Szczypta (al)chemii i nauk pokrewnych

... dla humanistów

Wojciech Grochala

Uniwersytet Warszawski Centrum Nowych Technologii

Wykład V – Cząsteczka

Cząsteczka chemiczna

118 pierwiastków

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

√ √

Struktura atomowa

118 pierwiastków

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

S8 O2

Wiązania chemiczne vs.

oddziaływania

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

S8

wiązanie

oddziaływanie

S8

O2

• Arbitralna definicja • Potrzebna “gruba kreska”

Gdzie kreska?

Veni, vidi, separantur!

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

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!

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

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!

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

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!

Wojciech Grochala

(A…A)#

Wykład V – Cząsteczka

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!

Wojciech Grochala

Linus Pauling 1901–1994

Wykład V – Cząsteczka

"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!

Wojciech Grochala

a) Translacje

b) Wibracje

c) Rotacje & d) Wzbudzenia elektronowe (foton)

Wykład V – Cząsteczka

a) √

b) ---

c) --- & d) √

Jak dzielimy reakcje chem.?

Znowu p+ & e– !

Wojciech Grochala

Przeniesienie elektronu – reakcje utleniania/redukcji Uwspólnienie pary elektronowej – reakcje kwas/zasada

Wykład V – Cząsteczka

Na + Cl Na+ + Cl– NaH + HCl NaCl + H2

Przeniesienie: elektronu – reakcje utleniania/redukcji protonu – reakcje kwas/zasada

Wykrywanie pojedyńczych cząst.

Kryminalistyka…!

Wojciech Grochala

Mikroskopie (HREM, AFM, …) Spektroskopie (fluorescencja, SERRS, …)

Wykład V – Cząsteczka

Nikon

AFM 10–24 mola

Uparte pierwiastki

Wyzwanie!

Wojciech Grochala

Gazy “szlachetne” Inne uparciuchy (efekty 3-ciałowe): Be, Hg, Yb… Be + Be Be2 vs. Be + Be + Be Be3

Wykład V – Cząsteczka

Urok chemii: A + B ≠ AB

Nieaddytywność!

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Hg S HgS

Urok chemii: A + B ≠ A’ + B’

Nieaddytywność!

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Na

NaOH

H2O

H2

Estetyka chemii

Symetria

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Struktury fraktalne

Estetyka chemii

Symetria

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

X3Y2(SiO4)3

Estetyka chemii

Symetria

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Ga Bi

Misja chemików

“Leczy, żywi, broni”

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Misja chemii

Samoorganizacja

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka

Chemia supramolekularna

atom – cząsteczka – supracząsteczka – kryształ – obiekt

NANO (MEZO) MIKRO MAKRO

Kosmochemia

ET…? …panspermia…?

Wojciech Grochala

• chemia w warunkach kosmicznych (0-gravity)

Wykład V – Cząsteczka

• chemia kosmosu (ok. 200 znanych cząsteczek ISMs)

Zamiast zakończenia

Zabawy dorosłych ludzi

Wojciech Grochala

Wykład V – Cząsteczka