Вы любите печенье с шоколадной крошкой? Большинство из нас. Точно так же, как ваше печенье с шоколадной крошкой состоит из разных ингредиентов — муки, сахара, какао, разрыхлителя и шоколадной стружки, все в этом мире состоит из разных ингредиентов. Эти ингредиенты называются элементами, и в этом уроке мы собираемся больше узнать об «элементах».
Цели обучения
Давайте начнем.
Элемент — это чистое вещество, состоящее из атомов одного типа и не поддающееся разложению на более простые химические вещества. Элементы являются строительными блоками для всей остальной материи в мире.
Примеры элементов включают железо, кислород, водород, золото и гелий.
Существует 118 различных элементов, хотя только 98 из них встречаются в природе на Земле. Все 118 элементов представлены в стандартной таблице элементов, называемой Периодической таблицей элементов. Проще говоря, периодическая таблица — это способ перечисления элементов. Это выглядит так:
Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. Это также самый легкий элемент.
Гелий — второй по распространенности элемент во Вселенной, но очень редкий на Земле.
Эти газы используются в воздушных шарах, потому что они легче воздуха и могут придавать воздушному шару плавучесть, так что он будет подниматься и парить в атмосфере.
Каждый элемент представлен однобуквенным или двухбуквенным кодом, где первая буква всегда заглавная, а если присутствует вторая буква, она пишется строчной. Например, символ водорода — H, а символ углерода — C. Некоторые буквенные коды заимствованы из латинской терминологии, например, символ натрия (Na) происходит от латинского слова «natrium», что означает карбонат натрия.
Химические элементы делятся на три группы: металлы, металлоиды и неметаллы.
Металлы, обычно находящиеся в левой части периодической таблицы,
Алюминий, железо, медь, золото, ртуть и свинец — это металлы.
Напротив, неметаллы, находящиеся в правой части периодической таблицы:
Примеры элементарных неметаллов включают углерод и кислород.
Металлоиды имеют некоторые характеристики металлов и некоторые характеристики неметаллов. Шесть общепризнанных металлоидов — это бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма и теллур.
Содержание элементов сильно различается. Во Вселенной в целом самым распространенным элементом является водород (около 90%), за ним следует гелий (большая часть оставшихся 10%). Насколько мы можем обнаружить, все остальные элементы присутствуют в относительно меньших количествах.
На планете Земля кислород составляет 46,1 % массы земной коры, в основном в сочетании с другими элементами, а кремний — 28,5 %. Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, составляет всего 0,14% земной коры.
Массовое содержание девяти наиболее распространенных элементов в земной коре составляет примерно
Другие элементы встречаются в количестве менее 0,15%.
Элементы, обнаруженные на Земле и Марсе, абсолютно одинаковы.
Примерно 96% массы тела состоит всего из четырех элементов – кислорода, углерода, водорода и азота.
Кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор и сера являются макроэлементами или элементами, в которых организм нуждается в значительных количествах. Остальные элементы являются микроэлементами, например, кобальт, литий, марганец, селен, йод, медь и др. Они считаются необходимыми для жизни. Любое количество 0,01% или меньше считается микроэлементом.
Наименьшая частица элемента — это «атом», и каждый отдельный атом состоит из более мелких частиц — электронов, протонов и нейтронов. Число протонов в каждом атоме называется атомным номером. Это важное число в элементе. Каждый элемент имеет уникальный атомный номер. Водород является первым элементом и имеет один протон, поэтому он имеет атомный номер 1. Золото имеет 79 протонов в каждом атоме и имеет атомный номер 79. Элементы в их стандартном состоянии также имеют то же количество электронов, что и протоны.
Если присутствует более одного типа атома, вещество не является элементом. Соединения и сплавы не являются элементами.
Химическое соединение — это химическое вещество, состоящее из множества одинаковых молекул, состоящих из атомов более чем одного элемента, удерживаемых вместе химическими связями. Например, чистая вода — это химическое соединение двух элементов — водорода и кислорода. Отношение водорода к кислороду в воде всегда 2:1.
Сплав – это вещество, полученное путем сплавления двух или более элементов, по крайней мере один из которых является металлом. Примеры распространенных сплавов – сталь, комбинация железа (металл) и углерода (неметалл); бронза, сочетание меди (металл) и олова (металл); и латунь сочетание меди (металл) и цинка (металл).
Точно так же группа электронов и нейтронов не являются элементами. Частица должна содержать протоны, чтобы быть примером элемента.
К неэлементам относятся вода, сталь, электроны и латунь.
Несмотря на то, что все элементы состоят из одного и того же типа атомов, они все же могут быть в разных формах. В зависимости от температуры они могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Они также могут принимать различные формы в зависимости от того, насколько плотно упакованы атомы. Они называются аллотропами. Одним из примеров этого является углерод. В зависимости от того, как атомы углерода сочетаются друг с другом, они могут образовывать алмаз, уголь или графит. Иногда атомы одного и того же элемента имеют разное количество нейтронов, их называют изотопами. Подробнее об изотопах мы узнаем в отдельном уроке Изотопы.
