmoty, vyskytující se ve vesmíru. Přestože ve svém každodenním životě se setkáváme s pevnými látkami, kapalinami a plyny mnohem častěji. Další věc z minulého videa, kterou jsem chtěl objasnit, byla vazba mezi molekulami vody. Řekněme, že mluvíme o pevném skupenství. Když mám kyslík, vodík a další vodík. A mám nějaké elektrony tady a tady. Řekněme, že je další vodík tady nahoře, kyslík, vodík. Možná je další kyslík tady. Ten má také vodík. Tady je druhý vodík. A má dva elektronové páry. Mluvil jsem o jednom z pojmů, o kterém jsme mluvili mnohokrát předtím. Kyslík má o tolik vyšší elektronegativitu, že přitahuje elektrony. Takže se na něm vytváří částečný záporný náboj. Zatímco na straně vodíku se vytvoří čátečný kladný náboj. Protože když jsou všechny elektrony přitahovány ke kyslíku, vodík se v podstatě stává protonem, který tu plave, protože jsme si řekli, že ve většině případů nemá ani neutrony. Takže má slabý kladný náboj. Tenhle je kladně nabitý. A kladně nabitý konec molekuly vody je přitahován záporným koncem. Já tomu říkám polární vazby, což bych neměl. Ukazuje to, že si ze středoškolské chemie moc nepamatuji, měl bych tomu říkat vodíkové můstky. A vodíkové můstky... Tohle je vodíkový můstek. Je to jen otázka názvu, který jsem použil. Chtěl jsem to ujasnit, protože tohle se běžně používá v hodinách chemie. Nechci vás zmást. Je to druh vazby, který existuje pouze díky částečnému náboji vodíku, protože jeho elektrony se drží blízko kyslíku. A díky částečně záporně nabitému kyslíku v molekule vody. Protože odebral všechny elektrony vodíku. Nakreslíme to takto, říká se tomu vodíkový můstek. Vodíkové můstky mají snahu se tvořit mezi vodíkem a malým počtem atomů s vysokou elektronegativitou. A těmi jsou dusík, fluor a kyslík. Tohle jsou ve skutečnosti tři nejelektronegativnější prvky. Dusík v amoniaku NH₃, když je navázán na vodík, má tak vysokou elektronegativitu, že nastává stejná situace. Všechny elektrony jsou přitahovány sem, takže máte částečný negativní náboj a částečný kladný náboj na konci s vodíkem. Totéž ve fluorovodíku. Dostanete to stejné s HF. Dostanete stejný typ vodíkových můstků. V tomto případě by tento vodík byl přitahován k části s dusíkem a vytvořil vodíkový můstek. Chěl jsem to jen dotáhnout do konce. Po vyjasnění tohoto se můžeme vrátit k některým myšlenkám předchozího videa a vyřešit nějaké problémy. V předchozím videu jsme viděli... Začněme s případem vody, Nechte mě to nakreslit... Nebo začněme nejdřív s objasněním problému. Řekněme, že máme...
video