Microsoft Word chapter doc

 
Processing a material could be as simple as hammering a piece of copper, or flaking 
arrowheads from a piece of flint. When sand is melted and formed into glass, the primary change 
occurring is in the arrangement of the silicon and oxygen atoms. There are several ways to 
change iron ore, a compound, into iron metal. The different processes used to produce cast and 
wrought iron result in different ratios of iron and carbon which create different properties in the 
final objects, and make them suitable for different applications.
Synthesis implies a major change in chemical composition; for example, polymers are 
synthesized by cooking mixtures of chemicals. New molecular structures result.
 

---

1 - 10 
1.4 HOW DOES ATOMIC STRUCTURE RELATE TO CHEMICAL 
PROPERTIES? 
THE COMPONENTS OF AN ATOM 
It has been mentioned that elements are the purest forms of chemicals. Chemical 
reactions cannot make them simpler. Each atom in a sample of an element has the same 
chemical properties.
In 1897 it was discovered that atoms can be separated into negatively charged and 
positively charged parts. Electrons are the pieces with negative charge. Chemists usually say 
that one electron has a charge of -1. Electrons can be rearranged by chemical reactions. 
If all the electrons are removed from an atom, what remains is the nucleus. It is 
positively charged and contains most of mass of an atom. The positive charge of the nucleus 
attracts the negative charge of the electrons.
Further experiments showed that a nucleus is composed of two types of particles. Each 
proton in the nucleus has a charge of +1. A neutron has no charge. Both types of particle have 
much larger masses than electrons. Neutrons and protons are held together so tightly that an 
atomic nucleus will not change during a chemical reaction. 
nucleus surrounded
by cloud of electrons
Carbon always has six protons in its nucleus,
but it can have six, seven or eight neutrons.
proton
neutron
Since an atom has no overall charge, its number of protons is equal to its number of
electrons. A carbon atom always has six protons and six electrons. 
Atoms are so small that 6.02x10
23
carbon atoms are needed to make a 12 gram sample!
The mass of an atom may be reported in atomic mass units (amu). 1 amu = 1.66x10
-24
g. 
ATOMIC NUMBER AND THE PERIODIC TABLE 
The identity of an atom is determined by its number of protons. The atomic number 
found on the Periodic Table is the number of protons. Any atom with one proton is a hydrogen 
atom (with atomic number 1). Scientists have found atoms with as many as 116 protons in their 
nuclei, but the largest nuclei are unstable and not used for materials. 

---

1 - 11 
 
The order of elements on the table is the number of protons. Elements are similar to their 
left- and right-hand neighbors in mass and size. Elements farther down the periodic table show 
an increase in mass and size.
Notice that the rows labelled 1 through 7 (called “periods”) are not all the same length.
The pattern provides information about the chemical properties of elements. Elements in the 
same column (called a “group”) undergo similar reactions. For example, group I contains the 
elements Li, Na, K which all react violently with water.
The tallest groups, labelled with Roman numerals, contain the main group elements.
The central section of the table, starting with element #21, contains transition elements. The 
two rows at the bottom of the table contain inner transition elements.