Что такое элемент в химии? (свойства, общая характеристика, строение, определение, история)

Химические элементы. Атомные элементы. Простые вещества. Элементы периодической таблицы. Все это разные термины для одного и того же понятия. Давным–давно “элементы” означали землю, воздух, ветер и огонь, но это уже не так. Идея “элемента”, основного строительного блока материи, вызывала любопытство человечества на протяжении многих веков. Но в химии – что такое элемент – как мы его определяем?

История элементов
Аристотель постановил, что существует четыре земных элемента – воздух, ветер, земля и огонь. Его представление об элементах оставалось неизменным чуть более двух тысяч лет, пока французский химик Антуан Лавуазье не провел серию экспериментов, которые заставили его понять, что существуют “простые вещества”, которые он позже назовет элементами. Азот, водород, кислород, углерод, сера и фосфор были шестью ранними элементами, которые он классифицировал как таковые, но он также неправильно классифицировал некоторые соединения как элементы, такие как аммиак.

Определение элемента общая характеристика
Мы можем определить элемент как тип вещества, который нельзя разложить на более простое вещество химическим путем. Единственный способ расщепить элемент или превратить его в другой элемент - это ядерная реакция. Вы можете раздавить элемент, выбросить его, сжечь, растоптать или растворить в кислоте – но вы все равно не преобразуете, не разлагаете и не превращаете вещество в другой элемент. Но вы можете создать беспорядок.

Важно отметить, что элемент может принимать множество различных форм. Давайте поговорим о примере – натрий. Чистый натрий - блестящий, высокореактивный металл. Натрий также содержится в поваренной соли в виде ионов натрия, которые связаны с атомами хлора. Эти ионы натрия не блестящие и не реактивные, как элементарный натрий, но поваренная соль все еще “содержит” элемент натрия. И если мы растворяем соль в воде, ионы натрия растворяются в растворе. Раствор “содержит” элемент натрий, но он не находится в элементарной форме. Theэлементарная форма элемента - это когда он существует, не будучи химически соединенным с каким-либо другим атомом или ионом.

Сколько всего элементов?
В настоящее время человечеству известно 118 элементов. 94 элемента встречаются в природе, а 24 элемента были получены искусственно или синтетически в результате ядерных реакций. Эти 24 элемента иногда называют искусственными элементами. Элементы могут быть твердыми, жидкими или газообразными при комнатной температуре, 20 градусов Цельсия.

Первым элементом в периодической таблице является водород. Последним элементом, синтезированным в 2002 году, является элемент 118 Оганессон, названный в честь российско–армянского физика Юрия Оганессона.

Из 94 встречающихся в природе элементов 6 встречаются только в очень малых следовых количествах – например, франций или нептуний. Все эти шесть радиоактивных элементов существуют только в виде продуктов распада других, более распространенных радиоактивных элементов.

Свойства элементов
Элементы обладают множеством различных химических и физических свойств. Но что у них общего?

Начнем с того, что каждый элемент имеет уникальное количество протонов. Если вы измените количество протонов элемента с помощью ядерной реакции, вы получите другой. Чистый элемент состоит только из одного типа атомов – атомов этого элемента.

У большинства элементов есть изотопы – разные формы элемента, которые имеют одинаковое количество протонов и электронов, но разное количество нейтронов. Изотопы элемента обычно имеют одинаковые химические свойства, но могут иметь несколько разные физические свойства.

Еще одно свойство элемента – это то, что он имеет уникальный символ и строение, атомный номер и свой собственный квадрат в знаменитой периодической таблице. Символ, известный как атомный символ, обычно является аббревиатурой его названия, как Cl для хлора. Но иногда атомный символ сокращал латинское название. Например, Na - это сокращение от Natrium, латинского названия элемента натрия. Атомный номер представляет собой количество протонов, которое имеет элемент, в диапазоне от 1 до 118. Периодическая таблица - это таблица всех элементов, расположенных в строках и столбцах по “семействам”.

Примеры элементов
Некоторые из наиболее известных элементов включают натрий, магний, железо, медь, гелий, углерод, водород, азот и золото. Железо, медь и золото - все это твердые металлы. Гелий и аргон являются примерами инертных газов. Углерод - это твердый “неметалл”, а ртуть - жидкий металл при комнатной температуре. Все 118 элементов обладают разными увлекательными физическими и химическими свойствами, и вы могли бы потратить всю жизнь на изучение соединений только одного элемента.

Связанные термины
Молекула может состоять из одного элемента или нескольких элементов. Соединение всегда содержит два или более элементов. Атом может быть только одним элементом, и все элементы состоят из атомов этого элемента. Ионы - это заряженные частицы, состоящие из одного элемента или нескольких элементов.