Бензол (СИ) - Веселовская София (читать книги онлайн полностью без сокращений .txt) 📗
— Ты в клубе обещал рассказать, почему инертные газы так разозлились, — напомнила Мира.
— Я-то рассказать могу, но готова ли ты слушать? Это же химия, которую ты терпеть не можешь, — предупредил Ваня с усмешкой.
— Нет, я хочу знать, почему их взбесила безобидная фраза про электроны.
— Ладно, пока мы идём туда, не знаю куда, я готов ответить на все твои вопросы, — согласился Ваня и тут же спросил сам: — Как ты поняла ту мою "безобидную фразу про электроны"?
Мира растерялась.
— Если честно, никак, — призналась она.
— Все запущено сильнее, чем я думал, — вздохнул Ваня.
— Все так грустно? — спросила Мира.
— Нет, что ты. Разве что совсем чуть-чуть. По крайней мере меня радует твоя честность. Про "двойки" ты мне не врала.
— Скажи, это очень весело, работать в научном кружке и смеяться с двоечников? — Миранда скрестила руки на груди.
— Во-первых, я с этими знаниями не родился, — заметил Ваня. — Я сам наработал их своим трудом. А во-вторых, ты тоже в двоечниках, судя по всему, не надолго.
— В смысле? — Мира нахмурилась.
— Ты стала задавать вопросы. Значит, у тебя есть шанс, — ответил Ваня с улыбкой, но уже через секунду стал серьёзным. — А сейчас начнём. Тебе интересно, как я разозлил инертных газов, но чтобы ты это поняла, я расскажу о строении атома. У любого атома есть ядро, которое содержит протоны и, в большинстве случаев, нейтроны. Протоны несут положительный заряд, нейтроны не несут заряда вообще. Чтобы тебе было проще, представь, что протон — это большой знак "+". Но атом должен быть нейтрален, и поэтому на каждый протон в атоме есть электрон. Электрон — это "-". И если все протоны — в ядре атома, то электроны размещены вокруг ядра, причём на разном расстоянии. Так формируются электронные оболочки.
— Стой, подожди! — перекрыла Мира поток информации.
— Ты поняла то, что я сказал? Если нет, можешь спрашивать все, что хочешь, — предложил Ваня.
— Вроде как атом состоит из ядра из "плюсиков" и вокруг него электроны-"минусики", а в сумме ноль, так? — уточнила Миранда.
— Это если очень упрощенно, но тебе надо с чего-то начать, поэтому пока представляй так.
— Хорошо, но причём здесь атомы? Мы же говорили про элементы, — напомнила Мира.
— А, тут все ещё проще. Атомы отличаются между собой количеством протонов, — Ваня охотно продолжил объяснения. — Количество протонов называют зарядом ядра.
Миранда вспомнила, что как раз о заряде ядра ее спрашивал Ксенон в клубе, и она не могла ответить. Оказывается, он хотел узнать сколько у неё протонов! Странных "плюсиков", формирующих ядро атома. Все это было очень интересно, и хотелось слушать дальше. А Ваня все говорил:
— Тип атома определяется именно зарядом ядра. То есть, если ты увидишь атом с шестью протонами, это будет атом углерода. И все атомы с шестью протонами тоже будут атомами углерода. А вот если протонов будет семь — это будет атом азота. Такой тип атома и называется химическим элементом.
— То есть все атомы, прям все-все, это какой-нибудь элемент? И это можно узнать по протонам?
— Ага, — Ваня кивнул. — И номер элемента в таблице Менделеева показывает именно количество протонов.
Это многое объясняло. Получается, когда Ксенон спрашивал о заряде ядра, он всего лишь хотел узнать, какой перед ним элемент.
— А электронов всегда столько же, сколько протонов? — неожиданная мысль взволновала Миранду.
— У атома — да, — отозвался Ваня.
— А почему тогда номер элемента — это количество протонов? Почему не электронов?
Мира никогда раньше не думала о химии. И это очень сильно отличалось от мыслей об обычной жизни. На секунду возникло чувство, очень странное чувство, будто мозги заработали по-другому. Это совсем не было похоже на то тягостное ощущение, неизбежно возникающее после бесплодных попыток выучить неорганику. Если тогда хотелось забыть ее навсегда, и больше не возвращаться, а сейчас, наоборот, хотелось слушать. К счастью, Ваня готов был говорить о химии, кажется, целую вечность:
— Потому что если у атома забрать электрон, или же добавить, то получится ион. Но элемент, тем не менее, сохранит свои особые черты благодаря ядру. Представь себе атом лития: три протона, три электрона. И вот ты забираешь один электрон. Получается катион, но все все равно называют его ионом лития, потому что протонов все ещё три, и значит, это все ещё литий.
Миранда молча кивнула, припоминая Озеро Диссоциации. Там были как раз ионы, они не называли себя элементами, и, по словам баристы Сульфид, несли заряд. Вроде бы, все было очевидно: если электронов становится меньше, значит больше "плюсиков". Ваня сказал о катионе, а Сульфид говорила, что катион — положительно заряженный ион. Удивительно, но все совпадало!
— Что, я тебя запутал? — осведомился Ваня, как будто даже огорчённо.
Мира покачала головой, постепенно осознавая, что именно сейчас все стало ясно, как никогда, и задала новый вопрос:
— А почему тогда все говорят про электроны? Вот правда, даже наша преподша по неорганике. В чем фишка, если протоны важнее?
— Все это взаимосвязано, — Ваня заметно обрадовался. — Протоны определяют количество электронов, а электроны определяют химические свойства атома.
Мире стали понятны некоторые фразы инертных газов, которые они говорили Ване, но до главного было ещё далеко.
— Объясни подробнее, — попросила Мира.
— Конечно! — воодушевился Ваня. — Итак, как я уже говорил, электроны размещены на разном расстоянии от ядра. Опять же, это упрощенно. Так вот, в реакциях и в образовании связей с другими атомами участвует только внешняя электронная оболочка. Но почему атомы вообще вступают в реакции и образуют связи? Дело в том, что каждая электронная оболочка может вместить только определенное количество электронов. И каждый атом хочет заполнить ее полностью.
— И как они это делают?
— У них есть два пути, — начал объяснять Ваня. — Для начала стоит добавить, что все оболочки заполняются электронами, начиная от самой ближней к ядру. И если вдруг у атома на внешней оболочке электронов мало, то ему проще избавиться от них, отдав их другому атому. Тогда внешней станет предыдущая заполненная оболочка.
— А если бы эти атомы захотели присоединять электроны, то понадобилось бы их слишком много? — предположила Миранда.
— Да, и это очень не выгодно для атома по энергии, — ответил Ваня. — Для атомного ядра с определённым количеством протонов было бы очень трудно удержать вокруг себя столько лишних электронов. Но представь себе атом, у которого внешняя электронная оболочка почти заполнена и недостаёт совсем чуть-чуть. Как думаешь, выгодно ему отдавать электроны?
— Не знаю, нет, наверное, — Мира задумалась. — Но, возможно, здесь проще присоединить чьи-то электроны. Например, того, кто хотел бы их отдать.
— Моя ж ты умничка! — искренне похвалил ее Ваня. — Именно так они и делают!
Мира почувствовала, как краснеют щеки. Ее никогда не хвалили на химии. Даже в те редкие моменты, когда ей удавалось вспомнить или же подсмотреть что-нибудь из учебника и ответить правильно. Если выученный в муках материал вдруг вспоминался на паре, сама Мира внутри себя хвалила, а вот преподавательница — нет. А сейчас она даже не учила ничего. Просто сказала то, что думала, не зная, что об этом пишут в учебниках.
— Если один атом отдал электроны и тут же нашёлся другой, готовый их взять себе, то между этими атомами формируется химическая связь, — продолжал тем временем Ваня. — В зависимости от расположения этих электронов связь бывает разных типов…
Миранда честно старалась слушать, и это, в принципе, получалось даже без труда, но какая-то неведомая часть мозга работала сама по себе, в фоновом режиме, и сейчас именно там внезапно возник вопрос. Он показался Мире таким важным, что пришлось перебить Ваню:
— Послушай, а бывают атомы, у которых уже все заполнено? И им не надо не отдавать, ни присоединять электроны?
