Aineosakesed

Millest aine koosneb?
Mille poolest erinevad molekulid, aatomid ja ioonid?

Millest maailm koosneb?

Miks paistab klaas läbi, aga paber mitte? Miks muudavad puulehed sügisel värvi? Kuigi maailm on ülimalt keeruline süsteem, toimib see kõik kindlate seaduspärasuste järgi, mida teadus püüab seletada. Keemia tõestab, et kõik meid ümbritsev – inimesed, majad, arvutid, maa – koosneb erinevatest aineosakestest: aatomitest, molekulidest ja ioonidest.

Sügisel külmade saabudes laguneb kloroplastides sisalduv roheline pigment klorofüll ning nähtavale ilmuvad kromoplastide punased ja kollased pigmendid.

Seotud sisu

Aineosake

Aineosake on aine väikseim osake, mis määrab aine omadused. Aineosakesi on kolme liiki: aatom, molekul ja ioon.

Aatom, molekul ja ioon on aineosakesed.

Mõtle

Nimeta mõni aine, milleta poleks Maa selline, nagu me seda tunneme.

Seotud sisu

Aatom

Aatom on üliväike aineosake, mis koosneb aatomituumast ja elektronkattest. Üksikute aatomitena eksisteerivad vaid väärisgaasid. Väärisgaaside aatomid on väga püsivad, sest nende väliskiht on elektronidega täielikult täitunud (elektronoktett, vt ptk 2.2). Teiste elementide aatomid võivad püsiva oleku saavutamiseks seostuda ja moodustada kristalseid lihtaineid, mis koosnevad paljudest aatomitest. Sellised on näiteks teemant (C), räni (Si) ja metallid. Püsiva oleku saavutamiseks võivad aatomid moodustada ka molekule.

Teemant koosneb paljudest omavahel seostunud süsinikuaatomitest.

Seotud sisu

Molekul

Molekulis jagavad kaks või enam aatomit omavahel väliskihi elektrone. Sellisel juhul on aatomid saavutanud elektronidega täielikult täidetud väliskihi (vt ptk 2.2). Molekul moodustub mittemetalliliste elementide aatomite seostumisel.

Molekul moodustub mittemetalliliste elementide aatomite seostumisel. Mittemetalliline element on ka vesinik, mis asub perioodilisustabeli IA rühmas ja 1. perioodis.

Molekul on aineosake, milles on omavahel seostunud kaks või enam aatomit.

Näiteks veemolekulis on kaks vesinikuaatomit seostunud ühe hapnikuaatomiga, kloorimolekulis on omavahel seostunud kaks klooriaatomit. Molekulidest koosnevad ka inimese elutegevuseks vajalikud toitained, näiteks süsivesikud, rasvad ja valgud.

Veemolekulis on kaks vesinikuaatomit (helehallid) seostunud ühe hapnikuaatomiga (punane).

Kloorimolekulis on omavahel seostunud kaks klooriaatomit.

Etanoolimolekulis on omavahel seostunud süsiniku-, hapniku- ja vesinikuaatomid (vastavalt tumehallid, punane ja helehallid).

Seotud sisu

Ioon

Ioon on aineosake, mis tekib, kui aatom või aatomite rühm loovutab või liidab väliskihti elektroni(d), et saavutada püsivamat olekut ehk elektronidega täielikult täidetud väliskihti. Ioonis ei ole prootoneid ja elektrone võrdne arv ning ioon on laenguga aineosake.

Ioone leidub kõikjal: telefoniakud sisaldavad liitiumioone, lihaste kokkutõmbumiseks on vajalikud kaltsium-, naatrium- ja kaaliumioonid, metallitööstuses kasutatakse raudsulfiidi, mis sisaldab väävelioone jne.

Ioon on laenguga aatom või aatomite rühm.

Kui aatom loovutab väliskihi elektroni(d), on tekkinud osakeses prootoneid rohkem kui elektrone ning iooni laeng on positiivne. Endine väliskiht jääb tühjaks ning uueks väliskihiks muutub eelviimane elektronkiht. Positiivse laenguga iooni nimetatakse katiooniks. Katioone moodustavad näiteks metalliliste elementide aatomid, sest nende väliskihis on vähe elektrone. Eriti aktiivsed on leelis- ja leelismuldmetallide aatomid, mille väliskihis on vastavalt 1 ja 2 elektroni, mida on aatomitel kerge loovutada.

Leelis- ja leelismuldmetallide aatomite väliskihis on vastavalt 1 ja 2 elektroni, mida on aatomitel kerge loovutada.

Kui aatom liidab oma väliskihti elektrone, on tekkinud osakeses prootoneid vähem kui elektrone ning iooni laeng on negatiivne. Negatiivse laenguga iooni nimetatakse aniooniks. Anioone moodustavad kergesti mittemetallilised elemendid, mille väliskihis on elektrone palju ja elektronokteti saavutamiseks on lihtne mõni elektron liita. Näiteks väävliaatomi väliskihis on 6 elektroni ning elektronokteti saavutamiseks liidab see endaga 2 elektroni. VIIA rühma mittemetallidel on väliskihis 7 elektroni ning need liidavad endaga 1 elektroni.

VIA ja VIIA rühma mittemetallide aatomite väliskihis on vastavalt 6 ja 7 elektroni. Elektronokteti saavutamiseks on nende aatomitel kerge liita endaga mõni elektron.

Leelis- ja leelismuldmetallid elektrone keemilistes reaktsioonides. Kuna elektroni laeng on negatiivne, siis on tekkiv ioon laenguga.liidavad elektrone keemilistes reaktsioonides. Seetõttu on tekkiv ioon laenguga.

Seotud sisu

Iooni laeng

Aatom või aatomite rühm saab laengu, kui see loovutab või liidab elektroni(d), kuna prootonite ja elektronide arv selles pole enam võrdne.

Vaatame mõnd näidet iooni laengu leidmise kohta.

Naatriumiaatomis on 11 prootonit ja 11 elektroni. Naatriumiaatomi väliskihis on 1 elektron, mille see keemilistes reaktsioonides loovutab. Pärast elektroni loovutamist on alles 10 elektroni ning tekkinud iooni laeng on +11 − 10 = +1. Iooni laeng märgitakse vastava elemendi tähise järele ülaindeksiga, kusjuures laengu märk kirjutatakse numbri järele. Arvu 1 ei kirjutata. Nii on naatriumiooni tähis Na⁺.

Kaltsiumiaatom, milles on 20 prootonit ja 20 elektroni, loovutab keemilistes reaktsioonides 2 väliskihi elektroni. Tekkinud kaltsiumioonilaeng on seega +20 − 18 = +2 ning kaltsiumiooni tähis Ca²⁺.

Kaltsiumiaatom (vasakul) ja kaltsiumioon (paremal).

Klooriaatom, milles on 17 prootonit ja 17 elektroni, liidab ühe elektroni, kuna aatomi väliskihis on 7 elektroni. Kloriidiooni laeng on seega +17 − 18 = −1 ning tähis Cl⁻.

Hapnikuaatomis (vasakul) on kokku 8 prootonit ja 8 elektroni, neist väliskihis 6 elektroni. Elektronokteti saavutamiseks liidab hapnikuaatom endaga kaks elektroni ning saab laengu +8 − 10 = −2. Hapnikiooni (paremal) tähis on O²⁻.

Hapnikuaatomis (vasakul) ja hapnikiooni (paremal).

Mineraalvesi sisaldab näiteks Na⁺-, Ca²⁺-, Cl^–- ja SO₄^2–-ioone. Ioonide sisaldus märgitakse pudeli etiketile.

Seotud sisu

Ma tean, et

Aineosake on aine väikseim osake, mis määrab aine omadused.
Aatom on üliväike aineosake, mis koosneb positiivse laenguga aatomituumast ja negatiivse laenguga elektronkattest.
Molekul on aineosake, milles on omavahel seostunud kaks või enam aatomit.
Ioon on laenguga aatom või aatomite rühm. See moodustub, kui aatom liidab või loovutab elektroni(d).
Katioon on positiivse laenguga ioon.
Anioon on negatiivse laenguga ioon.