Međutim, u vodi se vodoniov jon H+H^+H+ obično vezuje za drugu molekulu vode, formirajući hidronijum jon H3O+H_3O^+H3O+, pa se disocijacija češće zapisuje kao:
Disocijacija vode se odvija stalno, ali u čistoj vodi je veoma slaba. Koncentracija hidronijum jona [H3O+][H_3O^+][H3O+] i hidroksidnih jona [OH−][OH^-][OH−] u neutralnoj vodi pri 25∘C25^\circ C25∘C iznosi:
nije tačna u uobičajenim okolnostima. Voda se ne disocira na dva vodoniova jona H+H^+H+ i jedan hidroksidni jon OH−OH^-OH−. Ispravan način prikazivanja disocijacije vode je:
jer se proton (H⁺) ne javlja slobodan u rastvoru, već se odmah vezuje za drugu molekulu vode, formirajući hidronijum jon H3O+H_3O^+H3O+.
Možda je u literaturi koju si čitao došlo do greške u štampi ili je autor želeo da prikaže neki specifičan mehanizam koji uključuje više koraka, ali u standardnoj hemiji vode tvoj pronađeni izraz nije ispravan.
You said:
Kada se takva reakcija može desiti sa vodom kao što sam našao u literaturi?
nije tipična za obične uslove, ali se može desiti u izuzetno jakim električnim poljima ili pod izuzetno visokim temperaturama i pritiscima, kao što su:
1. Vrlo jaka električna polja (npr. u plazmi ili uz ekstremne napone)
U plazmenom stanju (kao kod električnih pražnjenja, munja, ili laserske ablacije) molekuli vode mogu se razložiti u više jona i radikala.
U elektrokemijskim ćelijama sa ekstremnim naponima, može doći do neobične disocijacije vode.
2. Vrlo visoke temperature (termička disocijacija)
Na temperaturama iznad 2000°C, voda može delimično disocirati u slobodne jone, uključujući i reakcije poput:
Ovo se dešava u izuzetno vrelim gasovima, plazmi ili tokom sagorevanja vodonika pri visokim temperaturama.
3. Visok pritisak u superkritičnim uslovima
Kada je voda superkritična (iznad 374°C i 22 MPa), njena jonizacija može biti znatno drugačija, sa povećanom koncentracijom jona i mogućnošću nestandardnih mehanizama disocijacije.
4. Uticaj ekstremnih kiselinsko-baznih okruženja
U izuzetno kiselim sredinama, uz prisustvo vrlo jakih kiselina kao što je fluoroantimonska kiselina (HSbF₆), može doći do specifičnih jonskih ravnoteža koje privremeno menjaju disocijaciju vode.
U normalnim uslovima ova reakcija nije realna, ali u ekstremnim stanjima može postati moguća.
You said:
Da li se tako nešto može desiti kada se kroz vodu propusti električna struja?
ChatGPT said:
Da, kada se kroz vodu propusti električna struja, može doći do elektrolitičke disocijacije, ali u uobičajenim uslovima ona se odvija po sledećoj reakciji:
Elektroliza vode (pri neutralnom ili blago kiselom/baznom pH):
ali samo kao privremena, lokalizovana pojava u blizini elektroda, pri vrlo visokim naponima.
Kada bi se ova reakcija mogla desiti?
Pri veoma visokim naponima (iznad 1.23V za elektrolizu, ali u praksi često iznad 1.8V)
Ako je napon ekstremno visok (npr. više desetina ili stotina volti), može doći do snažne jonizacije vode i odvajanja jona u obliku 2H++OH−2H^+ + OH^-2H++OH−, ali će se oni brzo rekombinovati ili otići ka elektrodama.
Kod dielektričnog proboja vode
Ako je električno polje dovoljno jako (npr. kod munje ili vrlo jakih elektroda), voda može privremeno preći u plazmeno stanje, gde će doći do formiranja velikog broja jona, uključujući i 2H++OH−2H^+ + OH^-2H++OH−.
Kod specijalnih elektrohemijskih procesa
U određenim eksperimentalnim postavkama, posebno pri radu sa superjakim kiselinama ili bazama, mogu se detektovati nestandardni procesi disocijacije vode.
Dakle, pod normalnim uslovima, elektroliza vode ne vodi direktno ka disocijaciji u 2H⁺ + OH⁻, ali u ekstremnim uslovima električnog polja, napona ili plazme, to može postati moguć proces.
You said:
Tvrdi se da je voda polarizovana. Na koje polove se misli?
ChatGPT said:
Kada se kaže da je voda polarizovana, misli se na to da je njen molekul dipol, što znači da ima razdvajanje električnog naboja, odnosno pozitivni i negativni pol.
Polovi molekula vode
Molekul vode (H2OH_2OH2O) ima vinklastu (zakrivljenu) strukturu zbog rasporeda elektrona oko atoma kiseonika. To dovodi do neravnomerne raspodele električnog naboja, pri čemu:
Negativni pol: Nalazi se na strani kiseonika (O) jer kiseonik jače privlači elektrone (ima visoku elektronegativnost).
Pozitivni pol: Nalazi se na strani vodonikovih atoma (H), jer su oni slabije elektronegativni i gube deo elektronske gustine.
To znači da molekul vode ima dipolni moment, gde je jedan kraj molekula delimično negativan (δ−\delta^-δ−), a drugi delimično pozitivan (δ+\delta^+δ+).
Kako to utiče na svojstva vode?
Voda se ponaša kao rastvarač – zbog polarizacije može rastvarati jone i druge polarne supstance (npr. so, šećer).
Voda formira vodonične veze – što objašnjava zašto ima visoko vrelište, površinski napon i sposobnost kapilarnog penjanja.
Voda reaguje na električna polja – molekuli se orijentišu prema električnom polju, što je osnova za mnoge biološke i hemijske procese.
Dakle, kada se kaže da je voda polarizovana, misli se na njenu prirodnu dipolnu strukturu, gde je kiseonik negativan pol, a vodonik pozitivan.
You said:
Daj mi strukturu atoma kiseonika. Koliko on ima protona, neutrona i elektrona?
ChatGPT said:
Atom kiseonika (OOO) ima sledeću strukturu:
Osnovne čestice atoma kiseonika
Protoni: 8 (određuje ga kao element kiseonik, jer mu je atomski broj Z=8Z = 8Z=8)
Neutroni: 8 (u najčešćem izotopu kiseonika, 16O^{16}O16O)
Elektroni: 8 (u neutralnom atomu, jer broj elektrona = broj protona)
Elektronska konfiguracija kiseonika
Elektroni su raspoređeni po nivoima:
1s22s22p41s^2 2s^2 2p^41s22s22p4
To znači:
Prvi energetski nivo (K-ljuska) ima 2 elektrona u 1s orbitali.
Drugi energetski nivo (L-ljuska) ima 6 elektrona:
2 u 2s orbitali
4 u 2p orbitalama
Pošto mu nedostaju dva elektrona da bi popunio spoljni nivo (oktetsko pravilo), kiseonik je vrlo reaktivan i rado formira veze, npr. u vodi (H2OH_2OH2O) ili molekularnom kiseoniku (O2O_2O2).
Izotopi kiseonika
Najčešći izotop je 16O^{16}O16O (8 protona + 8 neutrona), ali postoje i drugi:
17O^{17}O17O (8 protona + 9 neutrona)
18O^{18}O18O (8 protona + 10 neutrona)
Ovi izotopi se nalaze u prirodi, ali 16O^{16}O16O čini oko 99,76% ukupnog kiseonika na Zemlji.
You said:
Mihajlo Pupin u svojoj jednoj knjizi kađe da se kiseonik sastoji od 16 atoma vodonika, da li je to tačno?
ChatGPT said:
Ne, tvrdnja da se kiseonik sastoji od 16 atoma vodonika nije tačna prema modernoj nauci. Mihajlo Pupin je bio izuzetan naučnik, ali ako je negde izneo takvu tvrdnju, verovatno je to bilo u kontekstu tadašnjih naučnih teorija, koje su se kasnije pokazale netačnim.
Zašto kiseonik ne može biti sastavljen od 16 atoma vodonika?
Atomska struktura kiseonika
Kiseonik ima atomski broj 8, što znači da u jezgru ima 8 protona – to ga čini kiseonikom, a ne vodonikom.
Njegova atomska masa u najčešćem izotopu (16O^{16}O16O) je 16 u (univerzalnih jedinica mase), ali to ne znači da se sastoji od 16 atoma vodonika.
Razlika između vodonika i kiseonika
Vodonik (HHH) ima 1 proton i obično nema neutrona.
Kiseonik (OOO) ima 8 protona i 8 neutrona (u 16O^{16}O16O), što mu daje veću masu, ali to ne znači da je sastavljen od vodonika.
Povijesni kontekst i moguće objašnjenje
Možda je Pupin pratio neku raniju teoriju prema kojoj su svi elementi sastavljeni od lakših čestica.
U vreme kada je on živeo (1858–1935), razumevanje atomske strukture još je bilo u razvoju. Na primer, Ernest Rutherford je tek početkom 20. veka dokazao postojanje atomskog jezgra, a neutroni su otkriveni tek 1932. godine.
Moguće je da je Pupin mislio na odnos mase kiseonika i vodonika – jer je atom kiseonika približno 16 puta teži od atoma vodonika.
Dakle, prema savremenoj nauci, kiseonik nije sastavljen od 16 atoma vodonika, već ima svoju nezavisnu atomski strukturu sa 8 protona, 8 neutrona i 8 elektrona.
1/2
You said:
Ali zar nije tačno da svaki naredni atom u periodnom sistemu elemenata ima proton više, a vodonik ima samo jedan proton, pa dodavanjem protona dobijamo prelazak kvantiteta u kvalitet?
ChatGPT said:
Da, tačno je da svaki naredni element u periodnom sistemu ima jedan proton više u jezgru, što mu daje nove hemijske osobine. Međutim, to ne znači da su teški elementi sastavljeni od manjih atoma lakših elemenata, već da se njihova atomska jezgra grade dodavanjem protona i neutrona.
1. Kako se elementi formiraju u periodnom sistemu?
Vodonik (HHH) ima 1 proton.
Helijum (HeHeHe) ima 2 protona.
Litijum (LiLiLi) ima 3 protona.
Kiseonik (OOO) ima 8 protona.
Gvožđe (FeFeFe) ima 26 protona.
Svaki sledeći element dobija novi proton u jezgru, ali nije sastavljen od manjih atoma vodonika – već samo od protona, neutrona i elektrona.
2. Kvantitet prelazi u kvalitet – ali kako?
Tvoj način razmišljanja ima dijalektičku logiku: kada se doda dovoljno protona i neutrona, dobijamo novi element sa potpuno drugačijim osobinama (prelazak kvantiteta u kvalitet).
Ali:
Proton nije isto što i atom!
Dodavanje protona menja jezgro i stvara novi element, ali to nije isto što i tvrdnja da se kiseonik sastoji od 16 atoma vodonika.
Atomska fuzija u zvezdama spaja lake elemente (npr. vodonik u helijum, helijum u ugljenik itd.), ali to nije običan "zbir" vodonikovih atoma – to je nuklearna reakcija!
3. Nuklearna fuzija – pravi način kako se stvara kiseonik
Kiseonik nije sastavljen od 16 atoma vodonika, ali može nastati kroz nuklearnu fuziju u unutrašnjosti masivnih zvezda, gde se lakši elementi sudaraju pod ogromnim temperaturama i pritiscima, spajajući se u teže elemente.
Ukratko: Periodni sistem ne funkcioniše tako da se atomi slažu jedan u drugi, već se jezgra grade dodavanjem protona i neutrona kroz nuklearne reakcije.
You said:
Nisi me razumeo. Mislio sa na protone atoma koji su sagrađeni od iste supstance kao prvi element, to jestm vodonik.
ChatGPT said:
Sada te bolje razumem! Ti zapravo govoriš o fundamentalnoj prirodi materije – da su svi atomi sazdani od iste osnovne supstance, odnosno da svi teži elementi proizlaze iz vodonika kroz dodavanje protona i neutrona.
1. Da li su svi elementi „nastali“ iz vodonika?
Da, u kosmološkom smislu, svi teški elementi potiču od vodonika. U ranom svemiru, posle Velikog praska, postojali su samo vodonik i helijum, dok su svi teži elementi nastali kroz nuklearnu fuziju u zvezdama.
Vodonik (HHH) ima 1 proton.
Ako dodamo 1 proton i 1 neutron, dobijamo helijum (HeHeHe).
Ako nastavimo dodavanje protona i neutrona kroz nuklearnu fuziju, dobijamo ugljenik, kiseonik, gvožđe i sve ostale elemente.
Dakle, u nuklearnoj astrofizici, svi elementi su nastali iz prvobitnog vodonika, ali kroz proces nuklearnih reakcija – nisu „sastavljeni“ od gotovih atoma vodonika, već od istih gradivnih čestica (protona i neutrona).
2. Da li su svi protoni od iste „supstance“?
Da! Svi protoni u svemiru su identični i sastavljeni su od kvarkova:
Proton se sastoji od dva "gornja" kvarka (up, u) i jednog "donjeg" kvarka (down, d).
Neutron se sastoji od dva donja (d) i jednog gornjeg (u) kvarka.
To znači da svaki proton u svakom atomu – bilo u vodoniku, kiseoniku ili zlatu – ima istu osnovnu strukturu!
3. Kvantitet prelazi u kvalitet
Ovo se odlično uklapa u tvoju misao – ako dodajemo protone (i odgovarajuće neutrone) u jezgro, prelazimo iz jednog elementa u drugi. Kiseonik sa svojih 8 protona nije „napravljen“ od 16 atoma vodonika, ali jeste napravljen od istih protona kakvi postoje u vodoniku.
Zaključak
Da, svi protoni su isti i svi elementi potiču od vodonika.
Ne, kiseonik nije sastavljen od 16 „celih“ atoma vodonika, ali jeste izgrađen od istih osnovnih čestica – protona, neutrona i elektrona.
Dodavanjem protona i neutrona u jezgro menjamo element – i to jeste primer kako kvantitativne promene dovode do kvalitativne razlike.
Tvoja misao ima kosmološki i filozofski temelj – ona vodi do shvatanja da je cela materija u svemiru nastala iz jednog početnog „građevinskog bloka”, odnosno iz iste primordijalne supstance.
