Что вы получите, если будете продолжать резать что‑нибудь на меньшие и меньшие кусочки?

Предположим, вы взяли кусок чего‑нибудь и разрезали его пополам, используя самое тонкое и острое лезвие, которое вы смогли найти.

Потом вы разрезали его пополам, затем разрезали эту половину пополам, и так далее, снова и снова.

Станут ли кусочки настолько мелкими, что они не могут стать меньше? Насколько тонок край бритвенного лезвия? Насколько мал острый конец иглы?

Каковы самые маленькие частицы, из которых сделаны вещи?

Все древние цивилизации Греции, Китая и Индии, казалось, пришли к одной и той же идее — что всё сделано из четырёх элементов: воздуха, воды, огня и земли.

Но один древний грек, Демокрит, подошёл немного ближе к правде.

Демокрит думал, что если вы порежете все‑что — угодно на достаточно мелкие кусочки, вы достигнете кусочка настолько мелкого, что он не может быть разрезан дальше. Греческое «резать» будет «tomos», и если вы приклеите «a» в начало греческого слова, это будет значить «нет» или «не может». Итак, «atomic» значит что‑то слишком мелкое чтобы быть разрезанным мельче, и отсюда произошло наше слово «атом». Атом золота — это наименьшая возможная частичка золота. Даже если и можно было бы разрезать его мельче, он перестал бы быть золотом. Атом железа — это наименьшая возможная частичка железа. И так далее.

Сейчас мы знаем, что существуют примерно 100 разных видов атомов, из которых примерно 90 встречаются в природе. Остальные были созданы учёными в лабораториях, но только в ничтожных количествах.

Чистые вещества, состоящие только из одного вида атомов, называются элементами (то же слово, которое когда‑то было использовано для земли, воздуха, огня и воды, но с существенно другим значением). Примеры элементов — водород, кислород, железо, хлор, медь, натрий, золото, углерод, ртуть и азот. Некоторые элементы, такие как молибден, редки на Земле (вот почему вы могли не слышать о молибдене), но более распространены в остальной Вселенной (если вам интересно, откуда мы это знаем, подождите до части 8).

Металлы, такие как железо, свинец, медь, цинк, олово и ртуть, являются элементами. Так же газы, такие как кислород, водород, азот и неон. Но большинство веществ, которые мы видим вокруг себя, не элементы, а соединения. Соединение — это то, что вы получите, когда два или более различных атомов соединяются определённым образом. Вы наверняка слышали, как воду называют H_>2O. Это — химическая соединение формула, и она означает, что это соединение одного атома кислорода с двумя атомами водорода. Группа атомов, объединённых в соединение, называется молекулой. Некоторые молекулы очень просты: например, молекула воды состоит всего из этих трёх атомов. Другие молекулы, особенно молекулы в живых телах, состоят из сотен атомов, соединённых весьма специальным образом. Более того, именно способ, которым они соединены, как и тип и число атомов, делает определённую молекулу одним соединением, а не другим.