0040827

Napsal Mike Barfield Ilustrovala Lauren Humphreyová

Houb elesem

i em ch

rl ok em

Po stopách

ATOM V KUPCE SENA ck ýc h

se prv ků u vás doma

Še

Vaše mise: Případ chemických prvků

Klíč Jdi po stopě! pokus vzhled

Nazdárek! Jsem Šerlok Houbeles, vědátor a detektiv v jedné osobě. Pojd’te se mnou PO STOPÁCH CHEMICKÝCH PRVKŮ! Bude to zapeklitý případ. Prozkoumejme společně tu úžasnou hmotu všude kolem nás, a třeba tak lépe porozumíme celému vesmíru.

(ne)bezpečný? superschopnost

OLOVO 207,2

NIKL 58,693

SODÍK 22,99

Všechno, co máme doma, i vše na světě a vlastně v celém vesmíru – od mikrobů až po hory, od babiček po galaxie – se skládá z neskutečně maličkých stavebních částic.

Těchto stavebních částic existuje něco přes sto druhů – jde o látky, kterým vědci říkají „chemické prvky“.

Některé prvky jsou tu už od počátku věků, zatímco jiné vytvořil až člověk a nacházejí se pouze v laboratořích. Většina prvků se však na Zemi vyskytuje přirozeně, a mnohé z nich dokonce najdete i u vás doma. Chemické prvky tvoří veškerou nám známou hmotu a téměř všechny kupodivu vznikly uvnitř hvězd. Při pátrání po nich ale vůbec nepotřebujete kosmickou loď.

Stačí jen vědět, kde a po čem se dívat.

Právě o tom je tato kniha. Spolu s mými kamarády Kryšpínem a Kryšpínou přijdeme na to, co jsou prvky vlastně zač, jaké mají vlastnosti a jak je VY SAMI můžete vypátrat přímo u sebe doma.

Pojďte s námi hledat ATOM V KUPCE SENA!

Základ všeho: atomy Veškerou hmotu na Zemi – vzduch, vodu, sýr i vaše tělo – tvoří maličkaté částice zvané atomy. Ty jsou tvořeny ještě miniaturnějšími částicemi. Říkáme jim protony, neutrony a elektrony. Každý ze 118 známých prvků je jedinečným atomem s jiným počtem protonů v jádře – od 1 do 118. A přesně to z nich dělá prvky. Jsou to základní stavební kameny běžné hmoty a není možné je chemickou reakcí rozložit na menší části. Ovšem pomocí silného záření jejich atomy na kousky „rozbít“ lze.

JÁDRO Jádro se nachází uprostřed atomu. Může obsahovat dva druhy částic: protony a neutrony.

+ PROTONY Protony mají pozitivní neboli kladný (+) elektrický náboj. Jejich celkový počet v jádru (nazývaný „atomové“ nebo „protonové“ číslo) dává prvku jeho chemickou identitu.

+

-

NEUTRONY V jádru atomu se nacházejí rovněž neutrony. Mají neutrální neboli nulový elektrický náboj.

+

+

- ELEKTRONY Elektrony svým pohybem (o rychlosti mnoha miliónů kilometrů za hodinu) vytvářejí obal atomového jádra. Mají negativní neboli záporný (-) elektrický náboj, a pokud má atom stejný počet elektronů i protonů, je celkově elektricky neutrální.

Případ balonku, ze kterého vstávají vlasy na hlavě Pro lepší představu o působení elektronů si vezměte nafukovací balonek a třete jím o své vlasy. Třením se některé elektrony z atomů vlasů uvolní a přesunou se na povrch balonku. Tím mu dodají záporný náboj, kterému se říká „statická elektřina“.

Ta pak přitahuje vlasy nebo i kousíčky papíru. Pokud je náboj dostatečně silný, může se balonek dokonce „přilepit“ ke zdi.

Případ balonkového hromobití Mohutnému výboji statické elektřiny, který nejspíš způsobují srážky ledových částeček v mracích, říkáme blesk. Svůj vlastní miniblesk si můžete vytvořit i doma: za suchého počasí třete ve tmě nafukovací balonek suchým hadříkem a pak ho přibližte ke kovovému předmětu, jako je třeba klika u dveří. Přeskočí mezi nimi jiskra a drobné zapraskání, které uslyšíte, je vlastně takový minihrom.

0 0 0

0

00

0 0

0 0 0 0 0 0

Jak to, že balonek drží na zdi?

Jak prosté, milý Kryšpíne! Stejné náboje (+/+ nebo -/-) se vždy odpuzují.

Záporně nabitý balonek tak vyžene záporné elektrony pryč z atomů na povrchu zdi. Na zdi potom zůstane více protonů než elektronů, takže zeď získá kladný náboj. A jelikož protikladné náboje (+/-) se vždy přitahují, záporně nabitý balonek ke zdi přilne.

0

3 9 6 0 0 0 0 0 0

Droboučké atomy Atomy jsou nepředstavitelně maličké. Jediná lžička cukru obsahuje přibližně 396 tisíc miliónů miliónů miliónů atomů uhlíku, vodíku a kyslíku v různých kombinacích.

Prázdný atom Atomy překvapivě vyplňuje především prázdný prostor.

Postavte se doprostřed fotbalového hřiště, vezměte do ruky špendlík a poproste kamaráda či kamarádku, aby hřiště oběhl/a po jeho vnějším okraji. Když si představíme, že hlavička špendlíku odpovídá velikosti jediného protonu v jádru atomu vodíku, pak by elektron, který kolem jádra obíhá, mohlo představovat třeba zrnko prachu na kamarádově či kamarádčině nose.

Ačkoli je mezi částicemi uvnitř atomů jen prázdný prostor, připadají nám prvky, jako například zlato, překvapivě pevné.

3

První záhada: Velký třesk Naše detektivní pátrání začíná asi před 14 miliardami let. Vědci se domnívají, že tenkrát tu bylo jedno velké… nic. Žádné Slunce, hvězdy, planety, galaxie, žádní učitelé ani domácí úkoly, po prvcích a hmotě ani stopy.

A pak nastal onen ohromující, velkolepý okamžik, známý jako velký třesk. Tehdy se zrodil vesmír a započal se neuvěřitelný proces, který vedl k postupnému utváření prvků.

A co bylo prřed velkým třeskem?

To nikdo neví.

Jedna teorie tvrdí, že existoval jediný nekonečně žhavý a nekonečně hustý bod zvaný „singularita“. Jiní se zase domnívají, že mohou existovat i jiné vesmíry než ten náš.

1. ROZPÍNÁNÍ A CHLADNUTÍ Z naprostého nic se VESMÍR během jediného nepatrného okamžiku ROZTÁHL do nezměrné šíře a poté zchladl.

3. PRVNÍ PRVKY Během dvou minut se utvořila JÁDRA PRVNÍHO PRVKU – VODÍKU. O MINUTU POZDĚJI PAK VZNIKLA JÁDRA HELIA. Trvalo dalších 380 000 let, než všechno zchladlo natolik, aby z těchto jader mohly vzniknout stabilní atomy.

4. PRVNÍ HVĚZDY Po celém nově vzniklém vesmíru se rozprostírala oblaka vodíku a helia. O nějakých 200 MILIÓNŮ LET POZDĚJI SE PŮSOBENÍM GRAVITAČNÍ SÍLY ZAČALA TATO OBLAKA SHLUKOVAT V PRVNÍ HVĚZDY. Právě ty představují náš první klíč k tajemstvím prvků.

2. PRVNÍ ČÁSTICE O milióntinu sekundy později ZAČALY VZNIKAT PROTONY A NEUTRONY.

Jak ve hvězdách vznikají prvky?

Prvky se v našem vesmíru rodí neustále. V nesmírně horkých a hustých středech hvězd jsou jádra atomů vodíku obrovskou silou stlačována k sobě. Touto jadernou (nukleární) reakcí – slučováním jader vodíku – vzniká helium a zároveň se při ní uvolňuje viditelné světlo a další formy záření (radiace).

To se děje i uvnitř našeho Slunce.

4

Větší hvězdy V jádrech větších hvězd dochází k dalšímu slučování (neboli k fúzi) prvků, čímž vznikají těžší prvky (s více protony v jádře) – od kyslíku až po železo. Také tyto hvězdy se nakonec zhroutí a zaniknou. Dalšími reakcemi v nich se pak mohou zrodit prvky ještě těžší, jako jsou například měď nebo zinek.

Obrovské hvězdy Když se nepředstavitelně obrovské hvězdy – mnohonásobně větší než naše Slunce – ke konci své existence zhroutí do sebe, dojde k obřímu výbuchu zvanému supernova. Tímto způsobem mohou vznikat i velice těžké prvky jako zlato či uran, které se pak rozletí po vesmíru.

Důkazy o velkém třesku jsou patrné ještě téměř 14 miliard let poté.

Záření, které při něm vzniklo, stále ve vesmíru nacházíme v podobě takzvaného „reliktního záření“. To dokážou zachytit pouze speciální radioteleskopy.

Případ zhrouceného Slunce Naše Slunce je pro život na Zemi nepostradatelné, a přitom je vlastně docela malou hvězdou. Prvky, které mu slouží jako palivo pro jadernou fúzi, jednoho dne dojdou.

Slunce vychladne a zhroutí se do sebe. V ten okamžik se do prostoru uvolní vnější vrstvy složené z těžších prvků. Ale nepropadejte panice – nedojde k tomu dřív než za 5 miliard let.

Záhada kosmického záření Tři lehčí prvky – lithium, beryllium a bor – se považují za výsledek působení kosmického záření, které štěpí těžší prvky ve vesmíru na jednodušší atomy. Tyto kosmické paprsky jsou vlastně částice s vysokou energií, jejichž původ zatím nebyl objasněn. Pro zdraví vesmírných cestovatelů jsou velmi nebezpečné, ale na povrch Země dopadají jen minimálně, protože ji chrání zemská atmosféra a magnetické pole.

5

Co je Co: Periodická tabulka prvků Každý detektiv si musí sestavit seznam podezřelých.

Detektivové pátrající po prvcích jich mají na seznamu 118, pěkně seřazených podle hmotnosti a dalších vlastností ve speciální tabulce. Chemici ji nazývají „periodická tabulka prvků“.

S nápadem uspořádat prvky do tabulky tímto způsobem přišel kdysi jeden význačný ruský koumák jménem Dmitrij Ivanovič Mendělejev.

A nápad to byl vynikající, protože díky tabulce byl Mendělejev schopen předvídat existenci dosud neobjevených prvků! Všechny informace, které dnešní tabulka obsahuje, jsou nicméně výsledkem stovek let mravenčí detektivní práce spousty chytrých chemiků.

S mnoha z nich se postupně seznámíte v deseti dílech našeho jedinečného atomového komiksu.

Jak vidíte, prvky jsou v tabulce seřazeny do řádků a sloupců.

Vodorovné řady se nazývají „periody“ – podle nich dostala tabulka svůj název. Svislým sloupcům se říká „skupiny“. Tabulka dnes obsahuje 118 dosud známých prvků – vodíkem počínaje a oganessonem konče. Noví členové ale mají dveře stále otevřeny.

Každý prvek má svou chemickou značku – něco jako krycí jméno – z jednoho či dvou písmen svého vědeckého (latinského) názvu, takže například Co je symbolem pro Cobaltum čili kobalt. Tam, kde se vědecký název prvku liší od českého, je v nadpisech uveden v závorce.

protonové číslo

skupina (svisle)

chemická značka

VODÍK

VODÍK

LITHIUM

BERYLLIUM

SODÍK

HOŘČÍK

DRASLÍK

VÁPNÍK

SKANDIUM

TITAN

VANAD

CHROM

RUBIDIUM

STRONCIUM

YTTRIUM

ZIRKONIUM

NIOB

MOLYBDEN

CESIUM

BARYUM

HAFNIUM

TANTAL

WOLFRAM

FRANCIUM

RADIUM

RUTHERFORDIUM

DUBNIUM

SEABORGIUM

LANTHAN

CER

PRASEODYM

NEODYM

AKTINIUM

THORIUM

PROTAKTINIUM

URAN

název

57–71

89–103

Poznej své podezřelé Periodická tabulka (nebo také soustava) prvků obsahuje množství informací, podobně jako třeba mapa. U každého prvku je vlevo nahoře uvedeno číslo, které – postupujeme-li v řadách zleva doprava a odshora dolů – vždy o jedničku stoupne. Jedná se o protonové (nebo také atomové) číslo daného prvku, jež nám říká, kolik protonů najdeme v jeho jádře, a je tak klíčem k jeho chemické identitě. Vodík má jeden proton, a tudíž protonové číslo 1. Helium má protony dva a protonové číslo 2. Prvkům v každé řadě směrem zleva doprava přibývají protony a jsou stále těžší. Elektricky neutrální atom má stejný počet protonů i elektronů, tabulka nám tedy prozrazuje, že atom helia (protonové číslo 2) má v obalu jádra dva pohybující se elektrony. Stejný princip platí i pro všechny další prvky.

Prvky s podobnými vlastnostmi bývají v tabulce označeny stejnou barvou. Většina ze 118 prvků patří mezi kovy (jako například železo, Fe), což je obsáhlá kategorie s několika menšími podskupinami. Pak jsou zde „nekovy“, kam patří halogeny a vzácné plyny (jako třeba xenon, Xe). V tabulce najdeme i zvláštní skupinu takzvaných „polokovů“, které svými vlastnostmi spadají na pomezí kovů a nekovů. Pro lepší přehlednost se dvě skupiny kovů zvané lanthanoidy a aktinoidy obvykle umisťují do dvou řad pod hlavní tabulkou.

6

perioda (vodorovně)

VYSVĚTLIVKY Nekovy Vzácné plyny

Halogeny

Ostatní nekovy

Mnoho prvků je pojmenováno po slavných lidech a místech.

Po Mendělejevovi bylo nazváno mendelevium (Md).

07

)

HELIUM

(1

– 834

19

BÓR

UHLÍK

DUSÍK

KYSLÍK

FLUOR

NEON

HLINÍK

KŘEMÍK

FOSFOR

SÍRA

CHLÓR

ARGON

MANGAN

ŽELEZO

KOBALT

NIKL

MĚĎ

ZINEK

GALLIUM

GERMANIUM

ARZEN

SELEN

BROM

KRYPTON

TECHNECIUM

RUTHENIUM

RHODIUM

PALLADIUM

STŘÍBRO

KADMIUM

INDIUM

CÍN

ANTIMON

TELLUR

JÓD

XENON

RHENIUM

OSMIUM

IRIDIUM

PLATINA

ZLATO

RTUŤ

THALLIUM

OLOVO

BISMUT

POLONIUM

ASTAT

RADON

BOHRIUM

HASSIUM

MEITNERIUM

DARMSTADTIUM

ROENTGENIUM

KOPERNICIUM

NIHONIUM

FLEROVIUM

MOSCOVIUM

LIVERMORIUM

TENNESSIN

OGANESSON

PROMETHIUM

SAMARIUM

EUROPIUM

GADOLINIUM

TERBIUM

DYSPROSIUM

HOLMIUM

ERBIUM

THULIUM

YTTERBIUM

LUTECIUM

NEPTUNIUM

PLUTONIUM

AMERICIUM

CURIUM

BERKELIUM

KALIFORNIUM

EINSTEINIUM

FERMIUM

MENDELEVIUM

NOBELIUM

LAWRENCIUM

Kovy Polokovy

Alkalické kovy

Kovy alkalických zemin

Lanthanoidy

Aktinoidy

Přechodné kovy

Nepřechodné kovy

7

Tajemství převleků

Kdo je kdo: Mistři převleků

Nenechte se zmást. Veškerá hmota, kterou doma máte, se nachází v jednom ze tří převleků, odborně řečeno skupenství – v pevném, kapalném nebo plynném. Některé látky dokonce přistihnete ve všech třech formách. Jak mazané!

Ačkoli se některé prvky (jako třeba zlato, Au) nacházejí na Zemi ve své nejjednodušší podobě, mnohé bývají v přestrojení. Jejich atomy mají své zaběhlé způsoby, jak se přidávat k atomům jednoho či více dalších prvků. Vytvářejí tak „gangy“ zvané molekuly.

TŘIKRÁT VODU, PROSÍM! Vodu doma najdete ve všech třech skupenstvích v závislosti na teplotě: v mrazáku je led, v koupelně teče voda z kohoutku a z konvice stoupá pára.

Nové látky vzniklé z těchto molekul mívají často hodně odlišné vlastnosti od jednotlivých prvků, ze kterých se skládají. Proto k jejich odhalení musejí chemici mnohdy podniknout velmi důmyslné detektivní pátrání.

Sdílení, o to tady jde Vazby mezi jednotlivými atomy v molekule vznikají díky sdílení elektronů. Počet elektronů v obalu elektricky neutrálního atomu je shodný s jeho protonovým číslem. Podle vědců se elektrony vyskytují v soustředných vrstvách obalu okolo jádra – tak trochu jako slupky u cibule. Vrstva, která je nejblíž jádru, může pojmout až dva elektrony. Další dvě vrstvy jich mohou mít po osmi a s rostoucí velikostí atomů se možné počty elektronů v dalších Toto je atom vrstvách zvyšují. argonu (Ar).

Jeho vnější vrstva elektronů je plně obsazená. Argon je proto chemicky natolik netečný, že se přirozeně nevyskytují žádné jeho sloučeniny.

V PEVNÉM skupenství, například v kusu kovu, jsou molekuly natěsnané jedna vedle druhé ve stálých pozicích a pevně navázané na své sousedy.

Vibrují, ale nemohou se volně pohybovat. Proto pevné látky nemění tvar ani objem.

Atom s „plně obsazenou“ vnější vrstvou (tou nejdále od jádra) je chemicky méně reaktivní než ten, jehož vnější slupka není zcela zaplněná. Atomy, které se nacházejí v molekulách, tyto elektrony z vnějších vrstev sdílejí, a díky tomu jsou stabilnější.

V KAPALNÉM skupenství, jako třeba u tekoucí vody, jsou vazby mezi molekulami slabší a ony se tak mohou pohybovat volněji. Kapaliny nemění objem, ale jejich tvar určuje nádoba.

V PLYNNÉM skupenství se molekuly mohou uvolňovat z vazeb a svobodně se pohybovat, takže plyny nedrží objem ani tvar.

Skupenství látky závisí na teplotě a tlaku, které na ni působí. Když molekuly plynu silně stlačíte, tak zkapalní, a pevné látky při dostatečně vysoké teplotě tají. V této knize popisujeme prvky ve skupenství, v jakém je můžeme běžně najít u nás doma, tedy za pokojové teploty a v obvyklých nadmořských výškách.

8

Nejez tu SMĚS

Krycí jméno: SLOUČENINA Když se atomy nejméně dvou různých prvků chemicky spojí, vznikne látka, které říkáme sloučenina. Například voda je sloučenina složená ze dvou prvků – vodíku (H) a kyslíku (O).

Každá molekula vody obsahuje dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku, a proto má chemický vzorec H2O. Tato „krycí jména“ prozrazují složení molekul i to, jak se budou z chemického hlediska chovat. Zde je pár dalších běžných domácích molekul:

Kombinací různých chemických látek může vzniknout také „směs“. Na rozdíl od sloučeniny však na sebe jednotlivé složky směsi nejsou vázány a lze je od sebe oddělit i bez chemické reakce. Když například v horké vodě rozpustíte cukr, vytvoříte směs cukru a vody.

Zkuste ji pak nalít na talíř a nechte stát. Voda se časem odpaří a na talíři zůstanou jen chemicky nezměněné krystalky cukru.

metan (CH4) oxid uhličitý (CO2) čpavek (NH3) Některé prvky vytvářejí molekuly složené pouze ze svých vlastních atomů. Třeba kyslík se ve vzduchu vyskytuje jako molekula O2. Dva atomy kyslíku sdílejí elektrony a vytvářejí tak molekulu, která je stabilnější.

Ahoj, já jsem IONT Ionty (nebo také iony) jsou atomy či molekuly, které mají nějaký elektrický náboj. Kladně (+) jsou nabité ty, jež přišly o některé elektrony, a záporně (-) ty, jimž nějaké přibyly.

Chemické vazby mezi dvěma protikladně nabitými ionty patří k těm nejsilnějším. Kupříkladu kuchyňskou sůl tvoří převážně chlorid sodný (NaCl).

Jeho molekuly obsahují iontovou vazbu mezi kladně nabitým iontem sodíku (Na+) a záporně nabitým iontem chlóru (Cl-). Oba náboje se přitáhnou a vzájemně se vynulují.

PODEZŘELÍ č. 1–92

Haló, tady SLITINA! Kovy bývají často součástí speciálních směsí zvaných slitiny. Například ocel je slitina železa (Fe) a uhlíku (C), díky němuž je tvrdší a pevnější než samo železo. Mosaz je zase slitinou mědi (Cu) a zinku (Zn).

Připravte si periodickou tabulku, vyrážíme! Až 92 chemických prvků se vyskytuje přirozeně (tedy v okolním prostředí) a zbylých 26 jen v laboratořích.

Kryšpín s Kryšpínou nám je všechny pomůžou najít.

Pátrání po atomu v kupce sena tedy může začít!

HELIUM

NEON

FLUOR KYSLÍK DUSÍK UHLÍK BÓR

ARGON CHLÓR SÍRA

FOSFOR KŘEMÍK

HLINÍK

VODÍK

KRYPTON BROM

SELEN ARSEN

GERMANIUM

M

BERYLLIU

GALLIUM

LITHIUM

XENON

ZINEK

MĚĎ

JÓD

NIKL

TELLUR

ANTIMON

KOBALT ŽELEZO

HOŘČÍK SODÍK

MANGAN

CHROM

IUM TECHNEC

THALLIUM

RTUŤ

MOLYBDEN

NIOB

ZLATO PLATINA

IRIDIUM

YTTRIUM

STRONCIU

ON OGANESS

TENNESSIN

IUM

LIVERMOR

M

MOSCOVIU

M

FLEROVIU

OSMIUM

RHENIUM

RUBIDIUM

WOLFRAM ROENTGEN

DTIUM

HAFNIUM

NIHONIUM

IUM KOPERNIC

IUM

TANTAL

57-71

RADON POLONIUM BISMUT OLOVO

RUTHENI

ZIRKONIUM M

PALLADI

RHODIUM

UM

ASTAT

STŘÍBRO

UM

DRASLÍK

INDIUM

KADMIUM

VANAD TITAN SKANDIUM VÁPNÍK

CÍN

DARMSTA

M

MEITNERIU HASSIUM

BARYUM CESIUM

BOHRIUM

IUM

SEABORG

89-103

RDIUM

DUBNIUM

M

LUTECIUM

YTTERBIU

RUTHERFO

THULIUM ERBIUM

RADIUM FRANCIUM

HOLMIUM

UM

UM

DYSPROSI

TERBIUM

IUM

LAWRENC

GADOLINI

IUM

IUM

M

PROMETH

IUM

NEODYM

M

NOBELIUM

MENDELEV

EUROPIUM SAMARIUM M

FERMIUM

EINSTEINIU

KALIFORN

BERKELIU

PRASEODY CER

M

LANTHAN

M

M

CURIUM

AMERICIU

PLUTONIU

NEPTUNIU URAN

INIUM

PROTAKT THORIUM AKTINIUM

9

Vodík (Hydrogenium)

Nezapomeňte: vzhled

bezbarvý plyn bez chuti a zápachu vysoce hořlavý neviditelný

(ne)bezpečný? superschopnost

Vodík tvoří téměř tři čtvrtiny veškeré známé hmoty ve vesmíru. Kdybyste dokázali všechny atomy ve vesmíru spočítat, 90 % z nich by byly atomy vodíku. Pozorovat se ale nedají, protože vodík je neviditelný plyn bez zápachu.

Vystopovat ho však můžeme v miliónech nejrůznějších látek.

Vodík je vysoce reaktivní prvek, což znamená, že vytváří nespočet sloučenin s mnoha jinými prvky. Jsou mezi nimi i přírodní látky jako tuky, oleje, cukry a škroby, takže pátrání po vodíku si můžete doslova vychutnávat spolu s jídlem.

Atomy vodíku najdete i ve svém vlastním těle: vyskytují se v bílkovinách i tělesných tekutinách a představují téměř 10 % vaší hmotnosti.

Případ podvodní baterie Pomocí elektřiny je možné uvolnit atomy vodíku z molekul vody.

Chemici tomu říkají „elektrolýza“.

Do sklenice se studenou vodou postavte devítivoltovou baterii.

U záporného pólu (-) se začnou tvořit bublinky vodíku stoupající k hladině.

Požádejte dospělého, aby nad bublinkami podržel hořící zápalku, a uvidíte, jak se plyn vznítí.

Nezapomeňte baterii potom vyndat a pořádně osušit, jinak se rychle vybije.

10

Ve dvou se to lépe táhne Atomy vodíku jsou nejjednodušší ze všech prvků: v jádru mají jen jeden proton a v obalu jeden elektron. V plynném skupenství se ale samotné atomy sdružují do molekul po dvou (H2), protože jsou tak stabilnější.

Ahoj, já jsem H . ²

Já taky.

Jděte po čichu Neškodné bakterie přirozeně žijící v našich střevech vytvářejí směs plynů, která vyjde z těla ven, když si prdneme (nestyďte se, prdí úplně všichni!). Tato směs obsahuje kromě různých zapáchajících plynů také dusík (hlavní složku vzduchu) a velké množství vodíku.

To znamená, že některé prdy mohou být doslova výbušné!

KDE HO NAJDEME: ČLOVĚK VODA VŠECHNO, CO OBSAHUJE VODU JÍDLO

Krycí jméno: Vodotvůrce

PRDY

Když vodík hoří v přítomnosti vzduchu, vzniká voda. První chemici, kteří si toho všimli, ho proto pojmenovali Hydrogenium, což řecky znamená „vodotvůrce“. Voda je sloučenina s chemickým vzorcem H2O, takže každá molekula vody obsahuje dva atomy vodíku (H2) a jeden atom kyslíku (O).

Pokud tedy žízníte po objevování atomů, můžete jich do sebe nalít z jediné sklenice vody hned několik miliard!

BATERIE SLUNCE

To je ale plyn!

Vědci odhadují, že se ve vesmíru nachází asi jeden quinvigintilion atomů. To je jednička a za ní 78 nul. Jinými slovy milión miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů miliónů atomů. Ať tak či onak, číslo je to obrovské a celých devět desetin všech těchto atomů představují atomy vodíku.

Ještěže je vesmír dost velký na to, aby se do něj všechny vešly!

000 000

0 0 0

0 0 0

1 000 0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 00 0 0

0 0 0

0 0 0 0 , 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0

0 0 0 0 0 0 0

0

0 0

0 0 000 0 0

0

0 0 0 0 00 11

Helium Případ šmoulího hlasu

bezbarvý plyn bez chuti a zápachu není nebezpečný létá vysoko Helium je po vodíku druhým nejčastějším prvkem v nám známém vesmíru. Přestože je velice lehké, tvoří téměř čtvrtinu hmotnosti všech prvků dohromady. Na Zemi je ale tak vzácné, že nám – alespoň podle některých vědců – brzy dojde a budeme je muset těžit na Měsíci.

Helium je jediný prvek, který byl objeven nejdříve ve vesmíru a teprve pak na Zemi. Když francouzský astronom Jules Janssen zkoumal při zatmění Slunce v roce 1868 sluneční koronu (jasně zářící okolí Slunce zakrytého Měsícem), zaujala ho zářivě žlutá barva, kterou nedovedl přiřadit k žádnému doposud známému prvku. Prvek, který toto světlo vydával, dostal tedy název helium podle řeckého výrazu pro slunce – helios.

Za velice nízkých teplot nebo pod velmi vysokým tlakem (například když se skladuje v kovových lahvích používaných k plnění balonků) nabývá helium kapalného skupenství. Kapalné helium se také využívá k chlazení palivových nádrží vesmírných raket, diagnostických skenerů v nemocnici, superpočítačů nebo Velkého hadronového urychlovače.

Pod dohledem dospělého si vezměte balonek plný helia a trochu se helia nadechněte. Když pak zkusíte něco říct, budete chvilku mluvit „šmoulím“ hlasem. Je to proto, že heliem se zvuk pohybuje asi třikrát rychleji než vzduchem. Účinek je bezpečný (a legrační!), jen se potom nezapomeňte pořádně nadechnout vzduchu.

Lehčí než vzduch Atomy helia jsou po vodíku nejlehčí a mají nižší hustotu než ostatní plyny ve vzduchu, a tak se předměty napuštěné heliem vznášejí. Helium se proto využívá k nadnášení vzducholodí a meteorologických balonů. Vypátrat ho můžete velice snadno: stačí zajít na nějakou oslavu a tam už ho najdete – schovává se uvnitř balonků!

Proč se balonky plněné heliem nakonec přestanou vznášet?

Jak prosté, milá Kryšpíno! Atomy helia jsou tak malé, že unikají mezerami mezi molekulami v gumových stěnách balonku.

O něco dražší balonky ze stříbřitého plastu vydrží ve vzduchu déle, protože jejich materiál má molekuly blíž u sebe.

12

KDE HO NAJDEME: NAFUKOVACÍ BALONKY DETEKTORY KOUŘE NEMOCNIČNÍ SKENERY SUPERPOČÍTAČE SLUNCE

Lithium KDE HO NAJDEME:

měkký, stříbřitě bílý kov vysoce reaktivní superbaterie

BATERIE OHŇOSTROJE

Lithium je nejlehčí kov ve vesmíru a pevná látka s nejnižší hustotou. Je dokonce tak lehké, že plave na vodě – ale zároveň s vodou reaguje, čímž se uvolňuje hořlavý vodík. Lithium je natolik reaktivní, že se musí skladovat v oleji bez přístupu vzduchu a vlhkosti.

LÉKY

Určité množství lithia vzniklo při velkém třesku a další pak působením kosmických paprsků. Vědci se však domnívají, že ve skutečnosti je lithia ve vesmíru méně, než by ho teoreticky mělo být. Kam se podělo? To je záhada.

Případ tajného kódu

-

Chcete-li zjistit, jestli knoflíková baterie v některém z vašich elektronických zařízení obsahuje lithium, stačí se podívat po tajném kódu. Je-li na baterii uveden kód začínající písmenem C – například CR2032 –, pak v ní lithium skutečně je.

(Písmeno R z anglického round prozrazuje jen tolik, že je baterie kulatá.)

Červená rachejtle Lithium můžete vystopovat ve světlicích a rachejtlích. Pokud hoří jasně rudou barvou, nejspíš obsahují některou z jeho sloučenin.

Sbírka baterií Většina světové produkce lithia připadne na výrobu baterií do přenosné elektroniky.

Patří sem tablety, mobilní telefony a notebooky, takže s pátráním po lithiu byste neměli mít žádné potíže.

+

Rejstřík A

H

N

Š

aktinium 58 aktinoidy 58–59 alchymie 20 americium 56, 57, 58 aminokyseliny 27 antimon 45 argon 8, 29, 37, 44 arzen 20, 38 astat 52 atomová bomba 39, 56–57 atomové číslo 6 atomové vazby 8, 9 atomy 2–3, 8, 14, 53

hafnium 46 halogeny 6 helium 4, 6, 12, 44 hliník 24–25 holmium 55 hořčík 23, 37 hvězdy 4–5

nekovy 6 neodym 54 neon 21, 44 neptunium 58 nerezová ocel 31, 33 neutrony 2, 53 nikl 34 niob 40 nobelium 59

štěpení jádra 56–57

B

I

baryum 37, 46 baterie 10, 11, 13, 34, 36, 37 berkelium 59 beryllium 15 bismut 52 bor 15, 37 bróm 39 bronz 35

indium 43 iridium 47 izotopy 57

C

CH chemické značky 32 chlór 27, 37 chlorid sodný 9, 22 chrom 31

J jádro 2, 53 jód 37, 45

K

detektor kouře 57 draslík 29, 37 dusičnan draselný 18, 29 dusík 18 dysprosium 55

kadmium 43 kalifornium 59 kapaliny 8 kobalt 34 koroze 33 kosmické záření 5 kovy 7 krypton 39, 44 křemík 26 kuchyňská sůl 9, 27 kyanidy 18 kyslík 9, 19

E

L

einsteinium 59 elektrolýza 10, 37, 42 elektronový obal 8, 53 elektrony 2, 3, 53 erbium 55 europium 54

lanthan 54 lanthanoidy 54–55 lawrencium 59 lithium 13 lutecium 55

cesium 46 cer 54 cín 43 curium 59

D

F fermium 59 flogiston 28 fluor 21 fosfor 26 fotografie 42 fotosyntéza 19, 23 francium 52

G gadolinium 55 gallium 38, 41 germanium 38, 41 globální oteplování 16 grafit 16

M magnetismus 33 mangan 31 měď 35 měděnka 35 mendelevium 59 minerální voda 23 moč 18 molekuly 9 molybden 40 mosaz 35

O ocel 17, 31, 33 olovo 50 osmium 47 oxid uhličitý 17 oxidy 19

P pájka 43 palladium 40 periodická tabulka 6–7, 41 pevné látky 8 pigment 34, 43, 50 písek 26 platina 48 plutonium 58 plyny 8, 28 poločas rozpadu 29 polokovy 7 polonium 51, 52 polyvinylchlorid (PVC) 27 praseodym 54 protaktinium 58 protonové číslo 6 protony 2, 53

R radioaktivita 29, 51, 53, 57 radium 51, 52 radon 44, 52 rez 33 rhenium 47 rhodium 40 rtuť 49 rubidium 39 ruthenium 40

T tantal 46 technecium 40 tellur 45 temná hmota 61 terbium 55 termit 25 thallium 50 thorium 58 thulium 55 titan 31

U uhlík 16–17 uran 51, 57, 58

V vanad 31 vápník 30, 37 vazby 8, 9 velký třesk 4–5 voda, molekula vody 9 vodík 9, 10–11 Voltův sloup 37 vzácné plyny 6, 44

W wolfram 47

X xenon 6, 44, 45

Y ytterbium 55 yttrium 39

Z zápalky 26, 27 zinek 36 zirkonium 39 zlato 20, 48–49

Ž železo 33

S samarium 54 selen 38 silikony 26 síra 27 skandium 30 skupenství 8 slitiny 9 sloučeniny 9 směs 9 sodík 22, 37 střelný prach 27, 29 stříbro 42 supernova 5 63

Vřelé díky panu Coeovi, Adamu Bedfordovi a Timovi všechno nejlepší k narozeninám

Mike Barfield Atom v kupce sena Z anglického originálu The Element in the Room, vydaného nakladatelstvím Laurence King Publishing v Londýně v roce 2018, přeložili Sabina Poláková a Jan Bružeňák Odpovědná redaktorka Jana Kubínová Technická redaktorka Lenka Gregorová Počet stran 64 Vydala Euromedia Group, a. s. – Pikola, Nádražní 30, 150 00 Praha 5 v roce 2019 jako svou 10 721. publikaci Sazba a úprava obálky TYPOSTUDIO, s. r. o., Praha Tisk Itálie, Vicenza Vydání první Naše knihy na trh dodává Euromedia – knižní distribuce, Nádražní 30, 150 00 Praha 5 Zelená linka: 800 103 203 Tel.: 296 536 111 Fax: 296 536 246 objednavky-vo@euromedia.cz Knihy lze zakoupit v internetových knihkupectvích www.booktook.cz a www.knizniklub.cz.

THE ELEMENT IN THE ROOM Text © 2018 Mike Barfield Illustrations © 2018 Lauren Humphrey Mike Barfield has asserted his right under the Copyright, Designs and Patents Act 1988 to be identified as the Author of this Work.

Translation © 2019 Sabina Poláková, Jan Bružeňák The original edition of this book was designed, produced and published in 2018 by Laurence King Publishing Ltd., London.

ISBN 978-80-7617-578-5