Ви любите печиво з шоколадною крихтою? Більшість із нас любить. Так само, як ваше печиво з шоколадною крихтою складається з різних інгредієнтів – борошна, цукру, какао, розпушувача та шоколадної крихти, все у цьому світі складається з різних інгредієнтів. Ці інгредієнти називаються елементами, і на цьому уроці ми детальніше розглянемо «елементи».
Цілі навчання
Давайте почнемо.
Елемент — це чиста речовина, що складається з одного типу атомів і не може бути розкладена на простіші хімічні речовини. Елементи є будівельними блоками для всієї решти матерії у світі.
Прикладами елементів є залізо, кисень, водень, золото та гелій.
Існує 118 різних елементів, хоча лише 98 з них зустрічаються в природі на Землі. Усі 118 елементів представлені на стандартній таблиці елементів, яка називається Періодичною таблицею елементів. Простіше кажучи, періодична таблиця — це спосіб переліку елементів. Вона виглядає так:
Водень – найпоширеніший елемент у Всесвіті. Він також найлегший елемент.
Гелій є другим за поширеністю елементом у Всесвіті, але на Землі зустрічається дуже рідко.
Ці гази використовуються в повітряних кулях, оскільки вони легші за повітря та можуть надавати кульці плавучості, завдяки чому вона підніматиметься та зависатиме в атмосфері.
Кожен елемент представлений одно- або дволітерним кодом, де перша літера завжди пишеться з великої літери, а якщо присутня друга літера, то вона пишеться з малої. Наприклад, символ водню — \(H\) , а символ вуглецю — \(C\) . Деякі літерні коди походять від латинської термінології, наприклад, символ натрію ( \(Na\) ) походить від латинського слова «natrium», що означає карбонат натрію.
Хімічні елементи поділяються на три – метали, металоїди та неметали.
Метали, які зазвичай знаходяться з лівого боку періодичної таблиці, це
Алюміній, залізо, мідь, золото, ртуть і свинець – це метали.
На противагу цьому, неметали, що знаходяться в правій частині періодичної таблиці, це:
Прикладами елементарних неметалів є вуглець і кисень.
Металоїди мають деякі характеристики металів та деякі характеристики неметалів. Шістьма загальновизнаними металоїдами є бор, кремній, германій, миш'як, сурма та телур.
Кількість елементів дуже різна. У Всесвіті загалом найпоширенішим елементом є водень (близько 90%), за ним йде гелій (більша частина решти 10%). Наскільки нам відомо, всі інші елементи присутні у відносно менших кількостях.
На планеті Земля кисень становить 46,1% маси земної кори, переважно в поєднанні з іншими елементами, тоді як кремній становить 28,5%. Водень, найпоширеніший елемент у Всесвіті, становить лише 0,14% земної кори.
Масова поширеність дев'яти найпоширеніших елементів у земній корі становить приблизно
Інші елементи зустрічаються в кількості менше 0,15%
Елементи, знайдені на Землі та Марсі, абсолютно однакові.
Приблизно 96% ваги тіла складається лише з чотирьох елементів – кисню, вуглецю, водню та азоту.
Кальцій, фосфор, магній, натрій, калій, хлор і сірка – це макронутрієнти або елементи, які потрібні організму у значній кількості. Решта елементів – це мікроелементи, наприклад, кобальт, літій, марганець, селен, йод, мідь тощо. Вони вважаються необхідними для життя. Будь-яка кількість 0,01% або менше вважається мікроелементом.
Найменша частинка елемента – це «атом», і кожен окремий атом складається з менших частинок – електронів, протонів та нейтронів. Кількість протонів у кожному атомі називається атомним номером. Це важливе число в елементі. Кожен елемент має унікальний атомний номер. Водень – перший елемент, і він має один протон, тому його атомний номер дорівнює 1. Золото має 79 протонів у кожному атомі та має атомний номер 79. Елементи у своєму стандартному стані також мають таку ж кількість електронів, як і протони.
Якщо присутнє більше одного типу атомів, речовина не є елементом. Сполуки та сплави не є елементами.
Хімічна сполука — це хімічна речовина, що складається з багатьох однакових молекул, що складаються з атомів кількох елементів, що утримуються разом хімічними зв'язками. Наприклад, чиста вода — це хімічна сполука, що складається з двох елементів – водню та кисню. Співвідношення водню до кисню у воді завжди становить 2:1.
Сплав – це речовина, отримана шляхом сплавлення двох або більше елементів, принаймні один з яких є металом. Приклади поширених сплавів: сталь – поєднання заліза (метал) та вуглецю (неметал); бронза – поєднання міді (метал) та олова (метал); та латунь – поєднання міді (метал) та цинку (метал).
Аналогічно, група електронів та нейтронів не є елементами. Частинка повинна містити протони, щоб бути прикладом елемента.
До неелементів належать – вода, сталь, електрони та латунь.
Хоча всі елементи складаються з атомів одного типу, вони все одно можуть мати різні форми. Залежно від їхньої температури, вони можуть бути твердими, рідкими або газоподібними. Вони також можуть приймати різні форми залежно від того, наскільки щільно атоми упаковані разом. Вони називаються алотропами. Одним із прикладів цього є вуглець. Залежно від того, як атоми вуглецю з'єднані разом, вони можуть утворювати алмаз, вугілля або графіт. Іноді атоми одного й того ж елемента мають різну кількість нейтронів, їх називають ізотопами. Ми дізнаємося більше про ізотопи в окремому уроці «Ізотопи».
