היסודות – ד"ר קובי עזרא

היסודות | אטומים פרודות | מינרלים ומתכות: הספרים העתיקים של עמי סין ומצרים, יון ורומא מספרים לנו על מאמציו הרבים של האדם לגלות את הסודות מבנה החמר. היוונים חשבו, שהעולם עשוי ארבעה חומרים יסודיים: אדמה, אויר, אש, מים. על אלה נוסף חומר חמישי שממנו עשויים הכוכבים. חכמי יוון קראו לכל חומר מוצק אדמה, לכל גז – אויר ולכל נוזל – מים.

כדור ארצנו עשוי חומרים רבים והם המרכיבים את כל הגופים שבעולם.

מגופים אלה מכין האדם את כל הדרוש לו: מזון, לבוש, מעון, דלק וכלים שונים.

בתקופות קדומות לא הכיר האדם את טיב החומרים ולא ידע את הרכבם.

אך מלחמת החיים הקשה ושאיפתו להכיר את העולם הסובב אותו הכריחוהו לחפש ולגלות את תכונות החומרים השונים ולמצוא מה מועיל לו ומה מזיק. רבים הם החומרים המצויים בעולמנו. במעמקי האדמה טמונים הפחם והנפט, מלח הבישול, הכסף, הזהב ועוד. באוויר רוחפים הגזים: חמצן, חנקן, דו תחמוצת הפחמן ועוד. על פני האדמה מצויים הצומח והחי למיניהם. אך מה הם החומרים היסודיים, הנוטלים חלק בבנין כדור ארצנו ובבנין הגופים אשר עליו?

הספרים העתיקים של עמי סין ומצרים, יון ורומא מספרים לנו על מאמציו הרבים של האדם לגלות את הסודות מבנה החמר. היוונים חשבו, שהעולם עשוי ארבעה חומרים יסודיים: אדמה, אויר, אש, מים. על אלה נוסף חומר חמישי שממנו עשויים הכוכבים. חכמי יוון קראו לכל חומר מוצק אדמה, לכל גז – אויר ולכל נוזל – מים.

השקפות אלה על מבנה החומר לא נתאשרו. במאה השמונה עשרה קמו חוקרים, שלא הסתפקו בהשערות בלבד ואת חקירותיהם בדבר מבנה החומר בססו על ניסיונות ושקילות מדויקים. בדרך זו הוכיחו כי הגופים עשויים מספר חומרים יסודיים. חומרים אלה נקראים יסודות.

כל גוף, שאי אפשר להפרידו לשני חומרים או יותר נקרא יסוד.

מתכות ואל מתכות:

בין היסודות מצויות המתכות, כגון: ברזל, נחושת, כסף, עופרת, בדיל, אבץ, חמרן (אלומיניום) כספית וכו'. אך מצויים גם יסודות אחרים, שאינם מתכות, או כפי שנקרא להם אל מתכות, כגון: גפרית, זרחן, פחמן, צורן, חמצן, חנקן, כלור וכו'. לפי סימנים מיוחדים תוכל להבחין בין המתכות ובין האל מתכות.

הכן לך מספר מתכות: אבץ, נחושת, ברזל, בדיל ומספר אל מתכות: גופרית וגבישי יוד: הסתכל בהם היטב וראה: למתכות ברק מיוחד הנקרא ברק מתכתי, לאל מתכות חסר הברק. את המתכות אפשר לרקע ללוחות דקים, לעשות מהן חוטים: האל מתכות הן שבירות ואי אפשר לעבדן כך.

הכנס את קצהו של חוט נחושת לתוך שלהבת מנורת כהל ותחוש את החום בקצות אצבעותייך, המתכות הן מוליכי חום טובים, האל מתכות הן מוליכי חום גרועים.

כל המתכות הן יסודות מוצקים, פרט לכספית שהיא נוזל: בין האל מתכות יש יסודות מוצקים, נוזלים וגזיים.

את החמצן הכרנו בנושא של האוויר והנשימה. המימן הוא גז חסר צבע והוא הקל בכל היסודות. מסבה זו השתמשו בו למילוי כדורים-פורחים וספינות אויר. אך מהיותו נדלק ובוער בנקל, אין משתמשים בו עוד כיום בספינות אויר מטעמי בטחון.

הפחמן גם הוא יסוד חשוב. זהו יסוד מוצק, בוער והוא משתתף בבינין גופם של כל בעלי החיים והצמחים. הגרפיט, המשמש לתעשיית עפרונות, הוא פחמן נקי וכן גם היהלום השקוף.

הגופרית היא יסוד מוצק וצבעה צהוב. היא מצויה בסלעים שבקרבת הרי געש ובמי מעיינות חמים. בגוף החי היא נמצאת בכמויות קטנות מאוד. חלבון הביצה מכיל גופרית.

ידועים לנו כ- 100 יסודות, ביניהם יסודות נפוצים וחשובים, הנוטלים חלק בהרכבם של חומרים מרובים ויסודות פחות חשובים, הנוטלים חלק בהרכבם של חומרים מעטים.

שים לב: בהרכב גופם של כל בעלי החיים והצמחים למיניהם אתה מוצא תמיד כמה מ 12 היסודות הבאים: חמצן, פחמן, מימן, חנקן, זרחן, גופרית, סידן, אשלגן, נתרן, ברזל, כלור ומנגן. החשובים ביותר הם ארבעת היסודות הראשונים שברשימה זו. השאר נמצאים בכמויות קטנות מאוד.

12 יסודות אלה מהווים 99% של בנין כדור ארצנו. הם מרכיבים את הקרקע, הסלעים, מי האוקיאנוסים, הימים והנחלים ואת האטמוספרה המקיפה אותנו. ארבעת היסודות המהווים כ 87% מקלפת כדור ארצנו הם: חמצן, צורן, חמרן וברזל. הצורן והחמרן – חלקם רב בהרכב הסלעים והקרקע.

יסוד אי אפשר להפריד לשני חומרים או יותר.

ידועים לנו כ 100 יסודות.

את היסודות מחלקים למתכות ואל מתכות.

בין היסודות הנפוצים נמנים: פחמן, חמצן, מימן וחנקן (בבנין גוף החי והצומח) חמרן, צורן וברזל (בבנין קליפת כדור הארץ).

סימון היסודות:

המדע, העוסק בהרכב החומרים וסגולותיהם, נקרא כימיה. הכימאים קוראים ליסודות השונים בשמות לטיניים: חמרן – אלומיניום, סידן – קלציום, חמצן – אוקסיגן, אבץ – צינק, זרחן – פוספור. את היסודות הם נוהגים לסמן באות או בשתי אותיות הראשונות של שמם הלטיני. בטבלה – סימונם של כמה יסודות חשובים:

אטום ופרודה

את היסודות אפשר לחלק רק עד גבול מסוים. לחלק הזעיר ביותר של היסוד, זה שאינו נתן עוד לחלוקה, קוראים אטום. אטום היא מילה יוונית ופירושה – בלתי מחולק.

בשנים האחרונות הצליחו, בעזרת שיטות וכוחות מיוחדים, לפרק גם את האטום.

בשעה שכמה יסודות יוצרים תרכובת, מתחברים ביניהם האטומים הבודדים של היסודות ומהווים את החלק הקטן ביותר של התרכובת, הנקרא פרודה, מולקולה בלעז.

הפרודה בנויה ממספר אטומים של היסודות המהווים את התרכובת. כך למשל, המים הם תרכובת של שני יסודות: מימן וחמצן. התרכבות שני אטומים של מימן עם אטום אחד של חמצן נותנת לנו את פרודת המים. בשעת התרכבות אטום גופרית עם שני אטומים חמצן מתקבלת פרודה של דו תחמוצת הגופרית.

החלק הזעיר ביותר של היסוד נקרא אטום.

החלק הזעיר ביותר של התרכובת נקרא פרודה – מולקולה.

את הפרודה של התרכובת מסמנים לפי האטומים של היסודות, שמהם היא מורכבת.