Cheminis elementas: apibrėžimas, atomas, savybės ir periodinė lentelė
Sužinokite, kas yra cheminis elementas: atomų struktūra, protonų, neutronų, elektronų vaidmuo, elementų savybės ir periodinė lentelė — aiškus, informatyvus vadovas pradedantiesiems.
Cheminis elementas yra medžiaga, kurioje yra tik vienos rūšies atomų. Jei medžiagoje yra daugiau nei vienos rūšies atomų, ji yra junginys. Elementas gali būti kietas, skystas arba dujinis. Mažiausia tokio elemento dalelė yra atomas. Atomai sudaryti iš protonų, neutronų ir elektronų. Šios dalelės ir jų tarpusavio sąveikos lemia elemento pagrindines fizines ir chemines savybes.
Atomo sandara ir atominis skaičius
Kiekviename elemente yra tik vienos rūšies atomas. Protonų skaičius atomo branduolyje vadinamas atominiu skaičiumi ir būtent jis nustato, prie kurio elemento priklauso atomas. Pavyzdžiui, visi atomai, turintys 6 protonus, priklauso cheminiam elementui angliai, o visi atomai, turintys 92 protonus, priklauso elementui uranui. Protonų skaičius branduolyje taip pat lemia jo elektros krūvį, o tai savo ruožtu nulemia ir vidutinį atomo elektronų skaičių įprastoje (suvienytoje) būsenoje.
Elektronai, orbitalės ir cheminės savybės
Elektronai išsidėsto skirtingose energinėse zonose, vadinamose atominėse orbitalėse. Išorinių orbitalių elektronų skaičius ir jų pasiskirstymas lemia, kaip atomai jungiasi vienas su kitu — todėl elektronų struktūra yra pagrindinis veiksnys, nulemiantis chemines savybes. Pavyzdžiui, elementai, turintys panašią išorinių elektronų konfiguraciją, dažnai rodo panašų cheminį elgesį (tai matosi periodinėje lentelėje, grupėse).
Izotopai, masės skaičius ir radioaktyvumas
Be protonų, branduulyje esantys neutronai gali skirtis tarp to paties elemento atomų — tokios atomo variacijos vadinamos izotopais. Izotopų masinis skaičius (protonų + neutronų) lemia atomo masę. Kai kurie izotopai yra stabilūs, kiti — radioaktyvūs ir gali skaidytis, išskirdami spinduliavimą; todėl izotopai turi svarbių pritaikymų medicinoje, pramonėje ir geologiniuose datavimuose.
Elementai, molekulės ir medžiagų įvairovė
Molekulės susidaro, kai du ar daugiau atomų jungiasi cheminėmis ryšiais. Cheminiai elementai yra pagrindinės visų medžiagų sudedamosios dalys — skirtingi elementų deriniai ir struktūros duoda milžinišką medžiagų įvairovę, nuo paprastų dujų iki sudėtingų polimerų ir biomolekulių.
Periodinė lentelė ir periodiškumo dėsniai
Cheminiai elementai paprastai išdėstyti periodinėje lentelėje, kur jų vieta atspindi elektronų konfigūraciją ir periodiškus požymius. Lentelė suskirstyta į eilutes (periodas) ir stulpelius (grupes). Periodinėje lentelėje matomi pagrindiniai trendai: atomų spindulys, jėga, reikalinga elektronų atitraukimui (ionizacijos energija), ir gebėjimas pritraukti elektronus jungtyje (elektronegatyvumas). Šie dėsniai padeda prognozuoti elementų cheminį elgesį ir tarpusavio sąveikas.
Natūralūs ir sintetiniai elementai
Šiuolaikinėje chemijoje žinoma 118 skirtingų cheminių elementų. Apie 92 iš jų randami gamtoje, o likusieji gauti dirbtinai laboratorijose atliekant branduolinius eksperimentus. Žmogaus kūnas sudarytas iš maždaug 26 pagrindinių elementų — pagrindinius sudėtinius dalykus sudaro cheminiai elementai, tokie kaip anglis, vandenilis, deguonis, azotas ir kt. Vienas žymesnių atradimų buvo uranas (paminėtas 1789 m.), kuris istoriškai buvo tarp ankstyvųjų natūraliai atpažintų elementų uranui. Pirmieji elementai, kuriuos pavyko sintetinti laboratorijose, atsirado XX a. — pavyzdžiui, 1937 m. buvo sintetiškai iegintas technecijus.
Praktinė reikšmė ir taikymai
- Medicina: izotopai diagnostikai ir terapijai.
- Pramonė: metalai, puslaidininkiai, katalizatoriai ir kt.
- Aplinkos mokslai: elementų ciklai (pvz., anglies ir azoto ciklai).
- Moksliniai tyrimai: naujų elementų sintezė ir branduolinė fizika.
Apibendrinant, cheminis elementas yra esminė medžiagos sudedamoji dalis, kuriai būdinga unikali atomų struktūra ir savybės. Supratimas apie atomų sandarą, izotopus ir periodinius dėsnius leidžia paaiškinti medžiagų elgesį ir kurti naujas technologijas.
Elemento sieros kristalinė struktūra
Bromas yra vienas iš dviejų elementų, kurie 25 °C temperatūroje yra skysti. Kitas yra gyvsidabris
Cheminiai simboliai
Cheminiams elementams taip pat suteikiamas unikalus cheminis simbolis. Cheminiai simboliai naudojami visame pasaulyje. Tai reiškia, kad nesvarbu, kokia kalba kalbama, nekyla painiavos dėl simbolio reikšmės. Cheminiai elementų simboliai yra kilę iš jų angliškų arba lotyniškų pavadinimų. Pavyzdžiui, anglies cheminis simbolis yra C, o natrio cheminis simbolis yra Na pagal lotyniškąjį natrium. Volframas vadinamas "W" pagal vokišką pavadinimą wolfram. Au yra aukso simbolis, kilęs iš lotyniško žodžio aurum, reiškiančio auksą. Kitas simbolis, kilęs iš lotynų kalbos, yra Ag. Tai sidabro elementas, kilęs iš lotyniškojo argentum. Švino simbolis Pb yra kilęs iš lotynų kalbos žodžio plumbum, iš kurio kilęs angliškas žodis santechnikas, nes anksčiau vamzdžiai buvo gaminami iš švino. Kai kurie neseniai atrasti elementai buvo pavadinti garsių žmonių vardais, pavyzdžiui, einšteinas, pavadintas Alberto Einšteino vardu.
Junginiai
Elementai gali jungtis (reaguoti) ir sudaryti grynus junginius (pvz., vandenį, druskas, oksidus ir organinius junginius). Daugeliu atvejų šie junginiai turi fiksuotą sudėtį, savo struktūrą ir savybes. Junginio savybės gali labai skirtis nuo elementų, iš kurių jis sudarytas. Natris yra metalas, kuris, patekęs į vandenį, dega, o chloras yra nuodingos dujos. Jiems reaguojant kartu susidaro natrio chloridas (druska), kuris yra nekenksmingas ir valgomas.
Mišiniai
Kai kurie elementai bet kokiu santykiu maišosi tarpusavyje ir sudaro naujas struktūras. Tokios naujos struktūros nėra junginiai. Jos vadinamos mišiniais, o kai elementai yra metalai - lydiniais.
Izotopai
Daugumą gamtoje esančių elementų sudaro atomai su skirtingu neutronų skaičiumi. Izotopas - tai elemento forma su tam tikru neutronų skaičiumi. Pavyzdžiui, anglis turi du stabilius, gamtoje pasitaikančius izotopus: anglies-12 (6 neutronai) ir anglies-13 (7 neutronai). Anglis-14 (8 neutronai) yra natūralus radioaktyvusis anglies izotopas. Iš kiekvieno elemento, išskyrus vienaląstį, žinomi bent du izotopai.
Klasifikacija
Elementus galima klasifikuoti pagal fizines būsenas. Esant kambario temperatūrai ir slėgiui, dauguma elementų yra kietosios medžiagos, tik 11 yra dujos ir 2 - skysčiai.
Elementus taip pat galima skirstyti į metalus ir nemetalus. Metalų yra daug daugiau nei nemetalų.
Tačiau keletas elementų pasižymi savybėmis, kurios yra tarpinės tarp metalų ir nemetalų. Šie elementai vadinami pusmetaliais (arba metaloidais).
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra cheminis elementas?
Atsakymas: Cheminis elementas yra medžiaga, sudaryta tik iš vienos rūšies atomų.
K: Iš ko sudaryti atomai?
A: Atomai sudaryti iš protonų, neutronų ir elektronų.
K: Kas lemia protonų skaičių atome?
A: Protonų skaičius atome vadinamas atominiu skaičiumi.
K: Kiek skirtingų elementų yra žinoma šiuolaikinei chemijai?
A: Šiuolaikinė chemija žino 118 skirtingų cheminių elementų.
K: Kiek gamtoje galima rasti gamtinių elementų?
A: Gamtoje galima rasti 92 iš šių elementų.
K: Kada buvo atrastas paskutinis gamtinis elementas?
A: Paskutinis atrastas gamtinis elementas buvo uranas 1789 m.
K: Kaip periodinė lentelė padeda suprasti elementų savybes?
Atsakymas: Elementų vieta lentelėje pasako apie jų savybes kitų elementų atžvilgiu.
Ieškoti