Die maan is die enigste natuurlike satelliet van die aarde en die vyfde grootste in ons sonnestelsel, na Ganymed (Jupiter), Titan (Saturnus), Kallisto en Io (albei satelliete van Jupiter). Dit het geen ander formele naam as "die maan" nie, alhoewel dit soms Luna (Latyns vir maan) genoem word om dit te onderskei van die algemene term "maan." Luna (soms ook Diana) is die Romeinse godin van die maan, die diere en die jag. Haar tradisionele simbool is die groeiende of halfmaan. Daar is nóg 'n atmosfeer nóg water op die maan, sodat biologiese organismes hier nooit kon ontwikkel nie. Die gebrek aan 'n atmosfeer het ook verseker dat die oppervlakte van die maan in sy oorspronklike toestand bewaar gebly het. Met die Apollo 11-maansending van Julie 1969 word die maan die eerste hemelliggaam in ons sonnestelsel waarop mense land. Die maan se gemiddelde afstand van die aarde af is 384 403 kilometer (238 875 myl). Die langste afstand, wat die maan kan bereik, is sowat 407 000 kilometer, een van die kortste - soos bereik op 22 Julie 2005 en weer in die jaar 2007 - is 357 290 kilometer. Die kleinste afstand, wat ooit gemeet is, is 356 000 kilometer. Weens die kleiner afstand lyk die skyf van die maan net so groot te wees soos dié van die groter, maar verder af geleë Son (sy afstand van die aarde is 150 miljoen kilometer). Hierdie toevallige gelykheid lei tot die gesamentlike verering van maan en son in baie kulture, dit beteken egter ook dat die maan vir 'n aardse waarnemer die sonskyf tydens 'n volledige sonsverduistering heeltemal kan bedek. Die aarde en die maan is deur die wedersydse swaartekrag aan mekaar "gebind" en gedra soos 'n dubbelplaneet. Aangesien die aarde se massa sowat 81 keer groter is as die van die maan, lê die sentrum van die swaartekrag sowat 1 700 kilometer diep onder die aarde se oppervlakte. Die "maanskyn", wat 'n mens vanuit die aarde waarneem, is net 'n swak weerkaatsing van die sonlig (die grootste deel van die lig word deur die donker materie van die oppervlakte geabsorbeer).

Die oppervlakte van die maan

Anders as die aarde besit die maan geen atmosfeer wat as 'n soort beskerming teen kosmiese partikels en sonstraling kan dien nie; sy geskroeide oppervlakte is gevolglik besaai met kraters. Die oppervlakte is hoofsaaklik bedek met fyn korreltjies van glasagtige verharde basalt, obsidiaan en ander gesteentes. materie Daar is net twee soorte landskappe - die maria (Latynse meervoud van mare "see"), gebiede met donker, lawabedekte vlaktes, waar kraters minder voorkom; en die helderkleurige hooglande, wat digter besaai is met kraters. Weens die gebrek aan weersinvloede en geologiese aktiwiteite word die kraters in hul oorspronklike toestand bewaar. Hulle deursnee wissel van mikroskopiese klein kuiltjies tot grootskaalse, sirkelvormige vlaktes met 'n sentrale piek. Die gebrek aan erosie het ook dartoe gelei dat die gebergtes van die maan - in vergelyking met hulle omgewing - duidelik hoër rys as dié op die aarde. Die oppervlakte van die sonverligte voorkant het 'n gemiddelde temperatuur van 120°C, terwyl die donker agterkant, teen -130°C, aansienlik kouer is.

Samestelling

Die maan het waarskynlik 'n klein kern met 'n deursnee van 300 kilometer, wat veral uit yster bestaan. Die tweede laag is gedeeltelik vloeibaar en sowat 350 kilometer dik. Die mantellaag, wat volg, het 'n deursnee van sowat 1 000 kilometer, terwyl die buitenste laag, die kors, tussen 60 en 75 kilometer dik is. Die mantellaag word deur seismiese aktiwiteite gekenmerk - aardbewings kom gereeld hier voor. Die episentrum van 'n maanbewing lê baie honderde kilometer diep in die laagste gedeelte van die mantel, en ook die lawa, wat die bekkens op die oppervlakte bedek, kom uit hierdie diepte. Ook die aarde se swaartekrag veroorsaak baie van die 3 000 aardbewings wat die maan jaarliks skud.

Die ontstaan van die maan

Die wetenskaplikes het tans geen eenparige verklaring vir die oorsprong van die maan nie. Sommige deskundiges beweer dat die maan uit die vroeë aarde geskeur is, toe dit nog uit gedeeltelik gesmelte gesteentes bestaan het. Die bekken van die Pasifiese Oseaan word volgens hierdie teorie as die oorsprongsgebied van die maan beskou - hierdie verklaring word gesteun deur die feit dat die samestelling van die maan met dié van die aarde se kors- en mantelgesteentes min of meer ooreenstem. Die Pasifiese bekken het egter eerder deur die verskuiwing van die aarde se landmassas ontstaan. 'n Tweede teorie beskou die maan as 'n klein planeet wat lank gelede sommer net deur die aarde "ingevang" is. Tog sou die maan se wentelbaan dan eerder ellipties moet wees en nie kringvormig nie. Dit is ook twyfelagtig of 'n groot satelliet soos die maan werklik deur 'n planeet ingevang sou kon word. 'n Derde hipotese stel voor dat die maan baie vroeg van die vinnig roterende aarde geskei is deur 'n soort "pirouette-effek". 'n Vierde verklaring is dat die aarde en die maan gelyktydig uit 'n oerwolk ontwikkel het en gevolglik as 'n dubbelplaneetstelsel beskou moet word. 'n Vyfde idee sien die botsing van die proto-aarde met 'n ander planeet as die "bakermat" van die maan. Moontlik het die materiaal, wat tydens hierdie botsing vrygesit is, 'n tyd later die maan gevorm. Hierdie "botsing-hipotese" word tans deur die grootste deel van die wetenskaplikes aanvaar. Dit is waarskynlik dat aarde en maan gelyktydig uit dieselfde gas- en stofwolke gevorm is, aangesien 'n aantal elemente soos aluminium, kalsium, silikoon, yster, suurstof, titaan en magnesium op albei voorkom. Die verhoudings wyk egter sterk van mekaar af, en daar is opvallend weinig koolstof en yster op die maan. Die lae digtheid van die maan - slegs sestig persent dié van die aarde - word aan hierdie afwykende samestelling toegeskryf. Gesteentes, wat deur ruimtevaarders aarde toe gebring is, is volgens radioaktiewe vervalmetodes ondersoek en die ouderdomme sodoende bepaal. Die jongste gesteente is basaltiese rots uit die maria, wat sowat 3,1 miljard jare gelede ontstaan het, terwyl die oudste monsters uit die hooglandgebiede sowat 4,6 miljard jare oud is - dit is omtrent so oud soos ons aarde.

Verkenning

aardbewing Die oudste bekende afbeelding van die maan is 'n kaart wat sowat 5 000 jare gelede in Ierland ontstaan. 'n Ander geskiedkundig belangrike weergawe van die maan en ander hemelse voorwerpe is die sogenaamde hemelskyf van Nebra (Duitsland), 'n metaalplaat uit die bronstyd, wat in 1999 gevind is. Ook die steenmonument van Stonehenge in Engeland dien vermoedelik as 'n soort sterrewag, waarmee onder meer die wentelbaan van die maan bepaal kan word. Aanvanklik is mense oortuig dat die maan se oppervlakte plat moet wees, aangesien met die blote oog slegs kleurverskille gesien kan word. In 1609 bekyk die Italiaanse astronoom Galileo Galilei met 'n selfgemaakte "optiese glas", 'n soort teleskoop, vanuit sy tuin in Padua die maan. Danksy die vergroting van sy glas neem hy as eerste mens bergagtige strukture en kraters op die oppervlakte van die maan waar. Hy begin die maan weke lank studeer en teken sketse van die maan se fases, wat grootliks ooreenkom met fotografieë van die twintigste eeu. Padua 'n Halfeeu later, in die jaar 1665, doen Isaac Newton as 'n student van 23 jaar navorsing oor die maan en sy wentelbaan. Newton vra homself af waarom die maan nie sommer net van die aarde wegbeweeg nie en ontrafel oor die volgende twee dekades die raaiselagtige fenomeen wat hy uiteindelik met sy wette as swaartekrag beskryf. Slegs twee jaar na die begin van die ruimtevaarte, lanseer die Sowjetunie die eerste onbemande ruimtekapsule om meer gegewens oor die maan en die moontlikheid van 'n landing op die satelliet te kry. Lunik-1 bereik 'n baan teen 'n afstand van sowat 5 000 km en ondersoek veral die baanmeganiese voorwaardes van 'n dergelike missie. 'n Nuwe era van navorsing oor die maan en sy oppervlakte begin op 14 September 1959 met die Sowjetse tuig Lunik-2, wat soos beplan naby die krater Autolycus in die gebied van die Mare Imbrium neerstort. Net drie weke later neem die kapsule Lunik-3 die eerste foto's van die maan se agterkant oor 'n afstand van sowat 60 000 km. Die Sowjetse wetenskaplikes maak gebruik van die maan se swaartekrag om Lunik-3 in sy baan te hou. Nadat etlike honderde foto's geneem is, verander hulle opnuut die posisie van die kapsule, sodat die beeldmateriaal na die aarde gesein kan word. swaartekrag Net soos die Sowjetse wetenskaplikes begin ook die Amerikaners in 1961 met 'n navorsingsprogram oor die maan. Die tuig Ranger-7 neem in 1964 17 minute lank sowat 4 300 foto's, wat voorwerpe met 'n deursnee van 90 sentimeter nog duidelik sigbaar afbeeld. Die kapsules, wat later volg, lewer aanvullende beeldmateriaal. Die kartografiese verkenningswerk deur sowel die Sowjetse en Amerikaanse kapsules, asook die Luna-Orbiter-reeks van satelliete, wat deur die VSA gelanseer word, is 'n voorvereiste vir die noukeurige navorsing oor die maan en sy struktuur. Die Nasionale Program van Ruimtevaart, wat die Amerikaanse president John F. Kennedy in die jaar 1961 afkondig, het ten doel om Amerikaanse ruimtemanne op die maan te bring. Tien jaar later, op 20 Julie 1969, is die Amerikaanse ruimtevaarders van Apollo 11 die eerste mense wat op die maan land. Hoewel dit opspraakwekkend is, baseer die bemande landing op die maan in 'n sekere mate eerder op propagandistiese as wetenskaplike oorwegings. Nadat die Amerikaners hulle doeleinde bereik het om eerste op die maan te wees, word die Apollo-program weens 'n tekort aan fondse duidelik afgeskaal. Die Sowjetunie gaan egter voort met die outomatiese verkenning van die maan. Die verkenningstuie van die Luna-reeks begin om maangesteente in te samel en terug na die aarde te bring. Luna-17 land op 17 November 1970 in die See van die Reën (Mare Imbrium), 'n donker oppervlakte naby die maan se noordpool, en begin sy verkennigswerk met die wêreld se eerste maankarretjie Lunochod-1. Lunochod-1 beskik oor twee televisiekamera's om panoramabeelde te neem, 'n teleskoop, wat die bronne van x-strale uit die heelal kan ondersoek, en 'n reflektor vir laserstrale, wat gesamentlik deur Sowjetse en Franse wetenskaplikes ontwikkel is. Lunochod-1 blyk baie suksesvol te wees en werk langer as beplan is. Dit sein sowat 200 000 televisiebeelde na die aarde, doen navorsingswerk oor die hemelse bronne van straling en verken 'n groot gedeelte van die maan se oppervlakte. Die tweede half-outamatiese verkenningsvoertuig Lunochod-2 land in Januarie 1973 op die maan. ja:月 ms:Bulan simple:Moon

Natuurlike satelliet

Die woord maan word gebruik om natuurlike satelliete van planete en ander hemelliggame te beskryf. Daar is tenminste 140 mane in die aarde se sonnestelsel en waarskeinlik verskeie ander in ander sonnestelsels. Die groot gasreuse, Jupiter en Saturnus het 'n uitgebreide stelsel van mane. Die aarde het een groot maan ("Die maan") en Mars het twee kleiner mane. Pluto het 'n groot maan Charon, maar Pluto en Charon kan ook beskou word as 'n dubbelplaneet.

Kilometer

'n Kilometer (simbool: km) is 'n eenheid van lengte gelyk aan 1000 meter, en is afkomstig van die Griekse woorde khilia, wat duisend beteken, en metro, wat telling of mate beteken. Dit is ongeveer gelyk aan 0.621 myle, 1094 jaart of 3281 voet. Unicode het simbole vir "km" (㎞), vierkante kilometer (㎢) en kubieke kilometer (㎦); hulle is net nuttig in CJK tekste waar hulle gelyk in grootte is aan een Chinese karakter. hectometer << kilometer << megameter

Sien ook

- 1 E3 m
- SI
- SI voorvoegsel
- ligjaar
- parsec Category:SI-afgeleide lengte-eenhede ja:キロメートル minnan:Kong-lí simple:Kilometre th:กิโลเมตร

Natuurlike satelliet

Vierkante kilometer

Vierkante kilometer (simbool km²) is 'n SI eenheid vir oppervlak. Dit is 'n afgeleide SI eenheid, en is gelyk aan:
- die oppervlak van 'n vierkant met sye wat elk een kilometer lank is
- 1 000 000 m²
- 100 hektaar
- 0,386 102 vierkante myl (landmyl)
- 247,105381 akker

Bronnelys

- Square kilometre by die Engelse Wikipedia als:Quadratkilometer ja:平方キロメートル th:ตารางกิโลเมตร

Massa

Massa is 'n eienskap van fisiese voorwerpe wat rofweg gesproke 'n maatstaf is van die hoeveelheid materie wat hulle bevat. Dit is 'n sentrale begrip van klassieke meganika en verwante vakke. Streng gesproke is daar twee verskillende hoeveelhede wat massa genoem word:
- Traagheidsmassa van 'n voorwerp: die weerstand van 'n voorwerp om sy bewegingstoestand te verander wanneer 'n krag daarop uitgeoefen word. 'n Voorwerp met 'n klein traagheidsmassa verander meer geredelik sy beweging en 'n voorwerp met 'n groot traagheidsmassa doen dit minder geredelik.
- Passiewe swaartekragmassa is 'n maatstaf van die sterkte van 'n voorwerp se interaksie met die swaartekragveld. Binne dieselfde gravitasieveld word 'n kleiner krag op 'n voorwerp met 'n kleiner passiewe swaartekragmassa uitgeoefen as een met 'n groter passiewe swaartekragmassa. (Die krag word die gewig van 'n voorwerp genoem. Informeel word gewig dikwels as sinoniem vir massa gebruik omdat die sterkte van die swaartekragveld rofweg eweredig is oor die oppervlak van die Aarde. In fisika is daar egter 'n duidelike onderskeid tussen die terme: 'n voorwerp sal 'n groter gewig hê as dit 'n 'n sterker swaartekragveld geplaas word, maar sy passiewe swaartekragmassa bly onveranderd.)
- Aktiewe swaartekragmassa is 'n maatstaf van die sterkte van die swaartekragveld van 'n spesifieke voorwerp. Die swaartekragveld wat 'n mens byvoorbeeld op die Maan ervaar is swakker as dié op die Aarde omdat die maan 'n kleiner aktiewe swaartekragmassa het. Alhoewel traagheidsmassa, passiewe swaartekragmassa en aktiewe swaartekragmassa onderskeibare begrippe is, is geen eksperiment ooit uitgevoer om onomwonde bewys te lewer dat hulle verskillende begrippe is nie. Een van die gevolge van die gelykheid van traagheidsmassa en passiewe massa is die feit, soos deur Galileo Galilei bewys is, dat voorwerpe met verskillende massas teen dieselfde tempo val wanneer ander faktore soos lugweerstand nalaatbaar is. Die algemene relatiwiteitsteorie, die mees akkurate teorie oor swaartekrag tans bekend aan fisici, berus op die aanname dat traagheidsmassa en passiewe swaartekragmassa geheel en al dieselfde is. Dit staan bekend as die swak gelykwaardigheidsbeginsel bekend. Standaard algemene relatiwiteit aanvaar ook die gelykheid van traagheidsmassa en aktiewe swaartekragmassa. Hierdie gelykheid word ook somtyds die sterk gelykwaardigheidsbeginsel genoem. Indien 'n mens traagheidsmassa m_i, passiewe swaartekragmassa m_p en aktiewe swaartekragmassa m_a as afsonderlike begrippe sou hanteer dan neem Newton se universele swaartekragwet die volgende vorm aanneem: :

m_ia=\frac.

Massa eenhede

In die SI stelsel van eenhede, word massa in kilogram (kg) gemeet. Baie ander massa eenhede word ook gebruik, soos: gram (g), metrieke ton, pond, ons, quintal, atoom massa eenheid, Planck massa, sonmassa en eV/c². Laasgenoemde eenheid is gebaseer op die elektronvolt (eV), wat normaalweg gebruik word as 'n eenheid van energie. Omdat daar egter 'n relatiwistiese verband tussen rusmassa en energie bestaan, E = mc² (sien hieronder), is dit moontlik om enige eenheid van energie te gebruik as 'n massa eenheid. In partikel fisika waar massa en energie dikwels uitgeruil word, is dit algemeen om nie net eV/c² te gebruik nie maar selfs eenvoudig eV as 'n massa eenheid te gebruik (rofweg gelykstaande aan 1.783 × 10^-36 kg). Omdat die swaartekragversnelling op die oppervlak van die Aarde ongeveer konstant bly, word 'n eenheid soos pond dikwels gebruik om massa asook krag (bv. Gewig) te meet al word die pond amptelik as 'n eenheid van massa gedefinieer.

Traagheidsmassa

Om te verstaan wat die traagheidsmassa van 'n voorwerp is, begin 'n mens met klassieke meganika en Newton se bewegingswet. Later sal ons sien hoe ons klassieke definisie van massa verander moet word om die spesiale relatiwiteitsteorie in ag te neem, wat meer akkuraat is as klassieke meganika. Die implikasies van spesiale relatiwiteit sal egter nie die betekenis van massa op 'n betekenisvolle manier verander nie. Volgens Newton se tweede wet, sê ons dat 'n liggaam 'n massa m het as dit op enige tydstip die bewegingsvergelyking gehoorsaam :

F = \frac (mv)

waar F die krag is wat op 'n liggaam uitgeoefen word is en v sy snelheid is. Ons sal voorlopig dan die vraag rondom wat 'n krag wat op 'n liggaam uitgeoefen word eintlik beteken. Veronderstel nou dat die massa van die liggaam onder oorweging 'n konstante is. Hierdie aanname wat bekend staan as die behoud van massa, berus op die idees dat (i) massa 'n maatstaf is van die hoeveelheid materie wat in 'n liggaam opgesluit is en (ii) dat materie nooit geskep of vernietig kan word nie maar slegs geskei of weer saamgevoeg kan word. Hierdie is redelike aannames vir alledaagse voorwerpe al word die situasie meer ingewikkeld wanneer ons spesiale relatiwiteit in ag neem, soos ons later sal sien. 'n Ander punt om van kennis te neem is dat selfs in klassieke meganika dit somtyds nuttig is om die massa van 'n voorwerp as 'n veranderlike oor tyd te beskou. Die massa van 'n vuurpyl verminder byvoorbeeld soos die vuurpyl afgevuur word. Hierdie is egter 'n benadering deurdat die stukkies materie wat die stelsel verlaat geïgnoreer word. Hierdie benadering word gebruik om berekeninge te vergemaklik. In die geval van die vuurpyl stem hierdie stukkies ooreen met die hoeveelheid uitgewerpte aandryfmiddel; as ons die totale massa van die vuurpyl en aandryfmiddel sou meet, sou ons vind dat die massa behoue gebly het. Wanneer die massa van 'n liggaam konstant bly, word Newton se tweede wet :

F = m \frac = m a

waar a die versnelling van die liggaam verteenwoordig. Hierdie vergelyking illustreer hoe die massa van 'n voorwerp verband hou met die traagheid van 'n liggaam. Beskou twee voorwerpe met verskillende massas. As ons 'n gelyke krag op elkeen uitoefen, sal die voorwerp met die groter massa 'n kleiner versnelling ondergaan en die voorwerp met die kleiner massa sal 'n groter versnelling ondergaan. Ons kan dus sê dat die groter massa 'n groter weerstand uitoefen om sy toestand van beweging te verander in reaksie tot die krag. Hierdie gedagte van die aanwending van identiese kragte op verskillende voorwerpe bring ons terug by die feit dat ons nog nie 'n krag gedefinieer het nie. Ons kan dit slegs met moeite omseil met behulp van Newton se derde wet, wat bepaal dat as een voorwerp 'n krag op 'n tweede voorwerp uitoefen, dit 'n gelyke en teenoorgestelde krag sal ervaar. Om presies te wees, veronderstel dat ons twee voorwerpe A en B het met konstante traagheidsmassas m_A en m_B. Ons isoleer die twee voorwerpe van alle ander fisiese invloede, sodat die enigste kragte teenwoordig die kragte is wat op A deur B uitgeoefen word, wat ons kan voorstel as F_AB en die krag wat op B deur A uitgeoefen word stel ons voor as F_BA. Soos ons gesien het bepaal Newton se wet : $F_ = m_A a_A \,$ and $F_ = m_B a_B \,$ waar a_A en a_B die versnellings van A en B respektiewelik is. Veronderstel dat hierdie versnellings nie nul is nie, sodat die kragte tussen die voorwerpe ook nie nul is nie. Dit vind plaas byvoorbeeld wanneer twee voorwerpe in die proses van 'n botsing met mekaar verkeer. Newton se derde wet bepaal dan dat : $F_ = - F_ \,$ Deur bogenoemde in die vorige vergelykings te vervang kry ons : $m_A = - \frac \, m_B$ Neem kennis dat ons vereiste dat a_A nie nul is nie verseker dat die verhouding goed gedefinieer is. Dit is in beginsel dus hoe ons die traagheidsmassa van 'n voorwerp sal meet. Ons kies 'n verwysingsvoorwerp en definieer sy massa m_B as (sê) 1 kilogram. Dan kan ons die massa van enige ander voorwerp in die heelal meet deur dit met die verwysingsvoorwerp te laat bots en die versnellings te meet.
Swaartekragmassa
Die beginsel van swaartekragmassa berus op Newton se swaartekragwet. Kom ons veronderstel dat ons twee voorwerpe A en B het wat 'n afstand |r_AB| van mekaar af is. Die wet van swaartekrag bepaal dat as A en B swaartekragmassas M_A en M_B respektiewelik het, dat elke voorwerp 'n swaartekrag op mekaar uitoefen met grootte : $|F| =$ waar G die universele swaartekragkonstante is. Die bogenoemde stelling kan geherformuleer word op die volgende manier: as g die versnelling van 'n verwysingsmassa by 'n gegewe ligging in 'n swaartekragveld is, dan is die swaartekrag op 'n voorwerp met swaartekragmassa M : $F = Mg \,$ Dit is die basis waarop massas bepaal word deur hulle te weeg. Op 'n eenvoudige badkamerskaal is die krag F byvoorbeeld gelyk aan die verplasing van die veer onder die weegpan (sien Hooke se wet) en die skale word gekalibreer om g in ag te neem wat 'n mens toelaat om die massa M te lees.
Gelykheid van traagheids- en swaartekragmassas
Die gelykheid van traagheids- en swaartekragmassas word somtyds na verwys as die Galilese gelykwaardigheidsbeginsel of swak gelykwaardigheidsbeginsel. Die belangrikste gevolg van hierdie gelykwaardigheidsbeginsel het betrekking op vry vallende voorwerpe. Veronderstel dat ons 'n voorwerp het met traagheids- en swaartekragmassas van m en M respektiewelik. As die enigste krag wat op die voorwerp uitgeoefen word vanaf die swaartekragveld g kom, dan vind ons dat deur Newton se tweede wet en die swaartekragwet te kombineer ons die volgende versnelling kry : $a = \frac g$ Dit impliseer dat die verhouding van die swaartekragmassa tot traagheidsmassa van enige voorwerp gelyk is aan 'n konstant, sê K is,slegs en slegs as alle voorwerpe teen dieselfde tempo val in 'n gegewe swaartekragveld. Hierdie verskynsel word na verwys as universele vryval. (As ons die eenhede korrek kies, kan die konstante K as gelyk aan 1 gedefinieer word.) Die eerste eksperimente om universele vryval te demonstreer is deur Galileo uitgevoer. Dit word algemeen beweer dat Galileo sy resultate verkry het deur voorwerpe vanuit die Leunende Toring van Pisa te laat val, maar dit is waarskynlik nie waar nie; hy het in werklikheid sy eksperimente uitgevoer deur balle teen 'n skuinsvlakke te laat afrol. Toenemende presisie eksperimente is uitgevoer, soos die wat deur Roland Eötvös uitgevoer is deur van die wringskaal slinger gebruik te maak in 1889. Tot op hede is geen afwyking van die universele aard gevind nie. Meer presiese eksperimentele pogings word steeds uitgevoer. Daar moet kennis geneem word dat die universele vryval beginsel slegs van toepassing is op stelsels waar swaartekrag die enigste krag is wat uitgeoefen word. Alle ander kragte, veral wrywing en lugweerstand moet afwesig wees of ten minste nalaatbaar wees. As 'n hamer en 'n veer byvoorbeeld vanaf dieselfde hoogte laat val word, weet ons almal dat die veer baie langer gaan neem om die grond te bereik. Dit gebeur omdat die veer nie werklik vryval nie: die krag van die lugweerstand is omtrent net so groot soos die swaartekrag. Aan die ander kant as die eksperiment in 'n vakuum uitgevoer word waar daar geen lugweerstand is nie, sal die hamer en veer teen dieselfde tempo val en die grond op dieselfde tyd bereik. Hierdie demonstrasie is in 1971 uitgevoer met die Apollo 15 maanwandeling deur Kommandeur David Scott. 'n Sterker weergawe van die gelykwaardigheidsbeginsel, wat bekend staan as die Einstein gelykwaardigheidsbeginsel of die sterk gelykwaardigheidsbeginsel, lê aan die kern van die algemene relatiwiteitsteorie. Einstein se gelykwaardigheidsbeginsel beweer dat dit onmoontlik is om tussen reëlmatige versnelling en 'n reëlmatige swaartekragveld te onderskei. Die teorie postuleer dus dat traagheids- en swaartekragmassas fundamenteel dieselfde ding is. Al die voorspellings van algemene relatiwiteit, soos die buiging van ruimtetyd, is uiteindelik vanuit hierdie beginsel afgelei.
Relatiwistiese verhouding tussen massa, energie en momentum
Die klassieke beginsel van massa wat in die voorafgaande afdelings ontwikkel is moet verander word as ons spesiale relatiwiteit in ag wil neem. Dit is bekend dat spesiale relatiwiteit 'n meer akkurate beskrywing van die natuur as klassieke meganika lewer. Dit slaag spesifiek waar klassieke meganika sleg misluk om voorwerpe te beskryf wat na aan die spoed van lig beweeg. In relatiwistiese meganika word die verhouding van die massa (m) van 'n vrye partiekel en sy energie (E) en momentum (p) gedefinieer deur die vergelyking : $\frac = m^2 c^2 + p^2$ . Waar c die spoed van lig is. Daar word soms na hierdie vergelyking as die massa-energie-momentum vergelyking verwys. Die eerste ding wat 'n mens opmerk oor die vergelyking is dat dit geldig is vir voorwerpe met geen massa (m=0) nie, in welke geval dit vereenvoudig na die vorm : $E = pc \,$ In klassieke meganika is massalose voorwerpe 'n swak gedefinieerde beginsel aangesien die uitoefening van 'n krag op so 'n voorwerp volgens Newton se tweede wet, 'n oneindig groot versnelling sal meebring – wat 'n nikseggende resultaat is. In relatiwistiese meganika is hulle voorwerpe wat altyd teen die spoed van lig beweeg; 'n voorbeeld waarvan lig self een is in die vorm van fotone. Bostaande vergelyking stel dat energie wat deur 'n massalose voorwerp gedra word direk eweredig is aan sy momentum. Kom ons beskou nou voorwerpe met massas groter as nul. Vir hierdie het die hoeveelheid m 'n eenvoudige fisiese betekenis: dit is die traagheidsmassa van die voorwerp soos gemeet in sy rustoestand, die verwysingsraamwerk waarin sy snelheid nul is. (Nota: massalose voorwerpe het nie 'n rustoestand nie; hulle beweeg teen die spoed van lig in enige verwysingsraamwerk.) Die wyse waarop ons m sou meet is presies dieselfde as in klassieke meganika, wat hierbo beskryf is naamlik om dit te laat bots met 'n verwysingsvoorwerp en sy versnelling te meet. Solank as wat die snelheid van elke voorwerp kleiner bly as die spoed van lig tydens die prosedure sal relatiwistiese regstellings tot klassieke meganika uiters klein wees. In die rustoestand is die snelheid nul en dus is die momentum p ook nul. Die massa-energie-momentum vergelyking vereenvoudig dus na : $E = mc^2 \,$ wat bepaal dat die energie van 'n voorwerp soos gemeet in sy rustoestand of sy rusenergie – gelyk is aan sy massa maal die kwadraat van die spoed van lig. Baie boeke maak dan die gevolgtrekking dat massa en energie gelykwaardig is, maar dit is uiters misleidend. Die massa van 'n voorwerp, soos ons dit gedefinieer het, is 'n intrinsieke grootheid van die voorwerp en onafhanklik van ons huidige verwysingsraamwerk. Die energie E aan die ander kant, varieer afhangende van die verwysingsraamwerk; as die raamwerk beweeg teen 'n hoë snelheid relatief tot die voorwerp sal E baie groot wees, eenvoudig omdat die voorwerp se kinetiese energie in daardie raamwerk hoog is. Dus is E=mc² nie 'n goeie relatiwistiese stelling nie; dit is slegs waar in die rustoestand in die raamwerk van die voorwerp. 'n Ander komplikasie is dat vroeë skrywes oor relatiwiteit 'n verskillende definisie van massa gebruik het, naamlik relatiwistiese massa, wat basies die grootheid E/c² is. Met hierdie definisie, is die gelykwaardigheid van massa en energie waar volgens die definisie en is nie een van die groothede onafhanklik van die verwysingsraamwerk nie! Deesdae word die gebruik van die begrip, relatiwistiese massa, deur fisici ontmoedig. Die redes daarvoor word in die artikel relatiwistiese massa verduidelik. Volgens die moderne gebruik waar ons na die massa van 'n voorwerp verwys in hierdie artikel, bedoel ons altyd die rusmassa. Noudat ons die massa van 'n voorwerp gedefinieer het, kom ons kyk na hoe dit hom gedra wanneer dit nie in rus verkeer nie. Ons kan die massa-energie-momentum vergelyking op die volgende manier rangskik: : $E = mc^2 \sqrt$ Wanneer die momentum p baie kleiner is as mc, kan ons 'n Taylor uitbreiding van die vierkantswortel doen, met die volgende resultaat : $E = mc^2 + + \cdots$ Die leidende term wat die grootste is, is natuurlik die rusenergie. Die voorwerp het altyd hierdie minimum hoeveelheid energie, ongeag van wat sy momentum is. Die tweede term is die klassieke uitdrukking van die kinetiese energie van die partiekel en die hoër orde terme is basies die relatiwistiese regstellings vir die kinetiese energie. Onder normale omstandighede is die rusenergie van 'n voorwerp nie toeganklik nie, in die sin dat ons dit nie kan gebruik om meganiese werk te verrig nie. Wanneer die voorwerp iets tref, kan dit werk doen deur sy momentum en dus sy kinetiese energie oor te dra. Die rusenergie is egter slegs afhangklik van die massa van die voorwerp, wat nie tydens botsings verander nie, dus kan dit nie saam met die kinetiese energie oorgedra word nie. Aan die ander kant is dit moontlik om die rusenergie te tap deur prosesse te gebruik wat die partiekels kloof of te herkombineer. Die rede daarvoor is dat massa, soos ons dit gedefinieer het, nie behoue bly tydens sodanige prosesse nie. Die eenvoudigste voorbeeld is die proses van elektron-positron vernietiging, waardeur 'n elektron en 'n positron beide 'n nie-nul massa besit, maar die fotone is massaloos. Ander voorbeelde sluit in kernfusie en kernfissie. Metabolisme, verbranding en ander eksotermiese chemiese prosesse skakel ook massa na energie om, die massa verandering is egter nalaatbaar min. Energie, anders as massa, bly altyd behoue in spesiale relatiwiteit, dus is alles wat tydens hierdie reaksies gebeur, rofweg gesproke, die gevolg van die rusenergie van die reagense wat omgeskakel word na kinetiese energie van die produkte van die reaksie. Die feit dat die rusenergie op hierdie manier vrygestel kan word is een van die belangrikste voorspellings van spesiale relatiwiteit.
Verwysings

- R.V. Eötvös et al, Ann. Phys. (Leipzig) 68 11 (1922)
Sien ook

- Digtheid
- Higgs boson
- Ordegrootte (massa)
- Planck eenhede
- Volume
- Gewig
Eksterne skakels

- [http://math.ucr.edu/home/baez/physics Usenet Physics FAQ]
- [http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html Does mass change with velocity?]
- [http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/light_mass.html Does light have mass?]
- [http://www.teleles.nl/pdf/total_artikel.pdf Mass & energy]
- [http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0111/0111134.pdf Photons, Clocks, Gravity and the Concept of Mass by L.B.Okun]
- [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/apollo_15_feather_drop.html The Apollo 15 Hammer-Feather Drop] Category:Chemie Category:Klassieke meganika
- ja:質量 ko:질량 ms:Jisim nb:Masse simple:Mass th:มวล

Kelvin

Die kelvin (simbool: K) is die SI eenheid van temperatuur en is een van die sewe SI-basiseenhede. Dit word gedefinieer as 'n 1/273.16 fraksie van die termodinamiese temperatuur van die trippelpunt van water. 'n Temperatuur wat in kelvin sonder enige voorbehoud aangedui word, word gemeet ten opsigte van absolute nul waar die molekulêre beweging ophou. Dit is ook algemene praktyk om 'n temperatuur relatief tot 'n verwysingstemperatuur van 273.15 K aan te dui, wat ongeveer ooreenstem met die smeltpunt van water onder normale toestande; hierdie konvensie is die Celsius temperatuurskaal. Die kelvin is vernoem na die Britse fisikus en ingenieur William Thomson, wat later na hy tot die adelstand verhef is, as Lord Kelvin bekend gestaan het.

Tipografiese konvensies

Die woord kelvin as 'n SI eenheid word met 'n kleinletter k geskryf (tensy dit aan die begin van 'n sin voorkom), en word anders as Fahrenheit of Celsius nooit voorafgegaan deur die woorde graad, grade of die simbool ° nie. Die simbool vir kelvin is altyd die hoofletter K en word nooit in skuinsskrif gedruk nie. Daar moet 'n spasie tussen die nommer en die K kom soos met alle SI-eenhede. Unicode sluit die "kelvin" teken onder die kode U+212A in (in jou blaaier vertoon dit so K). Die "kelvin teken" word egter kanoniekaal ontbind na U+004B en daarom word dit as 'n koderingsfout beskou, en is dit beter om U+004B (K) direk te gebruik.

Omskakelingsfaktore

Kelvin en Celsius

Die Celsius temperatuurskaal word nou gedefinieer in terme van die kelvin, met 0 °C wat ooreenstem met 273.15 kelvin.
- kelvin na grade Celsius
- :

\mathrm = \mathrm - 273.15

Temperatuur en energie

Die energie wat deur partikels in 'n termodinamiese stelsel gedra word is eweredig aan die absolute temperatuur, waar die eweredigheidskonstante die Boltzmann konstante is. Dit is gevolglik moontlik om die energie van partikels by 'n sekere temperatuur te bereken of om andersom die temperatuur van partikels met 'n sekere energie te bepaal.
- elektronvolt na kelvin :

\mathrm = \mathrm \times 11,\!605

- kelvin na elektronvolt :

\mathrm = \frac

Sien ook

- ITS-90 Internasionale Temperatuurskaal

Eksterne skakel

- [http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/2-1-1/kelvin.html BIPM brosjure oor die Kelvin] Category:SI basiseenhede Category:Temperatuur-eenhede ja:ケルビン ko:켈빈 simple:Kelvin th:เคลวิน

Helium

Waterstof – Helium
He Ne
	Image:He-TableImage.png Volledige tabel

General

Helium, He, 2

4.002602

Edelgasse

18 (VIIIA), 1, p

Digtheid (0°C, 1 atm)

0.179 g/L

Voorkoms

kleurloos
Voorkoms

Termiese data

Smeltpunt (by 26 atm)

0.95 K (-272.2°C)

Kookpunt

4.22 K (-268.93°C)

Spesifieke warmtekapasiteit

5193 J/(kg
- K)

Termiese geleidingsvermoë

0.152 W/(m
- K)

Verdampingswarmte

0.0845 kJ/mol

Smeltingswarmte

5230 J/mol

Elektroniese data

Elektronkonfigurasie

1s²

Elektrone per skil

Valensie

1^ste ionisasie potensiaal

2372.3 kJ/mol

2^de ionisasie potensiaal

5250.5 kJ/mol

Steriese data

32 pm

140 pm

21.0 ×10^-6 m³/mol

heksagonaal

iso	verspreiding	halfleeftyd	VM	VE M eV	VP
³He	0.000137%	Stabiel met 1 neutron
⁴He	99.999863%	Stabiel met 2 neutrone
⁶He	sinteties	806.7 ms	β^-	3.508	⁶Li

Alle toestandeSTD behalwe waar anders vermeld.

Helium is 'n kleurlose, reuklose, smaaklose chemiese element, een van die edelgasse van die periodieke tabel van elemente. Sy kookpunt en smeltpunt is die laagste van al die elemente; dit bestaan slegs as 'n gas, behalwe by buitengewone toestande. Dit is die element wat die tweede meeste voorkom in die heelal, noemenswaardige hoeveelhede word op aarde slegs in natuurlike gas gevind. Dit word gebruik in kriogeniese toepassings, in diepsee asemhalingstoerusting, vir die opblaas van ballonne en as 'n beskermende gas vir vele ander doeleindes. Helium is nie giftig nie en het geen biologiese newe-effekte nie.

Geskiedenis

Helium is die eerste keer in 1868 waargeneem as 'n helder geel lyn in die spektrum van die chromosfeer van die son, deur die Franse sterrekundige Pierre Janssen gedurende 'n sonsverduistering in Indië. In dieselfde jaar, het die Engelse sterrekundige Norman Lockyer ook 'n voorheen onbekende geel lyn in die spektrum van die son opgemerk en tot die gevolgtrekking gekom dat dit veroorsaak word deur 'n element wat onbekend is op Aarde. Hy en die Engelse chemikus, Edward Frankland het die element na die Griekse woord vir die son vernoem naamlik, helios. In 1895 het die Britse chemikus William Ramsay helium op aarde geïsoleer deur die behandeling van cleveite met mineraalsuur. Hierdie monsters is as helium geïdentifiseer deur Lokyer en die Britse fisikus William Crookes. Die element is in dieselfde jaar onafhanklik deur Sweedse chemici Per Teodor Cleve en Nils Langlet vanuit cleveite geïsoleer. In 1905 het die Amerikaanse chemici Hamilton Cady en David McFarland ontdek dat helium vanuit natuurlike gas geskei kan word. In 1907 het Ernest Rutherford en Thomas Royds gedemonstreer dat 'n alfa partikel 'n helium kern is. Helium is vir die eerste keer deur 'n Hollandse fisikus Heike Kamerlingh Onnes in 1908 vervloei deur die gas te verkoel tot onder een K. Dit was vir die eerste keer gevries in 1926 deur sy student Willem Hendrik Keesom. In 1938 het die Russiese fisikus Pyotr Leonidovich Kapitsa ontdek dat helium-4 byna geen viskositeit het by temperature naby die absolute nulpunt nie, 'n verskynsel wat as superfluïditeit bekend staan. In 1972 is dieselfde verskynsel opgemerk in helium-3 deur die Amerikaanse fisici Douglas D. Osheroff, David M. Lee en Robert C. Richardson.

Toestande

By STD bestaan helium slegs as 'n monatomiese gas. Dit vries slegs onder baie hoë drukke (die variasie in die druk het 'n drastiese invloed op die volume van die vastestof). Onder sy kookpunt van 4.21 kelvin en bo die lambda punt 2.1768 kelvin, bestaan die isotoop helium-4 in 'n normale vloeistof vorm, in 'n toestand wat helium I genoem word. Onder die lambda punt begin dit ongewone eienskappe toon in 'n toestand wat helium II genoem word. Min is beken rondom die eienskappe van die isotoop helium-3.

Helium II

Hoof Artikel: superfluïditeit. Helium II vertoon eienskappe van twee onderkeibare vloestowwe, die een 'n normale viskose vloeistof en die ander 'n supervloeier skynbaar sonder enige interne wrywing. Dit vloei maklik en vinnig deur selfs die kleinste kapillêre openinge en in wat die fontein effek genoem word, styg dit oor die rand van 'n houer in 'n dun film wat skynbaar nie beïnvloed word deur swaartekrag nie. Verder is die termiese geleidigsvermoë groter as dié van enige ander bekende stof. Wanneer die stof aan hitte blootgestel word, word die hitte vinnig deur die stof in golwe gelei, 'n verskynsel wat tweede klank genoem word.

Reaksies

Helium is chemies onreaktief onder alle normale toestande. Met gloeiende elektron vrystelling of elektron bombardement kan helium egter verbindings met wolfram, jodium, fluoor, swael en fosfor vorm.

Isotope

Van die agt bekende isotope van helium is slegs helium-3 en helium-4 stabiel. Die ander is almal radio-aktief, wat vinnig verval na ander chemiese stowwe. Die isotoop helium-4 met die mees algemene voorkoms, word geproduseer vanuit die alfa verval van swaarder radio-aktiewe elemente, met 'n kern wat uit 'n alfa partikel bestaan. Dit is 'n ongewoon stabiele kern as gevolg van die feit dat die nukleone gerangskik is in volledig gevulde orbitale. Daar is slegs geringe hoeveelhede helium-3 op aarde en diè word gevorm deur die beta verval van tritium.

Verspreiding

Helium is die element met die tweede grootste verspreiding in die heelal (na waterstof) en beslaan ongever 'n kwart van die massa van die heelal. Dit is gekonsentreer in die sterre waar dit uit waterstof gevorm word deur kernfusie van die proton-proton kettingreaksie en die CNO siklus. Volgens die Groot Knal model/teorie van die ontwikkeling van die heelal, is die grootste hoeveelheid helium gevorm in die eerste drie minute na die Groot Knal. Die konsentrasie van helium in die Aarde se atmosfeer is slegs 1 deel in 200 000, hoofsaaklik as gevolg van die feit dat helium na die ruimte verloor word as gevolg van sy inerte karakter en lae massa. Helium wat op aarde in noemenswaardige hoeveelhede voorkom is hoofsaaklik die byprodukte van radio-aktiewe verval. Die vervalprodukte word gevind in minerale wat uraan en torium bevat, onder andere cleveite, pikblende, carnotiet, monasiet en beriel. Daar is ook klein hoeveelhede helium teenwoordig in minerale bronne, vulkaniese gas en meteoriet yster. Die grootste konsentrasie op die planeet kom voor in natuurlike gas, en is die grootste bron van kommersieel beskikbare helium. Die hoofbron is die natuurlike gasvelde van die Amerikaanse state Texas, Oklahoma, en Kansas.

Sintese

Helium kan voorberei word deur litium of boor met hoë snelheid protone te bombardeer.

Gebruike

proton Saamgeperste helium verkry uit natuurlike gas is kommersieel beskikbaar. Helium word vir velerlei doeleindes ingespan:
- Omdat dit ligter as lug is kan lugskepe en ballonne gevul word met helium om hulle te maak dryf. Helium vir gebruik in lugskepe is voordelig aangesien dit nie vlambaar is nie en het 92.64% van die dryfvermoë van die alternatiewe gas waterstof.
- Die stem van 'n mens wat helium ingeasem het, kry tydelik 'n hoë toon as gevolg van die spoed van klank in helium wat byna drie keer hoër is in helium as in lug, wat 'n ooreenstemmende toename in die resonante frekwensie van die larinks tot gevolg het. Dit mag dalk heelwat vermaak verskaf maar kan ook dodelik gevaarlik wees met gekonsentreerde helium.
- Trimix is 'n atmosferiese mengsel van helium, suurstof en stikstof en word gebruik in diepsee asemhalingsapparaat om die risiko van stikstof narkose en suurstofvergiftiging teen hoë drukke te verlaag.
- Vanweë sy uitermate lae smeltpunt en kookpunt, word helium as 'n verkoelingsmiddel gebruik in magnetiese resonansie beeldvorming?, kernreaktore, supergeleier magnete asook in ander kriogeniese toepassings.
- Vanweë sy inerte eienskappe word helium as 'n beskermingsgas gebruik vir die kweek van silikon en germanium kristalle, vir titaan en sirkoon produksie, vir boogsweiswerk asook vir gaschromatografie.
- Helium word gebruik om vloeibare vuurpylbrandstof saam te pers.
- Helium word in supersoniese windtonnels gebruik.
- Die versterkingsmedium van die helium-neon laser is 'n mengsel van helium en neon.
Eksterne skakels

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/He/key.html WebElements: Helium]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/He.html EnvironmentalChemistry.com – Helium]
- [http://education.jlab.org/itselemental/ele002.html It's Elemental – Helium]
- [http://hoaxbusters.ciac.org/HBUrbanMyths.shtml#helium Hoax: Helium Causes Death (CIAC Hoaxbusters)] Kategorie:Chemiese elemente ja:ヘリウム ko:헬륨 ms:Helium simple:Helium th:ฮีเลียม

Neon

Neon is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Ne en atoomgetal van 10. Neon is 'n kleurlose, byna inerte edelgas en straal 'n kenmerkende rooi gloed af wanneer dit in vakuum-ontladingsbuise en neonlampe gebruik word en word in spoorhoeveelhede in lug aangetref.

Kenmerkende eienskappe

Neon is die tweede ligste edelgas, gloei rooierig-oranje in 'n vakuum-ontladingsbuis en het 'n verkoelingskapasiteit wat 40 keer hoër is as vloeibare helium en 3 keer hoër as vloeibare waterstof (op 'n per eenheidsvolume basis). Vir die meeste aanwendings is dit 'n minder duur verkoelingsmiddel as helium. Neon se ontlading teen normale spannings en strome is die mees intenste van al die seldsame gasse.

Aanwendings

Die rooi-oranje kleur wat neon uitstraal in 'n neonlamp word algemeen gebruik om reklametekens te maak. Neon word ook gebruik om na hierdie tipe ligte in reklametekens te verwys al word baie ander gasse gebruik om verskillende ligkleure te skep. Ander gebruike:
- hoë spanningsverklikkers
- weerligafweerders
- golfmeterbuise
- televisiebuise
- Neon en helium word ook gebruik om 'n tipe gaslaser te maak. Vloeibare neon word ook kommersiëel gebruik as 'n ekonomiese kriogeniese verkoelingsmiddel.

Geskiedenis

Neon (Grieks neos wat nuut beteken) is ontdek deur William Ramsay en Morris Travers in 1898.

Verspreiding

Neon word gewoonlik aangetref in die vorm van 'n gas met molekules wat bestaan uit 'n enkele neon-atoom. Neon is 'n seldsame gas wat in die Aarde se atmosfeer aangetref word in 'n konsentrasie van 1 deel ver elke 65 000 dele en word geproduseer deur die superverkoeling van lug en fraksionele distillasie om dit van die res van die vloeistof te skei.

Verbindings

Selfs al is neon vir alle praktiese doeleindes 'n inerte element, kan dit wel eksotiese verbindings met fluoor in die laboratorium vorm. Dit is nie verseker bekend of hierdie of enige ander verbinding van neon natuurlik bestaan nie maar daar is tog bewyse dat dit dalk so mag wees. Die ione, Ne⁺, (NeAr)⁺, (NeH)⁺ en (HeNe⁺), is al ook waargeneem tydens optiese en massa spektrometrie-navorsing. Neon vorm ook verder 'n onstabiele hidraat.

Isotope

Neon het drie stabiele isotope: Ne-20 (90.48%), Ne-21 (0.27%) en Ne-22 (9.25%). Ne-21 en Ne-22 is nukleogenies en die variasies in hul verspreiding word goed verstaan. In kontras daarmee is Ne-20 nie bekend as 'n nukleogeen nie en is daar 'n omstrede debat oor die variasie in sy verspreiding op Aarde. Die vernaamste kernreaksies wat neon-isotope vrystel is neutron emissie, alfaverval-reaksies van Mg-24 en Mg-25 wat Ne-21 en Ne-22 respektiewelik produseer. Die alfa partikels word verkry van uraan-reeks vervalkettings, terwyl die neutrone meestal geproduseer word deur sekondêre van die alfa partikels. Die netto resultaat is 'n neiging tot laer Ne-20/Ne-22 verhoudings en hoër Ne-21/Ne-22 verhoudings wat waargeneem word in uraanryke rotse soos graniet. Isotoop analise van blootgestelde aardsgesteentes het die kosmogeniese produksie van Ne-21 bevestig. Hierdie isotoop ontstaan weens splinterreaksies op Mg, Na, Si en Al. Deur die drie isotope te analiseer kan die kosmogeniese komponent ontderskei word van die magmatiese- en nukleogeniese neon. Dit dui daarop dat neon 'n nuttige hulpmiddel sal wees in die bepalingvan kosmiese blootstellingsouderdomme van oppervlakrotse en meteoriete. Soortgelyk aan Xenon, kan waargeneem word dat die neon-inhoud in monsters van vulkaniese gasse ryk is in Ne-20, sowel as nukleogeniese Ne-21, relatief tot die Ne-22 inhoud. Die verspreiding van neon-isotope wat teenwoordig is in hierdie monsters dui op 'n nie-atmosferiese bron van neon. Die Ne-20 verrykte komponente word toegeskryf aan eksotiese, seldsame oergas komponente in die aarde, wat moontlik sy oorsprong van die son af het. Verhoogde Ne-20 verspreidings is al ook in diamante gevind wat verdere aanduidings is dat daar 'n reservoir op aarde bestaan van neon wat sy oorsprong in die son het.

Sien ook

- Neon tetra

Verwysings

- [http://periodic.lanl.gov/elements/10.html Los Alamos National Laboratory – Neon]

Eksterne skakels

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ne/index.html WebElements.com – Neon]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ne.html EnvironmentalChemistry.com – Neon]
- [http://education.jlab.org/itselemental/ele010.html It's Elemental – Neon] Category:Chemiese elemente ja:ネオン ko:네온 ms:Neon th:นีออน

Argon

Argon is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Ar en atoomgetal 18. Argon is die derde edelgas in groep 18 en maak ongeveer 1% van die Aarde se atmosfeer uit.

Kenmerkende eienskappe

Argon is 2,5 keer meer oplosbaar in water as stikstof wat dit ongeveer net so oplosbaar maak soos suurstof. Hierdie hoogs stabiele chemiese element is kleurloos en reukloos in beide vloeibare en gasvorm. Daar is geen egte chemiese verbinding wat argon bevat nie - een van die redes waarom dit voorheen 'n inerte gas genoem is. Die sintese van argon hidrofluoried (HArF), 'n hoogs onstabiele verbinding van argon met fluoor is deur navorsers by die Universiteit van Helsinki in 2000 gerapporteer, maar die bestaan daarvan is nog nie onafhanklik bevestig nie. Alhoewel geen chemiese verbindings van argon bestaan nie, kan argon klatrate met water vorm wanneer atome daarvan in 'n netwerk van watermolekules vasgevang word. Teoretiese berekeninge op rekenaar het gewys dat verskeie stabiele argonverbindings teoreties behoort te kan bestaan maar daar is egter nog geen manier om dit te sintetiseer nie.

Aanwendings

Argon word in beligting gebruik aangesien dit selfs by hoë temperature nie reageer met die filament in 'n gloeilamp nie. Dit word ook gebruik waar diatomiese stikstof nie geskik is as (semi-)inerte gas nie. Ander gebruike sluit in:
- Word gebruik as gasskerm vir baie sweistegnieke, insluitend MIG asook TIG (Engelse afkorting behou om verwarring te voorkom)
- vir gebruik as nie-reaktiewe kombers in die vervaardiging van titaan en ander reaktiewe elemente.
- vir 'n beskermende atmosfeer waarin silikon- en germanium kristalle gegroei kan word.
- Argon-39 is al gebruik vir geologiese studies, hoofsaaklik vir studie van yskerne. Dit is ook al gebruik vir grondwaterdatering.
- Krio-snykundige (Kriogeniese snykunde) prosedures soos kriogeniese verwydering gebruik vervloeide argon om kankerselle te vernietig.
- Argon word ook gebruik in tegniese SCUBA duik om 'n droë pak op te blaas, vanweë sy onreaktiewe hitte-isolasie effek.

Geskiedenis

Henry Cavendish het in 1785 vermoed dat Argon (Grieks argos wat "onaktief" beteken) in lug teenwoordig was maar dit is eers in 1894 deur Lord Rayleigh en Sir William Ramsay ontdek.

Verspreiding

Die gas kan vanuit lug herwin word deur fraksionering van vloeibare lug aangesien die atmosfeer ongeveer 0,934% op 'n volumebasis bevat (1,29% op 'n massabasis). Die atmosfeer van Mars bevat daarteenoor ongeveer 1,6% Ar-40 en 5 dpm Ar-36. In 2005 het die Huygens ruimteverkenningstuig ook die teenwoordigheid van Ar-40 op Titan, die grootste maan van Saturnus, ontdek. [http://www.esa.int/esaCP/SEMHB881Y3E_index_0.html].

Verbindings

Voor 1962, is argon en die ander edelgasse algemeen as chemies inert beskou wat nie in staat is om verbindings met ander stowwe te vorm nie. Wetenskaplikes het sedertien egter verbindings van die swaarder edelgasse voorberei. In 2000 is die eerste argon verbinding deur navorsers by die Universiteit van Helsinki voorberei. Deur 'n ultraviolet lig op bevrore argon wat 'n klein hoeveelheid waterstof-fluoried bevat het, was hulle in staat om argonwaterstof-fluoried (HarF) te sintetiseer. Die eksperimentele resultate is skynbaar nog nie onafhanklik bevestig nie.

Isotope

Die hoof-isotope van argon wat op Aarde gevind word is Ar-40, Ar-36 en Ar-38. K-40 wat natuurlik voorkom en 'n halfleeftyd van 1,250 x 10⁹ jaar het, verval deur elektronvangs en positronemissie na stabiele Ar-40 (11,2%), asook na stabiele Ca-40 (88,8%) deur betaverval. Hierdie eienskappe en verhoudings word gebruik om die ouderdom van rotse te bepaal. In die Aarde se atmosfeer word Ar-39 gemaak deur die inwerking van kosmiese straling op Ar-40. Ondergronds word dit ook geskep deur die neutronvangs deur K-39 of alfa-emissie deur kalsium. Argon-37 word geskep deur die verval van kalsium-40 as gevolg van ondergrondse kernontploffings. Dit het 'n halfleeftyd van 35 dae.

Verwysings

- [http://periodic.lanl.gov/elements/18.html Los Alamos National Laboratory – Argon]

Eksterne skakels

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ar/index.html WebElements.com – Argon]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ar.html EnvironmentalChemistry.com – Argon]
- Diving applications: [http://www.decompression.org/maiken/Why_Argon.htm Why Argon?]
- [http://www.uigi.com/argon.html Argon Ar Properties, Uses, Applications] Category:Chemiese elemente Category:Edelgasse ja:アルゴン ko:아르곤 ms:Argon simple:Argon th:อาร์กอน

Suurstof

Suurstof is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool O en atoomgetal van 8. Die element kom algemeen voor op Aarde asook regdeur die heelal. Molekulêre suurstof (O₂, dikwels na verwys as "vry suurstof") op Aarde is termodinamies onstabiel. Aanvanklik het dit gevorm vanweë die werking van fotosintetiese anaerobe (archaea en bakterieë). Die voorkoms daarvan in latere tydperke tot en met die huidige tyd word hoofsaaklik gedryf deur die plante op aarde wat suurstof vrystel tydens fotosintese.

Kenmerkende eienskappe

Teen standaard temperatuur en druk, kom suurstof as 'n gas voor wat uit 'n diatomiese molekule bestaan met die chemiese vergelyking O₂. Suurstof is 'n belangrike bestandeel van lug wat deur plante tydens fotosintese vrygestel word en is noodsaaklik vir aerobiese respirasie in diere. Die woord suurstof het sy ontstaan te danke aan die vroeëre geloof, rondom die tyd dat dit in die 18de eeu ontdek is, dat alle sure suurstof bevat het. Dit is nou bekend dat sure nie noodwendig suurstof hoef te bevat nie. Vloeibare O₂ en O₂ in vastestofvorm het 'n ligte blou kleur en is beide hoogs paramagneties. Vloeibare O₂ word gewoonlik verkry deur die fraksionele distillasie van vloeibare lug. Beide vloeibare en soliede O₃ (osoon) het 'n dieper blou kleur. 'n Ander allotroop van suurstof wat onlangs ontdek is, O₄, is 'n vastestof met 'n diep, rooi kleur en word gemaak deur O₂ saam te pers tot 'n druk van 20 GPa. Die eienskappe daarvan word bestudeer vir gebruik in vuurpylbrandstowwe en soortgelyke toepassings, aangesien dit 'n veel kragtiger oksideermiddel as beide O₂ of O₃ is.

Aanwendings

Suurstof vind noemenswaardige toepassings as oksideermiddel, met slegs fluoor wat 'n hoër elektronegatiwiteit ten toon stel. Vloeibare suurstof word gebruik as oksideermiddel in vuurpylaandrywing. Suurstof is noodsaaklik vir respirasie en daarom word suurstof aanvullings gebruik in die geneeskunde. Mense wat berge klim of in vliegtuie vlieg gebruik ook somtyds voorrade om hul suurstof aan te vul (in die vorm van saamgeperste lug). Suurstof word ook gebruik in sweiswerk en met die maak van staal en metanol. Suurstof is 'n swak dwelmiddel wat euforia veroorsaak en het 'n geskiedenis vermaaklikheidsgebruik wat voortduur tot die moderne tye. Suurstofkroeë kom selfs tot vandag toe nog by partytjies aangetref word. In die 19de eeu is suurstof dikwels met nitroësuur gemeng om 'n verdowende effek te bevorder.

Geskiedenis

Suurstof is in 1771 ontdek deur die sweedse apteker Carl Wilhelm Scheele, maar die ontdekking is nie dadelik erken nie, en die onafhanklike ontdekking daarvan deur Joseph Priestley op 1 Augustus 1774 was meer wyd bekend. Antoine Laurent Lavoisier het die element die wetenskaplike naam oxygenium (suurvormer) in 1774 gegee. Die sistematiese elementnaam vir suurstof is octium.

Verspreiding

Suurstof is die element wat die meeste in die Aarde se kors voorkom, 'n geskatte 46.7% daarvan. Suurstof beslaan ook ongeveer 87% van die gewig van die oseane (in die vorm van H₂O, water) en 20% van die Aarde se atmosfeer (in die vorm van O₂, molekulêre suurstof, of O₃, ozoon. Suurstof verbindings, veral in die vorm van metaaloksiede, silikate (SiO₄⁴⁻) en karbonate (CO₃²⁻) kom algemeen in rotse en grond voor. Bevrore water is 'n algemene vastestof op die buitenste planete en komete. Die yspole van Mars bestaan uit bevrore koolstofdioksied. Suurstof verbindings kan regdeur die heelal gevind word en die spektrum van suurstof word dikwels in sterre opgemerk.

Verbindings

Vanweë sy elektronegatiwiteit vorm suurstof chemiese verbindings met byna al die ander elemente (wat die oorsprong is van die oorspronklike definisie van oksidasie is). Die enigste elemente wat nie geoksideer kan word nie 's 'n paar van die edelgasse. Die bekendste oksied is natuurlik waterstofoksied of dan water (H₂O). Ander wel bekende voorbeelde sluit verbindings van koolstof en suurstof in, soos koolstofdioksied (CO₂), alkohole (R-OH), aldehiede (R-CHO) en karboksielsure (R-COOH). Geoksideerde radikale soos chlorate (ClO₃⁻), perchlorate (ClO₄⁻), chromate (CrO₄²⁻), dichromate (Cr₂O₇²⁻), permanganate (MnO₄⁻) en nitrate (NO₃⁻) is sterk oksideermiddels op hul eie. Baie metale soos Yster verbind met suurstof atome, yster (III) oksied (Fe₂O₃). Ozoon (O₃) word gevorm deur die elektrostatiese ontlading in die teenwoordigheid van molekulêre suurstof. 'n Dubbel verbinde suurstof molekule (O₂)₂ is bekend, en is 'n hoofkomponent van vloeibare suurstof. Epoksiede is eters waarin die suurstof atoom deel vorm van 'n ring van die atome.

Isotope

Suurstof het drie stabiele isotope en tien bekende radio-aktiewe isotope. Die radio-isotope het almal halfleeftye van minder as drie minute.

Voorsorgmaatreëls

Suurstof kan giftig wees teen verhoogde parsiële drukke. Sekere afgeleide verbindings van suurstof, soos ozoon (O₃), waterstofperoksied, hidroksiel radikale en superoksied is ook hoogs toksies. Die liggaam het meganismes ontwikkel om homself teen hierdie giftige spesies te beskerm. Die natuurlike middel glutathione kan byvoorbeeld dien as anti-oksidant, net soos bilirubien wat normaalweg afbreek produk is van hemoglobien. Hoogs gekonsentreerde bronne van suurstof bevorder vinnige verbranding en daarom bestaan daar brand- en plofgevaar in die teenwoordigheid van brandstowwe. Dit is ook waar vir virbindings van suurstof soos chlorate, perchlorate, dichromate ens. Verbindings met 'n hoë oksidasie potensiaal kan dikwels chemiese brande veroorsaak.

Sien ook

- Winkler toets vir opgeloste suurstof vir instruksies oor hoe om die hoeveelheid suurstof wat in vars water opgelos is te bepaal.
- Verbranding.
- Oksidasie.
- Die rol van suurstof as 'n asemhalingsgas vir duik.
- suurstof verarming water-ekologie

Verwysings

- [http://periodic.lanl.gov/elements/8.html Los Alamos National Laboratory – Oxygen]
- [http://physics.nist.gov/cgi-bin/AtData/main_asd Nist atomic spectra database]

Eksterne skakels

- [http://priestleysociety.net Priestley Society, Dedicated to Joseph Priestley the man who discovered oxygen; Oxygen]
- [http://www.josephpriestley.info Joseph Priestley Information Website, about the man who discovered oxygen; Oxygen]
- [http://periodic.lanl.gov/elements/8.html Los Alamos National Laboratory – Oxygen]
- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/O/index.html WebElements.com – Oxygen]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/O.html EnvironmentalChemistry.com – Oxygen]
- [http://education.jlab.org/itselemental/ele008.html It's Elemental – Oxygen]
- [http://www.mtsinai.org/pulmonary/papers/ox-hist/ox-hist-intro.html Oxygen Therapy – The First 150 Years]
- [http://members.tripod.com/tjaartdb0/html/oxygen_toxicity.html Oxygen Toxicity] Category:Chemiese elemente als:Sauerstoff ja:酸素 ko:산소 ms:Oksigen simple:Oxygen th:ออกซิเจน

Silikon

Silikon is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Si en atoomgetal van 14. As 'n Tetravalente metaalagtige element is silikon minder reaktief as sy chemiese analoog, koolstof. Dit is die tweede volopste element in die Aarde se kors en maak 25.7% daarvan uit in gewig. Dit kom voor in klei, veldspaat, graniet, kwarts en sand, hoofsaaklik in die vorm van silikondioksied (ook bekend as silika) en silikate (verbindings wat silikon, suurstof en metale bevat). Silikon is die hoofbestanddeel van glas, sement, keramieke, die meeste halfgeleiermateriale en silikone. Laasgenoemde plastiese stof word dikwels verwar met silikon. Silikon word meer algemeen as Germanium gebruik as halfgeleier, omdat Germanium probleme het met terugwaartse lekstroom vloei.

Kenmerkende eienskappe

In sy kristallyne vorm het silikon 'n metaalglans en 'n gryserige kleur. Selfs al is dit 'n relatief inerte element, reageer silikon steeds met halogene en verdunde alkalieë, maar die meeste sure (behalwe vir 'n kombinasie van salpetersuur en fluoorsuur het geen invloed daarop nie. Elementêre silikon is deurlaatbaar vir 95% van die golflengtes van infrarooi lig. Suiwer silikon kristalle word selde in die natuur aangetref, aangesien natuurlike silikon gewoonlik as silika (SiO₂) voorkom. Suiwer silikon kristalle kan gevind word as insluitsels in goud of in vulkaniese uitbarstings. Dit het 'n negatiewe temperatuur weerstandskoëffisiënt.

Aanwendings

Silikon is 'n baie nuttige element wat noodsaaklik is vir baie menslike bedrywighede. Silikondioksied in die vorm van sand en klei is 'n belangrike bestanddeel van beton en bakstene en word ook gebruik in die vervaardiging van Portland sement. Silikon is 'n baie belangrike bousteen in plant- en dierelewe. Diatome onttrek silika uit water om hulle beskermende selwande te bou. Ander aanwendings is:
- Erdewerk/Emalje - Dit is 'n vuurvaste materiaal wat gebruik word vir hoë temperatuur vervaardiging van materiale en die silikate word gebruik vir die maak van emaljes en erdewerk.
- Staal - Silikon is 'n belangrike bestanddeel van sommige staalsoorte.
- Glas - Silika uit sand is die hoofkomponent van glas. Glas kan in 'n verskeidenheid vorms gegiet word en word onder andere gebruik om vensterglas, houers en isolators te maak.
- Skuurmiddels - Silikonkarbied is een van die belangrikste skuurmiddels.
- Halfgeleiers - Ultra-suiwer silikon kan met arseen, boor, gallium of fosfor gedopeer word om silikon meer geleidend te maak vir gebruik in transistors, sonselle en ander halfgeleier apparate.
- Fotonika - Silikon kan gebruik word in lasers om koherente lig met 'n golflengte van 456 nm te produseer.
- Geneeskundige materiale - Silikone is buigbare stowwe wat silikon-suurstof en silikon-koolstof verbindings bevat; hulle word baie gebruik vir aanwendings soos kunsmatige bors-inplantings en vir kontaklense.
- Vloeibare kristalskerms (LCD's) en sonselle - Gehidrogineerde amorfe silikon toon belofte vir die vervaardiging van lae koste, groot-oppervlak elektronikatoepassings soos rekenaarskerms asook vir laekoste sonselle.
- Konstruksie - Silika is 'n hoofbestandeel in bakstene vanweë sy lae chemiese aktiwiteit.

Geskiedenis

Silikon (Latyn silex, silicis wat vuursteen beteken) is eerste deur Antoine Lavoisier in 1787 geïdentifiseer en is later deur Humphry Davy in 1800 verkeerdelik met 'n chemiese verbinding verwar. In 1811 het Gay Lussac en Thénard waarskynlik 'n onsuiwere mengsel van amorfe silikon berei deur kalium saam met silikon tetrafluoried te verhit. In 1824 het Berzelius amorfe silikon voorberei deur ongeveer dieselfde metode te gebruik. Berzelius het ook die produk verder gesuiwer deur dit herhaaldelik te was.

Verspreiding

Silikon is die hoofkomponent van aeroliete wat 'n klas van meteoroïde is en ook van tektiete wat 'n natuurlike glas is. Per gewig, maak silikon ongeveer 25.7% van die Aarde se kors uit en na suurstof is dit ook die tweede volopste element. Elementêre silikon word nie in die natuur aangetref nie. Dit kom meestal as oksiede en silikate voor. Sand, ametis, agaat, kwarts, rotskristal, vuursteen (flint), jaspis en opaal is sommige van die vorms waarin die oksied voorkom. Graniet, asbes, veldspaat, klei, hoornblende en mika is maar 'n paar van die vele silikaat bevattende minerale.

Vervaardiging

Silikon word kommersieel vervaardig deur die verhitting van hoë suiwerheid silika in 'n elektriese boogoond met koolstof elektrodes. By temperature hoër as 1900 °C word die silika na silikon gereduseer deur die koolstof volgens die chemiese vergelyking :SiO₂ + C → Si + CO₂ Vloeibare silikon versamel dan in die bodem van die oond en word dan gedreineer en verkoel. Die silikon wat so geproduseer word, word metallurgiese graad silikon genoem en het 'n suiwerheid van ten minste 99%. In 1997, het metallurgiese graad silikon ongeveer $ 0.50 per g gekos; in 2000 het die gemiddelde prys vir silikonmetaal gedaal na 56 Amerikaanse sent per pond [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/silicon/760301.pdf].

Suiwering

Die gebruik van silikon in halfgeleier apparatuur vereis 'n baie hoër suiwergheidsgraad as wat toelaatbaar is vir mettalurgiese graad silikon. Geskiedkundig is verskeie tegnieke gebruik om hoë suiwerheid silikon te vervaardig.

Fisiese metodes

Vroeëre silikonsuiweringsmetodes was gebaseer op die feit dat wanneer vloeibare silikon begin stol, dit die onsuiwerste silikon is wat laaste stol. Die vroegste metode van silikonsuiwering, wat eerste in 1919 beskryf is en in beperkte hoeveelhede gebruik is om radarkomponente tydens die Tweede Wêreldoorlog te vervaardig, het die maal van mettalurgiese graad silikon en dan gedeeltelike oplossing daarvan in 'n suur behels. Wanneer dit gemaal is het die silikon gekraak op sodanige wyse dat die swakker onsuiwer liggings aan die buitekant van die silikonkorrels voorgekom het. Die gevolg was dat die onsuiwere silikon eerste opgelos is as dit met 'n suur behandel is en daarom die suiwerder silikon produk agtergelaat het. Met die sonesmeltingstegniek, die eerste metode wat industrieel aangewend is, word stawe metallurgiese graad silikon verhit totdat die een kant begin smelt. Die verhitter word dan stadig teen die lengte van die staaf afbeweeg en sodoende word 'n kort lengte van die staaf heeltyd in die gesmelte toestand gehou soos die silikon daaragter weer verkoel en stol. Aangesien die meeste onsuiwerhede geneig is om in die gesmelte toestand te wil bly is dit geneig om heeltyd in die gesmelte sone te bly. Wanneer die proses dus afgehandel is, het die meeste onsuiwerhede dus na die punt wat laaste gesmelt is beweeg. Hierdie punt word dan afgesny en weggegooi en die proses word dan weer herhaal indien 'n hoër suiwerheid verlang word.

Chemiese metodes

Vandag word silikon eerder gesuiwer deur dit na 'n silikonverbinding om te skakel wat makliker gesuiwer kan word as die silikon self en die suiwer verbinding weer om te skakel na silikon. Trichlorosilaan is die silikonverbinding wat mees dikwels gebruik word, al word silikontetrachloried en silaan ook gebruik. Wanneer hierdie gasse oor silikon geblaas word teen hoër temperature ontbind hulle na silikon met 'n hoë suiwerheidsgraad. In die Siemens proses word hoë suiwerheid silikonstawe blootgestel aan trichlorosilaan teen 1150°C. Die trichlorosilaangas ontbind en vorm 'n addisionele silikon neerslag op die stawe volgens die volgende chemiese reaksie: :2 HSiCl₃ → Si + 2 HCl + SiCl₄ Silikon vervaardig met hierdie en ander soortgelyke prosesse word poli-kristallyne silikon genoem. Die vlakke van onsuiwerheid in Poli-kristallyne silikon is tipies in die omgewing van 1 deel per biljoen of minder. DuPont het op 'n tyd 'n ultra-suiwer silikon vervaardig deur silikontetrachloried met hoë suiwerheid sinkdampe te reageer teen 950°C, en sodoende silikon geproduseer het volgens die vergelyking: :SiCl₄ + 2 Zn → Si + 2 ZnCl₂ Die tegniek was egter besaai met praktiese probleme (soos die sinkchloried byproduk wat gestol het en die lyne geblokkeer het) en is uiteindelik uitgefaseer ten gunste van die Siemens proses

Kristallisasie

Die Czochralski proses word dikwels gebruik om hoë suiwerheid silikon kristalle te maak vir gebruik in vastetoestand/halfgeleier apparate.

Isotope

Silikon het nege isotope, met massagetalle tussen 25 en 33. Si-28 (die volopste isotoop, teen 92.23%), Si-29 (4.67%) en Si-30 (3.1%) is stabiel; Si-32 is 'n radio-aktiewe isotoop wat geproduseer word deur die verval van argon. Si-32 se halfleeftyd na vele debat is vasgestel om as ongeveer 276 jaar, en dit verval deur beta-emissie na P-32 (wat 'n 14.28 jaar halfleeftyd het) en dan na S-32.

Voorsorgmaatreëls

'n Ernstige longsiekte wat bekend staan as silikose (stoflong) kom dikwels voor in myners, steensnyers en ander mense wat werk in 'n omgewing waar silikahoudende stof in groot hoeveelhede ingeasem word.

Verwysings

- [http://periodic.lanl.gov/elements/14.html Los Alamos National Laboratory – Silicon]

Eksterne skakels

- [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Si/index.html WebElements.com – Silicon]
- [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Si.html EnvironmentalChemistry.com – Silicon]
- [http://mineral.galleries.com/minerals/elements/silicon/silicon.htm Mineral.Galleries.com – Silicon] Category:Metaalagtiges Category:Halfgeleiers ja:ケイ素 ko:규소 th:ซิลิคอน

Kalsium

Kalsium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Ca en atoomgetal van 20. Kalsium is 'n sagte grys alkalie-aard metaal wat as reduseermiddel gebruik word in die onttrekking van torium, sirkonium en uraan. Die element is ook die vyfste volopste element in die aardkors. Dit is noodsaaklik vir alle lewende organismes en speel 'n belangrike rol in die fisiologie van selle.

Kenmerkende eienskappe

Dit brand met 'n geelrooi vlam en vorm 'n wit nitried laag op die oppervlak wanneer dit aan lug blootgestel word. Dit reageer met water met die gepaardgaande vrystelling van waterstof en vorming van kalsiumhidroksied.

Geskiedenis

Kalsium is in 1808 deur Sir Humphry Davy, J.J. Berzelius en Poutin ontdek.

Aanwendings

Kalsium is 'n belangrike bestandeel van 'n gesonde dieet. 'n Effense tekort daaraan kan been en tandgroei belemmer. 'n Oordosis daarvan kan lei tot die vorming van nierstene. Vitamien D is noodsaaklik vir die absorbsie van kalsium deur die liggaam. Melkprodukte het tipies 'n hoë kalsium inhoud. Vir meer inligting omtrent Ca in die natuur, sien kalsium in biologie. Ander gebruike sluit in:

- Reduseermiddel vir die ekstraksie van ander metale soos uraan, sirkonium en torium.
- Vir die verwydering van suurstof, swael en koolstof uit verskeie yster- en nie-ysterbevattende legerings.
- Suiwer kalsium ward ingespan om die kwaliteit van staal te verbeter.
- Word gebruik in die vervaardiging van onderhoudvrye motorvoertuigbatterye. Verbeter die eienskappe van loodsuurbatterye.
- Legeringsmiddel wat gebruik word in die produksie van aluminium-, berillium-, koper-, lood- en magnesiumallooie.
- Dit word ook gebruik vir die vervaardiging van sement.

Verbindings

Ongebluste kalk (CaO) word in baie chemiese raffineringsprosesse gebruik en word vervaardig deur die verhitting van kalk. CaO vorm maak 'n belangrike bestandeel van Portland sement uit. Wanneer water deur kalksteen of ander oplosbare karbonaatgesteentes syfer, word die rots gedeeltelik opgelos en word grotte gevorm asook die kenmerkende stalaktiete en stalagmiete. Kalsiumsoute in water veroorsaak ook die verskynsel wat as harde water bekend staan. Ander belangrike kalsiumverbindings is kalsiumnitraat, -sulfied, -chloried, -karbied, -siaanamied en -hipochloriet.

Voorbereiding

Voor die Tweede Wêreldoorlog is kalsium vervaardig deur die elektrolise van kalsiumchloried. Die metode word egter nie meer gebruik nie. Die proses tans in gebruik is die termiese reduksie van kalk met aluminium. Aluminiumpoeier en kalk word gemeng in 'n hoëtemperatuuroond tot 'n temperatuur van ongeveer 1200 °C onder vakuumtoestande en stel sodoende 'n kalsiumdamp vry wat dan herwin word deur middel van kondensasie.

Isotope

Kalsium het ses stabiele isotope, waarvan twee in die natuur voorkom: stabiele Ca-40 en radio-aktiewe Ca-41 met 'n halfleeftyd van 103 000 jaar. 97% van die element kom in die Ca-40 vorm voor. Ca-40 is, saam met Ar-40, een van die dogterprodukte van K-40 verval. Alhoewel K-Ar datering al op groot skaal in die geologiese wetenskappe ingespan is, het die oorvloed waarmee Ca-40 in die natuur voorkom die gebruik daarvan beperk. Tegnieke wat gebruik maak van massa spektrometrie en dubbelpiek isotoop verdunning is al gebruik vir K-Ca die ouderdomsbepaling van gesteentes. Anders as kosmogeniese isotope wat in die