En massa olika saker och föremål, levande ochlivlösa naturkroppar omger oss. Och de har alla sin egen sammansättning, struktur, egenskaper. Hos levande varelser uppstår komplexa biokemiska reaktioner som åtföljer vitala processer. Icke-levande kroppar utför olika funktioner i naturen och biomassalivet och har en komplex molekylär och atomär sammansättning.
Men alla tillsammans har planetens föremål en gemensamhetegenskap: de består av många små strukturella partiklar som kallas atomer av kemiska element. Så små att de inte kan ses med blotta ögat. Vad är kemiska grundämnen? Vilka egenskaper har de och hur visste du om deras existens? Låt oss försöka lista ut det.
Begreppet kemiska element
I den allmänt accepterade förståelsen är kemiska grundämnenDetta är bara en grafisk representation av atomer. Partiklarna som utgör allt som finns i universum. Det vill säga följande svar kan ges på frågan "vad är kemiska grundämnen". Dessa är komplexa små strukturer, samlingar av alla isotoper av atomer, förenade med ett gemensamt namn, med sin egen grafiska beteckning (symbol).
Hittills är 118 element kända,som upptäcks både naturligt och syntetiskt, genom implementering av kärnreaktioner och radioaktiva sönderfall av andra atomers kärnor. Var och en av dem har en uppsättning egenskaper, dess plats i det övergripande systemet, upptäcktshistoria och namn, och spelar också en specifik roll i naturen och levande varelsers liv. Kemivetenskapen studerar dessa egenskaper. Kemiska grundämnen är grunden för att bygga molekyler, enkla och komplexa föreningar, och därför kemiska interaktioner.
Upptäcktshistoria
Själva förståelsen för vad kemikalier ärelement, kom först på 1600-talet tack vare Boyles arbete. Det var han som först talade om detta begrepp och gav det följande definition. Dessa är odelbara små enkla ämnen som allt runt omkring är sammansatt av, inklusive alla komplexa.
Före detta arbete var alkemisternas dominerande åsikter de som kände igen teorin om de fyra elementen - Empidocles och Aristoteles, såväl som de som upptäckte "brännbara principer" (svavel) och "metalliska principer" (kvicksilver).
Nästan hela 1700-talet var utbrettFlogistonteorin är helt fel. Men redan i slutet av denna period bevisar Antoine Laurent Lavoisier att det är ohållbart. Han upprepar Boyles formulering, men kompletterar den samtidigt med det första försöket att systematisera alla grundämnen som var kända vid den tiden, och dela in dem i fyra grupper: metaller, radikaler, jordar, icke-metaller.
Nästa stora steg i att förstå vadkemiska grundämnen, det gör Dalton. Han är krediterad för upptäckten av atommassa. Baserat på detta fördelar han några av de kända kemiska grundämnena i ordning efter ökande atommassa.
Stadigt intensiv utveckling av vetenskap och tekniklåter dig göra ett antal upptäckter av nya element i sammansättningen av naturliga kroppar. Därför blev vetenskapen medveten om existensen av 63 element 1869 - tiden för den stora skapandet av D.I. Mendeleev. Den ryska forskarens arbete blev den första kompletta och för alltid etablerade klassificeringen av dessa partiklar.
Strukturen av kemiska grundämnen vid den tidenhar inte fastställts. Man trodde att atomen var odelbar, att den var den minsta enheten. Med upptäckten av fenomenet radioaktivitet bevisades det att det är uppdelat i strukturella delar. Nästan alla existerar i form av flera naturliga isotoper (liknande partiklar, men med ett annat antal neutronstrukturer, vilket förändrar atommassan). Sålunda, i mitten av förra seklet, var det möjligt att uppnå ordning i definitionen av begreppet ett kemiskt element.
Mendeleevs system av kemiska element
Forskaren baserade skillnaden i atommassaoch lyckades på ett genialiskt sätt ordna alla kända kemiska grundämnen i stigande ordning. Hela djupet och genialiteten i hans vetenskapliga tänkande och förutseende låg dock i det faktum att Mendeleev lämnade tomma utrymmen i sitt system, öppna celler för ännu okända element, som, enligt vetenskapsmannen, kommer att upptäckas i framtiden.
Och allt blev precis som han sa.Mendeleevs kemiska grundämnen fyllde alla tomma celler över tiden. Varje struktur som förutspåtts av forskaren upptäcktes. Och nu kan vi säkert säga att systemet med kemiska element representeras av 118 enheter. Det är sant att de tre senaste upptäckterna ännu inte har bekräftats officiellt.
Själva systemet av kemiska elementvisas grafiskt i en tabell där elementen är ordnade enligt hierarkin av deras egenskaper, kärnladdningar och strukturella egenskaper hos deras atomers elektroniska skal. Så det finns perioder (7 stycken) - horisontella rader, grupper (8 stycken) - vertikala, undergrupper (huvud- och sekundär inom varje grupp). Oftast placeras två rader av familjer separat i de nedre lagren av bordet - lantanider och aktinider.
Mendeleevs periodiska system innehåller all nödvändig information om kemiska grundämnen (serienummer, massnummer, namn, ibland de sista lagren av den elektroniska strukturen).
Elementnamn
Rätten att ange ett namn tillerkänns honompersonen som gjorde upptäckten av ett givet kemiskt grundämne. Många är uppkallade efter planeter (uran, plutonium, neptunium). Andra namngavs för att hedra stora vetenskapsmän (mendelevium, rutherfordium, copernicium och andra).
Element är ofta uppkallade efter städer och länder(ruthenium, germanium, dubnium, francium, europium och andra). Budskapet serveras till och med av mytiska hjältar (promethium). Det är också ett vanligt fenomen när ett visst namn ges enligt de egenskaper som enkla och komplexa ämnen i ett visst grundämne uppvisar (väte, syre, kol).
Namnen är skrivna på latin, men på vårLandet har också en rysk översättning av dem med fasta uttal. Symbolen för varje element anses vara den första bokstaven i det latinska ordet eller den första och någon av de efterföljande. Exempel: kalcium (Ca) - Kalcium, bor (B) - Bor.
Egenskaper för atomer av kemiska element
Varje representant för det periodiska systemet harsina egna egenskaper både i struktur och i manifesterade egenskaper. Egenskaperna för ett kemiskt element består av en analys av sammansättningen av dess kärna och elektroniska lager, samt definitionen av det enkla ämne det bildar och komplexa föreningar.
Sammansättningen av kärnan av atomer av kemiska element inkluderar flera partiklar - nukleoner:
- protoner som bestämmer dess positiva laddning (s+1), såväl som en del av atommassan;
- neutroner som påverkar massan av ett grundämne och har ingen laddning (n0).
En annan typ av partikel är elektroner. De rör sig runt kärnan och har en negativ laddning (t-1). Deras orientering är inte kaotisk, utan strikt ordnad. De är belägna i orbitaler (s, p, d och f), som bildar undernivåer och nivåer (elektroniska lager).
Atommassan hos ett grundämne består av protoner ochneutroner, vars helhet kallas "masstalet". Antalet protoner bestäms mycket enkelt - det är lika med atomnumret för elementet i systemet. Och eftersom atomen som helhet är ett elektriskt neutralt system, det vill säga utan laddning alls, är antalet negativa elektroner alltid lika med antalet positiva protonpartiklar.
Således egenskaperna hos kemikalienett grundämne kan ges av dess position i det periodiska systemet. När allt kommer omkring beskrivs nästan allt i cellen: serienumret, vilket betyder elektroner och protoner, atommassa (medelvärdet av alla befintliga isotoper av ett givet element). Du kan se i vilken period strukturen ligger (det betyder att elektroner kommer att finnas på så många lager). Det är också möjligt att förutsäga antalet negativa partiklar vid den sista energinivån för element i huvudundergrupperna - det är lika med numret på gruppen där elementet är beläget.
Antalet neutroner kan beräknas omsubtrahera protoner från masstalet, det vill säga atomnumret. Således är det möjligt att erhålla och sammanställa en hel elektrongrafisk formel för varje kemiskt element, som exakt kommer att återspegla dess struktur och visa möjliga oxidationstillstånd och uppvisade egenskaper.
Fördelning av element i naturen
En hel vetenskap studerar denna fråga -kosmokemi. Data visar att fördelningen av grundämnen över vår planet följer samma mönster i universum. Den huvudsakliga källan till kärnor av lätta, tunga och medelstora atomer är kärnreaktioner som sker i stjärnornas inre - nukleosyntes. Tack vare dessa processer försåg universum och yttre rymden vår planet med alla tillgängliga kemiska grundämnen.
Totalt 118 kända representanter i89 har upptäckts i naturliga källor av människor. Dessa är de grundläggande, vanligaste atomerna. Kemiska grundämnen syntetiserades också artificiellt genom att bombardera kärnor med neutroner (laboratorienukleosyntes).
De mest talrika är de enkla ämnena av element som kväve, syre och väte. Kol är en del av alla organiska ämnen, vilket innebär att det också intar en ledande position.
Klassificering enligt atomernas elektroniska struktur
En av de vanligaste klassificeringarna av allakemiska element i ett system är deras fördelning baserat på deras elektroniska struktur. Baserat på hur många energinivåer som ingår i en atoms skal och vilken av dem som innehåller de sista valenselektronerna kan fyra grupper av grundämnen urskiljas.
S-element
Det är de som fylls i sists-orbital. Denna familj inkluderar element från den första gruppen av huvudundergruppen (eller alkalimetaller). Bara en elektron på den yttre nivån bestämmer de liknande egenskaperna hos dessa representanter som starka reduktionsmedel.
P-element
Endast 30 stycken.Valenselektroner är belägna på p-subnivån. Dessa är de element som bildar huvudundergrupperna från den tredje till den åttonde gruppen, tillhörande perioderna 3,4,5,6. Bland dem inkluderar egenskaperna både metaller och typiska icke-metalliska element.
d-element och f-element
Dessa är övergångsmetaller från den fjärde till den sjunde stora perioden.Det finns totalt 32 element. Enkla ämnen kan uppvisa både sura och basiska egenskaper (oxiderande och reducerande). Även amfotär, det vill säga dubbel.
F-familjen inkluderar lantanider och aktinider, där de sista elektronerna finns i f-orbitaler.
Ämnen som bildas av element: enkla
Alla klasser av kemiska grundämnen är också kapabla tillexisterar i form av enkla eller komplexa föreningar. Således anses enkla vara de som är bildade av samma struktur i olika kvantiteter. Till exempel, O2 - syre eller dioxygen, och O3 - ozon. Detta fenomen kallas allotropi.
Enkla kemiska grundämnen som bildasföreningar med samma namn är karakteristiska för varje representant för det periodiska systemet. Men alla är inte lika i sina egenskaper. Så det finns enkla ämnen, metaller och icke-metaller. De första bildar huvudundergrupperna med 1-3 grupper och alla sekundära undergrupper i tabellen. Icke-metaller utgör huvudundergrupperna i grupperna 4-7. Den åttonde huvudgruppen innehåller speciella element - ädla eller inerta gaser.
Bland alla de enkla grundämnen som hittills upptäckts är 11 gaser, 2 flytande ämnen (brom och kvicksilver) och alla andra fasta ämnen kända under vanliga förhållanden.
Komplexa anslutningar
Dessa inkluderar alla de som bestårfrån två eller flera kemiska grundämnen. Det finns gott om exempel, eftersom mer än 2 miljoner kemiska föreningar är kända! Dessa är salter, oxider, baser och syror, komplexa föreningar, alla organiska ämnen.
