Lubisz ciasteczka z kawałkami czekolady? Większość z nas to robi. Tak jak Twoje ciastko z kawałkami czekolady składa się z różnych składników - mąki, cukru, kakao, proszku do pieczenia i kawałków czekolady, wszystko na tym świecie składa się z różnych składników. Te składniki nazywane są pierwiastkami, a my zamierzamy dowiedzieć się więcej o „pierwiastkach” w tej lekcji.
Cele kształcenia
Zacznijmy.
Pierwiastek to czysta substancja, która składa się z jednego rodzaju atomu i nie można jej rozłożyć na prostsze substancje chemiczne. Pierwiastki są budulcem całej reszty materii na świecie.
Przykłady pierwiastków obejmują żelazo, tlen, wodór, złoto i hel.
Istnieje 118 różnych pierwiastków, chociaż tylko 98 z nich występuje naturalnie na Ziemi. Wszystkie 118 pierwiastków przedstawiono na standardowym wykresie pierwiastków zwanym układem okresowym pierwiastków. Mówiąc najprościej, układ okresowy to sposób na zestawienie pierwiastków. To wygląda tak:
Wodór jest najbardziej powszechnym pierwiastkiem występującym we wszechświecie. Jest to również najlżejszy element.
Hel jest drugim najczęściej występującym pierwiastkiem we wszechświecie, ale na Ziemi jest bardzo rzadki.
Gazy te są używane w balonach na ogrzane powietrze, ponieważ są lżejsze od powietrza i mogą nadawać balonowi wyporność, dzięki czemu unosi się i unosi w atmosferze.
Każdy element jest reprezentowany przez jedno- lub dwuliterowy kod, gdzie pierwsza litera jest zawsze pisana wielką literą, a jeśli występuje druga litera, jest pisana małymi literami. Na przykład symbol wodoru to H, a symbol węgla to C. Niektóre kody literowe wywodzą się z terminologii łacińskiej, na przykład symbol sodu (Na) pochodzi od łacińskiego słowa „natrium”, które oznacza węglan sodu.
Pierwiastki chemiczne dzielą się na trzy - metale, metaloidy i niemetale.
Metale, zwykle znajdujące się po lewej stronie układu okresowego pierwiastków, są
Aluminium, żelazo, miedź, złoto, rtęć i ołów to metale.
Natomiast niemetale znajdujące się po prawej stronie układu okresowego to:
Przykłady elementarnych niemetali obejmują węgiel i tlen.
Metaloidy mają pewne cechy metali i pewne cechy niemetali. Sześć powszechnie rozpoznawanych metaloidów to bor, krzem, german, arsen, antymon i tellur.
Elementy różnią się znacznie w obfitości. We wszechświecie jako całości najbardziej powszechnym pierwiastkiem jest wodór (około 90%), a następnie hel (większość z pozostałych 10%). Wszystkie inne pierwiastki są obecne w stosunkowo mniejszych ilościach, o ile jesteśmy w stanie to wykryć.
Na planecie Ziemia tlen stanowi 46,1% masy skorupy ziemskiej, głównie w połączeniu z innymi pierwiastkami, podczas gdy krzem stanowi 28,5%. Wodór, najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie, stanowi zaledwie 0,14% skorupy ziemskiej.
Obfitość masowa dziewięciu najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków w skorupie ziemskiej wynosi około
Inne pierwiastki występują w ilości mniejszej niż 0,15%
Pierwiastki znalezione na Ziemi i Marsie są dokładnie takie same.
Około 96% masy ciała składa się tylko z czterech pierwiastków – tlenu, węgla, wodoru i azotu.
Wapń, fosfor, magnez, sód, potas, chlor i siarka to makroelementy lub pierwiastki, których organizm potrzebuje w znacznych ilościach. Pozostałe pierwiastki to pierwiastki śladowe, na przykład kobalt, lit, mangan, selen, jod, miedź itp. Są one uważane za niezbędne do życia. Każda ilość 0,01% lub mniej jest uważana za pierwiastek śladowy.
Najmniejszą cząstką pierwiastka jest „atom”, a każdy pojedynczy atom składa się z mniejszych cząstek - elektronów, protonów i neutronów. Liczba protonów w każdym atomie nazywana jest liczbą atomową. Jest to ważna liczba w elemencie. Każdy pierwiastek ma unikalną liczbę atomową. Wodór jest pierwszym pierwiastkiem i ma jeden proton, więc ma liczbę atomową 1. Złoto ma 79 protonów w każdym atomie i ma liczbę atomową 79. Pierwiastki w stanie standardowym mają również taką samą liczbę elektronów jak protony.
Jeśli występuje więcej niż jeden typ atomu, substancja nie jest pierwiastkiem. Związki i stopy nie są pierwiastkami.
Związek chemiczny to substancja chemiczna złożona z wielu identycznych cząsteczek złożonych z atomów więcej niż jednego pierwiastka połączonych wiązaniami chemicznymi. Na przykład czysta woda to związek chemiczny składający się z dwóch pierwiastków – wodoru i tlenu. Stosunek wodoru do tlenu w wodzie wynosi zawsze 2:1.
Stop jest substancją powstałą przez stopienie ze sobą dwóch lub więcej pierwiastków, z których przynajmniej jeden jest metalem. Przykłady popularnych stopów – Stal, połączenie żelaza (metalu) i węgla (niemetalu); brąz, połączenie miedzi (metal) i cyny (metal); i mosiądz połączenie miedzi (metal) i cynku (metal).
Podobnie grupa elektronów i neutronów nie jest pierwiastkami. Cząstka musi zawierać protony, aby być przykładem pierwiastka.
Do nieelementów należą – woda, stal, elektrony i mosiądz.
Mimo że wszystkie pierwiastki składają się z tego samego typu atomów, nadal mogą przybierać różne formy. W zależności od temperatury mogą być stałe, ciekłe lub gazowe. Mogą również przybierać różne formy w zależności od tego, jak mocno upakowane są atomy. Nazywa się je alotropami. Jednym z przykładów jest węgiel. W zależności od tego, jak atomy węgla pasują do siebie, mogą tworzyć diament, węgiel lub grafit. Czasami atomy tego samego pierwiastka mają różną liczbę neutronów i są one nazywane izotopami. Więcej o izotopach dowiemy się w osobnej lekcji Izotopy.
