Хемијски елемент је ... Периодни систем хемијских елемената

Хемијски елемент је колективни појам који описује скуп атома једноставне супстанце, тј. Онај који се не може поделити на једноставнију (у структури њихових молекула) компоненте. Замислите да добијете комад чистог гвожђа са захтевом да га поделите на хипотетске компоненте користећи било који уређај или метод који су икада изумили хемичари. Међутим, ништа не можете да урадите, никада се гвожђе не дели на нешто једноставније. Једноставна супстанца - гвожђе - одговара хемијском елементу Фе.

Теоријска дефиниција

Горе поменута експериментална чињеница може се објаснити помоћу ове дефиниције: хемијски елемент је апстрактни скуп атома (не молекула!) Од одговарајуће једноставне супстанце, тј. Атома исте врсте. Ако је постојао начин да се погледа сваки од појединачних атома у комаду чистог гвожђа, како је горе поменуто, онда би сви они били исти - атоми гвожђа. Насупрот томе, хемијско једињење, као што је оксид гвожђа, увек садржи најмање два различита типа атома: атоме гвожђа и атоме кисеоника.

Услови које треба да знате

Атомска маса : Маса протона, неутрона и електрона који чине атом хемијског елемента.

Атомски број : број протона у језгру атома неког елемента.

Хемијски симбол : слово или пар латиничних слова који означавају ознаку овог елемента.

Хемијска једињења : Супстанца која се састоји од два или више хемијских елемената који су међусобно повезани у одређеној пропорцији.

Метал : елемент који губи електроне хемијске реакције са другим елементима.

Металлоид : елемент који понекад реагује као метал, а понекад и као неметал.

Не-метал : елемент који настоји да произведе електроне у хемијским реакцијама са другим елементима.

Периодни систем хемијских елемената : систем класификације хемијских елемената у складу са њиховим атомским бројевима.

Синтетички елемент : онај који се вештачки добија у лабораторији и по правилу се не налази у природи.

Природни и синтетички елементи

Деведесет два хемијска елемента се налазе у природи на Земљи. Остатак је добијен вештачки у лабораторијама. Синтетички хемијски елемент је обично производ нуклеарних реакција у акцелераторима честица (уређаји који се користе за повећање брзине субатомских честица, као што су електрони и протони) или нуклеарни реактори (уређаји који се користе за контролу енергије која се ослобађа током нуклеарних реакција). Први синтетички елемент добивен атомским бројем 43 био је технецијум, откривен 1937. године од стране талијанских физичара Ц. Перриер и Е. Сегре. Поред технеција и прометијума, сви синтетички елементи имају језгре веће од оних уранијума. Ово последње, које је добило име, је синтетички хемијски елемент - јетремориум (116), а пре њега фламеријум (114).

Два туцета заједничких и важних елемената

* Ако вриједност није специфицирана, онда је ставка мања од 0,1 посто.

Велики прасак као основни узрок стварања материје

Који је био први хемијски елемент у универзуму? Научници сматрају да одговор на ово питање лежи у звездама иу процесима формирања звезда. Вјерује се да је свемир настао у неком тренутку у времену од 12 до 15 милијарди година. До овог тренутка не размишља се ништа осим енергије. Али догодило се нешто што је ову енергију претворило у огромну експлозију (такозвани Велики прасак). У наредним секундама, након Великог праска, ствар је почела да се формира.

Први протозојски облици материје били су протони и електрони. Неки од њих су комбиновани у атоме водоника. Потоњи се састоји од једног протона и једног електрона; то је најједноставнији атом који може постојати. Полако, током дугих временских периода, атоми водоника почели су да се спајају у одређеним просторима, формирајући густе облаке. Водоник у овим облацима је био компактан. гравитационе силе. На крају, ови облаци водоника постали су довољно густи да формирају звезде ..

Звијезде као кемијски реактори нових елемената

Звезда је једноставно маса материје која генерише енергију нуклеарних реакција. Најчешћа од ових реакција је комбинација четири атома водоника који формирају један атом хелијума. Чим су се звезде почеле формирати, хелиј је постао други елемент који се појавио у Универзуму.

Када звијезде постану старије, оне прелазе из нуклеарних реакција хидроген-хелијум у друге типове. У њима, атоми хелијума формирају атоме угљеника. Каснији атоми угљеника формирају кисеоник, неон, натријум и магнезијум. Још касније, неон и кисеоник се међусобно комбинују да би формирали магнезијум. Како се ове реакције настављају, формира се све више и више хемијских елемената.

Први системи хемијских елемената

Пре више од 200 година, хемичари су почели да траже начине да их класификују. Средином КСИКС века било је познато око 50 хемијских елемената. Једно од питања које хемичари покушавају да реше. је ли ово: хемијски елемент је потпуно другачија супстанца од било ког другог елемента? Или неки елементи који се на неки начин односе на друге? Постоји ли опћи закон који их уједињује?

Хемичари су предложили различите системе хемијских елемената. Тако је, на пример, енглески хемичар Вилијам Праут из 1815. године сугерисао да су атомске масе свих елемената вишеструке масе водониковог атома, ако је узмемо за једну, то јест, морају бити целе. У то време, Ј. Далтон је већ израчунао атомске масе многих елемената у односу на масу водоника. Међутим, ако је то приближно случај са угљеником, азотом, кисеоником, онда се хлор са масом од 35,5 не уклапа у ову шему.

Немачки хемичар Јоханн Волфганг Добереинер (1780 - 1849) је 1829. године показао да се три елемента из такозване халогене групе (хлор, бром и јод) могу класификовати по њиховим релативне атомске масе. Атомска маса брома (79.9) је била скоро тачно просек атомских тежина хлора (35.5) и јода (127), односно 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (близу 79.9). Ово је био први приступ изградњи једне од група хемијских елемената. Добереинер је открио још два таква тријада елемената, али није успео да формулише општи периодични закон.

Како је функционисао периодични систем хемијских елемената

Већина раних класификацијских шема није била веома успјешна. Онда, око 1869. године, два хемичара су направила готово једно откриће и готово у исто вријеме. Руски хемичар Дмитри Мендељејев (1834-1907) и немачки хемичар Јулиус Лотхар Меиер (1830–1895) предложили су организовање елемената који имају сличне физичке и хемијске особине у уређен систем група, редова и периода. У исто време, Мендељејев и Мејер су указали да се својства хемијских елемената периодично понављају у зависности од њихових атомских тежина.

Данас се Мендељејев генерално сматра откривачем периодичног закона, јер је подузео један корак који Меиер није прихватио. Када су се сви елементи налазили у периодном систему, у њему су се појавиле неке празнине. Мендељејев је предвидио да су то места за елементе који још нису откривени.

Међутим, отишао је још даље. Мендељејев је предвидио својства ових још неотворених елемената. Знао је где се налазе у периодном систему, како би могао да предвиди њихова својства. Треба напоменути да сваки предвиђени хемијски елемент Менделејева, будући галијум, скандијум и германијум откривени су мање од десет година након објављивања периодичног закона.

Кратак облик периодног система

Било је покушаја да се израчуна колико варијанти графичке слике периодичног система су предложили различити научници. Показало се да је то више од 500. Штавише, 80% од укупног броја варијанти су табеле, а остало су геометријске фигуре, математичке кривуље, итд. Као резултат тога, четири типа табела су пронашле практичну примену: кратка, пола дуга, дуга и мердевина (пирамидална). Ово је предложио велики физичар Н. Бохр.

На доњој слици приказана је кратка форма. У њему су хемијски елементи распоређени у растућем редоследу њихових атомских бројева с лева на десно и од врха до дна. Дакле, први хемијски елемент периодног система водоника има атомски број 1, јер језгро атома водоника садржи један и само један протон. Слично томе, кисеоник има атомски број 8, јер језгра свих атома кисеоника садржи 8 протона (види слику испод).

Главни структурни фрагменти периодног система су периоди и групе елемената. У шест периода све ћелије су попуњене, седма још није довршена (елементи 113, 115, 117 и 118, иако синтетизовани у лабораторијама, још нису званично регистровани и немају имена).

Групе су подељене на главне (А) и секундарне (Б) подгрупе. Елементи прва три периода, који садрже по један ред, укључени су искључиво у А-подгрупе. Преостала четири периода обухватају два реда-реда.

Хемијски елементи у једној групи, по правилу, имају слична хемијска својства. Дакле, прва група је алкални метали друга је алкална земља. Елементи у истом периоду имају својства која полако варирају од алкалног метала до племенитог гаса. Слика испод показује како се једна од особина - атомски полупречник - разликује за поједине елементе у табели.

Дугорочни облик периодног система

Приказан је на доњој слици и подељен је у два правца, у редовима и колонама. Постоји седам редова редова, као у кратком облику, и 18 колона, које се називају групе или породице. У ствари, повећање броја група од 8 у кратком облику на 18 у дугом добија се стављањем свих елемената у периодима почевши од 4., не у два, већ у једном реду.

За групе се користе два различита система нумерисања, као што је приказано на врху табеле. Систем базиран на римским бројевима (ИА, ИИА, ИИБ, ИВБ, итд.) Је традиционално популаран у Сједињеним Државама. Други систем (1, 2, 3, 4, итд.) Традиционално се користи у Европи и препоручен је за употребу у САД прије неколико година.

Појава периодичних табела на горњим сликама је помало варљива, као у свакој таквој објављеној табели. Разлог за то је да би две групе елемената приказане на дну табела требало да се налазе унутар њих. Лантаниди, на пример, спадају у период 6 између баријума (56) и хафнија (72). Поред тога, актиниди спадају у период 7 између радијума (88) и рутхерфорда (104). Ако би били уметнути у стол, постало би прешироко да би се уклопио на лист папира или зидну карту. Према томе, уобичајено је да се ти елементи стављају на дно табеле.