Елементи хімічні
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Елементи хімічні

вакансии в Киеве

Елементи хімічні. Кожен Е. х. — це сукупність атомів з однаковим зарядом атомних ядер і однаковим числом електронів в атомній оболонці. Ядро атомне складається з протонів, число яких рівне атомному номеру елементу, і нейтронів, число яких може бути різним. Різновиди атомів одного і того ж Е. х., різні, що мають, масові числа (рівні сумі мас протонів і нейтронів, створюючих ядро), називаються ізотопами . В природі багато Е. х. представлені двома або великим числом ізотопів. Відомо 276 стабільних ізотопів, що належать 81 природному Е. х., і близько 1500 радіоактивних ізотопів. Ізотопний склад природних елементів на Землі, як правило, постійний; тому кожен елемент має практично постійну атомну масу, що є одній з найважливіших характеристик елементу. В даний час (1978) відоме 107 Е. х., вони, переважно нерадіоактивні, створюють все різноманіття простих і складних речовин. Проста речовина форма існування елементу у вільному вигляді. Деякі Е. х. існують в двох або більш аллотропних модифікаціях (наприклад, вуглець у вигляді графіту і алмазу), що розрізняються по фізичних і хімічних властивостях; число простих речовин досягає 400 (див. Алотропія ) . Інколи поняття «елемент» і «проста речовина» ототожнюються, оскільки в переважній більшості випадків немає відмінності в назвах Е. х. і утворюваних ними простих речовин; «... проте в поняттях така відмінність повинна завжди існувати», — писав в 1869 Д. І. Менделєєв (Соч., т. 13, 1949, с. 490). Складна речовина — з'єднання хімічне складається з хімічно зв'язаних атомів два або декількох різних елементів; відомо більше 100 тис. неорганічних і більше 3 млн. органічних сполук. Для позначення Е. х. служать знаки хімічні, що складаються з першої або першої і одній з подальших букв латинської назви елементу. У формулах хімічних і рівняннях хімічних кожен такий знак (символ) виражає, окрім назви елементу, відносну масу Е. х., рівну його атомній масі. Вивчення Е. х. складає предмет хімії, зокрема неорганічній хімії .

загрузка...

  Історична довідка. У донаучний період хімії як щось непорушне приймалося учення Емпедокла про те, що основу всього сущого складають чотири стихії: вогонь, повітря, вода, земля. Це учення, розвинене Арістотелем, повністю сприйняли алхіміки. У 8—9 вв.(століття) вони доповнили його уявленням про сірку (початку горючості) і ртуть (початку металево) як складові частини всіх металів. У 16 ст виникло уявлення про сіль як початок нелеткості, огнепостоянства. Проти вчення про 4 стихії і 3 початки виступив Р. Бойль, який в 1661 дав перше наукове визначення Е. х. як простих речовин, які не складаються з яких-небудь інших речовин або один з одного і утворюють всі змішані (складні) тіла. У 18 ст Майже загальне визнання отримала гіпотеза І. І. Бехера і Г. Е. Шталя, згідно якої тіла природи складаються з води, землі і початку горючості — флогистона . В кінці 18 ст ця гіпотеза була спростована роботами А. Л. Лавуазье . Він визначив Е. х. як речовини, які не удалося розкласти на простіші і з яких складаються інші (складні) речовини, тобто по суті повторив формулювання Бойля. Але, на відміну від нього Лавуазье дав перший в історії науки перелік реальних Е. х. До нього увійшли всі відомі тоді (1789) неметали (Про, N, Н, S, Р, З), метали (Ag, As, Bi, Co, Ca, Sn, Fe, Mn, Hg, Мо, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn), а також «радикали» [мурієвий (Cl), плавиковий (F) і боровий (В)] і «землі» — ще не розкладені вапно САО, магнезія MGO, барит BAO, глинозем Al 2 O 3 і кремнезем Sio 2 (Лавуазье вважав, що «землі» — речовини складні, але доки це не було доведено на досвіді, рахував їх Е. х.). Як дань часу він включив в список Е. х. невагомі «флюїди» — світло і теплород. Їдкі луги NAOH і KOH він вважав речовинами складними, хоча розкласти їх електролізом удалося пізніше — лише в 1807 (Р. Деві ) . Розробка Дж. Дальтоном атомної теорії мала одним із следствій уточнення поняття елементу як вигляду атомів з однаковою відносною масою (атомною вагою). Дальтон в 1803 склав першу таблицю атомних мас (віднесених до маси атома водню, прийнятої за одиницю) п'яти Е. х. (Про, N, З, S, Р). Тим самим Дальтон поклав початок визнанню атомної маси як головної характеристики елементу. Дальтон, слідуючи Лавуазье, рахував Е. х. речовинами не розкладними на простіші.

  Подальший швидкий розвиток хімії привів, зокрема, до відкриття великого числа Е. х. У списку Лавуазье було всього 25 Е. х., включаючи «радикали», але не рахуючи «флюїди» і «земель». До часу відкриття періодичного закону Менделєєва (1869) було відомо вже 63 елементи. Відкриття Д. І. Менделєєва дозволило передбачати існування і властивості ряду невідомих тоді Е. х. і з'явилося основою для встановлення їх взаємозв'язку і класифікації.

  Відкриття радіоактивності в кінці 19 ст поколивало більш ніж столітнє переконання в тому, що атоми не можна розкласти. У зв'язку з цим майже до середини 20 ст продовжувалася дискусія про те, що таке Е. х. Кінець їй поклала сучасна теорія будови атома, яка дозволила дати строго об'єктивну дефініцію Е. х., приведену на початку статті.

  Поширеність в природі. Поширеність Е. х. у космосі визначається нуклеогенезом усередині зірок. Хімічний склад Сонця, планет земного типа Сонячної системи і метеоритів, мабуть, практично тождествен. Утворення ядер Е. х. пов'язано з різними ядерними процесами в зірках. Тому на різних етапах своєї еволюції різні зірки і зоряні системи мають неоднаковий хімічний склад (див. Космогонія ) . Поширеність і розподіл Е. х. у Всесвіті, процеси поєднання і міграції атомів при утворенні космічної речовини, хімічний склад космічних тіл вивчає космохімія . Основну масу космічної речовини складають Н і Не (99,9%). Найбільш розробленою частиною космохімії є геохімія .

  З 107 Е. х. лише 89 виявлені в природі, останні, а саме технецій (атомний номер 43), прометій (атомний номер 61), астат (атомний номер 85), францій (атомний номер 87) і трансуранові елементи, отримані штучно за допомогою ядерних реакцій (нікчемні кількості Te, Pm, Np, Fr утворюються при спонтанному діленні урану і присутні в уранових рудах). У доступній частині Землі найбільш поширено 10 елементів з атомними номерами в інтервалі від 8 до 26. У земній корі вони містяться в наступних відносних кількостях:

  Перераховані 10 елементів складають 99,92% мас земної кори.

Елемент

Атомний номер

Вміст % по масі

O

8

47,00

Si

14

29,50

Al

13

8,05

Fe

26

4,65

Ca

20

3,30

Na

11

2,50

K

19

2,50

Mg

12

1,87

Ti

22

0,45

Mn

25

0,10

  Класифікація і властивості. Найбільш досконалу природну класифікацію Е. х., взаємозв'язок, що розкриває їх, і що показує зміну їх властивостей залежно від атомного номери, дає періодична система елементів Д. І. Менделєєва. По властивостях Е. х. діляться на метали і неметали, причому періодична система дозволяє провести кордон між ними. Для хімічних властивостей металів найбільш характерна та, що проявляється при хімічних реакціях здатність віддавати зовнішні електрони і утворювати катіони, для неметалів — здатність приєднувати електрони і утворювати аніони. Неметали характеризуються високою електронегативністю . Розрізняють Е. х. головних підгруп, або неперехідні елементи, в яких йде послідовне заповнення електронних підоболонок s і р, і Е. х. побічних підгруп, або перехідні, в яких йде добудовування d- і f -подоболочек. При кімнатній температурі два Е. х. існують в рідкому стані (Hg і Вг), одинадцять — в газоподібному (Н, N, Про, F, Cl, Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), останні — у вигляді твердих тіл, причому температура плавлення їх вагається в дуже широких межах — від біля 30°С (Cs 28,5°С; Ga 29,8°С) до 3000°С і вище (Ta 2996°С; W 3410°С; графить біля 3800± 200°С під тиском 125 кбар ) . Про властивості здобутті і вживанні Е. х. див.(дивися) в статтях про окремі елементи, а також про сімейства Е. х. ( Актиноїди, Інертні гази, Лантаноїди, Платинові метали, Розсіяні елементи, Рідкі елементи, Рідкоземельні елементи ) .

  Літ.: Кедрів Би. М., Еволюція поняття елементу в хімії, М., 1956; Сиборг Р. Т., Веленс Е. Р., Елементи Всесвіту, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Сиборг Р., Штучні трансуранові елементи, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Фігуровський Н. А., Відкриття хімічних елементів і походження їх назв, М., 1970; Популярна бібліотека хімічних елементів, М., 1971—73; Некрасов Би. Ст, Основи загальної хімії, 3 видавництва, [т.] 1—2, М., 1973; Полінг Л., Загальна хімія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1974; Джуа М., Історія хімії, пер.(переведення) з італ.(італійський), 2 видавництва, М., 1975; Weeks М. Е., Discovery of the elements, 6 ed., Easton, 1956.

  С. А. Погодін.