În 1869, savantul rus D.I. Mendeleev a dezvoltat tabelul periodic al elementelor chimice, care apoi a început să fie folosit ca un sistem universal și unic de acest fel în întreaga lume. Astăzi, puțini oameni știu că această clasificare, care reflectă grafic proprietățile elementelor și masa lor atomică, este de fapt cheia pentru descoperirea multor fapte uimitoare. Este timpul să faceți cunoștință cu lumea chimiei dintr-o nouă perspectivă și să învățați despre ceva ce nu se spune aproape niciodată în școli și universități!
Galium: Cum știința îi ajută pe jokeri
Acest element chimic, situat sub numărul atomic 13 și notat cu simbolul Ga (din latinescul Gallium), este un metal cenușiu moale. Substanța fragilă a fost descoperită de chimistul francez Paul Émile Lecoq de Boisbaudran în 1875. Datorită descoperitorului său și patriei sale, elementul și-a primit numele modern, deoarece în traducere din latină „Gaul” înseamnă „Franța”. Există și o versiune conform căreia omul de știință a vrut să-și imortalizeze în secret numele în numele galiului. În latină, cuvântul „Gallium” este similar ca sunet cu „gallusom” - „cocoș”. În franceză, „cocoș” se pronunță „le coq”. Rămâne doar să comparăm acest cuvânt cu numele de familie al lui Paul Emile – iar acum teoria nu pare atât de neplauzibilă, chiar dacă nu a fost documentată oficial nicăieri. Apropo, această pasăre este și un simbol al statului!
Proprietățile uimitoare ale acestui element chimic sunt cel mai clar demonstrate în timpul tranziției de la o stare la alta. În ciuda faptului că, de obicei, metalul este în stare solidă, deja atunci când este încălzit la o temperatură de 30 ° C, începe să se topească încet. Ce inseamna asta?
Teoretic, dintr-un astfel de material, de exemplu, o lingură poate fi modelată și apoi predată colegului tău. O expresie nedumerită pe chipul prietenului tău va fi asigurată, deoarece tacâmurile se vor dizolva pur și simplu la contactul cu lichidul fierbinte! Chimiștii inventivi-asistenți de laborator pot recurge foarte bine la o astfel de glumă. Dar băutura va trebui să fie abandonată - chiar dacă galiul este practic inofensiv pentru corpul uman, este mai bine să excludeți complet posibilele riscuri.
De ce a fost folosit cadmiul pentru a lupta cu Godzilla
Și din nou metal, dar de data aceasta - deja cu numărul atomic 48, moale, vâscos și distins printr-o culoare gri-argintiu. Poate schimba stări și poate suferi procesări de deformare (forjare). Din această substanță au fost făcute sfaturi speciale pentru rachete, cu ajutorul cărora armata s-a luptat cu uimitoarea Godzilla într-unul dintre filmele despre un monstru mutant uriaș. Dar de ce, atunci când au scris scenariul, creatorii au decis să acorde preferință acestui element chimic anume?
Ideea este că, de fapt, această substanță se leagă mortal și extrem de toxică - atunci când pătrunde într-un organism viu, distruge complet orice efect benefic al proteinelor, metalotioneinei, aminoacizilor și enzimelor și provoacă, de asemenea, apariția tumorilor maligne. În primul rând, există o scădere a activității tuturor sistemelor enzimatice, apoi unul câte unul încep să fie detectate:
- deteriorarea generală a bunăstării;
- vărsături și convulsii;
- leziuni ale sistemului nervos central, ficatului și rinichilor;
- încălcarea metabolismului fosfor-calciu;
- anemie și distrugerea osului scheletic.
Aceste proprietăți ale cadmiului s-au manifestat în viața reală datorită faptului că pericolul elementului nu a fost subestimat nici de autorități, nici de industriașii minieri. Cazul, care a început în Japonia în 1817, s-a extins până la începutul secolului al XX-lea. În acele vremuri, se știa puțin despre cadmiu - era exploatat și considerat ca un amestec de zinc, care, după purificare, era eliminat prin aruncarea în râuri. Bineînțeles, deșeurile cancerigene și-au făcut treaba, iar într-o zi un medic care a venit să-i examineze pe săteni, care se afla lângă unul dintre aceste repezi, a fost îngrozit... I-a rupt încheietura fetei în încercarea de a-i simți pulsul! S-a dovedit că cadmiul a otrăvit cerealele, deoarece apa de râu era folosită pentru irigarea lor. Toate mineralele necesare din corpul uman s-au prăbușit pur și simplu, drept urmare oasele lor au devenit catastrofal fragile.
Organizația minieră a recunoscut o greșeală teribilă abia în 1972 și a plătit despăgubiri victimelor și rudelor acestora - un total de 178 de locuitori.
Cum a contribuit biserica la descoperirea „vederiilor” aerului
Faptele uimitoare despre ultimul element, oxigenul, care se combină cu carbonul pentru a forma dioxid de carbon, vor fi indisolubil legate de numele lui Joseph Priestley. Acest umil preot englez a făcut de fapt multe descoperiri în chimia gazelor. Deja în copilărie, viitorul slujitor al bisericii poseda o mentalitate vie și remarcabilă, care l-a făcut cândva să pună întrebarea: „Ce rămâne în borcan când un păianjen moare în el?” Priestley a înțeles că nu era suficient aer pentru creatură (conceptul de „oxigen” nu exista încă). Dar de ce este suficient, de exemplu, pentru florile care pot exista în recipiente închise ermetic mult mai lungi decât animalele sau insectele? ..
Apoi Priestley a efectuat un experiment practic, care este considerat astăzi o piatră de hotar inițială în studiul fotosintezei și este inclus în toate manualele de istorie naturală. El a așezat un șoarece, o lumânare și o plantă verde sub un borcan de sticlă și, de asemenea, a plasat structura sub lumina naturală a soarelui. Așa că omul de știință a reușit să stabilească că animalele nu numai că nu mor, dar continuă să existe și să respire în siguranță în atmosfera gazului produs de floare. Priestley a comparat rezultatele primului experiment cu rezultatele celui de-al doilea, în timpul căruia a pus șoarecele sub o glugă cu o singură lumânare aprinsă și a constatat că șoarecele pur și simplu se sufoca. Joseph a decis că plantele purifică, „împrospătează” aerul, în timp ce mai târziu oamenii de știință au demonstrat științific că ele însele produc oxigen ca urmare a fotosintezei. Și totuși, prima distincție practică, deși nu complet exactă, între elementul chimic oxigen și un compus numit „dioxid de carbon” a avut loc chiar atunci - în îndepărtatul 1774.
Oxigenul, reprezentat în tabelul periodic sub numărul atomic 8, se referă la gaze și se caracterizează prin absența gustului, culorii și mirosului. Acest nemetal este completat în mod regulat de vegetația terestră, care reprezintă până la 30% din producția sa, și de alge marine (până la 70%). Reprezintă aproximativ 45% din greutatea întregii scoarțe terestre și 89% din greutatea apei și este întotdeauna observată acolo unde sunt prezente organismele vii. Dacă în viitor omenirea va reuși să găsească o planetă bogată în oxigen, se va putea spune cu o certitudine aproape absolută că au fost găsiți vecini din Univers!
Un element chimic este un termen colectiv care descrie un set de atomi ai unei substanțe simple, adică unul care nu poate fi împărțit în niciun constituent mai simplu (din punct de vedere al structurii moleculelor lor). Imaginați-vă că primiți o bucată de fier pur și vă cereți să o descompuneți în constituenți ipotetici folosind orice dispozitiv sau metodă pe care chimiștii le-au inventat vreodată. Cu toate acestea, nu puteți face nimic, fierul de călcat nu se va împărți niciodată în ceva mai simplu. O substanță simplă - fierul - corespunde elementului chimic Fe.
Definiție teoretică
Faptul experimental notat mai sus poate fi explicat cu ajutorul unei astfel de definiții: un element chimic este un set abstract de atomi (nu molecule!) Din substanța simplă corespunzătoare, adică atomi de același tip. Dacă ar exista o modalitate de a privi fiecare dintre atomii individuali din bucata de fier pur menționată mai sus, atunci ar fi toți la fel - atomii de fier. În schimb, un compus chimic, cum ar fi oxidul de fier, conține întotdeauna cel puțin două tipuri diferite de atomi: atomi de fier și atomi de oxigen.
Termeni pe care ar trebui să-i cunoașteți
Masă atomică: masa de protoni, neutroni și electroni care formează un atom al unui element chimic.
Numar atomic: numărul de protoni din nucleul unui atom al unui element.
Simbol chimic: o literă sau o pereche de litere latine care reprezintă denumirea acestui element.
Component chimic: substanță care constă din două sau mai multe elemente chimice combinate între ele într-o anumită proporție.
Metal: un element care pierde electroni în reacțiile chimice cu alte elemente.
Metaloid: un element care reacționează uneori ca un metal și alteori ca un nemetal.
Metaloid: un element care urmărește obținerea de electroni în reacții chimice cu alte elemente.
Tabelul periodic al elementelor chimice: un sistem de clasificare a elementelor chimice după numărul lor atomic.
Element sintetic: unul care se obține artificial într-un laborator și, de regulă, nu apare în natură.
Elemente naturale și sintetice
Nouăzeci și două de elemente chimice se găsesc în mod natural pe Pământ. Restul au fost obținute artificial în laboratoare. Un element chimic sintetic este de obicei produsul reacțiilor nucleare din acceleratoarele de particule (dispozitive utilizate pentru a crește viteza particulelor subatomice, cum ar fi electronii și protonii) sau reactoarele nucleare (dispozitivele folosite pentru a controla energia eliberată în reacțiile nucleare). Primul element sintetic obtinut cu numarul atomic 43 a fost tehnetiul, descoperit in 1937 de catre fizicienii italieni C. Perrier si E. Segre. În afară de tehnețiu și prometiu, toate elementele sintetice au nuclee mai mari decât cele ale uraniului. Ultimul element chimic sintetic care a primit numele este livermorium (116), iar înainte a fost flerovium (114).
Două duzini de elemente comune și importante
| Nume | Simbol | Procentul tuturor atomilor * | Proprietățile elementelor chimice (în condiții normale de cameră) |
|||
| În Univers | În scoarța terestră | În apa mării | În corpul uman |
|||
| Aluminiu | Al | - | 6,3 | - | - | Metal ușor, argintiu |
| Calciu | Ca | - | 2,1 | - | 0,02 | Parte din minerale naturale, scoici, oase |
| Carbon | CU | - | - | - | 10,7 | Baza tuturor organismelor vii |
| Clor | Cl | - | - | 0,3 | - | Gaz otrăvitor |
| Cupru | Cu | - | - | - | - | Doar metal roșu |
| Aur | Au | - | - | - | - | Doar metal galben |
| Heliu | El | 7,1 | - | - | - | Gaz foarte usor |
| Hidrogen | H | 92,8 | 2,9 | 66,2 | 60,6 | Cel mai ușor dintre toate elementele; gaz |
| Iod | eu | - | - | - | - | Metaloid; folosit ca antiseptic |
| Fier | Fe | - | 2,1 | - | - | Metal magnetic; folosit pentru producerea fierului și oțelului |
| Conduce | Pb | - | - | - | - | Metal moale, greu |
| Magneziu | Mg | - | 2,0 | - | - | Metal foarte ușor |
| Mercur | Hg | - | - | - | - | Metal lichid; unul dintre cele două elemente lichide |
| Nichel | Ni | - | - | - | - | Metal rezistent la coroziune; folosit la monede |
| Azot | N | - | - | - | 2,4 | Gazul, componenta principală a aerului |
| Oxigen | O | - | 60,1 | 33,1 | 25,7 | Gaz, al doilea important componenta de aer |
| Fosfor | R | - | - | - | 0,1 | Metaloid; important pentru plante |
| Potasiu | LA | - | 1.1 | - | - | Metal; important pentru plante; denumită în mod obișnuit „potasiu” |
* Dacă nu este specificată nicio valoare, atunci elementul este mai mic de 0,1 la sută.
Big Bang-ul ca cauză fundamentală a formării materiei
Care a fost primul element chimic din univers? Oamenii de știință cred că răspunsul la această întrebare se află în stele și în procesele prin care se formează stelele. Se crede că universul a apărut la un moment dat în timp între 12 și 15 miliarde de ani în urmă. Până în acest moment, nimic din ceea ce există, cu excepția energiei, nu este gândit. Dar s-a întâmplat ceva care a transformat această energie într-o explozie uriașă (numită Big Bang). În câteva secunde după Big Bang, materia a început să se formeze.
Primele forme simple de materie care au apărut au fost protonii și electronii. Unii dintre ei se combină pentru a forma atomi de hidrogen. Acesta din urmă este format dintr-un proton și un electron; este cel mai simplu atom care poate exista.
Încet, pe perioade lungi de timp, atomii de hidrogen au început să se adună în anumite regiuni ale spațiului, formând nori denși. Hidrogenul din acești nori a fost atras în formațiuni compacte de forțele gravitaționale. În cele din urmă, acești nori de hidrogen au devenit suficient de denși pentru a forma stele.
Stelele ca reactoare chimice de elemente noi
O stea este pur și simplu o masă de materie care generează energia reacțiilor nucleare. Cea mai comună dintre aceste reacții este o combinație de patru atomi de hidrogen pentru a forma un atom de heliu. Odată ce stelele au început să se formeze, heliul a devenit al doilea element care a apărut în univers.
Pe măsură ce stelele îmbătrânesc, ele trec de la reacțiile nucleare cu hidrogen-heliu la alte tipuri de reacții nucleare. În ele, atomii de heliu formează atomi de carbon. Mai târziu, atomii de carbon formează oxigen, neon, sodiu și magneziu. Mai târziu, neonul și oxigenul se combină între ele pentru a forma magneziu. Pe măsură ce aceste reacții continuă, se formează tot mai multe elemente chimice.
Primele sisteme de elemente chimice
Cu peste 200 de ani în urmă, chimiștii au început să caute modalități de a le clasifica. La mijlocul secolului al XIX-lea erau cunoscute aproximativ 50 de elemente chimice. Una dintre întrebările pe care chimiștii au căutat să le rezolve. rezumat la următoarele: un element chimic este o substanță complet diferită de orice alt element? Sau unele elemente sunt legate de altele într-un fel? Există o lege comună care îi unește?
Chimiștii au propus diverse sisteme de elemente chimice. Deci, de exemplu, chimistul englez William Prout în 1815 a sugerat că masele atomice ale tuturor elementelor sunt multipli ai masei atomului de hidrogen, dacă îl luăm egal cu unitate, adică trebuie să fie numere întregi. La acea vreme, masele atomice ale multor elemente fuseseră deja calculate de J. Dalton în raport cu masa hidrogenului. Cu toate acestea, dacă pentru carbon, azot, oxigen acesta este aproximativ cazul, atunci clorul cu o masă de 35,5 nu s-a încadrat în această schemă în niciun fel.
Chimistul german Johann Wolfgang Dobereiner (1780 - 1849) a arătat în 1829 că trei elemente din așa-numita grupă de halogeni (clor, brom și iod) pot fi clasificate în funcție de masele lor atomice relative. Greutatea atomică a bromului (79,9) s-a dovedit a fi aproape exact media greutăților atomice ale clorului (35,5) și iodului (127), și anume 35,5 + 127 ÷ 2 = 81,25 (aproape de 79,9). Aceasta a fost prima abordare a construcției unuia dintre grupurile de elemente chimice. Dobereiner a descoperit încă două astfel de triade de elemente, dar nu a reușit să formuleze o lege periodică generală.
Cum a apărut tabelul periodic al elementelor chimice
Majoritatea schemelor timpurii de clasificare nu au avut prea mult succes. Apoi, în jurul anului 1869, aproape o descoperire a fost făcută de doi chimiști și aproape în același timp. Chimistul rus Dmitri Mendeleev (1834-1907) și chimistul german Julius Lothar Meyer (1830-1895) au propus organizarea elementelor care au proprietăți fizice și chimice similare într-un sistem ordonat de grupuri, rânduri și perioade. În același timp, Mendeleev și Meyer au subliniat că proprietățile elementelor chimice se repetă periodic în funcție de greutățile lor atomice.
Astăzi, Mendeleev este considerat în general descoperitorul legii periodice, deoarece a făcut un pas pe care Meyer nu l-a făcut. Când toate elementele au fost localizate în tabelul periodic, au apărut câteva lacune în acesta. Mendeleev a prezis că acestea sunt locuri pentru elemente care nu au fost încă descoperite.
Cu toate acestea, a mers și mai departe. Mendeleev a prezis proprietățile acestor elemente încă nedescoperite. El știa unde se află în tabelul periodic, așa că le putea prezice proprietățile. Este de remarcat faptul că fiecare element chimic prezis de Mendeleev, viitorul galiu, scandiu și germaniu, a fost descoperit la mai puțin de zece ani după ce a publicat legea periodică.
Forma scurtă a tabelului periodic
Au existat încercări de a calcula câte versiuni ale reprezentării grafice a tabelului periodic au fost propuse de diferiți oameni de știință. Au ieșit peste 500. Mai mult, 80% din numărul total de opțiuni sunt tabele, iar restul sunt forme geometrice, curbe matematice etc. Drept urmare, patru tipuri de tabele și-au găsit aplicație practică: scurte, semilungi. , lungă și scară (piramidală). Acesta din urmă a fost propus de marele fizician N. Bohr.
Figura de mai jos arată forma scurtă.
În ea, elementele chimice sunt aranjate în ordinea crescătoare a numerelor lor atomice de la stânga la dreapta și de sus în jos. Deci, primul element chimic din tabelul periodic hidrogenul are numărul atomic 1 deoarece nucleul atomilor de hidrogen conține unul și un singur proton. La fel, oxigenul are un număr atomic de 8, deoarece nucleele tuturor atomilor de oxigen conțin 8 protoni (vezi figura de mai jos).
Principalele fragmente structurale ale tabelului periodic sunt perioadele și grupurile de elemente. În șase perioade, toate celulele sunt umplute, a șaptea nu este încă finalizată (deși elementele 113, 115, 117 și 118 au fost sintetizate în laboratoare, acestea nu au fost încă înregistrate oficial și nu au nume).
Grupurile sunt împărțite în subgrupuri principale (A) și secundare (B). Elementele primelor trei perioade, fiecare conținând un rând-rând, sunt incluse exclusiv în subgrupurile A. Celelalte patru perioade includ două rânduri.
Elementele chimice din același grup tind să aibă proprietăți chimice similare. Deci, primul grup este format din metale alcaline, al doilea - metale alcalino-pământoase. Elementele situate în aceeași perioadă au proprietăți care se schimbă lent de la un metal alcalin la un gaz nobil. Figura de mai jos arată cum se modifică una dintre proprietăți - raza atomică - pentru elementele individuale din tabel.
Forma cu perioade lungi a tabelului periodic
Este prezentat în figura de mai jos și este împărțit în două direcții, rând și coloană. Există șapte linii de perioadă, ca în forma scurtă, și 18 coloane numite grupuri sau familii. De fapt, creșterea numărului de grupe de la 8 în forma scurtă la 18 în cea lungă se obține prin plasarea tuturor elementelor în perioadele începând cu a 4-a, nu în două, ci într-o singură linie.
Pentru grupuri sunt utilizate două sisteme de numerotare diferite, așa cum se arată în partea de sus a tabelului. Sistemul numeric roman (IA, IIA, IIB, IVB etc.) a fost popular în mod tradițional în Statele Unite. Un alt sistem (1, 2, 3, 4 etc.) este folosit în mod tradițional în Europa și a fost recomandat pentru utilizare în SUA în urmă cu câțiva ani.
Aspectul tabelelor periodice din figurile de mai sus este puțin înșelător, la fel ca orice astfel de tabel publicat. Motivul pentru aceasta este că cele două grupuri de articole afișate în partea de jos a tabelelor ar trebui să fie de fapt localizate în ele. Lantanidele, de exemplu, aparțin perioadei 6 dintre bariu (56) și hafniu (72). În plus, actinidele aparțin perioadei 7 dintre radiu (88) și ruterfordium (104). Dacă ar fi introduse într-o masă, aceasta ar deveni prea lată pentru a se potrivi pe o bucată de hârtie sau pe o diagramă de perete. Prin urmare, este obișnuit să plasați aceste elemente în partea de jos a mesei.
Elemente chimice- vezi Elemente, Greutatea atomilor, Legalitatea periodică, Chimie și Lavoisier... Dicţionar enciclopedic al lui F.A. Brockhaus și I.A. Efron
Elemente chimice sintetizate- Elemente chimice sintetizate (artificiale) care au fost identificate pentru prima dată ca un produs al sintezei artificiale. Unele dintre ele (elementele transuranice grele, toate transactinoide) sunt aparent absente în natură; altele ...... Wikipedia
ELEMENTE-IMPURITATI- elemente chimice prezente în minerale ale altor elemente sub formă de impurități izomorfe sau incluziuni mecanice fine; uneori sunt recuperate ca componente incidentale sau chiar de bază (de exemplu, aur din pirit). Printre elemente...... Dicţionar enciclopedic mare
SUBSTANȚE CHIMICE- elemente și compuși chimici, amestecurile acestora, atât naturale, cât și artificiale, precum și produse finite care conțin elemente chimice în compoziția lor, capabile să aibă un efect nociv asupra omului în condiții normale sau imprevizibile... Enciclopedia rusă a protecției muncii
elemente petrogenice- Principalele elemente chimice care formează rocile; acestea includ cele mai comune elemente ale scoarței terestre (O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K etc.). [Dicționar de termeni și concepte geologice. Universitatea de Stat din Tomsk] Subiecte ...... Ghidul tehnic al traducătorului
ELEMENTE BIOFILE- absorbit din geochimie. medii (sol, apă) de către organisme și utilizate în procesele vieții. Acestea includ: macroelemente N, C, O, H, Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl, Si, Fe și microelemente Cu, Co, Mn, Zn, V, Ni, Mo, Sr, B, Se , F, Br, I. Cu excepția ...... Enciclopedie geologică
Elemente de frasin- elemente chimice care alcătuiesc cenuşa plantelor şi animalelor. De obicei, acestea sunt toate elementele care pot fi găsite în plante și animale, cu excepția carbonului, hidrogenului, oxigenului și azotului; acestea din urmă nu fac parte din cenușă, deoarece se volatilizează atunci când ...... Dicţionar explicativ al ştiinţei solului
ELEMENTE CHIMICE- cea mai simplă formă de materie care poate fi identificată prin metode chimice. Acestea sunt părțile constitutive ale substanțelor simple și complexe, care sunt o colecție de atomi cu aceeași sarcină nucleară. Sarcina nucleului unui atom este determinată de numărul de protoni din... Enciclopedia lui Collier
Elemente chimice- Tabelul periodic al elementelor chimice ale lui D. I. Mendeleev H ... Wikipedia
elemente de impuritate- elemente chimice prezente în minerale ale altor elemente sub formă de impurități izomorfe sau incluziuni mecanice fine; uneori sunt recuperate ca componente asociate sau chiar de bază (de exemplu, aur din pirită). Printre elemente...... Dicţionar enciclopedic
Cărți
- Elemente chimice, Vaitkene Lyubov Dmitrievna, Fe, Au, Cu Ferrum, aurum, cuprum Încă nu știți ce înseamnă aceste cuvinte, dar ați dori foarte mult să știți? Atunci această carte este asistentul tău fidel în stăpânirea unei științe atât de dificile precum chimia... Categorie: Diverse Seria: Pentru cei mai curioși Editura: AST, Producator: AST, Cumpărați cu 987 UAH (numai Ucraina)
- Elemente chimice, Vaitkene, Lyubov Dmitrievna, Fe, Au, Cu ... Ferrum, aurum, cuprum ... Încă nu știți ce înseamnă aceste cuvinte, dar ați dori foarte mult să știți? Atunci această carte este asistentul tău credincios în stăpânirea unei științe atât de dificile precum... Categorie:
Instrucțiuni
Lavoisier a atribuit elementelor o serie de substanțe simple - toate metalele cunoscute până atunci, precum și fosfor, sulf, hidrogen, oxigen, azot. În plus, el a atribuit elementelor lumină, caloric etc. „Substanțe pământești care formează sare”. Desigur, din punctul de vedere al zilei de astăzi, multe dintre declarațiile sale par naive, dar pentru acea vreme a fost un mare pas înainte.
În prima jumătate a secolului al X-lea, prin eforturile lui Dalton și a altor oameni de știință celebri, ipoteza atomo-moleculară a elementelor. Ea consideră orice element chimic ca un tip separat de atomi, iar substanțele simple și complexe, ca fiind formate, respectiv, din atomi de aceleași tipuri sau diferite.
Dalton face parte din definiția greutății atomice a unui element, ca fiind cel mai important indicator de care depinde direct. Un alt chimist, Berzelius, a făcut o treabă grozavă de a determina greutățile atomice ale elementelor. Acest lucru a contribuit în mare măsură la descoperirea Legii periodice de către Mendeleev. În acest moment, erau cunoscute 63 de elemente. Cu ajutorul Legii periodice, a devenit posibilă prezicerea proprietăților fizico-chimice ale elementelor încă nedescoperite.
Fiecare element din tabelul periodic are un loc strict definit. Are atât un nume complet, cât și o formă abreviată de notație - un simbol format din una sau două litere latine luate din numele latin al elementului. De exemplu, Fe (fer, fier), Cu (Cuprum, cupru), H (hidrogeniu, hidrogen). Următoarele informații despre acesta sunt situate lângă simbolul elementului: numărul de serie corespunzător numărului de protoni din nucleu, masa atomică, distribuția electronilor pe niveluri de energie, configurația electronică.
Videoclipuri similare
Absolut tot ceea ce ne înconjoară, nori, o pădure sau o mașină nou-nouță, constă în alternanța celor mai mici atomi. Atomii diferă ca mărime, masă și complexitate structurală. Chiar și aparținând aceleiași specii, atomii pot diferi ușor. Pentru a pune lucrurile în ordine în toată această diversitate, oamenii de știință au venit cu un astfel de concept ca element chimic. Acest termen este obișnuit să desemneze o legătură permanentă de atomi cu același număr de protoni, adică cu o sarcină constantă a nucleului.
În timpul oricărei posibile interacțiuni între ei, atomii elementelor chimice nu se modifică, doar legăturile dintre ei sunt transformate. De exemplu, dacă aprindeți un arzător cu gaz în bucătărie cu gestul obișnuit, între elemente se va produce o reacție chimică. În acest caz, metanul (CH4) reacţionează cu oxigenul (O2), formând dioxid de carbon (CO2) şi apă, mai precis, vapori de apă (H2O). Dar în timpul acestei interacțiuni, nu s-a format un singur element chimic nou, dar legăturile dintre ele s-au schimbat.
Elemente de organizare
Pentru prima dată, ideea existenței unor elemente chimice permanente și neschimbate a apărut în celebrul oponent al alchimiei, Robert Boyle, în 1668. În cartea sa, el a luat în considerare proprietățile a doar 15 elemente, dar a admis existența altora noi, nedescoperite încă de oamenii de știință.
Aproximativ 100 de ani mai târziu, un chimist strălucit din Franța, Antoine Lavoisier, a creat și publicat o listă de 35 de elemente. Adevărat, nu toate s-au dovedit a fi indivizibile, dar acest lucru a lansat un proces de căutare, în care au fost implicați oameni de știință din toată Europa. Printre sarcini a fost nu numai recunoașterea compușilor atomici permanenți, ci și posibila sistematizare a unor elemente deja definite.
Pentru prima dată, geniul om de știință rus Dmitri Ivanovici Mendeleev s-a gândit la posibila legătură dintre masa atomică a elementelor și locația lor. Ipoteza l-a ocupat multă vreme, dar a fost imposibil să se creeze o succesiune logică strictă a aranjamentului elementelor cunoscute. Mendeleev a prezentat ideea principală a descoperirii sale în 1869 într-un raport către Societatea Rusă de Chimie, dar apoi nu și-a putut demonstra clar concluziile.
Există o legendă că omul de știință a lucrat cu minuțiozitate timp de trei zile la realizarea mesei, fără a fi distras nici măcar de somn și mâncare. Incapabil să reziste stresului, omul de știință a ațipit și a văzut într-un vis un tabel sistematizat în care elementele își luau locul în funcție de masa lor atomică. Desigur, legenda visului sună foarte incitantă, dar Mendeleev și-a gândit ipoteza timp de mai bine de douăzeci de ani, motiv pentru care rezultatul a fost atât de excepțional.
Deschiderea de articole noi
Dmitri Mendeleev a continuat să lucreze la natura elementelor chimice chiar și după recunoașterea descoperirii sale. El a putut demonstra că există o relație directă între localizarea unui element în sistem și totalitatea proprietăților acestuia în comparație cu alte tipuri de elemente. În îndepărtatul secol al XVII-lea, a putut prezice descoperirea iminentă a unor noi elemente, pentru care a lăsat cu prudență celule goale în masa sa.
Geniul s-a dovedit a avea dreptate, au urmat curând noi descoperiri, încă nouă elemente noi au fost descoperite în șaptezeci de ani, inclusiv metalele ușoare galiu (Ga) și scandiu (Sc), metalul dens reniu (Re), semiconductorul germaniu. (Ge) și periculosul poloniu radioactiv (Po). Apropo, în 1900 s-a decis să se adauge pe masă gaze inerte, care au activitate chimică scăzută și reacționează greu cu alte elemente. Ele sunt de obicei numite elemente zero.
Cercetarea și căutarea de noi compuși stabili ai atomilor au continuat și acum există 117 elemente chimice în listă. Cu toate acestea, originea lor este diferită, doar 94 dintre ele au fost descoperite în natură naturală, iar celelalte 23 de substanțe noi au fost sintetizate de oamenii de știință în cursul studierii proceselor reacțiilor nucleare. Majoritatea acestor compuși obținuți artificial se dezintegrează rapid în compuși mai simpli. Prin urmare, sunt considerate elemente chimice instabile și în tabel indică nu masa atomică relativă, ci numărul de masă.
Fiecare element chimic are propriul nume unic, format din una sau mai multe litere ale numelui său latin. În toate țările lumii, au fost adoptate reguli și simboluri uniforme pentru descrierea unui element, fiecare având locul și numărul de serie în tabel.
Propagarea în spațiu
Specialiștii științei moderne știu că cantitatea și distribuția acelorași elemente pe planeta Pământ și în vastitatea Universului este foarte diferită.
Astfel, în spațiu, cei mai des întâlniți compuși atomici sunt hidrogenul (H) și heliul (He). În adâncurile nu numai a stelelor îndepărtate, ci și a luminii noastre, există reacții termonucleare constante care implică hidrogen. Sub influența unor temperaturi neconceput de ridicate, patru nuclee de hidrogen se unesc pentru a forma heliu. Deci din cele mai simple elemente se obțin altele mai complexe. Energia eliberată în acest caz este aruncată în spațiu deschis. Toți locuitorii planetei noastre simt această energie ca lumina și căldura razelor soarelui.
Oamenii de știință care folosesc metoda analizei spectrale au descoperit că Soarele are 75% hidrogen, 24% heliu și doar restul de 1% din întreaga masă uriașă a stelei conține alte elemente. De asemenea, o cantitate imensă de hidrogen molecular și atomic este împrăștiată în spațiul aparent gol.
Oxigenul, carbonul, azotul, sulful și alte elemente ușoare se găsesc în compoziția planetelor, cometelor și asteroizilor. Produsul final al „vieții” majorității vedetelor, fierul, cunoscut nouă, este adesea găsit. Într-adevăr, de îndată ce nucleul unei stele începe să sintetizeze acest element, acesta este sortit pieirii. Oamenii de știință au reușit să găsească o cantitate uriașă de litiu în spațiu, motivele căreia nu au fost încă studiate. Urmele de metale precum aurul și titanul sunt mult mai puțin frecvente; ele se formează numai atunci când stele foarte masive explodează.
Și cum pe planeta noastră
Pe planetele stâncoase precum Pământul, distribuția elementelor chimice este complet diferită. Mai mult, nu sunt într-o stare statică, ci interacționează constant între ele. De exemplu, pe Pământ, o mare cantitate de gaze dizolvate este transportată de apele Oceanului Mondial, iar organismele vii și activitatea lor vitală au dus la o creștere semnificativă a cantității de oxigen. Prin calcule îndelungate, oamenii de știință au stabilit că acest element necesar vieții reprezintă 50% din toate substanțele de pe planetă. Nu este surprinzător, deoarece face parte din multe roci, apă sărată și dulce, atmosferă și celule ale organismelor vii. Fiecare celulă vie a oricărei creaturi conține aproape 65% oxigen.
Al doilea cel mai abundent este siliciul, care ocupă 25% din întreaga scoarță terestră. Nu poate fi găsit în forma sa pură, dar în proporții diferite acest element este inclus în toți compușii de pe Pământ. Dar hidrogenul, din care există atât de mult în spațiul cosmic, este foarte mic în scoarța terestră, doar 0,9%. În apă, conținutul său este puțin mai mare, aproape 12%.
Compoziția chimică a atmosferei, a crustei și a nucleului planetei noastre este destul de diferită, de exemplu, fierul și nichelul sunt concentrate în principal în miezul topit, iar majoritatea gazelor ușoare se află în mod constant în atmosferă sau apă.
Cea mai puțin frecventă apariție pe Pământ este lutețiul (Lu), un element greu rar, a cărui pondere este de doar 0,00008% din masa scoarței terestre. A fost descoperit în 1907, dar acest element cel mai refractar nu a primit încă nicio aplicație practică.
Surse:
- Enciclopedia „Krugosvet” Articolul „Elemente chimice”
A fost o senzație - se dovedește că cea mai importantă substanță de pe Pământ este formată din două elemente chimice la fel de importante. „AiF” a decis să se uite în tabelul periodic și să-și amintească datorită elementelor și compușilor care există Universul, precum și vieții de pe Pământ și civilizației umane.
HIDROGEN (H)
Unde apare: cel mai răspândit element din Univers, principalul său „material de construcție”. Stelele, inclusiv Soarele, sunt făcute din ea. Datorită fuziunii termonucleare cu participarea hidrogenului, Soarele ne va încălzi planeta pentru încă 6,5 miliarde de ani.
De ce este util:în industrie - în producția de amoniac, săpun și materiale plastice. Energia hidrogenului are perspective mari: acest gaz nu poluează mediul înconjurător, deoarece în timpul arderii dă doar vapori de apă.
CARBON (C)
Unde apare: orice organism este în mare parte format din carbon. În corpul uman, acest element ocupă aproximativ 21%. Deci, mușchii noștri sunt 2/3 din ea. În stare liberă, apare în mod natural sub formă de grafit și diamant.
De ce este util: mâncare, energie și multe altele. altele.Clasa compușilor pe bază de carbon este uriașă - hidrocarburi, proteine, grăsimi etc. Acest element este indispensabil în nanotehnologie.
AZOT (N)
Unde apare: atmosfera Pământului este 75% azot. Face parte din proteine, aminoacizi, hemoglobină etc.
De ce este util: necesare pentru existența animalelor și a plantelor. In industrie este folosit ca mediu gazos pentru ambalare si depozitare, ca agent frigorific. Cu ajutorul lui, se sintetizează diverși compuși - amoniac, îngrășăminte, explozivi, coloranți.
OXIGEN (O)
Unde apare: Cel mai comun element de pe Pământ, reprezintă aproximativ 47% din masa scoarței terestre solide. Marea și apele dulci sunt 89% oxigen, atmosfera 23%.
De ce este util: Datorită oxigenului, ființele vii pot respira; fără el, focul nu ar fi posibil. Acest gaz este utilizat pe scară largă în medicină, metalurgie, industria alimentară și energie.
GAZ CARBON (CO2)
Unde apare:În atmosferă, în apa mării.
De ce este util: Datorită acestui compus, plantele pot respira. Procesul de absorbție a dioxidului de carbon din aer se numește fotosinteză. Este principala sursă de energie biologică. Merită să ne amintim că energia pe care o obținem din arderea combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaz) s-a acumulat în intestinele pământului de milioane de ani datorită fotosintezei.
FIER (Fe)
Unde apare: unul dintre cele mai comune elemente din sistemul solar. Miezurile planetelor terestre constau din el.
De ce este util: metal folosit de om din cele mai vechi timpuri. O întreagă epocă istorică a fost numită Epoca Fierului. În zilele noastre, până la 95% din producția mondială de metale este reprezentată de fier, acesta fiind componenta principală a oțelurilor și a fontelor.
ARGINT (Ag)
Unde apare: Unul dintre obiectele rare. Găsit anterior în natură în forma sa nativă.
De ce este util: De la mijlocul secolului al XIII-lea, a devenit un material tradițional pentru fabricarea veselei. Posedă proprietăți unice, prin urmare este utilizat în diverse industrii - în bijuterii, fotografie, inginerie electrică și electronică. Sunt cunoscute și proprietățile dezinfectante ale argintului.
AUR (Au)
Unde apare: găsit anterior în natură în forma sa nativă. Se exploatează în mine.
De ce este util: cel mai important element al sistemului financiar mondial, deoarece rezervele sale sunt mici. A fost folosit de mult ca bani. Toate rezervele de aur bancare sunt în prezent estimate
în 32 de mii de tone - dacă le topiți, obțineți un cub cu o latură de numai 12 m. Este folosit în medicină, microelectronică, în cercetarea nucleară.
SILICIU (Si)
Unde apare:În ceea ce privește prevalența în scoarța terestră, acest element ocupă locul al doilea (27-30% din masa totală).
De ce este util: Siliciul este principalul material pentru electronice. Folosit și în metalurgie și în producția de sticlă și ciment.
APA (H2O)
Unde apare: Planeta noastră este acoperită cu apă în proporție de 71%. Corpul uman este compus în proporție de 65% din acest compus. Există apă în spațiul cosmic, în corpul cometelor.
De ce este util: Este de o importanță cheie în crearea și menținerea vieții pe Pământ, deoarece, datorită proprietăților sale moleculare, este un solvent universal. Apa are multe proprietăți unice la care nu ne gândim. Deci, dacă nu ar fi crescut în volum în timpul înghețului, viața pur și simplu nu ar fi apărut: corpurile de apă ar îngheța până la fund în fiecare iarnă. Și astfel, extinzându-se, gheața mai ușoară rămâne la suprafață, menținând un mediu viabil dedesubt.
