Pod hmotou rozumieme akúkoľvek látku vo vesmíre od najmenších
zrniek prachu až po najväčšie hviezdy – skrátka všetko, čo nie je prázdny
priestor. Niektoré látky sú pevné a môžeme ich vidieť a uchopiť, ale
pod hmotou rozumieme aj neviditeľné plyny či kvapaliny.
ATÓMY A MOLEKY
Staroveký grécky
myslitelia mali o hmote dve predstavy, Aristoteles predpokladal, že hmota je jednotná spojitá
látka, ktorú môžeme deliť na čoraz menšie časti. Demokritos bol naopak
presvedčený, že v prírode existujú miliardy drobných atómov - najmenších
čiastočiek, na ktoré sa môže hmota rozčleniť. Po stáročia väčšina vedcov stála
na strane Aristotela. Napriek tomu mal Demokritos aspoň čiastočne pravdu.
Napríklad tento papier vyzerá dostatočne kompaktný, ale podobne ako každá látka
vo vesmíre sa z väčšej časti skladá z prázdneho priestoru. vyplneného
atómami. Atómy sú také malé, že ich môžeme vidieť iba pomocou špeciálnych
mikroskopov. Do bodky na konci tejto vety sa dajú vtesnať až 2 miliardy atómov.
Kedysi si učenci mysleli, že atómy sú drobné guľôčky, ktoré sa nikdy nedajú
rozbiť, zničiť ani vytvoriť. V skutočnosti sa však viac ponášajú na obláčiky
energie než na tvrdé guľôčky. Väčšinou predstavujú prázdny priestor zaplnený
niekoľkými ešte drobnejšími čiastočkami nazývanými subatómové častice. Priamo
v strede každého atómu je husté jadro obsahujúce dva druhy častíc –
protóny a neuróny. Protóny majú kladný elektrický náboj, kým neutróny
nemajú nejaký náboj. Okolo jadra sa nachádzajú ešte drobnejšie, záporné nabité
častice, nazývané elektróny, ktoré sa pohybujú rýchlosťou svetla. Väčšina
atómov má rovnaký počet protónov a elektrónov, takže náboje sa navzájom
vyrovnávajú. Atómy sa môžu rozštiepiť zvyčajne ich však držia pevne spolu tri
druhy síl – mocná elektrická príťažlivosť medzi záporne nabitými
a kladnými protónmi, ďalej silné a slabé jadrové sily, ktoré držia
spolu častice v jadre. Vedno s gravitáciou predstavujú základné sily,
ktoré držia pohromade celý vesmír.
PRVKY A ZLÚČENINY
Vlastnosti atómu
závisia od toho, koľko protónov obsahuje. Doteraz ich vedci v jednom atóme
našli najviac 113, takže existuje 113 rôznych atómov. Látky zložené iba
z totožných atómov sa nazývajú prvky a sú základnými stavebnými
kameňmi vesmíru. Keďže poznáme 113
odlišných atómov, jestvuje 113 prvkov – každý z nich sa skladá
z určitého počtu protónov a má neopakovateľné vlastnosti. Napríklad
atómy železa obsahujú 26 protónov, zatiaľ čo atómy zlata ich majú 79.
Kombináciou prvkov vznikli milióny známych látok. Niektoré z nich nazývame
zlúčeniny, lebo sa skladajú z atómov dvoch alebo viacerých navzájom
spojených prvkov. Napríklad kuchynská soľ je zlúčeninou sodíka a chlóru.
Zlúčenina sa spravidla podstatne líši od prvkov, z ktorých sa skladá.
Napríklad sodík je trblietavý kov a vo vode šumí a zohrieva sa, kým
chlór ja hustý zelený plyn. Čisté prvky i zlúčeniny sú zriedkavosťou, ale
väčšina látok je zmesou dvoch či viac látok. Čistá voda je zlúčenina vodíka
a kyslíka, ale voda z vodovodu je zmes, pretože sú v nej vždy
rozpustené rozmanité látky.