Химический элемент — это… Что такое Химический элемент?
Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева[1]. Каждый химический элемент имеет свои название и символ, которые приводятся в Периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.[2]
Формой существования химических элементов в свободном виде являются простые вещества (одноэлементные)[3]
История становления понятия
Слово «элемент» (лат. elementum) использовалось еще в античности (Цицероном, Овидием, Горацием) как часть чего-то (элемент речи, элемент образования и т. п.). В древности было распространено изречение «Как слова состоят из букв, так и тела — из элементов». Отсюда — вероятное происхождение этого слова: по названию ряда согласных букв в латинском алфавите: l, m, n, t («el» — «em» — «en» — «tum»).[4]
Близкое к современному пониманию понятие химического элемента отражала новая система химической философии, изложенная Робертом Бойлем в книге «Химик-скептик» (1661). Бойль указал, что ни четыре стихии Аристотеля, ни три принципа алхимиков не могут быть признаны в качестве элементов. Элементы, согласно Бойлю — практически неразложимые тела (вещества), состоящие из сходных однородных (состоящих из первоматерии) корпускул, из которых составлены все сложные тела и на которые они могут быть разложены. Корпускулы могут различаться формой, размером, массой. Корпускулы, из которых образованы тела, остаются неизменными при превращениях последних
В 1789 г. Антуан Лоран Лавуазье в «Элементарном курсе химии», приводит первый в истории новой химии список химических элементов (таблицу простых тел), разделённых на несколько типов. Он впервые отождествляет с химическими элементами ряд простых веществ (в их числе, кислород, азот, водород, сера, фосфор, уголь и все известые к тому времени металлы). В число элементов были включены свет, теплород и «солеобразующие землистые вещества
» (трудноразлагаемые оксиды кальция, магния и др.). Данную концепцию элементов принято называть эмпирико-аналитической, поскольку Лавуазье избрал критерием определения элемента опыт и только опыт, категорически отвергая любые неэмпирические рассуждения об атомах и молекулах, само существование которых невозможно подтвердить экспериментально[6].Благодаря Джону Дальтону в начале XIX в. в химии возобладала атомно-молекулярная гипотеза, рассматривающая химический элемент как отдельный вид атомов и указывающая на природу простых и сложных веществ, как состоящих, соответственно, из атомов одного или различного видов. Дальтон же впервые указывает на атомный вес как важнейшее свойство элементов, определяющее его химическую природу. Благодаря усилиям Йенса Берцелиуса и его последователей были весьма точно определены атомные веса (атомные массы) известных элементов. Середина XIX в. ознаменовалась целым рядом открытий новых элементов. На международном съезде химиков в г. Карлсруэ в 1860 г. были приняты определения понятий молекулы и атома.
Ko времени открытия Периодического закона Д. И. Менделеевым (1869) было известно 63 элемента. Именно атомный вес был выделен им как свойство атомов, определяющее периодический характер изменения свойств химических элементов, а также образуемых ими простых и сложных веществ. Менделеев определял химические элементы как «материальные части простых или сложных тел, к-рые придают им известную совокупность физических и химических свойств». Oткрытие Mенделеева позволило предвидеть существование, a также свойства ряда неизвестных в то время элементов и послужило научной основой для их классификации.
Однако с открытием изотопов стало ясно, что различные совокупности атомов одного и того же элемента могут иметь различающиеся атомные массы; так, радиогенный гелий, выделенный из урановых минералов, в связи с преобладанием изотопа 4He имеет атомную массу больше, чем гелий космических лучей.
Современное понимание химического элемента как совокупности атомов, характеризующихся одинаковым положительным зарядом ядра, равным номеру элемента в Периодической таблице, появилось благодаря фундаментальным работам Генри Мозли (1915) и Джеймса Чедвика (1920)[7].
Известные химические элементы
На середину 2012 года известно 118 химических элементов (с порядковыми номерами с 1 по 118), из них 94 обнаружены в природе (некоторые — лишь в следовых количествах), остальные 24 получены искусственно в результате ядерных реакций. Предпринимались попытки синтеза следующих сверхтяжёлых трансурановых элементов, в т.ч. были заявления о синтезе элемента унбиквадий (124) и косвенных свидетельствах о элементах унбинилий (120) и унбигексий (126), которые пока не подтверждены. Также было объявлено об обнаружении элемента экатория-унбибия (122) в образцах природного тория[8], однако это заявление в настоящее время оспаривается на основании последних попыток воспроизведения данных с использованием более точных методов. Кроме того, есть сообщения об открытии в метеоритном веществе следов столкновений с частицами с атомными числами от 105 до 130, что может являться косвенным доказательством существования стабильных сверхтяжёлых ядер
Право предложить название новому химическому элементу предоставляется первооткрывателям. Сообщение о новом открытии проверяется в течение нескольких лет независимыми лабораториями, и, в случае подтверждения, Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, IUPAC, en:International Union for Pure and Applied Chemistry) официально утверждает название нового элемента.
Не все из известных на сегодня 118 элементов имеют утвержденные ИЮПАК постоянные названия. Самым тяжёлым из официально признанных элементов, имеющих официальные постоянные названия, является 116-й, получивший в мае 2012 года имя ливерморий вместе со 114-м элементом флеровием.
Названия сверхтяжёлых элементов с номерами 113, 115, 117, 118, полученные в 2002—2010 годах в России и США, официально пока не утверждены. Они имеют временные систематические названия.
Символы химических элементов
Символы химических элементов используются как сокращения для названия элементов. В качестве символа обычно берут начальную букву названия элемента и в случае необходимости добавляют следующую или одну из следующих. Обычно это начальные буквы латинских названий элементов: Cu — медь (cuprum), Ag — серебро (argentum), Fe — железо (ferrum), Au — золото (aurum), Hg — ртуть (
Цифрами меньшего размера возле символа элемента обозначаются: слева вверху — атомная масса, слева внизу — порядковый номер, справа вверху — заряд иона, справа внизу — число атомов в молекуле[7]:
атомная масса | заряд иона | |
Символ элемента | ||
---|---|---|
порядковый номер | число атомов в молекуле |
Примеры:
Временные символы элементов состоят из трёх букв, представляющих аббревиатуру их атомного номера на латыни.
В Периодической таблице карточка химического элемента обычно включает следующие характеристики:
Распространённость химических элементов в природе
Распространённость химических элементов в земной коре (% масс.) – кларковые числаИз всех химических элементов в природе найдено 88; такие элементы, как технеций Tc (порядковый номер 43), прометий Pm (61), астат At (85) и франций Fr (87), а также все элементы, следующие за ураном U (порядковый номер 92), впервые получены искусственно. Некоторые из них в исчезающе малых количествах обнаружены в природе.
Из химических элементов наиболее распространены в земной коре кислород и кремний. Эти элементы вместе с элементами алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний, водород и титан составляют более 99 % массы земной оболочки, так что на остальные элементы приходится менее 1 %. В морской воде, помимо кислорода и водорода — составных частей самой воды, высокое содержание имеют такие элементы, как хлор, натрий, магний, сера, калий, бром и углерод. Массовое содержание элемента в земной коре называется кларковым числом или кларком элемента.
Содержание элементов в коре Земли отличается от содержания элементов в Земле, взятой как целое, поскольку химсоставы коры, мантии и ядра Земли различны. Так, ядро состоит в основном из железа и никеля. В свою очередь, содержания элементов в Солнечной системе и в целом во Вселенной также отличаются от земных. Наиболее распространённым элементом во Вселенной является водород, за ним идёт гелий. Исследование относительных распространённостей химических элементов и их изотопов в космосе является важным источником информации о процессах нуклеосинтеза и об эволюции Солнечной системы и небесных тел.
Классификация химических элементов
Химические элементы как составная часть химических веществ
Химические вещества могут состоять как из одного химического элемента (простое вещество), так и из разных (сложное вещество или химическое соединение).
Химические элементы образуют около 500 простых веществ[10]. Способность одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам, называется аллотропией.[10]
В обычных условиях 11 элементов существуют в виде газообразных простых веществ (H, He, N, O, F, Ne, Cl, Ar, Kr, Xe, Rn), 2 — жидкости (Br и Hg), остальные элементы образуют твёрдые тела.
См. также
Ссылки
Примечания
Химический элемент, определение — Справочник химика 21
С того времени, когда были открыты изотопы, т. е. установлено, что химический элемент (определенный ныне как вид атомов) состоит еще из подвидов, проблема систематизации разделилась на два крыла традиционная систематизация химических элементов, направленная на совершенствование наглядной иллюстрации системы и систематизация изотопов, а точнее, атомов. [c.80] Развитие начинается с вида атомов, у которых в электронной оболочке содержится минимум электронов и, естественно, такое же число протонов в ядре, т. е. Ер» = Ее = 0. Его местом на оси абсцисс является начало координат. На оси А при этом может быть несколько значений, так как она слагается из суммы А = Ер» + EN и при Ер» = О, А = ЕК. При ЕК = 1, А = 1 и т. д. Это ни что иное, как нейтрон — одна из структурных единиц ядра, лежащая в основе эволюции атомов. С него и начинается ряд химических элементов. Определение понятия химического элемента позволяет вполне законно считать нейтрон химическим элементом (видом атомов), предшествующим водороду, общей формулы оЭо. Далее логика построения системы проста. Если заполнение электронами квантового подслоя рассматривать как цикл, а цикл графически — круг, то фаза заполнения квантового подслоя идентифицируется с частью круга. Таким образом, полярный угол моделирует фазу заполнения электронного подслоя, наименьшей мерой которого является один электрон, он определяет еще и валентную группу.
Химический элемент — определенный вид атомов, характеризующийся одинаковым зарядом атомных ядер. Например, все существующие во Вселенной атомы с зарядом ядра +1 образуют химический элемент водород (Н), все атомы с зарядом ядра +92 — элемент уран (U). В настоящее время известно 118 химических элементов [c.3]
Открытие периодического закона и его укрепление с этой точки зрения означало не только установление взаимосвязи свойств химических элементов, но и возникновение важнейшего критерия для установления точного определения самого понятия элемент . Недаром Менделеев начал свою классическую статью о периодическом законе ( Периодическая законность химических элементов ) определением соответствующих понятий. [c.397]
Для выполнения НАА растений не требуется каких-либо химических реактивов, воздействующих на пробу. Однако перед началом анализа должны быть сняты спектры химических элементов, определение которых предполагается выполнить. Экспериментальными исследованиями выяснено, что в подавляющем большинстве растений быстрыми нейтронами активируются в достаточной степени ядра следующих элементов Р, К, М , С1, 81. Для снятия гамма-спектров могут быть использованы следующие химически чистые соединения мочевина, трифенилфосфат, щавелевокислый калий, окись магния, двуокись кремния, хлорированный парафин. Указанные реактивы смешиваются с химически чистой целлюлозой. Для приготовления берут реактивы и целлюлозу в количествах, приведенных в табл. 3. [c.48]
Химический элемент — определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра и, следовательно, с одинаковым атомным номером. [c.7]
Кирхгоф показал, что для каждого элемента, разогретого в пламени горелки, характерен свой спектр. Таким образом, снимая спектр излучения химического элемента, Кирхгоф как бы снимал отпечатки пальцев такого элемента. Получив такую информацию, можно было решить и обратную задачу опознать элемент, входящий в состав неизвестного вещества. Прибор, используемый для определения элементов описанным способом, получил название спектроскопа (рис. 17). [c.102]
Представлялось весьма вероятным, что темные линии в спектре Солнца обусловлены тем, что испускаемый раскаленной солнечной поверхностью свет поглощают газы более холодной солнечной атмосферы. Пары веществ (химических элементов), находящиеся в атмосфере Солнца, также поглощают свет определенных длин волн, и по положению возникающих темных линий в спектре можно судить, какие элементы находятся в атмосфере Солнца. [c.102]
Химический элемент — это вид атомов, характеризующихся определенным зарядом ядра. [c.7]
Валентность. Как известно, под валентностью подразумевается свойство атома данного элемента присоединять или замещать определенное число атомов другого элемента. Мерой валентности поэтому является число химических связей, образуемых данным атомом с другими атомами. Таким образом, в настоящее время под валентностью химического элемента обычно понимается его способность (в более узком смысле — мера его способности) к образованию химических связей. В представлении метода валентных связей численное значение валентности соответствует числу ковалентных связей, которые образуют атом. [c.66]
Чтобы можно было представить на бумаге элементы и соединения, был разработан международный язык. Буквами этОго языка являются химические знаки — символы элементов. Каждому элементу присваивается химический символ из одной или двух букв. Заглавной пишется только первая буква. Например, С — символ углерода, а Са — символ кальция. Символы некоторых наиболее привычных элементов приведены в табл. 1.3. Каждое из слов , или химических формул, этого химического языка представляет определенное химическое соединение. В химических формулах каждый символ обозначает один из химических элементов, присутствующих в данном соединении. [c.41]
Разновидностью химических элементов являются так называемые редокс-элементы, или окислительно-восстановительные элементы. Окислительно-восстановительный элемент состоит из двух окислительно-восстановительных электродов, Окислительно-восстановительный электрод представляет собой инертный металл (Р1, Аи, 1г…), погруженный в раствор с определенной концентрацией окисленной и восстановленной форм одного и того же вещества. Например, одним из электродов окислительно-восстановительного элемента может служить платиновая пластинка, погруженная в раствор, содержащий ионы двух- и трехвалентного железа, другим — платиновая пластинка в растворе, содержащем ионы двух- и четырехвалентного олова. Согласно протекающей в таком элементе реакции [c.291]
Роберт Бойль (1627-1691), которому мы обязаны первым практически правильным определением химического элемента (см. гл. 6), интересовался также явлениями, происходящими в сосудах с разреженным воздухом. Изобретая вакуумные насосы для выкачивания воздуха из закрытых сосудов, он обратил внимание на свойство, знакомое каждому, кому случалось накачивать камеру футбольного мяча или осторожно сжимать воздушный шарик чем сильнее сжимают воздух в закрытом сосуде, тем сильнее он сопротивляется сжатию. Бойль называл это свойство пружинистостью воздуха и измерял его при помощи простого устройства, показанного на рис. 3.2,а и б. [c.117]
Атомы с одинаковым числом протонов, но с различным числом нейтронов называются изотопами. Символическая запись изотопа включает указание у символа химического элемента порядкового номера 2 в виде нижнего левого индекса и массового числа А в виде верхнего левого индекса. Например, изотоп ртути с 80 протонами и 116 нейтронами записывается так 8о Н (80 -ь 116 = 196). Масса ядра в атомных единицах массы (а. е. м.) приблизительно равна его массовому числу, А. По определению, 1 а.е.м. точно равна двенадцатой части массы одного атома углеродного [c.405]
Каждое определение состоит из определяемого термина и определяющего выражения. Наиболее распространены определения Через род и видовое отличие. В их определяющей части говорится о множестве предметов, к которому относится определяемый предмет, и указывается признак, по которому может быть выделен этот предмет. Дайте определение понятия химический элемент . Откройте учебник по химии и проверьте, насколько правильно авторы строят определения. [c.15]
В настоящее время химическим элементом называется вещество, все атомы которого обладают одним и тем же зарядом ядра , — можно прочитать в одном из пособий. В чем состоит неправильность этого определения [c.15]
Укажите в определении Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра определяемый термин, определяющий термин, множество предметов, видовой признак. [c.15]
Таблица, в которой в основу упорядочения химических элементов положено строение их атомов для каждого элемента дает определенные характеристики. [c.41]
В приложении помещены таблицы значений термодинамических свойств химических элементов и соединений (неорганических и органических), наиболее интересных в практическом отношении, причем преимущественно лишь тех соединений, для которых имеются данные как для 298,15 К, так и для более высоких температур. С целью иллюстрации основных методов расчета в- таблицах представлены различные сочетания функций с тем, чтобы с их помощью можно было любым методом определить тепловой эффект и константу равновесия реакции для обычных и высоких температур. Эти данные могут быть использованы для определения термодинамических параметров тех реакций, компоненты которых представлены в таблицах, а при использовании методов сравнения— также для расчета параметров других сходных с ними веществ и реакций. [c.8]
Для определения окислительного числа химических элементов, входящих в состав различных веществ, рекомендованы простые и в то же время четкие правила (ем. 7), которые здесь могут быть дополнены следующими [c.55]
Студенты в процессе работы осваивают различные методики рентгенофлуоресцентного анализа, используемые для определения содержания химических элементов в объектах металлургии, машиностроения, химической технологии, сельского хозяйства, экологии и т. д. Это позволяет усилить познавательную деятельность студентов, повысить уровень преподавания аналитической химии и уровень усвояемости одного из разделов химической науки для будущих инженеров-технологов. [c.56]
Прежде всего следует более точно определить, что понимают под термодинамическим равновесием гальванического элемента. При этом существенным является то, что, согласно предположению, общая химическая реакция, протекающая в элементе, определенным образом связана с электрическим током. Поэтому различают следующие три случая [c.260]
Закон эквивалентов. Химические элементы соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их эквивалентам (В. Рихтер, 1792—1794 гг.). Понятие эквивалента введено в химию для сопоставления соединительной способности различных элементов. Эквивалентом химического элемента называют такую его массу, которая соединяется с 1,008 ч. м. (части массы) водорода или 8 ч. м. кислорода или замещает эти массы в соедине- ниях. [c.15]
Атомные массы элементов в периодической таблице, например, являются средним значением из массовых чисел природных смесей изотопов. Поэтому они не могут, как предлагал Д. И. Менделеев, служить главной характеристикой атома, а следовательно, и элемента. Такой характеристикой, как мы теперь знаем, является заряд ядра. Он определяет число электронов в нейтральном атоме, которые распределяются вполне определенным образом вокруг ядра. Характер же распределения электронов определяет химические свойства атомов. Указанные соображения позволили дать новое определение химического элемента и уточнить формулировку периодического закона [c.24]
Современная теория химической связи дает удовлетворительные ответы на следующие основные вопросы 1) Почему и каким образом из свободных атомов образуются молекулы 2) Почему атомы соединяются друг с другом в определенных соотношениях 3) Каковы эти соотношения для различных химических элементов 4) Какова геометрическая форма молекул и как она связана с электронной структурой составляющих ее атомов [c.31]
Разновидность атомных ядер, характеризующихся определенным числом протонов Z и нейтронов N. называют нуклидом. Нуклиды с одинаковыми Z, но разными N называют изотопами. Так, изотопами кальция являются мСа (20 р, 20 л), 2 3 (20 р, 22 п), мСа (20 р, 23 п). Массовое число и атомный номер элемента (число протонов) обозначают числовыми индексами слева от символа химического элемента верхний индекс означает массовое число, нижний—заряд ядра. [c.8]
Проблема пробоподготовки при определении тяжелых металлов и радионуклидов осложняется еще и тем, что химические элементы в природе испытывают постоянные превращения под воздействием кислорода, воды, солнечного облучения, микрофлоры и микрофауны. Среди этих процессов можно назвать химическое и фотохимическое окисление, ком-230 [c.230]
Преимуществом вольтамперометрии применительно к анапизу природных объектов является то, что она позволяет наряду с определением концентрации идентифицировать и форму нахождения ионов в воде. Дифференциация форм существования элементов в водных экосистемах и их количественное определение являются важной задачей. Их идентификация и количественное определение позволяют оценить качество воды, тем более, что между содержанием химических элементов в природной воде и ее токсичностью не существует однозначных связей [67]. Токсич- [c.278]
В студенческие же годы я только интуитивно понимал, что литий (как и все химические элементы) подчиняется двум качественно отличным тенденциям развития. Если его атомный вес должен лечь в закономерно возрастающий ряд атомных весов от предыдущего к последующему химическому элементу, то валентность должна удовлетворять требованиям другого ряда, где она растет только до определенной величины, после которой снова начинается с единицы. Так, по атомному весу литий должен бы стоять правее гелия, а по валентности — начать новый ряд в таблице. Создавалась ситуация, в которую часто попадал герой известного спектакля — «Фигаро — здесь, Фигаро — там» [c.9]
Как отмечает А. Н. Аверьянов [2, с. 174] «Первым этапом познания является анализ, выделение элементов системы, которые уже потом мысленно воссоединяются, интегрируются в систему». Данное методологическое положение во всей своей полноте характерно для первого этапа познания естественного множества химических элементов. Он длился более ста лет, пока число открытых и изученных химических элементов не достигло определенной «критической» величины, после которой стали видны интегративные связи между ними. [c.14]
Сегодня химический элемент — это вид атомов Оказыва-егся, как все просто Один атом — просто материальная частица. Много одинаковых атомов (вид) — это уже химический элемент. Правда, надо помнить, что под атомом в данном случае понимается не гипотетический атом древних греков, а как уже упоминалось выше, конкретная частица материи (вещества) определенного состава и строения, по недоразумению унаследовавшая имя гипотетической частицы древних греков. [c.18]
Таким образом, излi6 нi ыe свойств химических элементов по мере возрастания их атомной массы не совершается непрерывно в одном и том же направлении, а имеет периодический характер. Через определенное число элементов происходит как бы возврат назад, к исходным свойствам,- после чего в известной мере вновь повторяются свойства предыдущих элементоп в той же последовательности, но с некоторыми качественными и количественными различиями. [c.49]
Таким образом, химический элемент — это вид атомов, харак-теризующийсн определенной величиной положительного заряда sijpa. [c.106]
Число протонов в ядре атома принято называть порядковым (атомным) номером и обозначать буквой Z. Оно совпадает с числом электронов, окружающих ядро, поскольку атом должен быть электрически нейтральным. Массовое число атома равно полному числу содержащихся в нем тяжелых частиц протонов и нейтронов. Когда два атома сближаются на достаточное расстояние, чтобы между ними возникло химическое взаимодействие-или, как принято говорить, химическая связь,-каждый атом ощущает главным образом наличие самых внешних электронов другого атома. Поэтому именно эти внещние электроны играют определяющую роль в химическом поведении атомов. Нейтроны в составе ядра оказывают ничтожное влияние на химические свойства атомов, а протоны важны постольку, поскольку они определяют число электронов, которые должны окружать ядро нейтрального атома. Все атомы с одинаковым порядковым номером ведут себя в химическом отношении практически одинаково и рассматриваются как атомы одного и того же химического элемента. Каждому элементу присвоено определенное название и одно- или двухбуквенный символ (обычно заимствованный от греческого или латинского названия). Например, символ углерода-С, а символ кальция-Са. В качестве символа натрия. Ка, взяты две первые буквы его латинского (и немецкого) названия натриум, чтобы отличить его от азота N (латинское название нитроген). В таблице- атомных масс элементов, помешенной на внутренней стороне обложки книги, приведен алфавитный перечень элементов и их символов. [c.15]
Дальнейшее развитие средств ААИ идет по пути совершенствования эксиериментальных методов визуализации объектов исследования — применения адсорбционных индикаторов для выделения определенных элементов структуры, применения различных люминесцентных индикаторов для визуализации потоков, применения рентгеновских ионных анализаторов в качестве приставок к электронным микроскопам, позволяющих проводить высокоспецифичный анализ распределения химических элементов в структуре [17] и многих других. Одновременно быстро развиваются методы [18] и средства для оптимизации и машинной обработки изображения. Увеличение объема памяти и быстродействия вычислительных машин, примененпе систем искусственного интел.лекта способствует развитию систем распознавания динамических образов и соответственно расширению возможностей анализа быстроиротекающих процессов и построению динамических моделей объектов со сложной пространственной структурой. [c.126]
Прежде химическим элементом называли некоторое вещество, которое нельзя разложить на составные части химической реакцией. В чем историческая олраниченность этого определения Дайте правильное определение. [c.15]
Химический состав содержащихся в масле твердых загрязнений можно определять лабораторными методами количественного анализа и инструментальными методами. Обычно химические элементы, входящие в состав загрязнений, имеют небольшую концентрацию, что затрудняет применение, например, метода титрования. Для определения в масле содержания железа практическое применение находят главным образом колориметрический или фотоколориметрический методы. Эти методы основаны на способности водных растворов солей железа при реакции с сульфосалициловой кислотой давать окрашенные растворы, имеющие разную оптическую плотность в зависимости от содержания в них железа. [c.34]
Предмет изучения химии — вендества, их свойства, процессы их превращения и явления, которыми эти процессы сопровождаются. Все вещества — это соединения химических элементов, предсгав-ляюнтих собой определенные типы атомов, которых в настоящее время известно 107. Различные соединения отличаются друг от друга элементным составом (т. е. относительным содержанием в молекуле нли кристалле атомов определенного типа), взаимным расположением атомов, а также общим числом атомов в молекуле. [c.5]
Необходимо заметить, что закон постоянства состава выполняется при условии, что образующие химическое соединение элементы мононзотопны (см. гл. I, 2) илн же имеют строго постоянный изотопный состав. Это естественно, поскольку закон постоян- TB.il состава предусматривает постоянство атомной массы любого химического элемента, что возможно только при условии строгой определенности его изотопного состава. [c.14]
Стехиометрические законы и атомно-молекулярные представления. Рассмотренные стехиометрические законы положены в основу всевозможных количественных расчетов масс и объемов венюств, принимающих участие в химических реакциях. В связи с этим стехиометрические законы совершенно справедливо относятся к основным законам химии. Стехиометрические законы являются отражением реального существования атомов и молекул, которые, будучи мельчайшими частицами химических элементов п пх соединений, обладают вполне определенной массой. В силу этого стехиометрические законы стали прочным фундаментом, на котором построено современное атомно-молекулярное учение. [c.17]
Валентность химических элементов. Под валентностью, как известно, понимают способность атомов данного элемента соединяться с атомами другого элемента в определенных соотношениях, За единицу валентности была принята соответствующая способность атома водорода. Валентность элемента определяли как способность его атома присоединять (или замещать) то или иное число атомов водорода. В связи с возникновением и развитием теории строения атома и химической связи вален гность стали связывать с соответствующими структурно-теоретическими представлениями, а именно с числом электронов, пере-ходян их от одного атома к другому, или с числом химических связей, Bi.l.зпикaк)Lми.x мсж.ау атомами в процессе образования химического соединения. [c.44]
Студенты изучают принцип действия прибора, который заключается в излучениии маломощной рентгеновской трубкой и фиксировании определенных длин волн излучения. Наличие характерных спектральных линий свидетельствует об элементном составе образца. Интенсивность линий связана с количественным содержанием. Студенты учатся рассчитывать количественные содержания химических элементов с помощью микропроцессора или персонального компьютера путем сравнения с результатами анализа стандартных образцов, осваивают пробоподготовку, метод измерений, рассчитывают нормы погрешностей спектрального анализа. [c.56]
Выше указывалось, что установление закона сохранения массы и закона постоянства состава позволило приписать атомам химических элементов строго определенную массу. Значения масс атомов, выраженные в обычно используемых единицах массы (абсолютная атомная масса rrijJ, очень малы, поэтому применять их в повседневной практике крайне неудобно. Например, масса атома углерода равна [c.17]
Почему 118-й химический элемент назвали в честь российского учёного
Это круче, чем Нобелевская премия! Впервые за 200 лет химический элемент назван в честь действующего российского учёного.
Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил названияновых четырёх элементов таблицы Менделеева: 113-го, 115-го, 117-го и 118-го. Последний назван в честь российского физика, академика Юрия Оганесяна. Учёные попадали «в клеточку» и раньше: Менделеев, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, чета Кюри… Но лишь второй раз в истории это произошло при жизни учёного. Прецедент случился в 1997 году, когда такой чести удостоился Гленн Сиборг. Юрию Оганесяну давно прочат Нобелевскую премию. Но, согласитесь, получить собственную клеточку в таблице Менделеева куда круче.
В нижних строках таблицы вы легко найдёте уран, его атомный номер 92. Все последующие элементы, начиная с 93-го, — это так называемые трансураны. Некоторые из них появились примерно 10 миллиардов лет назад в результате ядерных реакций внутри звёзд. Следы плутония и нептуния были обнаружены в земной коре. Но большинство трансурановых элементов давно распалось, и теперь можно лишь предсказывать, какими они были, чтобы потом пытаться воссоздать их в лабораторных условиях.
Первыми это сделали в 1940 году американские учёные Гленн Сиборг и Эдвин Макмиллан. Родился плутоний. Позднее группа Сиборга синтезировала америций, кюрий, берклий… К тому времени чуть ли не весь мир включился в гонку за сверхтяжёлыми ядрами.
Юрий Оганесян (р. 1933). Выпускник МИФИ, специалист в области ядерной физики, академик РАН, научный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Председатель Научного совета РАН по прикладной ядерной физике. Имеет почётные звания в университетах и академиях Японии, Франции, Италии, Германии и других стран. Награждался Государственной премией СССР, орденами Трудового Красного Знамени, Дружбы народов, «За заслуги перед Отечеством» и пр. Фото: wikipedia.org
В 1964 году новый химический элемент с атомным номером 104 впервые синтезировали в СССР, в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), который находится в подмосковной Дубне. Позднее этот элемент получил имя «резерфордий». Руководил проектом один из основателей института Георгий Флёров. Его имя тоже вписано в таблицу: флеровий, 114.
Юрий Оганесян был учеником Флёрова и одним из тех, кто синтезировал резерфордий, потом дубний и более тяжёлые элементы. Благодаря успехам советских учёных Россия вырвалась в лидеры трансурановой гонки и сохраняет этот статус до сих пор.
Научный коллектив, работа которого привела к открытию, направляет своё предложение в IUPAC. Комиссия рассматривает аргументы «за» и «против», исходя из следующих правил: «…вновь открытые элементы могут быть названы: (а) по имени мифологического персонажа или понятия (включая астрономический объект), (б) по названию минерала или аналогичного вещества, (в) по названию населённого пункта или географической области, (г) в соответствии со свойствами элемента или (д) по имени учёного».
Названия четырём новым элементам присваивали долго, почти год. Дата объявления решения несколько раз отодвигалась. Напряжение нарастало. Наконец 28 ноября 2016 года, по истечении пятимесячного срока для приёма предложений и возражений общественности, комиссия не нашла причин отвергнуть нихоний, московий, теннессин и оганесон и утвердила их.
Кстати, суффикс «-он-» не очень типичен для химических элементов. Для оганесона он выбран потому, что по химическим свойствам новый элемент аналогичен инертным газам — это сходство подчеркивает созвучие с неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.
Рождение нового элемента — событие исторического масштаба. На сегодняшний день синтезированы элементы седьмого периода до 118-го включительно, и это не предел. Впереди 119-й, 120-й, 121-й… Изотопы элементов с атомными номерами более 100 зачастую живут не более тысячной доли секунды. И кажется, чем тяжелее ядро, тем короче его жизнь. Это правило действует до 113-го элемента включительно.
В 1960-х годах Георгий Флёров предположил, что оно не обязано неукоснительно соблюдаться по мере углубления в таблицу. Но как это доказать? Поиск так называемых островов стабильности более 40 лет был одной из важнейших задач физики. В 2006 году коллектив учёных под руководством Юрия Оганесяна подтвердил их существование. Научный мир вздохнул с облегчением: значит, смысл искать всё более тяжёлые ядра есть.
Коридор легендарной Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Фото: Дарья Голубович/»Кот Шрёдингера»
Юрий Цолакович, что же всё-таки представляют собой острова стабильности, о которых много говорят в последнее время?
Юрий Оганесян: Вы знаете, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Но только строго определённое количество этих «кирпичиков» связаны друг с другом в единое тело, которое представляет ядро атома. Комбинаций, которые «не срабатывают», оказывается больше. Поэтому, в принципе, наш мир находится в море нестабильности. Да, есть ядра, которые остались со времён образования Солнечной системы, они стабильны. Водород, например. Участки с такими ядрами будем называть «континентом». Он постепенно уходит в море нестабильности по мере того, как мы идём к более тяжёлым элементам. Но, оказывается, если далеко уйти от суши, возникает остров стабильности, где рождаются ядра-долгожители. Остров стабильности — это открытие, которое уже сделано, признано, но точное время жизни долгожителей на этом острове пока не предсказывается достаточно хорошо.
Как были открыты острова стабильности?
Юрий Оганесян: Мы долго их искали. Когда ставится задача, важно, чтобы был однозначный ответ «да» или «нет». Причин нулевого результата на самом деле две: либо ты не дотянулся, либо того, что ищешь, вообще нет. У нас был «ноль» до 2000 года. Мы думали, что, может быть, теоретики и правы, когда рисуют свои красивые картины, но нам до них не дотянуться. В 90-е мы пришли к выводу, что стоит усложнить эксперимент. Это противоречило реалиям того времени: нужна была новая техника, а средств не хватало. Тем не менее к началу ХХI века мы были готовы опробовать новый подход — облучать плутоний кальцием-48.
Почему для вас так важен именно кальций-48, именно этот изотоп?
Юрий Оганесян: Он имеет восемь лишних нейтронов. А мы знали, что остров стабильности там, где избыток нейтронов. Поэтому тяжёлый изотоп плутония-244 облучали кальцием-48. В этой реакции синтезировали изотоп сверхтяжёлого элемента 114 — флеровия-289, который живёт 2,7 секунды. В масштабах ядерных превращений это время считается достаточно длительным и служит доказательством того, что остров стабильности существует. Мы доплыли до него, и по мере продвижения вглубь стабильность только росла.
Фрагмент сепаратора ACCULINNA-2, на котором изучается структура лёгких экзотических ядер. Фото: Дарья Голубович/»Кот Шрёдингера»
Почему, в принципе, была уверенность, что существуют острова стабильности?
Юрий Оганесян: Уверенность появилась, когда стало понятно, что ядро имеет структуру… Давно, ещё в 1928 году, наш великий соотечественник Георгий Гамов (советский и американский физик-теоретик) высказал предположение, что ядерное вещество похоже на каплю жидкости. Когда эту модель начали проверять, выяснилось, что она удивительно хорошо описывает глобальные свойства ядер. Но потом наша лаборатория получила результат, который коренным образом изменил эти представления. Мы выяснили, что в обычном состоянии ядро не ведёт себя подобно капле жидкости, не является аморфным телом, а имеет внутреннюю структуру. Без неё ядро существовало бы всего 10-19 секунды. А наличие структурных свойств ядерной материи приводит к тому, что ядро живёт секунды, часы, а мы надеемся, что может жить сутки, а может быть даже миллионы лет. Эта надежда, быть может, и слишком смелая, но мы надеемся и ищем трансурановые элементы в природе.
Один из самых волнующих вопросов: есть ли предел разнообразию химических элементов? Или их бесконечно много?
Юрий Оганесян: Капельная модель предсказывала, что их не более ста. С её точки зрения есть предел существования новых элементов. Сегодня их открыто 118. Сколько ещё может быть?.. Надо понять отличительные свойства «островных» ядер, чтобы делать прогноз для более тяжёлых. С точки зрения микроскопической теории, которая учитывает структуру ядра, мир наш не кончается за сотым элементом уходом в море нестабильности. Когда мы говорим о пределе существования атомных ядер, мы должны обязательно это учесть.
Есть ли достижение, которое вы считаете главным в жизни?
Юрий Оганесян: Я занимаюсь тем, что мне на самом деле интересно. Иногда увлекаюсь очень сильно. Иногда получается что-то, и я радуюсь, что получилось. Это жизнь. Это не эпизод. Я не принадлежу к категории людей, которые мечтали быть научными работниками в детстве, в школе, нет. Но просто у меня как-то хорошо получалось с математикой и физикой, и поэтому я пошёл в тот вуз, где надо было сдавать эти экзамены. Ну, сдал. И вообще, я считаю, что в жизни мы все очень сильно подвержены случайностям. Правда, ведь? Очень многие шаги в жизни мы делаем совершенно случайным образом. А потом, когда ты становишься взрослым, тебе задают вопрос: «Почему ты это сделал?». Ну, сделал и сделал. Это моё обычное занятие наукой.
«Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента»
Сейчас ОИЯИ строит первую в мире фабрику сверхтяжёлых элементов на базе ускорителя ионов DRIBs-III (Dubna Radioactive Ion Beams), самого мощного в своей области энергий. Там будут синтезировать сверхтяжёлые элементы восьмого периода (119, 120, 121) и производить радиоактивные материалы для мишеней. Эксперименты начнутся в конце 2017 — начале 2018 года. Андрей Попеко, из лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ, рассказал, зачем всё это нужно.
Андрей Георгиевич, как предсказывают свойства новых элементов?
Андрей Попеко: Основное свойство, из которого следуют все остальные, — это масса ядра. Предсказать её очень сложно, но, исходя из массы, уже можно предположить, как ядро будет распадаться. Есть разные экспериментальные закономерности. Вы можете изучать ядро и, скажем, пытаться описать его свойства. Зная что-то о массе, можно говорить об энергии частиц, которые будет испускать ядро, делать предсказания о времени его жизни. Это довольно громоздко и не очень точно, но более-менее надёжно. А вот если ядро делится спонтанно, прогнозирование становится делом гораздо более сложным и менее точным.
Что мы можем сказать о свойствах 118-го?
Андрей Попеко: Он живёт 0,07 секунды и испускает альфа-частицы с энергией 11,7 МэВ. Это измерено. В дальнейшем можно сравнивать экспериментальные данные с теоретическими и поправлять модель.
На одной из лекций вы говорили, что таблица, возможно, заканчивается на 174-м элементе. Почему?
Андрей Попеко: Предполагается, что дальше электроны просто упадут на ядро. Чем больше заряд ядра, тем сильнее оно притягивает электроны. Ядро — плюс, электроны — минус. В какой-то момент ядро притянет электроны настолько сильно, что они должны упасть на него. Наступит предел элементов.
Могут ли такие ядра существовать?
Андрей Попеко: Полагая, что существует 174-й элемент, мы полагаем, что существует и его ядро. Но так ли это? Уран, 92-й элемент, живёт 4,5 млрд лет, а 118-й — меньше миллисекунды. Собственно, раньше считалось, что таблица заканчивается на элементе, время жизни которого пренебрежимо мало. Потом выяснилось, что не всё так однозначно, если двигаться по таблице. Сначала время жизни элемента падает, потом, у следующего, немножко увеличивается, потом опять падает.
Рулоны с трековыми мембранами — наноматериалом для очистки плазмы крови при лечении тяжёлых инфекционных заболеваний, устранении последствий химиотерапии. Эти мембраны разработали в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ ещё в 1970-е годы. Фото: Дарья Голубович/»Кот Шрёдингера»
Когда увеличивается — это и есть остров стабильности?
Андрей Попеко: Это указание на то, что он есть. На графиках это хорошо видно.
Тогда что же такое сам остров стабильности?
Андрей Попеко: Некоторая область, в которой находятся ядра изотопов, обладающие более долгим по сравнению с соседями временем жизни.
Эту область ещё предстоит найти?
Андрей Попеко: Пока только самый краешек зацепили.
Что вы будете искать на фабрике сверхтяжёлых элементов?
Андрей Попеко: Эксперименты по синтезу элементов занимают много времени. В среднем полгода непрерывной работы. Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента. Кроме того, мы работаем с высокорадиоактивными материалами, и наши помещения должны отвечать специальным требованиям. Но когда создавалась лаборатория, их ещё не было. Сейчас строится отдельное здание с соблюдением всех требований радиационной безопасности — только для этих экспериментов. Ускоритель сконструирован для синтеза именно трансуранов. Мы будем, во-первых, подробно изучать свойства 117-го и 118-го элементов. Во-вторых, искать новые изотопы. В-третьих, пробовать синтезировать ещё более тяжёлые элементы. Можно получить 119-й и 120-й.
Планируются эксперименты с новыми материалами для мишеней?
Андрей Попеко: Мы уже начали работать с титаном. На кальций потратили в общей сложности 20 лет — получили шесть новых элементов.
К сожалению, научных областей, где Россия занимает ведущие позиции, не так много. Как нам удаётся побеждать в борьбе за трансураны?
Андрей Попеко: Собственно, здесь лидерами всегда были Соединённые Штаты и Советский Союз. Дело в том, что основным материалом для создания атомного оружия был плутоний — его требовалось как-то получать. Потом задумались: а не использовать ли другие вещества? Из ядерной теории следует, что нужно брать элементы с чётным номером и нечётным атомным весом. Попробовали кюрий-245 — не подошёл. Калифорний-249 тоже. Стали изучать трансурановые элементы. Так получилось, что первыми этим вопросом занялись Советский Союз и Америка. Потом Германия — там в 60-е годы была дискуссия: стоит ли ввязываться в игру, если русские с американцами уже всё сделали? Теоретики убедили, что стоит. В итоге немцы получили шесть элементов: со 107-го по 112-й. Кстати, метод, который они выбрали, разрабатывал в 70-е годы Юрий Оганесян. И он, будучи директором нашей лаборатории, отпустил ведущих физиков помогать немцам. Все удивлялись: «Как это?» Но наука есть наука, здесь не должно быть конкуренции. Если есть возможность получить новые знания, надо участвовать.
Сверхпроводящий ECR-источник — при помощи которого получают пучки высоко-зарядных ионов ксенона, йода, криптона, аргона. Фото: Дарья Голубович/»Кот Шрёдингера»
В ОИЯИ выбрали другой метод?
Андрей Попеко: Да. Оказалось, что тоже удачный. Несколько позже подобные эксперименты стали проводить японцы. И синтезировали 113-й. Мы получили его почти на год раньше как продукт распада 115-го, но не стали спорить. Бог с ними, не жалко. Эта группа японская стажировалась у нас — многих из них мы знаем лично, дружим. И это очень хорошо. В некотором смысле это наши ученики получили 113-й элемент. Они же, кстати, подтвердили наши результаты. Желающих подтверждать чужие результаты немного.
Для этого нужна определённая честность.
Андрей Попеко: Ну да. А как по-другому? В науке, наверное, вот так.
Каково это — изучать явление, которое по-настоящему поймут от силы человек пятьсот во всём мире?
Андрей Попеко: Мне нравится. Я всю жизнь этим занимаюсь, 48 лет.
Большинству из нас невероятно сложно понять, чем вы занимаетесь. Синтез трансурановых элементов — не та тема, которую обсуждают за ужином с семьёй.
Андрей Попеко: Мы генерируем новые знания, и они не пропадут. Если мы можем изучать химию отдельных атомов, значит, обладаем аналитическими методами высочайшей чувствительности, которые заведомо пригодны для изучения веществ, загрязняющих окружающую среду. Для производства редчайших изотопов в радиомедицине. А кто поймёт физику элементарных частиц? Кто поймёт, что такое бозон Хиггса?
Да. Похожая история.
Андрей Попеко: Правда, людей, понимающих, что такое бозон Хиггса, всё же больше, чем разбирающихся в сверхтяжёлых элементах… Эксперименты на Большом адронном коллайдере дают исключительно важные практические результаты. Именно в Европейском центре ядерных исследований появился интернет.
Интернет — любимый пример физиков.
Андрей Попеко: А сверхпроводимость, электроника, детекторы, новые материалы, методы томографии? Всё это побочные эффекты физики высоких энергий. Новые знания никогда не пропадут.
Боги и герои. В честь кого называли химические элементы
Ванадий, V (1801 г.). Ванадис — скандинавская богиня любви, красоты, плодородия и войны (как у неё всё это получается?). Повелительница валькирий. Она же Фрейя, Гефна, Хёрн, Мардёлл, Сюр, Вальфрейя. Это имя дано элементу потому, что он образует разноцветные и очень красивые соединения, а богиня вроде тоже очень красивая.
Ниобий, Nb (1801 г.). Изначально назывался колумбием в честь страны, откуда привезли первый образец минерала, содержащего этот элемент. Но потом был открыт тантал, который практически по всем химическим свойствам совпадал с колумбием. В итоге решено было назвать элемент именем Ниобы, дочери греческого царя Тантала.
Палладий, Pd (1802 г.). В честь открытого в том же году астероида Паллада, название которого тоже восходит к мифам Древней Греции.
Кадмий, Cd (1817 г.). Изначально этот элемент добывали из цинковой руды, греческое название которой напрямую связано с героем Кадмом. Сей персонаж прожил яркую и насыщенную жизнь: победил дракона, женился на Гармонии, основал Фивы.
Прометий, Pm (1945 г.). Да, это тот самый Прометей, который отдал огонь людям, после чего имел серьёзные проблемы с божественными властями. И с печенью.
Самарий, Sm (1878 г.). Нет, это не совсем в честь города Самары. Элемент был выделен из минерала самарскита, который предоставил европейским учёным горный инженер из России Василий Самарский-Быховец (1803-1870). Можно считать это первым попаданием нашей страны в таблицу Менделеева (если не брать в расчёт её название, конечно).
Гадолиний, Gd (1880 г. Назван в честь Юхана Гадолина (1760-1852), финского химика и физика, открывшего элемент иттрий.
Тантал, Ta (1802 г.). Греческий царь Тантал обидел богов (есть разные версии, чем именно), за что в подземном царстве его всячески мучили. Примерно так же страдали учёные, пытаясь получить чистый тантал. На это ушло больше ста лет.
Торий, Th (1828 г.). Первооткрывателем был шведский химик Йёнс Берцелиус, который и дал элементу имя в честь сурового скандинавского бога Тора.
Кюрий, Cm (1944 г.). Единственный элемент, названный в честь двух человек — нобелевских лауреатов супругов Пьера (1859-1906) и Марии (1867-1934) Кюри.
Эйнштейний, Es (1952 г.). Тут всё понятно: Эйнштейн, великий учёный. Правда, синтезом новых элементов никогда не занимался.
Фермий, Fm (1952 г). Назван в честь Энрико Ферми (1901-1954), итало-американского учёного, внёсшего большой вклад в развитие физики элементарных частиц, создателя первого ядерного реактора.
Менделевий, Md (1955 г.). Это в честь нашего Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907). Странно только, что автор периодического закона попал в таблицу не сразу.
Нобелий, No (1957 г.). Вокруг названия этого элемента долго шли споры. Приоритет в его открытии принадлежит учёным из Дубны, которые назвали его жолиотием в честь ещё одного представителя семейства Кюри — зятя Пьера и Марии Фредерика Жолио-Кюри (тоже нобелевского лауреата). Одновременно с этим группа физиков, работавших в Швеции, предложила увековечить память Альфреда Нобеля (1833-1896). Довольно долго в советской версии таблицы Менделеева 102-й значился как жолиотий, а в американской и европейской — как нобелий. Но в итоге ИЮПАК, признавая советский приоритет, оставил западную версию.
Лоуренсий, Lr (1961 г.). Примерно та же история, что и с нобелием. Учёные из ОИЯИ предложили назвать элемент резерфордием в честь «отца ядерной физики» Эрнеста Резерфорда (1871-1937), американцы — лоуренсием в честь изобретателя циклотрона физика Эрнеста Лоуренса (1901-1958). Победила американская заявка, а резерфордием стал 104-й элемент.
Резерфордий, Rf (1964 г.). В СССР он назывался курчатовием в честь советского физика Игоря Курчатова. Окончательное название было утверждено ИЮПАК только в 1997 году.
Сиборгий, Sg (1974 г.). Первый и единственный до 2016 года случай, когда химическому элементу присвоили имя здравствующего учёного. Это было исключение из правила, но уж больно велик вклад Гленна Сиборга в синтез новых элементов (примерно десяток клеток в таблице Менделеева).
Борий, Bh (1976 г.). Тут тоже была дискуссия о названии и приоритете открытия. В 1992 году советские и немецкие учёные договорились назвать элемент нильсборием в честь датского физика Нильса Бора (1885-1962). ИЮПАК утвердил сокращённое название — борий. Это решение нельзя назвать гуманным по отношению к школьникам: им приходится запомнить, что бор и борий — это совершенно разные элементы.
Мейтнерий, Mt (1982 г.). Назван в честь Лизы Мейтнер (1878-1968), физика и радиохимика, работавшей в Австрии, Швеции и США. Кстати, Мейтнер была одним из немногих крупных учёных, отказавшихся участвовать в Манхэттенском проекте. Будучи убеждённой пацифисткой, она заявила: «Я не стану делать бомбу!».
Рентгений, Rg (1994 г.). В этой клеточке увековечен открыватель знаменитых лучей, первый в истории нобелевский лауреат по физике Вильгельм Рентген (1845-1923). Элемент синтезировали немецкие учёные, правда, в исследовательскую группу входили и представители Дубны, в том числе Андрей Попеко.
Коперниций, Cn (1996 .). В честь великого астронома Николая Коперника (1473-1543). Как он оказался в одном ряду с физиками XIX-XX века, не совсем понятно. И уж совсем непонятно, как называть элемент по-русски: коперниций или коперникий? Допустимыми считаются оба варианта.
Флеровий, Fl (1998 г.). Утвердив это название, международное сообщество химиков продемонстрировало, что ценит вклад российских физиков в синтез новых элементов. Георгий Флёров (1913-1990) руководил лабораторией ядерных реакций в ОИЯИ, где были синтезированы многие трансурановые элементы (в частности, от 102-го до 110-го). Достижения ОИЯИ увековечены также в названиях 105-го элемента (дубний), 115-го (московий — в Московской области расположена Дубна) и 118-го (оганесон).
Оганесон, Og (2002 г.). Первоначально о синтезе 118-го элемента заявили американцы в 1999 году. И предложили назвать его гиорсий в честь физика Альберта Гиорсо. Но их эксперимент оказался ошибочным. Приоритет открытия признали за учёными из Дубны. Летом 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название оганесон в честь Юрия Оганесяна.
Химический элемент вид атомов с определённым положительным зарядом ядра
Купить неорганические реактивы, inorganic chemicals в Санкт-Петербурге
В каталоге товаров/продукции представлены неорганические реактивы — категории: ;
Купить органические соединения, реактивы, organic chemicals в Санкт-Петербурге
В каталоге товаров/продукции представлены органические соединения, реактивы — реактивы Карла Фишера для волюметрии, реактивы HYDRANAL, органические растворители, органические кислоты, органические соли и соединения, категории: reagents for Karl Fischer volumetry, other reagents HYDRANAL, organic solvents, organic acids, organic salts and compounds, ; , , , , органические соединения, органические соли,реактивы Карла Фишера для волюметрии
Подробнее… Купить реактивы карла фишера для волюметрии — reagents for Karl Fischer volumetry в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. Использование реактивов Гидранал позволяет определить воду в составе химических реактивов, пищевых продуктов, фармацевтическихпрепаратов. Содержание воды влияет на множество химических и физических параметров выпускаемой продукции. Реактивы Карла Фишера произв…органические растворители
Подробнее… Купить органические растворители (organic solvents) в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. Купить органический растворитель в Санкт-Петербурге по выгодной цене. Компания ХИМСНАБ-СПБ предлагает следующую фасовку растворителей: п/э или стеклянная бутылка 1 литр; п/э канистра 10 литров; п/э канистра 5 литров; стеклянный флакон 1 литр, бочка, и бочка, 250 кг. Реактивы и растворители…органические кислоты
Подробнее… Купить органические кислоты — organic acids в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. Органические вещества, проявляющие кислотные свойства (кислоты их кислые соли и средние соли содержатся во многих товарах. Благодаря наличию свободных кислот и кислых солей многие продукты и их водные вытяжки обладают кислой реакцией. К ним относятся карбоновые кислоты, содержа…Купить химические реактивы, chemicals в Санкт-Петербурге
В каталоге товаров/продукции представлены химические реактивы — вода, неорганические реактивы, органические соединения, реактивы, растворы, особо чистые вещества, категории: water, inorganic chemicals, organic chemicals, solutions, highly purified substances, ; дистиллированная вода, вода (УФ-ВЭЖХ) для аналитики, бидистиллированная вода, вода для молекулярной биологии, , , , ,неорганические реактивы
Подробнее… Купить неорганические реактивы — inorganic chemicals в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. Неорганическое соединение, как правило, представляет собой химическое соединение, которое не имеет связей СН , то есть соединение, которое не является органическим соединением Химические соединения, реагенты и реактивы находят свое применение в различных областях: научные-исследов…органические соединения, реактивы
Подробнее… Купить органические реактивы — organic chemicals в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. Купить органический реактив в Санкт-Петербурге по выгодной цене. химические реактивы химические реактивы химические реактивы хим. реактивы продукцию chemicals химические реактивы, chemicals вода, неорганические реактивы, органические реактивы, растворы, особо чистые вещества особо чистые веще…растворы
Подробнее… Купить растворы — solutions в ХИМСНАБ-СПБ, контактный телефон +7-812-337-18-93. В каталоге ХИМСНАБ-СПБ представлен большой выбор готовых специальных растворов различного назначения: буферные растворы, растворы для заполнения, очистки и хранения электродов, стандартные растворы для кондуктометров, реактивы карла фишера для кулонометрии. Купить раствор в Санкт-Петербурге по выгодной цене: …особо чистые вещества
Подробнее… Купить особо чистые вещества (ультрачистые вещества) в Санкт-Петербурге, в компании Химснаб-СПБ, телефон +7-812-337-18-93. В высокочистых веществах содержатся примесей в незначительном количестве, что они не влияют на основные специфические свойства веществ. Свойства особо чистых веществ используют для создания новых приборов, устройств и технологических процессов. Они находят применени… Оставьте заявку ON-LINE или позвоните. Менеджер компании ответит на ваши вопросы.Широкий ассортимент
В каталоге компании более 4000 наименований продукции в 200 товарных категориях: химические реактивы, лаб. оборудование и посуда, аксессуары и принадлежности для лабораторий, различные виды удобрений, химическое сырьеи многе другое. Можно подобрать продукцию воспользовавшись фильтром характеристик.
Проверенные поставщики
Компания реализует товары и продукцию только от проверенных поставщиков гарантирующих качестно продукции.
Консультация по продукции
Менеджеры компании проконсультируют вас по ассортименту реализуемой продукции, звоните в рабочее время
Доставка
География потребителей выходит за пределы России, компания «Химснаб-СПБ» осуществляет доставку приобретаемых товаров и продукции по Санкт-Петербургу, Ленинрадской обл, России и странам СНГ.
Индивидуальный подход
Строим свое сотрудничество с клиентом с учетом всех пожеланий клиента. Гибкий и индивидуальный подход к каждому клиенту, ориентированность на долгосрочные партнерские отношения, строгое соблюдение оговоренных сроков и предоставления документов заказчику являются неоспоримыми преимуществами компании «Химснаб-СПБ». Мы заботимся о том, чтобы каждый наш клиент остался доволен приобретаемой продукцией и полученным результатом, который является нашим общим успехом!
Малотоннажная химия
Реализация продукции малотоннажной химии: продукция химической и нефтехимической промышленности. Малотоннажная химия дает возможность на скромном оборудовании и в небольших объемах производить дорогостоящие модификаторы, пластификаторы, ингибиторы и другие микродобавки, способные наделять конечный продукт новыми свойствами
Комплексное снабжение, оснащение
Компания Химснаб-СПБ имеет многолетний опыт работы на рынке химической продукции и лабораторного оборудования. Компания тесно сотрудничает со многими промышленными и производственными организациями и имеет возможность осуществлять комплексное снабжение и оснащение предприятии различных отраслений промышленности необходимым оборудованием и расходными материалами.
Предствленная информация на страницах данного интернет-сайта и в каталоге продукции носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ. Для получения подробной информации о наличии и стоимости указанных товаров и (или) услуг,обращайтесь к менеджерам отдела продаж: форма обратной связи, e-mail, телефон.
Реализация продукции для сельского хозяйства, химической, строительной, нефтегазовой, металлургической, текстильной, кожевенной, и других отраслей промышленности.
Таблицу Менделеева хотят расширить до 173 элементов
Последний химический элемент таблицы Менделеева сегодня имеет номер 118. Речь об элементе под названием оганесон. Но расчёты физиков и химиков указывают на то, что мы вполне можем получить 173 элемента. Как это реализовать, ученые обсуждают в Дубне на международном совещании «Сверхтяжелые элементы». В дискуссии участвуют президент РАН Александр Сергеев и члены Совета РАН по физике тяжелых ионов.
Совещание проходит в Дубне, так как именно здесь, в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований, впервые в мире был синтезирован тот самый «конечный» 118-й элемент, а также пятерка других – со 113-го по 117-й.
Кстати, элемент под номером 118 назван оганесоном в честь академика Юрия Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций. Его команда создала все шесть сверхтяжелых химических элементов от номера 113 до номера 118.
Известный на весь мир советский и российский учёный Юрий Цолакович Оганесян. Сейчас академику 88 лет.
Как дополнить Природу своими рукамиЧеловечество в лице великих ученых еще в начале ХХ века пришло к выводу, что химические элементы можно не только находить в природе, но и создавать искусственно.
Первым «искусственным» элементом стал технеций, стоящий в таблице Менделеева под номером 43. Его синтезировали в 1937 году, а впоследствии обнаружили в ничтожных количествах в природе.
Сверхтяжелых элементов с номерами от 95-го до 118-го в природе не существует. Да и в стенах лаборатории сверхтяжелые элементы живут доли секунды.
Жизнь таких элементов столь коротка из-за их супертяжелых ядер, в которых в невероятной тесноте обитают почти три сотни протонов и нейтронов.
Напомним, что из протонов и нейтронов состоят ядра всех химических элементов. Но, чем больше в ядре протонов и нейтронов, тем сильнее взаимодействия между ними – как в толпе вагона метро.
Подобно выскакивающим из набитого вагона пассажирам, из переполненного ядра всякого сверхтяжелого элемента с облегчением вылетает на волю компания из двух протонов и двух нейтронов – альфа-частица. Так сверхтяжелый элемент превращается в более легкий и «жизнеспособный». Этот процесс физики называют альфа-распадом.
Таким образом, все сверхтяжелые элементы радиоактивны. И это объясняет, почему сверхтяжелых элементов нет в природе. Даже если они и образуются где-то в естественных условиях, человечество их попросту не может «поймать».
Так что синтез сверхтяжелых элементов сравним с актом творения Природы. Это сверхзадача, которая удивительным образом оказалась под силу человеку – его мысли и его технологиям.
Временная шкала показывает, когда открывались те или иные элементы. Перевод Вести.Ru.
Есть ли пределы у Природы?Создатели сверхтяжелых элементов, конечно, думали над вопросом, какое максимальное число протонов и нейтронов можно объединить в ядро и окружить облаком из электронов, чтобы такую конструкцию можно было назвать химическим элементом.
Четыре года назад группа новозеландских и американских физиков заявила: на оганесоне таблица Менделеева закончилась, и химическим элементам с номерами 119 и 120 уже не бывать.
Однако более поздние расчеты французских, шведских, польских, финских специалистов показали, что на оганесоне таблица Менделеева не закончится. Номер последнего элемента таблицы Менделеева – 173!
До него, конечно, еще нужно добраться, но дубненским физикам технология их создания уже понятна.
Для синтеза элементов выше 118-го в Объединенном институте ядерных исследований недавно построили «Фабрику сверхтяжелых элементов». Там собираются начать синтез химических элементов под номерами 119 и 120 осенью 2021 года.
Куда применить сверхтяжелые элементы?Сверхтяжелые элементы могут стать волшебным инструментом получения частиц из пустоты, то есть из вакуума. Осуществить эту известную идею в Дубне на коллайдере NICA предложил 30 июня академик Юрий Оганесян. Коллайдер сейчас строится в Дубне и должен войти в строй через два года.
Согласно физической теории, сильное электрическое поле может рождать в вакууме пару двух частиц – электрон и позитрон. Позитрон – это античастица для электрона. Он всем похож на электрон, только заряжен положительно.
Еще никому в мире не удалось получить электрон-позитронную пару из вакуума с помощью электрического поля.
Но коллайдер NICA будет способен ускорять тяжелые ядра урана. В ядре урана 92 протона. При сближении двух тяжелых ядер урана возникает очень сильное электрическое поле. Его создают заряды обоих ядер. Это сильное поле должно рождать в вакууме пару двух элементарных частиц – электрон и позитрон.
Что при этом будет происходить? Один протон из ядра урана будет забирать рожденный из вакуума электрон и превращаться вместе с ним в нейтрон. После этого в ядре урана останется 91 протон, а нейтронов станет на один больше.
Позитрон же улетит восвояси. Его «увидит» детектор, после чего физики сообщат миру о фундаментальном событии – рождении электрон-позитронной пары из вакуума с помощью электрического поля. Такое вот волшебство.
Второй вариант вынашивания и рождения электрон-позитронной пары из вакуума: создание сильного электрического поля с помощью мощного лазера.
Период полураспада сверхтяжелых элементов исчисляется долями секунд. Перевод Вести.Ru.
Президент РАН Александр Сергеев в ходе своего доклада перед участниками совещания дополнил перечень новых физических явлений, которые можно будет получить на российских установках с помощью такого лазера. Также академик озвучил необходимые параметры такого инструмента.
К примеру, для рождения электрон-позитронной пары понадобится петаваттный лазер, то есть лазер мощностью 10-100 петаватт. Один петаватт равен 1015 Вт.
Лазерный центр такой выдающейся мощности для ядерно-физических исследований академик Сергеев предложил построить в Дубне. Его созданием инженеры займутся после завершения строительства коллайдера NICA.
Ранее мы сообщали о создании физиками новой периодической системы химических элементов, отражающей законы ядерной физики, а не химии.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
В таблицу Менделеева внесены названия четырех новых химических элементов
В ИзбранноеМеждународный союз теоретической и прикладной химии (МСТПХ) одобрил названия четырех новых химических элементов, два из которых названы в честь Московской области и Японии, говорится в официальном заявлении организации.
Новые химические элементы с атомными числами 113, 115, 117 и 118 были добавлены в периодическую таблицу Менделеева в декабре прошлого года, но они носили временные названия на латыни. Все новые элементы были синтезированы искусственно, в природе их не существует. В июле началась процедура присвоения им постоянных названий, её проводил Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC). Согласно его правилам, элементы предлагалось назвать в честь их первооткрывателей — из Японии, США и России. После долгих согласований эти названия утверждены.
Элемент с порядковым номером 113 будет носить название «нихониум», что означает «Страна восходящего солнца». 115-й назван «московиум» — в честь Московской области, где расположен Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ), в стенах которого и было сделано открытие. Химический элемент 117 получит имя «теннессин» — в честь штата Теннеси, где находится национальная лаборатория, исследующая сверхтяжёлые элементы.
Наконец, элемент номер 118 будет носить имя академика РАН Юрия Цолаковича Оганесяна — «оганессон». Он известен как автор новаторского подхода в изучении трансактиноидовых элементов. Это второй случай в истории, когда химический элемент назвали именем живого человека. Первым был американец Гленн Сиборг. Его именем назвали элемент «сиборгий».
«Конечно, это большая честь для меня, — сообщил «АиФ» Юрий Оганесян. — Тем более чувствительно, что название 118-му элементу предложили мои товарищи по работе, коллеги из Дубны, а также мои соавторы из национальных лабораторий и университетов США, с которыми мы сотрудничаем уже много лет».
Современные алхимики: как создают новые химические элементы
Я думаю, в то время не все поняли значимость этого открытия. Но Менделеев понял сразу, что, раз там есть закономерность, атомы — уже не «буквы в алфавите». Закономерность предполагает наличие сложной структуры внутри самих атомов. И он начал искать эту структуру, потратив на это полжизни. Он полагал, что источником мироздания является некая среда, «эфир», в котором «плавают» атомы, и атомы состоят из некого вещества. 42 года спустя Эрнест Резерфорд предложил свою модель атома: с положительно заряженным ядром в центре и электронами вокруг, тем самым подтвердив мысль Менделеева о наличии сложной атомной структуры.
Давайте вернемся к синтезу. Вещество, из которого состоит Земля, возникло в результате Большого взрыва. А элементы, которые мы видим на Земле, появились во время становления и формирования нашей планеты. Этот процесс мы можем видеть и сейчас: если масса звезды больше массы Солнца, она эволюционирует определенным образом, и в конце концов мы наблюдаем так называемую вспышку сверхновой. Происходит синтез химических элементов, и все заканчивается возникновением нейтронной звезды. Вспышка длится несколько секунд. В нашей галактике такое происходит примерно один раз в тысячу лет, в других — чаще. Эти вспышки — это и есть космические лучи, выбросы вещества во Вселенную, которые регистрируются нашими детекторами. Так возникают элементы в природе.
— От водорода до урана, насколько я помню?
— Да, это первые 92 элемента. В лаборатории, конечно, мы не можем повторить ничего подобного. Искусственный синтез — это совсем другой процесс. Мы берем готовые элементы и превращаем один в другой. Сделать это человечество хотело с давних времен — помните алхимиков, которые пытались превратить свинец в золото? Конечно, ничего у них не получалось. Чтобы превратить один элемент в другой, надо изменить его ядро, а для этого нужна энергия, в миллионы раз большая той, что была в распоряжении древних ученых. А сегодня это возможно на специальных ускорителях: два ядра подходят близко друг к другу, между ними возникают ядерные силы (кстати, мы до сих пор не очень хорошо их понимаем), и одно ядро начинает «проглатывать» другое. Это называется реакцией слияния. Если такая реакция произошла — а это весьма редкий случай, — то вы получаете новое ядро с суммарной массой и суммарным зарядом. Оно обрастает электронами, и получается новый элемент. Самый интересный вопрос здесь: этот элемент будет похож на уже существующие, или же будет отличаться? И новые элементы великолепно вписываются в таблицу.
Сейчас мы, имея возможность сливать ядра, можем идти дальше и дальше, синтезируя все новые элементы.
— У Периодической таблицы есть границы? Есть предел элементов, которые можно синтезировать?
— Конечно. Все в мире имеет начало и имеет конец. А где границы таблицы и чем они определяются… Собственно, этот вопрос и был основным мотивом для меня заниматься этим делом. Мотив был подогрет еще тем, что само ядерное вещество, о котором я говорил, не аморфно, оно имеет внутреннюю структуру. Если она проявляется, можно продлить время существования ядра, до сверхтяжелых элементов.
Что такое химический элемент? Определение и примеры
Химический элемент или элемент определяется как материал, который нельзя расщепить или преобразовать в другое вещество с помощью химических средств. Элементы можно рассматривать как основные химические строительные блоки материи. Известно 118 элементов. Каждый элемент идентифицируется по количеству протонов в его атомном ядре. Новый элемент можно создать, добавив больше протонов к атому. Атомы одного и того же элемента имеют одинаковый атомный номер или Z.
Ключевые выводы: химический элемент
- Химический элемент — это вещество, состоящее только из одного типа атомов. Другими словами, все атомы в элементе содержат одинаковое количество протонов.
- Идентификация химического элемента не может быть изменена никакими химическими реакциями. Однако ядерная реакция может превратить один элемент в другой.
- Элементы считаются строительными блоками материи. Это правда, но стоит отметить, что атомы элемента состоят из субатомных частиц.
- Известно 118 элементов. Новые элементы еще могут быть синтезированы.
Названия и символы элементов
Каждый элемент может быть представлен своим атомным номером или именем или символом элемента. Символ элемента — это аббревиатура из одной или двух букв. Первая буква символа элемента всегда заглавная. Вторая буква, если она существует, пишется строчными буквами. Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) согласовал набор названий и символов для элементов, которые используются в научной литературе.Однако названия и символы элементов могут отличаться при обычном использовании в разных странах. Например, элемент 56 ИЮПАК и на английском языке назвал барием с символом элемента Ba. Он называется bario по-итальянски и baryum по-французски. Элемент с атомным номером 4 обозначается бором по ИЮПАК, но бором на итальянском, португальском и испанском языках, бором на немецком языке и бором на французском. Общие символы элементов используются странами с похожими алфавитами.
Изобилие элементов
Известно, что из 118 известных элементов 94 встречаются на Земле в природе.Остальные называются синтетическими элементами. Количество нейтронов в элементе определяет его изотоп. 80 элементов имеют хотя бы один стабильный изотоп. Тридцать восемь состоят исключительно из радиоактивных изотопов, которые со временем распадаются на другие элементы, которые могут быть радиоактивными или стабильными.
На Земле самым распространенным элементом в коре является кислород, а самым распространенным элементом на всей планете считается железо. Напротив, самым распространенным элементом во Вселенной является водород, за которым следует гелий.
Синтез элементов
Атомы элемента могут образовываться в процессах синтеза, деления и радиоактивного распада. Все это ядерные процессы, что означает, что в них участвуют протоны и нейтроны в ядре атома. Напротив, в химических процессах (реакциях) участвуют электроны, а не ядра. При слиянии два атомных ядра сливаются, образуя более тяжелый элемент. При делении тяжелые атомные ядра расщепляются, образуя одно или несколько более легких. При радиоактивном распаде могут образовываться разные изотопы одного и того же элемента или более легкого элемента.
Когда используется термин «химический элемент», он может относиться к отдельному атому этого атома или к любому чистому веществу, состоящему только из этого типа железа. Например, атом железа и слиток железа являются элементами химического элемента.
Примеры элементов
Элементы находятся в периодической таблице. Материя, состоящая из одного элемента, содержит атомы с одинаковым числом протонов. Количество нейтронов и электронов не влияет на идентичность элемента, поэтому, если бы у вас был образец, содержащий протий, дейтерий и тритий (три изотопа водорода), он все равно был бы чистым элементом.
- Водород
- Золото
- Сера
- Кислород
- Уран
- Утюг
- Аргон
- Америций
- Тритий (изотоп водорода)
Примеры веществ, не являющихся элементами
Вещества, не являющиеся элементами, состоят из атомов с разным числом протонов. Например, вода содержит атомы водорода и кислорода.
- Латунь
- Вода
- Воздух
- Пластик
- Пожар
- Песок
- Автомобиль
- Окно
- Сталь
Что отличает элементы друг от друга?
Как узнать, являются ли два химических элемента одним и тем же элементом? Иногда примеры чистого элемента сильно отличаются друг от друга.Например, алмаз и графит (грифель карандаша) являются примерами элемента углерода. Вы не узнаете этого по внешнему виду или свойствам. Однако атомы алмаза и графита имеют одинаковое количество протонов. Количество протонов, частиц в ядре атома, определяет элемент. Элементы в периодической таблице расположены в порядке увеличения числа протонов. Число протонов также известно как атомный номер элемента, который обозначается числом Z.
Причина, по которой разные формы элемента (называемые аллотропами) могут иметь разные свойства, даже если они имеют одинаковое количество протонов, заключается в том, что атомы расположены или уложены по-разному.Подумайте об этом как о наборе блоков. Если сложить одни и те же блоки по-разному, вы получите разные объекты.
Источники
- Э. М. Бербидж; Г. Р. Бербидж; У. А. Фаулер; Ф. Хойл (1957). «Синтез элементов в звездах». Обзоры современной физики . 29 (4): 547–650. DOI: 10.1103 / RevModPhys.29.547
- Эрншоу, А .; Гринвуд, Н. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн.
Химический элемент — New World Encyclopedia
Химический элемент , часто называемый просто элементом , представляет собой класс атомов, которые содержат одинаковое количество протонов.Старое определение относится к чистому веществу, которое не может быть далее химически разложено на другие вещества. Другими словами, чистое вещество состоит только из одного типа атомов. Старое определение, по-прежнему полезное в концептуальном плане, не столь точно и в значительной степени заменено определением, основанным на протонах.
Элементы и их периодические физические и химические свойства занесены в Периодическую таблицу. Сама таблица Менделеева показывает два основных типа элементов: металлы и неметаллы.Это согласуется с метафизическими схемами, предполагающими парную структурную организацию существования. Наконец, международно признанная номенклатура обеспечивает основу для общего химического «языка», необходимого в наш век растущей глобализации и международного сотрудничества.
Характеристика
Атомный номер элемента или атома, Z , равен количеству протонов. Это то, что определяет элемент. Например, все атомы углерода содержат в своем ядре 6 протонов, поэтому для углерода Z = 6.Массовое число атома A , измеренное в атомных единицах массы ( A.M.U. ), представляет собой сумму количества протонов и нейтронов в ядре. Одному протону или одному нейтрону присваивается массовое число, равное единице, поскольку электроны легкие, а нейтроны едва превышают массу протона. Однако атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов. Атомы с одинаковым атомным номером, но разными массовыми числами известны как изотопы элемента. Для элемента средневзвешенная атомная масса в A.M.U. из всех встречающихся в природе изотопов зарегистрировано в периодической таблице. Обычно это соответствует наиболее распространенному изотопу, хотя это не всегда так. Например, хлор, который составляет примерно три четверти 35-Cl и четверть 37-Cl, имеет среднюю атомную массу 35,45 A.M.U. .
Некоторые изотопы радиоактивны и распадаются на другие элементы при излучении альфа- или бета-частицы. Для некоторых элементов нет стабильных изотопов, и все они радиоактивны.Это особенно верно для всех элементов с Z > 83.
Самые легкие элементы — водород и гелий. Считается, что водород стал первым элементом, который появился после Большого взрыва. Все более тяжелые элементы создаются естественным и искусственным путем с помощью различных методов нуклеосинтеза. По состоянию на 2005 год известно 116 элементов, только 90 из которых встречаются в природе. Остальные 26 выведены искусственно; первым таким элементом был технеций в 1937 году. Все искусственно полученные элементы радиоактивны с короткими периодами полураспада, так что любые такие атомы, которые присутствовали при образовании Земли, с большой вероятностью уже распались.Наиболее удобное представление элементов — в периодической таблице, в которой элементы со схожими химическими свойствами группируются вместе.
Элементы обычно делятся на три типа; металлы, неметаллы и металлоиды. Металлы, как правило, обладают такими свойствами, как металлическое соединение, тепло и электропроводность, и они пластичны (податливы). В то время как неметаллы имеют тенденцию существовать в виде ковалентно связанных молекул, часто существуют в виде газов и являются изоляторами. Металлоидов сравнительно мало, и они обладают промежуточными свойствами между металлами и неметаллами.Металлоиды имеют тенденцию существовать в виде ковалентно связанных решетчатых структур, которые могут проводить тепло, но, как правило, не проводить электричество. Они находятся на границе «лестницы» между металлами и неметаллами.
Хотя мы различаем три типа элементов, основное деление происходит на металлы и неметаллы. Помимо различных физических свойств, химические свойства этих двух групп различны. Металлы имеют тенденцию терять электроны, а неметаллы — получать электроны. Оба стремятся к стабильной электронной конфигурации благородного газа.В восточных представлениях Инь и Ян металлы можно рассматривать как Ян, поскольку они легко отдают свои валентные электроны. Неметаллы можно рассматривать как инь, поскольку они легко принимают электроны. Это различие в поведении происходит из-за действия электромагнитного взаимодействия внутри атомов и приводит к организации парной структуры (т.е. катион и анион, кислота и основание и т. Д.) Для неорганической (неживой) материи.
Номенклатура
Присвоение названий элементам предшествует атомной теории материи, хотя в то время не было известно, какие химические вещества являются элементами, а какие соединения.Когда это было изучено, существующие названия ( например, золото, ртуть, железо) были сохранены в большинстве стран, и национальные различия возникли из-за названий элементов либо для удобства, либо из соображений лингвистики, либо из соображений национализма. Например, немцы используют «Wasserstoff» для «водорода» и «Sauerstoff» для «кислорода», в то время как некоторые романские языки используют «натрий» для «натрия» и «калий» для «калия», а французы предпочитают устаревшее, но исторический термин «азот» для «азота».
Для международной торговли официальные названия химических элементов, как древних, так и недавних, определяются Международным союзом чистой и прикладной химии, который выбрал своего рода международный английский язык.Эта организация недавно предписала, чтобы «алюминий» и «цезий» заменили написанное в США «алюминий» и «цезий», в то время как американское «сера» заменило британское «сера». Однако химические вещества, которые практически можно продавать оптом во многих странах, по-прежнему имеют национальные названия, и нельзя ожидать, что химические вещества, в которых не используется латинский алфавит, будут использовать название ИЮПАК. Согласно IUPAC, полное имя элемента не пишется с заглавной буквы, даже если оно образовано от имени собственного (если только оно не пишется с заглавной буквы каким-либо другим правилом, например, если оно начинается с предложения).
И во второй половине двадцатого века физические лаборатории стали способны производить ядра химических элементов, которые имеют слишком высокую скорость распада, чтобы их можно было продавать оптом. Они также названы IUPAC, который обычно принимает имя, выбранное первооткрывателем. Это может привести к противоречивому вопросу о том, какая исследовательская группа на самом деле открыла элемент, вопрос, который задержал присвоение имен элементам с атомным номером 104 и выше на значительное время. (См. Спор об именах элементов).
Предшественниками таких споров было националистическое наименование элементов в конце девятнадцатого века (например, поскольку «leutitium» относится к Парижу, Франция, немцы неохотно отказывались от прав на наименование французам, часто называя это «кассиопием»). Примечательно, что британский первооткрыватель ниобия первоначально назвал его «колумбием» в честь Нового Света, хотя это не прижилось в Европе. В конце двадцатого века американцам пришлось принять международное название как раз тогда, когда оно становилось экономически важным материалом.
Химические символы
Особые химические элементы
До того, как химия стала наукой, алхимики создали загадочные символы как для металлов, так и для обычных соединений. Однако они использовались как сокращения в схемах или процедурах; не существовало концепции объединения атомов в молекулы. С его достижениями в атомной теории материи, Джон Далтон изобрел свои собственные более простые символы, основанные на кругах, которые должны были использоваться для изображения молекул. На смену им пришла нынешняя типографская система, в которой химические символы не используются в качестве простых сокращений, хотя каждая состоит из букв латинского алфавита — это символы, предназначенные для использования людьми всех языков и алфавитов.
Первый из этих символов должен был быть полностью международным, так как они были основаны на латинских сокращениях названий металлов: Fe происходит от Ferrum; Ag из Аргентума. После символов не ставилась точка (точка) в отличие от сокращений. Помимо названия, более поздним химическим элементам также дается уникальный химический символ, основанный на названии элемента, не обязательно производном от разговорного английского названия. (например, натрий имеет химический символ «Na» после латинского natrium ).
Химические символы понимаются во всем мире, когда может потребоваться перевод названий элементов. Иногда есть отличия; например, немцы использовали букву «J» вместо «I» для йода, поэтому этот символ не следует путать с римской цифрой.
Первая буква химического символа всегда пишется с заглавной буквы, как в предыдущих примерах, а последующие буквы, если таковые имеются, всегда крошечные (маленькие буквы).
Общие химические символы
Есть также символы для ряда химических элементов, для сравнительных формул.Это одна заглавная буква по длине, и буквы зарезервированы, поэтому их нельзя использовать для имен конкретных элементов. Например, «X» используется для обозначения переменной группы среди класса соединений (хотя обычно это галоген), в то время как «R» используется для радикала (не путать с радикалом, означающим структуру соединения, такую как углеводород цепь). Буква «Q» обозначает «тепло» в химической реакции. «Y» также часто используется как общий химический символ, хотя он также является символом иттрия.«Z» также часто используется как общая группа переменных. «L» используется для обозначения общего лиганда в неорганической и металлоорганической химии. «М» также часто используется вместо обычного металла.
Неэлементные символы
Неэлементы, особенно в органической и металлоорганической химии, часто приобретают символы, вдохновленные символами элементов. Несколько примеров:
Cy — циклогексил; Ph — | фенил; Bz — бензоил; Bn — бензил; Cp — Циклопентадиен; Пр — пропил; Me — метил; Et — этил; Тф — трифлат; Ц — тосыл.
См. Также
- Химия
- Открытие химических элементов
- Изобилие химических элементов
- Название систематического элемента
- Химические элементы названы в честь людей
- Химические элементы названы местами
- Соединение
- Периодическая таблица
Внешние ссылки
Все ссылки получены 8 февраля 2017 г.
Кредиты
Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников New World Encyclopedia, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:
История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света :
Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.
Четыре химических элемента добавлены в таблицу Менделеева
Элементы 113, 115, 117 и 118 будут названы учеными из России, США и Японии.
ТРЕНДОВЫЕ ЧАСЫ: Четыре новых элемента были официально добавлены в периодическую таблицу Менделеева, завершив ее седьмую строку.
Элементы 113, 115, 117 и 118 были нарисованы на столе в течение многих лет, и лаборатории в России, США и Японии неоднократно заявляли о том, что их обнаружили.Но официального признания пришлось ждать до конца 2015 года, когда группа независимых экспертов согласилась с тем, что доказательства действительны (см. Диаграмму). Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) со штаб-квартирой в Research Triangle Park, Северная Каролина, объявил о выводах группы 30 декабря.
Все элементы были созданы в лаборатории путем столкновения более легких атомных ядер. Нестабильные скопления протонов и нейтронов длятся доли секунды, прежде чем распадутся на более мелкие и более стабильные фрагменты.
Команды, получившие признание за открытия, теперь могут выдвигать предложения по названиям элементов и двухбуквенным символам. Элементы могут быть названы в честь одного из их химических или физических свойств, мифологической концепции, минерала, места или страны или ученого.
Приоритет в открытии 113-го элемента достался исследователям из Японии, которые особенно рады тому, что он станет первым искусственным элементом, названным в Восточной Азии. Когда этот элемент был впервые обнаружен 12 лет назад, в качестве названия было предложено название «Япониум».
Японский химик Косуке Морита является частью команды, которая открыла 113 элемент. Предоставлено: Kazuhiro Nogi / AFP / Getty
Команда RIKEN Nishina Center for Accelerator-based Science в Вако, недалеко от Токио, сделала свое первое заявление о том, что заметила 113-й элемент в 2004 году, а затем сделала более убедительное наблюдение в 2012. К тому времени было создано три атома элемента. «Для ученых это более ценно, чем олимпийская золотая медаль», — сказал Риоджи Ноёри, получивший Нобелевскую премию по химии 2001 года, на пресс-конференции, посвященной решению ИЮПАК.(Нойори не был членом японской команды, но является бывшим президентом RIKEN).
Российские и американские исследователи сделали соперничающие заявления об открытии 113, но не получили приоритет от экспертной группы из IUPAC и Международного союза чистой и прикладной физики (IUPAP).
Тем не менее, Россия и Соединенные Штаты получили права на присвоение и именование других новых элементов. По сообщению комитета IUPAC / IUPAP, элементы 115 и 117 были впервые созданы в результате сотрудничества Объединенного института ядерных исследований в Дубне, Россия, Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, Калифорния, и Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннесси.Работа других команд, таких как шведская группа, использующая немецкий ускоритель, помогла подтвердить существование 115-го элемента.
Заслуга за открытие 118-го элемента — самого тяжелого из когда-либо созданных — принадлежит командам Дубны и Лоуренса Ливермора. У этого элемента неоднозначная история: заявление о его создании в 1999 году было отозвано два года спустя на фоне обвинений в фальсификации данных.
Физики теперь попытаются создать элементы 119 и 120, подвиг, который должен быть возможен с современными технологиями, говорит Рольф-Дитмар Герцберг, физик-ядерщик из Ливерпульского университета, Великобритания.Однако никто еще не заявил о наблюдении: исследователи из GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research в Дармштадте, Германия, в течение пяти месяцев в 2012 году безуспешно пытались. Исследователи соглашаются, что за пределами 120-го элемента шансы на слияние двух ядер исчезающе малы.
Об этой статье
Цитируйте эту статью
Van Noorden, R. Четыре химических элемента добавлены в таблицу Менделеева. Природа (2016). https: // doi.org / 10.1038 / nature.2016.19112
Скачать цитату
Поделиться этой статьей
Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать это содержание:
Получить ссылку общего доступаИзвините, ссылка для совместного использования в настоящее время недоступна для этой статьи .
Предоставлено инициативой по обмену контентом Springer Nature SharedIt
Дополнительная литература
Драматические релятивистские и магнитные эффекты Брейта для сверхтяжелой реакции Og + 3Ts2 → OgTs6: предсказание энергии атомизации и существования сверхтяжелого октаэдрического оганессона hexatennesside OgTs6
- Гульзари Л.Малли
- , Джино А. ДиЛабио
- , Уолтер Ловленд
- , Луис Г. М. де Маседо
- и Мартин Сигерт
Счета теоретической химии (2021 год)
Самый быстрый словарь в мире: Vocabulary.com
химический элемент любой из более чем 100 известных веществ (из которых 92 встречаются в природе), которые не могут быть разделены на более простые вещества и которые по отдельности или в комбинации составляют все вещество
дополнить что-то добавить, чтобы украсить или сделать совершенным
комплимент замечание, выражающее похвалу и восхищение
химический завод промышленное предприятие, на котором производятся химические вещества
химическое явление любое природное явление, связанное с химией
химический агент агент, вызывающий химические реакции
химическое раздражающее вещество вещество, вызывающее раздражение
химическое соединение (химия) вещество, образованное химическим объединением двух или более элементов или ингредиентов в определенной весовой пропорции
химическая связь электрическая сила, связывающая атомы
реализовать часть оборудования или инструмент, используемый для конкретной цели
металлический элемент любой из нескольких химических элементов, которые обычно представляют собой блестящие твердые тела, которые проводят тепло или электричество и могут быть сформированы в виде листов и т. Д.
химические весы точные лучевые весы, используемые для количественного химического анализа
экуменическое движение движение, направленное на содействие взаимопониманию и сотрудничеству между христианскими церквями; направленный, в конечном счете, на всеобщее христианское единство
Продажа страхового полиса неизлечимо больным с окончательным расчетом
Процесс химического изменения, определяемый составом и структурой веществ
химическая реакция процесс, в котором вещества превращаются в другие
химическое свойство свойство, используемое для характеристики материалов в реакциях, которые изменяют их идентичность
процедуры химической защиты, связанные с принятием мер защиты от нападений с использованием химических агентов
химическое оружие химические вещества, которые могут быть доставлены с использованием боеприпасов и устройств рассеивания для причинения смерти или серьезного вреда людям, животным и растениям
процедуры химической защиты, связанные с принятием мер защиты от нападений с использованием химических агентов
Что такое элемент? | Особенность
Из химических концепций нет ничего более фундаментального, чем элемент.Это одна из первых идей, с которыми сталкивается студент-химик, часто в знаковой таблице этих основных компонентов природы, которую Дмитрий Менделеев впервые описал 150 лет назад и которая отмечается в этом году. И все же никто не может точно сказать, что такое элемент. Этот вопрос обсуждался с большой энергией и время от времени во время встречи Международного общества философии химии в Бристоле в июле 2018 года, но до сих пор без единого мнения.
Это неудивительно.Некоторые из лучших умов химии, в том числе Антуан Лавуазье, сам Менделеев и пионер ядерной химии Фредерик Содди, боролись с этим, но все же краткое и исчерпывающее определение остается неуловимым. И некоторые участники встречи дали понять, что это может быть к лучшему.
Для других это показатель того, что химия требует серьезных философских размышлений. «Химия не воспринимает себя как дисциплину», — говорит философ Фарзад Махотян из Нью-Йоркского университета в США.Это не просто определение элемента; такие понятия, как молекулы, связи и даже характер самой таблицы Менделеева, остаются нечеткими: обманчиво знакомыми из регулярного использования практиками, но не имеющими никакого значения, с которым все согласны. «Существует потребность в философском размышлении об аспектах химии, которым мы склонны преподавать довольно механически», — говорит Эрик Скерри из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в США, редактор журнала «Философия науки» Foundations of Chemistry.
Кажется разумным ожидать, что химия даст однозначное определение
Значение «элемента» — излюбленная тема для споров среди химиков, не работающих на дежурстве. Мы согласны (верно?), Что водород — это элемент, но что мы подразумеваем под этим? Является ли газообразный молекулярный водород элементом? Или изолированный атом водорода? Или мы имеем в виду не какое-то реальное вещество, а «трансцендентное» понятие водорода, реальные атомы и молекулы которого являются лишь материальными представителями?
Кто-то может сказать: а кого это волнует? Мы знаем, что имеем в виду на практике.Если я скажу: «Сера — это элемент, который образует желтое твердое вещество с резким запахом», я не ожидаю возражений. Точно так же, если я скажу: «Сера — второй элемент в группе 16 Периодической таблицы». Но это две совершенно разные вещи.
По словам химика-теоретика Ойгена Шварца из Университета Зигена в Германии, типичное отношение состоит в том, чтобы сказать: «Я знаю, как я говорю об элементах, — это не совсем правильно, но все это делают, и студенты в конце концов поймут это». «Но« лично я как химик считаю, что не следует усваивать эту привычку », — добавляет он.
Елена Гибауди из Туринского университета в Италии обеспокоена тем, что отсутствие точного определения элемента порождает проблемы понимания, общения и доверия при обучении. «Когда два специалиста по химии обсуждают элементы, они могут отличить значение от контекста, но в классе это не так», — говорит она.
Могут возникнуть проблемы и с общественным пониманием химии. Шварц указывает на то, что из-за того, что некоторые элементы становятся связанными с токсичными веществами — например, газообразным хлором или серой в диоксиде серы, выделяющейся при сжигании угля и нефти, — сам элемент может считаться токсичным по своей природе и уязвимым для химически безграмотных запретов.«Я не знаю, как дать понять общественности, что только некоторые соединения данного элемента токсичны, и даже только выше определенной концентрации, а слишком мало того же элемента может даже вызвать проблемы со здоровьем», — говорит он. .
«Понятие элемента занимает центральное место в химии и служит ряду целей», — говорит Гибади. «Например, он определяет, что остается неизменным в системе, подвергающейся химическому преобразованию, и различает химические и ядерные изменения.Поэтому кажется разумным ожидать, что химия даст однозначное определение ». Но может ли это?
Земля, ветер и огонь?
Подобно идее атомов, элементы скорее страдают, чем выигрывают от иллюзии непрерывности в давней традиции мышления. Популярная история гласит, что древние греки думали, что существует только четыре элемента — земля, воздух, огонь и вода, — но примерно с восемнадцатого века мы начали понимать, что их больше, чем четыре, и что ни один из них не соответствует этим древним элементам. элементы.На самом деле все сложнее. Во-первых, четыре элемента, приписываемые Эмпедоклу и закрепленные в философии Аристотеля, ни в коем случае не были единственной схемой основных строительных блоков материи в греческой мысли. А до золотого века химии в эпоху позднего Просвещения системы «элементов» были довольно туманными. Швейцарский врач 16 века Парацельс предложил три основных «принципа» — серу, соль и ртуть, в то время как несколько других схем (включая такие фиктивные элементы, как флогистон) получили временную поддержку.
Должен ли каждый изотоп занимать свое место в периодической таблице?
Кроме того, это не обязательно были конкурирующие альтернативы. Идея элемента, такого как атом, имела довольно разнообразный оттенок и не обязательно означала первичный тип материи. Например, три принципа Парацельса рассматривались больше как свойства, чем ингредиенты: сера, представляющая горючесть, твердость соли и текучесть ртути.
Роберт Бойль справедливо прославился за внесение некоторой ясности в концепцию, когда в своей книге « Скептический химик » 1665 года он предположил, что элемент — это субстанция, которую нельзя свести («проанализировать») к чему-то более простому.Но определение Бойля говорит вам только тогда, когда у вас есть элемент, а не то, что это за элемент и что отличает один от другого. И это весьма условно, в заложниках ваших аналитических способностей. Как вы могли быть уверены, что у вас есть элемент, а не просто соединение, которое еще никто не нашел способ разделить на его ингредиенты? В самом деле, нельзя, поэтому трудно расщепляемые оксиды, такие как оксид алюминия и кремнезем, фигурируют как элементы в списках 18-го века, как в влиятельной книге Антуана Лавуазье 1789 Traité Élémentaire de Chimie .Лавуазье вслед за Бойлем утверждал, что элемент представляет собой заключительную стадию анализа.
Джон Дальтон внес нечто более фундаментальное в определение Лавуазье, когда в 1808 году он утверждал, что специфические свойства элементов происходят от свойств составляющих их атомов, представленных в виде крошечных твердых сферических частиц. Ко времени Менделеева в середине того века было признано, что разные элементы имеют разный атомный вес, и при составлении своей периодической таблицы Менделеев использовал упорядочение элементов на основе их атомного веса.(Он сам использовал термин «элементарный вес», поскольку не верил в атомы.)
Открытия радиохимиков, таких как Содди, и физиков, таких как Эрнест Резерфорд и Генри Мозли, к 1920-м годам привели к пониманию того, что более фундаментальным свойством атомов элемента является их атомный номер Z — количество протонов в их ядрах, т.е. то же самое для всех атомов данного элемента. Фрэнсис Астон открыл изотопы в 1922 году, которые имеют тот же Z , но разную атомную массу.Но если Z отличается для двух атомов, это разные элементы.
Что мы подразумеваем под «углеродом»? Алмаз, атом с Z = 6 или C 60
Но сначала изотопы выбросили кошку среди голубей. «Их открытие было проблемой для определения элемента», — говорит Гибауди. «Среди химиков и физиков разгорелись оживленные дебаты о концепции химического элемента. Вопрос заключался в том, должен ли каждый изотоп занимать свое место в периодической таблице.В 1923 году международный комитет согласился основывать идентификацию химического элемента на атомном номере, а не на атомном весе.
Это, как вы могли подумать, могло быть концом дела: элементы определены Z . Проблема в том, что химики используют это слово не совсем так. В основополагающей статье об определении элементов в 1932 году немецкий химик Фридрих Панет допустил два разных определения, которые он назвал Einfacher Stoff — обычно переводится как «простое вещество» — и Grundstoff , или «первичное / основное вещество». .Первый относится к понятию Лавуазье реального, физического вещества, которое не может быть сокращено химическими методами до более основных ингредиентов, второй — к абстрактному понятию: «кислород», скажем, как тип атома с Z = 8.
Гибади сомневается, что мы уже сейчас вышли за рамки дуализма Панета. В настоящее время Iupac дает двойное определение «элементу» в своей «Золотой книге» химической терминологии, в которой говорится, что это слово может относиться либо к «разновидности атома» (которую Гибади считает родственной «основной субстанции» Панета), либо, скорее тавтологически, к «чистой элементарной субстанции».
Это двойное значение неудобно. Найдите слово «кислород» на веб-сайте, посвященном элементам, и вам, вероятно, скажут, что он имеет Z = 8 и, возможно, определенную электронную конфигурацию и положение в периодической таблице, но также и то, что это высокореактивное вещество с формула O 2 и температура кипения –183 ° C. По словам химика Марка Лича, который управляет веб-сайтом химических ресурсов meta-synthesis.com, это небрежное объединение двух совершенно разных типов данных: одно относится к «основной субстанции» Панета (абстрактный идеал), а другое — к его «основной субстанции» (абстрактный идеал). простая субстанция »(реальная субстанция).Конечно, это не может быть хорошо?
Более того, говорит Лич, все наше представление о таблице Менделеева неуклюже смешивает эти два понятия. Мы можем представить себе, что это таблица «основных веществ» — именно так ее видел Менделеев. Но само понятие периодичности относится к реальным химическим свойствам реального вещества: валентности химических соединений, таким свойствам, как энергия ионизации, металлический характер и так далее. «Если основное вещество имеет только свойство Z , то это просто простой список», — говорит Лич.«Откуда же тогда взялась структура периодической таблицы Менделеева?»
Некоторые популярные варианты периодической таблицы Менделеева даже показывают фотографии «простых» материальных форм элементов: алмаз или графит вместо углерода и так далее. Так что это запутанная смесь — и, возможно, так и должно быть. «Для его создания нужен разумный компромисс как основных, так и простых свойств», — говорит Скерри.
Это нетривиальный вопрос. Например, до сих пор не утихают споры о том, должны ли элементы ниже иттрия в группе 3 быть лантаном и актинием или лютецием и лоуренсием.Спор сводится к тому, считаете ли вы, что таблица должна отражать «фундаментальные» характеристики, такие как электронная конфигурация, или наблюдаемые, такие как химическое поведение. Эти аргументы становятся еще более неоднозначными, когда релятивистские эффекты (из-за очень высоких скоростей электронов внутренней оболочки) начинают разрушать химическую периодичность среди созданных человеком сверхтяжелых элементов.
Становится тяжелее
Это не единственное осложнение, которое создают супертяжелые машины.Заблуждение относительно того, является ли элемент «материалом» или «концепцией», происходит из-за того, что в прошлом они были обоими. Но действительно ли новый элемент имеет такие же претензии на реальность, когда он существует только в виде горстки атомов, которые стабильны менее секунды, как в случае с некоторыми новейшими искусственными элементами, такими как теннессин? Если элементы частично определяются их химическими свойствами, то где же тогда элементы, которые не существуют достаточно долго, чтобы вступить в какое-либо значимое химическое взаимодействие, и которые в любом случае состоят только из высокозарядных ионов, которые никогда не приобретают полный набор электронов? ? «В каком смысле они элементы, если они длятся всего одну-две миллисекунды?» — спрашивает Скерри.«Я не думаю, что мы когда-нибудь сможем разливать их в бутылки».
В каком смысле они элементы, если они существуют всего одну-две миллисекунды?
Радиохимия всегда была немного тревожной в пределах химической стойкости. Один из распространенных способов мышления о химических элементах — это «сохраненные количества» химии. Точно так же, как масса и энергия никогда не разрушаются в физике (хотя, конечно, они могут быть взаимопревращены), фундаментальное правило сохранения химии состоит в том, что элементы сохраняются: вы никогда не выйдете из реакции с меньшим количеством углерода, чем вы начали.Но в радиохимии, где один элемент может распадаться на другой, вы это делаете. Вопрос о том, делает ли это радиохимию частью химии вообще, обсуждался с первых дней ее существования, когда Нобелевские комитеты по физике и химии соревновались за то, кто должен присуждать призы таким, как Кюри и Резерфорд (оба они теперь «претендовали» на звание химии в названия элементов).
Эта война за территорию так и не закончилась, о чем свидетельствуют недавние ссоры между Международными союзами теоретической и прикладной физики и химии (Iupap и Iupac) по поводу того, кто должен говорить об утверждении новых элементов.Физики говорят, что только у них достаточно опыта, чтобы судить об утверждениях, сделанных в экспериментах по разрушению атомов с помощью ускорителей частиц. Но химики не рады позволить другой группе определять, что входит в их самый ценный символ — таблицу Менделеева.
Кто бы ни выносил решение, эти новые элементы нельзя держать в руках. Они подчеркивают новую актуальность сроков. Возможно, любое слияние ядер, которое длится дольше, чем типичный временной масштаб ядерного рассеяния, около 10 –10 с, можно квалифицировать как образование другого элемента.Но действительно ли объединение, измеряемое в наносекундах, оправдывает это, или это просто своего рода резонанс? Вот почему, говорит Шварц, «когда мы говорим об элементах, мы должны также говорить о временных рамках». Он задается вопросом, должен ли «элемент» быть по крайней мере сущностью, способной в принципе образовывать молекулы. «Химия — это искусство и наука о реальных материалах, — добавляет он, — но для физиков ядро - это элемент». Тем временем Iupac недавно объявил о новых критериях открытия сверхтяжелых элементов, которые подтверждают, что временной масштаб существования, соответствующий статусу элемента, составляет всего
10 –14 с.
Сама по себе вещь
Проблема элементов показывает, что, как говорит Скерри, химии нужна философия. «Проблема« химического элемента », как и некоторые другие проблемы в химии, такие как понятия вещества и структуры, поднимает философские вопросы, и поэтому не может быть решена, не полагаясь на идеи из философии», — говорит Гибади. В некотором смысле этот вопрос восходит к Платону, чье понятие «идеальных» нематериальных форм лежало в основе его взглядов на реальные физические сущности.Абстрактная «основная субстанция» Панета также иногда обсуждается с точки зрения концепции Иммануила Канта Ding an sich — «вещи в себе» или фундаментального аспекта реальности, недоступного для наших (подверженных ошибкам) чувств.
Содержит ли «базовое» определение элемента все «простые» характеристики внутри него?
Но если это философский вопрос, который не может быть решен с помощью эмпиризма, может быть, нам просто нужно сделать выбор между «основной субстанцией» Панета и «простой субстанцией» в качестве определения элемента? Некоторые исследователи так считают.Тем временем Скерри предполагает, что природа элемента не просто двойственна, а тройственна: в веществе элемента важны не только свойства сырья, но и свойства его соединений. В конце концов, одно из непреходящих чудес химии заключается в том, что в хлориде натрия не остается следов реактивного серого металла и ядовитого зеленого газа.
Введение отдельной номенклатуры для «простого» и «основного» определений, чтобы молекулы дигидрогена больше не рассматривались как «элемент водород», потребует реформирования глубоко укоренившегося химического языка.Но Сара Хиджманс из Университета Париж-Дидро во Франции сомневается в том, нужно ли нам идти на такое. Возможно, предлагает она, мы могли бы рассматривать слово «элемент» как одно из двух определений. Она говорит, что во времена Лавуазье не было другого выбора, кроме как обратиться к аналитическому определению, потому что мы почти ничего не понимали в том, что отличает элементы на фундаментальном уровне. Постепенно баланс склонился в сторону «фундаментального» определения в терминах Z . Но очевидно, что эмпирическая, «химическая» точка зрения все же имеет значение, как показывает таблица Менделеева.
Возможно, вопрос в том, действительно ли эти двое вообще конфликтуют. В каком-то смысле в Z для химиков нет ничего особенно значимого для химиков, поскольку ядро практически не играет прямой роли в химическом поведении. Число протонов — это всего лишь косвенный показатель того, что имеет значение для химии: числа электронов, а также их конфигурации и энергии.
Но они, учитывая конкретный Z , предопределены правилами квантовой механики.Их можно предсказать. А из , эта информация , в свою очередь, мы можем в принципе предсказать многие химические реакции, например, какие типы соединений будет образовывать элемент. Мы даже можем предсказать физические свойства некоторых элементов: аллотропные формы, точки плавления и так далее. Итак, содержит ли «базовое» определение элемента все «простые» характеристики внутри него, которые будут раскрыты по мере того, как наши вычислительные возможности улучшатся?
Может быть, мы должны признать, что понятие элемента всегда будет окружать некоторую неопределенность.И, возможно, это не так уж и плохо. В конце концов, химики привыкли к этому — как отметил лауреат Нобелевской премии Роальд Хоффманн, они всегда используют концепции, не имеющие однозначного и точного определения, такие как электроотрицательность и ионный радиус, без уменьшения их ценности для поля. «Неопределенность сыграла полезную роль в мышлении», — говорит Махотян. Он утверждает, что, возможно, дело не в самой расплывчатости, а в том, чтобы убедиться, что это не просто небрежность.
Так что же такое углерод? Ответ, говорит Шварц, может зависеть от того, с кем мы говорим.Для разной аудитории и для разных целей это может быть сажа; это может быть шестой элемент, природная смесь изотопов или компонент метана. Элементарно, правда.
Филип Болл — научный писатель из Лондона, Великобритания.
химические элементы — синонимы и родственные слова
Родственные слова
щелочной металл
существительноемягкий белый металл, являющийся химическим элементом. Литий, натрий и калий — щелочные металлы.
алюминий
существительноехимический элемент, представляющий собой металл светлого серебристого цвета.Его символ — Al, и он используется для изготовления таких предметов, как сковороды для приготовления пищи.
сурьма
существительноехимический элемент, представляющий собой хрупкий серебристо-белый полуметалл. Его символ — Sb.
аргон
существительноехимический элемент, представляющий собой газ, не вступающий в химическую реакцию при смешивании с другими веществами. Его символ — Ar, он иногда используется в электрическом освещении.
барий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл.Его символ — Ба.
висмут
существительноехимический элемент, представляющий собой красновато-серый металл. Его символ — Би.
бор
существительноехимический элемент, который соединяется с другими элементами. Его символ — B, и он используется в ядерных реакторах, для изготовления стекла и твердой стали.
бром
существительноехимический элемент, который обычно представляет собой темно-красную жидкость, но может легко превращаться в газ. Его символ — Br, и он используется в красителях и при создании пленки для фотографирования.
кадмий
существительноехимический элемент, являющийся металлом. Его символ — Cd, и он используется, например, при изготовлении батарей.
цезий
существительноехимический элемент, который представляет собой металл и используется в фотоэлементах. Его символ — Cs.
кальций
существительноебелый химический элемент, который является важной частью костей и зубов и содержится в некоторых типах горных пород. Его символ — Ca.
углерод
существительноехимия химический элемент, который присутствует во всех живых существах, а также может существовать в виде алмазов или угля.Его символ — C.
церий
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-белый металл. Его символ — Ce.
цезий
существительноехимический элемент, который представляет собой металл и используется в фотоэлементах. Его символ — Cs.
хлор
существительноехимический элемент, являющийся газом с сильным запахом. Его символ — Cl, и он часто используется для уничтожения бактерий в воде.
кобальт
существительноехимический элемент, представляющий собой твердый серебристо-белый металл.Его символ — Со, он используется в сплавах и для создания голубых вещей.
медь
существительноехимический элемент, являющийся красно-коричневым металлом. Его символ — Cu, и он используется, в частности, для изготовления проволоки или труб.
диспрозий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Dy.
эрбий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Er.
европий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл.Его символ — Eu.
гадолиний
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Б-г.
галлий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Ga.
германий
существительноехимический элемент, который представляет собой блестящий серый полуметалл. Его символ — Ge.
гафний
существительноехимический элемент, который представляет собой твердый серебристо-серый металл. Его символ — Hf.
галоген
существительноехимический элемент, принадлежащий к группе из пяти, которые соединяются с металлами с образованием солей
гелий
существительноехимический элемент, который представляет собой газ, который легче воздуха.Его символ — Он, и он часто используется для подъема больших воздушных шаров.
гольмий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Хо.
индий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — In.
йод
существительноехимический элемент, который обычно находится в форме черных кристаллов. Его символ — I, и он сочетается с алкоголем для использования в качестве антисептика.
иридий
существительноехимический элемент, который представляет собой твердый серебристо-белый металл.Его символ — Ir.
лантан
существительноехимический элемент, представляющий собой серебристо-белый редкоземельный металл. Его символ — La.
лоуренсий
существительноехимический элемент, который является редким серебристо-белым металлом. Его символ — Lr.
литий
существительноехимия химический элемент, который представляет собой очень мягкий серебристо-белый металл. Он легче всех других металлов, и его символ — Li.
магний
существительноехимический элемент, представляющий собой светло-серый металл.Магний горит очень ярко и используется в фотографии и для изготовления фейерверков. Его символ — Mg.
ртуть
существительноехимический элемент, представляющий собой жидкий металл серебра. Его символ — Hg, и он используется в термометрах.
молибден
существительноехимический элемент, который представляет собой хрупкий серебристо-серый металл. Его символ — Mo.
неодим
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-белый металл. Его символ — Nd.
неон
существительноехимический элемент с символом Ne.Это газ, который ярко светится, когда через него проходит электричество, и используется в огнях и знаках.
никель
существительноехимия химический элемент, представляющий собой твердое серебро. Его символ — Ni.
ниобий
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-серый металл. Его символ — Nb.
осмий
существительноехимический элемент, представляющий собой твердый серебристо-белый металл. Его символ — Os.
палладий
существительноехимический элемент, который представляет собой редкий серебристо-белый металл.Его символ — Pd.
фосфор
существительноехимический элемент, особенно форма, называемая белым фосфором, который начинает гореть сам по себе, когда к нему прикасается воздух. Его символ — P.
платина
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-серый металл. Он используется в промышленности и для изготовления дорогих украшений, его символ — Pt.
празеодим
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Pr.
рений
существительноехимический элемент, являющийся редким серебристо-белым металлом.Его символ — Ре.
родий
существительноехимический элемент, который представляет собой твердый серебристо-белый металл. Его символ — Rh.
рутений
существительноехимический элемент, представляющий собой твердый серебристо-белый металл. Его символ — Ру.
самарий
существительноехимический элемент, представляющий собой твердый серебристо-белый металл. Его символ — Sm.
скандий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Sc.
селен
существительноехимический элемент, не являющийся металлом и необходимый вашему организму в небольших количествах для поддержания здоровья.Его символ — Se.
серебро
существительноехимия химический элемент, который представляет собой светло-серый блестящий металл. Из него делают украшения, монеты, столовое серебро и т. Д., Его символ — Ag.
натрий
существительноехимический элемент, представляющий собой серебристо-белый металл, обычно встречающийся в сочетании с другими химическими веществами. Его символ — Na.
сера
существительноежелтый химический элемент с сильным запахом. Его символ — S, он используется для изготовления лекарств и взрывчатых веществ.
тантал
существительноехимический элемент, который представляет собой твердый серебристо-серый металл. Его символ — Та.
теллур
существительноехимический элемент, который представляет собой блестящий серебристо-белый полуметалл. Его символ — Те.
тербий
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-белый металл. Его символ — Tb.
таллий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл. Его символ — Tl.
тулий
существительноехимический элемент, представляющий собой мягкий серебристо-белый металл.Его символ — Tm.
олово
существительноехимия химический элемент, который представляет собой мягкий легкий серебристый металл, часто используемый для покрытия железа или стали. Его символ — Sn.
микроэлемент
существительноебиология химический элемент, в котором живое существо нуждается в очень малых количествах для нормального роста и развития, например железо или цинк
микроэлемент
существительноехимия химический элемент, который встречается в чрезвычайно малых количествах. небольшие количества в минерале
иттербий
существительноехимический элемент, который представляет собой серебристо-белый металл.Его символ — Yb.
иттрий
существительноехимический элемент, представляющий собой серовато-белый металл. Его символ — Y.
цинк
существительноехимический элемент, представляющий собой бело-голубой металл. Его символ — Zn.
цирконий
существительноехимический элемент, который представляет собой твердый серебристо-серый металл. Его символ — Z.
.Английская версия тезауруса химических элементов
Определение элемента — Химический словарь
Что такое элемент?
Элемент — это вещество, все атомы которого имеют одинаковое количество протонов. Другими словами, это то, что все атомы конкретного элемента имеют одинаковый атомный номер.
Элементы представляют собой простейшие химические вещества и, следовательно, не могут быть расщеплены химическими реакциями. Элементы могут быть заменены на другие элементы только ядерными методами.
Хотя все атомы элемента должны иметь одинаковое количество протонов, они могут иметь разное количество нейтронов и, следовательно, разные массы. Когда атомы одного и того же элемента имеют разное количество нейтронов, их называют изотопами.
Как правильно определять элементы
В 1913 году химия и физика были перевернуты вверх ногами.Некоторые крупные игроки, в том числе Дмитрий Менделеев, серьезно говорили об элементах легче водорода и элементах между водородом и гелием. Визуализация атома была общедоступной, и оправдание Менделеева периодической таблицы, основанной на атомных весах элементов, разваливалось по швам.
Это история о том, как Генри Мозли принес свет во тьму.
Самые многочисленные элементы
Водород, имеющий только один протон, является самым простым и легким элементом, за ним следует гелий с двумя протонами.Атомы кислорода состоят из восьми протонов.
При 75 процентах водород является самым распространенным элементом во Вселенной, за ним следует гелий (23 процента), затем кислород (1 процент). Все остальные элементы составляют оставшийся 1 процент.
В земной коре кислород (47%) является наиболее распространенным элементом, за ним следуют кремний (28%) и алюминий (8%).
Имена и номера элементов
Все элементы были названы. Некоторые из этих названий нам знакомы, например, азот и натрий, а некоторые менее знакомы, например, диспрозий и рентгений.
Мы также можем назвать элементы, используя их атомные номера. Например, элемент 1 — водород, элемент 2 — гелий, элемент 3 — литий, элемент 8 — кислород и т. Д.
Сколько там элементов?
В настоящее время принято 118 элементов.
Мы используем периодическую таблицу для упорядоченного отображения всех элементов.
Древние и современные элементы
Некоторые элементы известны тысячи лет, и мы не знаем, кто их открыл.Это сурьма, мышьяк, углерод, медь, железо, золото, свинец, ртуть, серебро, сера и олово.
Все остальные элементы были открыты с 1669 года: это был год, когда Хенниг Бранд стал первым известным человеком, открывшим новый элемент — фосфор.
Объединение элементов
Элемент может объединяться с одним или несколькими другими элементами для образования соединений, которых миллионы.