Pierwiastek chemiczny - Chemical element
W chemii An elementem jest czystą substancją składającą się tylko z węgla , które mają taką samą liczbę protonów w swych jądrach . W przeciwieństwie do związków chemicznych pierwiastków chemicznych nie można rozłożyć na prostsze substancje w żadnej reakcji chemicznej. Liczba protonów w jądrze jest cechą definiującą pierwiastek i jest określana jako jego liczba atomowa (reprezentowana przez symbol Z ) – wszystkie atomy o tej samej liczbie atomowej są atomami tego samego pierwiastka. Cała materia barionowa wszechświata składa się z pierwiastków chemicznych. Kiedy różne pierwiastki przechodzą reakcje chemiczne , atomy przekształcają się w nowe związki połączone wiązaniami chemicznymi . Tylko niewielka część pierwiastków, takich jak srebro i złoto , występuje w postaci niezwiązanej jako stosunkowo czyste minerały pierwiastków rodzimych . Prawie wszystkie inne naturalnie występujące pierwiastki występują na Ziemi w postaci związków lub mieszanin . Powietrze to przede wszystkim mieszanina pierwiastków azotu , tlenu i argonu , chociaż zawiera związki, w tym dwutlenek węgla i wodę .
Historia odkrycia i użycia pierwiastków rozpoczęła się od prymitywnych społeczeństw ludzkich, które odkryły rodzime minerały, takie jak węgiel , siarka , miedź i złoto (chociaż pojęcie pierwiastka chemicznego nie było jeszcze zrozumiałe). Próby sklasyfikowania takich materiałów zaowocowały koncepcjami elementów klasycznych , alchemii i różnymi podobnymi teoriami w historii ludzkości. Znaczna część współczesnego rozumienia pierwiastków rozwinęła się na podstawie pracy Dymitra Mendelejewa , rosyjskiego chemika, który opublikował pierwszą rozpoznawalną tablicę okresową pierwiastków w 1869 roku. Tablica ta organizuje pierwiastki poprzez zwiększanie liczby atomowej w rzędy („ okresy ”), w których występują kolumny („ grupy „) mają powtarzalne („okresowe”) właściwości fizyczne i chemiczne . Układ okresowy pierwiastków podsumowuje różne właściwości pierwiastków, umożliwiając chemikom wyprowadzanie zależności między nimi oraz przewidywanie związków i potencjalnych nowych.
Do listopada 2016 roku Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej rozpoznała łącznie 118 pierwiastków. Pierwsze 94 występują naturalnie na Ziemi , a pozostałe 24 to pierwiastki syntetyczne powstające w reakcjach jądrowych . Z wyjątkiem niestabilnych pierwiastków promieniotwórczych ( radionuklidów ), które szybko się rozpadają , prawie wszystkie pierwiastki są dostępne przemysłowo w różnych ilościach. Odkrycie i synteza kolejnych nowych elementów to ciągły obszar badań naukowych.
Opis
Najlżejszymi pierwiastkami chemicznymi są wodór i hel , oba wytworzone przez nukleosyntezę Wielkiego Wybuchu w ciągu pierwszych 20 minut Wszechświata w stosunku około 3:1 masy (lub 12:1 pod względem liczby atomów), wraz z drobnymi śladami kolejne dwa pierwiastki, lit i beryl . Niemal wszystkie inne pierwiastki występujące w przyrodzie zostały wytworzone różnymi naturalnymi metodami nukleosyntezy . Na Ziemi małe ilości nowych atomów są naturalnie wytwarzane w reakcjach nukleogennych lub w procesach kosmogenicznych , takich jak spallacja promieniami kosmicznymi . Nowe Atomy są również naturalnie produkowane na Ziemi jako radiogeniczny córka izotopy trwającej rozpadu promieniotwórczego procesów, takich jak alfa rozpadu , beta rozpadu , spontanicznego rozszczepienia , rozpadu klastrów i innych trybach rzadszych próchnicy.
Spośród 94 naturalnie występujących pierwiastków, każdy o liczbie atomowej od 1 do 82 ma co najmniej jeden stabilny izotop (z wyjątkiem technetu pierwiastek 43 i prometu pierwiastka 61, które nie mają stabilnych izotopów). Izotopy uważane za stabilne to te, dla których nie zaobserwowano jeszcze rozpadu radioaktywnego. Pierwiastki o liczbie atomowej od 83 do 94 są niestabilne do tego stopnia, że można wykryć rozpad radioaktywny wszystkich izotopów. Niektóre z tych pierwiastków, w szczególności bizmut (liczba atomowa 83), tor (liczba atomowa 90) i uran (liczba atomowa 92), mają jeden lub więcej izotopów o wystarczająco długim okresie półtrwania, aby przetrwać jako pozostałości wybuchowej gwiezdnej nukleosyntezy, która wytworzyła te metale ciężkie przed powstaniem naszego Układu Słonecznego . Mając ponad 1,9 × 10 19 lat, ponad miliard razy dłuższy niż obecny szacowany wiek wszechświata, bizmut-209 (liczba atomowa 83) ma najdłuższy znany okres połowicznego rozpadu alfa każdego naturalnie występującego pierwiastka i prawie zawsze jest brany pod uwagę na równi z 80 stabilnymi elementami. Najcięższe pierwiastki (te poza plutonem, pierwiastek 94) ulegają radioaktywnemu rozpadowi z okresami półtrwania tak krótkimi, że nie występują w naturze i muszą zostać zsyntetyzowane .
Znanych jest obecnie 118 elementów. W tym kontekście „znany” oznacza wystarczająco dobrze obserwowany, nawet z zaledwie kilku produktów rozpadu, aby można go było odróżnić od innych pierwiastków. Ostatnio synteza pierwiastka 118 (od nazwy oganesson ) została zgłoszona w październiku 2006, a synteza pierwiastka 117 ( tennessine ) została zgłoszona w kwietniu 2010. Spośród tych 118 pierwiastków 94 występują naturalnie na Ziemi. Sześć z nich występuje w ekstremalnych ilościach śladowych: technet , liczba atomowa 43; promet , numer 61; astat , numer 85; frans , numer 87; neptun , numer 93; i pluton , numer 94. Te 94 pierwiastki zostały wykryte w całym Wszechświecie, w widmach gwiazd, a także w supernowych, gdzie nowo powstają krótkożyjące pierwiastki promieniotwórcze. Pierwsze 94 pierwiastki wykryto bezpośrednio na Ziemi jako pierwotne nuklidy obecne podczas formowania się Układu Słonecznego lub jako naturalnie występujące produkty rozszczepienia lub transmutacji uranu i toru.
Pozostałe 24 cięższe pierwiastki, których nie ma dziś ani na Ziemi, ani w widmach astronomicznych, zostały wyprodukowane sztucznie: wszystkie są radioaktywne, z bardzo krótkim okresem półtrwania; jeśli jakiekolwiek atomy tych pierwiastków były obecne podczas formowania się Ziemi, to jest bardzo prawdopodobne, z pewnością, że już się rozpadły, a jeśli są obecne w nowych, były w ilościach zbyt małych, aby można je było zauważyć. Technet był pierwszym rzekomo nie występującym naturalnie pierwiastkiem zsyntetyzowanym w 1937 roku, chociaż śladowe ilości technetu odkryto w przyrodzie (a także pierwiastek ten mógł zostać odkryty naturalnie w 1925 roku). Ten wzorzec sztucznej produkcji i późniejszego naturalnego odkrycia został powtórzony z kilkoma innymi radioaktywnymi, naturalnie występującymi rzadkimi pierwiastkami.
Lista pierwiastków jest dostępna według nazwy, liczby atomowej, gęstości, temperatury topnienia, temperatury wrzenia i symbolu , a także energii jonizacji pierwiastków . Nuklidy pierwiastków stabilnych i radioaktywnych są również dostępne jako lista nuklidów , posortowana według długości okresu półtrwania dla tych, które są niestabilne. Jednym z najwygodniejszych, a na pewno najbardziej tradycyjnych prezentacji pierwiastków, jest forma układu okresowego pierwiastków , który grupuje pierwiastki o podobnych właściwościach chemicznych (a zazwyczaj także podobnych strukturach elektronowych).
Liczba atomowa
Liczba atomowa pierwiastka jest równa liczbie protonów w każdym atomie i definiuje pierwiastek. Na przykład wszystkie atomy węgla zawierają 6 protonów w swoim jądrze atomowym ; więc liczba atomowa węgla wynosi 6. Atomy węgla mogą mieć różną liczbę neutronów; atomy tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów nazywane są izotopami pierwiastka.
Liczba protonów w jądrze atomowym determinuje również jego ładunek elektryczny , który z kolei określa liczbę elektronów atomu w stanie niezjonizowanym . Elektrony są umieszczane na orbitalach atomowych, które określają różne właściwości chemiczne atomu . Liczba neutronów w jądrze ma zwykle bardzo mały wpływ na właściwości chemiczne pierwiastka (z wyjątkiem wodoru i deuteru ). Tak więc wszystkie izotopy węgla mają prawie identyczne właściwości chemiczne, ponieważ wszystkie mają sześć protonów i sześć elektronów, chociaż atomy węgla mogą mieć na przykład 6 lub 8 neutronów. Właśnie dlatego liczba atomowa, a nie liczba masowa lub masa atomowa , jest uważana za cechę identyfikującą pierwiastek chemiczny.
Symbolem liczby atomowej jest Z .
Izotopy
Izotopy to atomy tego samego pierwiastka (czyli z taką samą liczbą protonów w jądrze atomowym ), ale mające różną liczbę neutronów . Na przykład istnieją trzy główne izotopy węgla. Wszystkie atomy węgla mają w jądrze 6 protonów, ale mogą mieć 6, 7 lub 8 neutronów. Od liczby masowe są 12, 13 i 14, odpowiednio, trzy izotopy węgla, są znane jako węgiel-12 , węgiel-13 i węgiel-14 , często skracany do 12 ° C, 13 ° C i 14 ° C węgla w codziennym i w dziedzinie chemii jest mieszaniną od 12 ° C (około 98,9%), 13 C (około 1,1%) i około jeden atom na biliony 14 C
Większość (66 z 94) naturalnie występujących pierwiastków ma więcej niż jeden stabilny izotop. Z wyjątkiem izotopów wodoru (które znacznie różnią się między sobą masą względną - na tyle, aby wywołać efekty chemiczne), izotopy danego pierwiastka są chemicznie prawie nie do odróżnienia.
Wszystkie pierwiastki mają pewne radioaktywne izotopy ( radioizotopy ), chociaż nie wszystkie z tych radioizotopów występują naturalnie. Radioizotopy zazwyczaj rozpadają się na inne pierwiastki po wypromieniowaniu cząstki alfa lub beta . Jeśli pierwiastek ma izotopy, które nie są radioaktywne, określa się je jako izotopy „stabilne”. Wszystkie znane stabilne izotopy występują naturalnie (patrz izotop pierwotny ). Wiele radioizotopów, które nie występują w przyrodzie, zostało scharakteryzowanych po sztucznym wytworzeniu. Niektóre pierwiastki nie mają stabilnych izotopów i składają się tylko z izotopów promieniotwórczych: w szczególności pierwiastki bez żadnych stabilnych izotopów to technet (liczba atomowa 43), promet (liczba atomowa 61) i wszystkie obserwowane pierwiastki o liczbie atomowej większej niż 82.
Spośród 80 pierwiastków z co najmniej jednym stabilnym izotopem 26 ma tylko jeden stabilny izotop. Średnia liczba stabilnych izotopów dla 80 stabilnych pierwiastków wynosi 3,1 stabilnych izotopów na pierwiastek. Największa liczba stabilnych izotopów występujących dla pojedynczego pierwiastka wynosi 10 (dla cyny pierwiastek 50).
Masa izotopowa i masa atomowa
Liczba masowa pierwiastka A to liczba nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze atomowym. Poszczególne izotopy danego pierwiastka są rozróżniane przez ich liczby masowe, które umownie zapisuje się jako indeks górny po lewej stronie symbolu atomu (np. 238 U). Liczba masowa jest zawsze liczbą całkowitą i ma jednostki „nukleonów”. Na przykład magnez-24 (24 to liczba masowa) to atom z 24 nukleonami (12 protonów i 12 neutronów).
Podczas gdy liczba masowa po prostu liczy całkowitą liczbę neutronów i protonów, a zatem jest liczbą naturalną (lub całkowitą), masa atomowa pojedynczego atomu jest liczbą rzeczywistą dającą masę konkretnego izotopu (lub „nuklidu”) pierwiastek, wyrażony w jednostkach masy atomowej (symbol: u). Ogólnie rzecz biorąc, liczba masowa danego nuklidu różni się wartością nieco od jego masy atomowej, ponieważ masa każdego protonu i neutronu nie wynosi dokładnie 1 u; ponieważ elektrony mają mniejszy udział w masie atomowej, ponieważ liczba neutronów przekracza liczbę protonów; i (w końcu) ze względu na energię wiązania jądrowego . Na przykład masa atomowa chloru-35 do pięciu cyfr znaczących wynosi 34,969 u, a chloru-37 wynosi 36,966 u. Jednak masa atomowa w u każdego izotopu jest dość zbliżona do jego prostej liczby masowej (zawsze w granicach 1%). Jedyny izotop, którego masa atomowa jest dokładnie liczbą naturalną, to 12 C, który z definicji ma masę dokładnie 12, ponieważ u jest zdefiniowane jako 1/12 masy wolnego obojętnego atomu węgla-12 w stanie podstawowym.
Średnia masa atomowa (potocznie nazywany „masa atomowa”) elementu jest średnia mas atomowych wszystkich izotopów tego pierwiastka, jako znajdują się w określonym środowisku ważony izotopowej, w stosunku do jednostki masy atomowej. Ta liczba może być ułamkiem, który nie jest zbliżony do liczby całkowitej. Na przykład względna masa atomowa chloru wynosi 35,453 u, co znacznie różni się od liczby całkowitej, ponieważ średnio wynosi około 76% chloru-35 i 24% chloru-37. Ilekroć względna wartość masy atomowej różni się o więcej niż 1% od całkowitej liczby, jest to spowodowane tym efektem uśredniania, ponieważ znaczne ilości więcej niż jednego izotopu są naturalnie obecne w próbce tego pierwiastka.
Czysty chemicznie i izotopowo
Chemicy i naukowcy nuklearni mają różne definicje czystego pierwiastka . W chemii czysty pierwiastek oznacza substancję, której atomy wszystkie (lub w praktyce prawie wszystkie) mają taką samą liczbę atomową , czyli liczbę protonów . Jednak naukowcy jądrowi definiują czysty pierwiastek jako taki, który składa się tylko z jednego stabilnego izotopu .
Na przykład drut miedziany ma 99,99% czystości chemicznej, jeśli 99,99% jego atomów to miedź, z 29 protonami każdy. Jednak nie jest izotopowo czysta, ponieważ zwykła miedź składa się z dwóch stabilnych izotopów, 69% 63 Cu i 31% 65 Cu, o różnej liczbie neutronów. Jednak sztabka czystego złota byłaby czysta zarówno chemicznie, jak i izotopowo, ponieważ zwykłe złoto składa się tylko z jednego izotopu, 197 Au.
Alotropy
Atomy chemicznie czystych pierwiastków mogą wiązać się ze sobą chemicznie na więcej niż jeden sposób, umożliwiając czystemu pierwiastkowi istnienie w wielu strukturach chemicznych ( przestrzenne układy atomów ), zwanych alotropami , które różnią się właściwościami. Na przykład węgiel można znaleźć jako diament , który ma strukturę czworościenną wokół każdego atomu węgla; grafit , który ma warstwy atomów węgla o heksagonalnej strukturze ułożone jedna na drugiej; grafen , który jest pojedynczą warstwą grafitu, która jest bardzo mocna; fulereny , które mają kształty prawie kuliste; oraz nanorurki węglowe , czyli rurki o budowie heksagonalnej (nawet one mogą różnić się od siebie właściwościami elektrycznymi). Zdolność elementu do istnienia w jednej z wielu form strukturalnych jest znana jako „alotropia”.
Stan standardowy , znany również jako stan odniesienia, elementu jest definiowany jako jego najbardziej stabilny termodynamicznie stan przy ciśnieniu 1 bara i danej temperaturze (zazwyczaj 298,15 K). W termochemii pierwiastek definiuje się jako mający entalpię tworzenia zerową w stanie standardowym. Na przykład stanem odniesienia dla węgla jest grafit, ponieważ struktura grafitu jest bardziej stabilna niż innych alotropów.
Nieruchomości
Kilka rodzajów opisowych kategoryzacji można szeroko zastosować do pierwiastków, w tym rozważenie ich ogólnych właściwości fizycznych i chemicznych, ich stanów skupienia w znanych warunkach, ich temperatur topnienia i wrzenia, ich gęstości, ich struktur krystalicznych jako ciał stałych oraz ich pochodzenia.
Właściwości ogólne
Do scharakteryzowania ogólnych właściwości fizycznych i chemicznych pierwiastków chemicznych powszechnie stosuje się kilka terminów. Pierwszym rozróżnieniem są metale , które łatwo przewodzą prąd , niemetale , które nie przewodzą , oraz niewielką grupę ( metaloidy ), mające właściwości pośrednie i często zachowujące się jak półprzewodniki .
Bardziej wyrafinowana klasyfikacja jest często pokazywana w kolorowych prezentacjach układu okresowego. Ten system ogranicza terminy „metal” i „niemetal” tylko do niektórych z szerzej zdefiniowanych metali i niemetali, dodając dodatkowe terminy dla pewnych zestawów szerzej postrzeganych metali i niemetali. Wersja tej klasyfikacji stosowanej w okresowych tabelach tutaj obejmuje: aktynowce , metale alkaliczne , metale ziem alkalicznych , atomów fluorowca , lantanowce , metali przejściowych , metali po przejściowych , metaloidów , reaktywne niemetale i gazy szlachetne . W tym układzie metale alkaliczne, metale ziem alkalicznych i metale przejściowe, jak również lantanowce i aktynowce, są specjalnymi grupami metali widzianymi w szerszym znaczeniu. Podobnie reaktywne niemetale i gazy szlachetne są niemetalami widzianymi w szerszym znaczeniu. W niektórych prezentacjach halogeny nie są rozróżniane, przy czym astatyna jest identyfikowana jako metaloid, a inne jako niemetale.
Stany materii
Innym powszechnie stosowanym podstawowym rozróżnieniem między pierwiastkami jest ich stan skupienia (faza), czy to stały , ciekły , czy gazowy , przy wybranej standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP). Większość pierwiastków to ciała stałe w konwencjonalnych temperaturach i ciśnieniu atmosferycznym, a kilka to gazy. Tylko brom i rtęć są cieczami w temperaturze 0 stopni Celsjusza (32 stopnie Fahrenheita) i normalnym ciśnieniu atmosferycznym; cez i gal są ciałami stałymi w tej temperaturze, ale topią się odpowiednio w 28,4 °C (83,2 °F) i 29,8 °C (85,6 °F).
Temperatura topnienia i wrzenia
Temperatury topnienia i wrzenia , zwykle wyrażane w stopniach Celsjusza przy ciśnieniu jednej atmosfery, są powszechnie używane do charakteryzowania różnych pierwiastków. Chociaż znane są dla większości pierwiastków, jeden lub oba te pomiary są nadal nieokreślone dla niektórych pierwiastków promieniotwórczych dostępnych w niewielkich ilościach. Ponieważ hel pozostaje cieczą nawet przy zera absolutnym pod ciśnieniem atmosferycznym, w konwencjonalnych prezentacjach ma tylko temperaturę wrzenia, a nie temperaturę topnienia.
Gęstości
Gęstość w wybranych standardowych temperatury i ciśnienia ( STP ) jest często stosowany w charakteryzowaniu elementy. Gęstość jest często wyrażana w gramach na centymetr sześcienny (g/cm 3 ). Ponieważ kilka pierwiastków jest gazami w powszechnie spotykanych temperaturach, ich gęstości są zwykle określane dla ich form gazowych; po upłynnieniu lub zestaleniu pierwiastki gazowe mają gęstość podobną do gęstości innych pierwiastków.
Gdy pierwiastek ma alotropy o różnych gęstościach, jeden reprezentatywny alotrop jest zwykle wybierany w prezentacjach podsumowujących, podczas gdy gęstości dla każdego alotropu mogą być podane tam, gdzie podano więcej szczegółów. Na przykład trzy znane alotropy węgla ( węgiel amorficzny , grafit i diament ) mają gęstość odpowiednio 1,8-2,1, 2,267 i 3,515 g/cm 3 .
Struktury kryształowe
Elementy badanych dotychczas jako próbki stałe osiem rodzaju strukturach krystalicznych : sześcienny , ciała skoncentrowane sześcienny , centrowaną regularną , sześciokątne , jednoskośne , rombowej , romboedrycznego i tetragonalne . W przypadku niektórych syntetycznie wytworzonych pierwiastków transuranowych dostępne próbki były zbyt małe, aby określić struktury krystaliczne.
Występowanie i pochodzenie na Ziemi
Pierwiastki chemiczne można również podzielić na kategorie według ich pochodzenia na Ziemi, przy czym pierwsze 94 uważa się za występujące naturalnie, podczas gdy te o liczbie atomowej powyżej 94 zostały wytworzone sztucznie jako syntetyczne produkty reakcji jądrowych wywołanych przez człowieka.
Spośród 94 naturalnie występujących pierwiastków 83 uważa się za pierwotne i albo stabilne, albo słabo radioaktywne. Pozostałe 11 naturalnie występujących pierwiastków ma zbyt krótkie okresy półtrwania, aby mogły występować na początku Układu Słonecznego i dlatego są uważane za pierwiastki przejściowe. Spośród tych 11 pierwiastków przejściowych, 5 ( polon , radon , rad , aktyn i protaktyn ) są stosunkowo powszechne produkty rozpadu z toru i uranu . Pozostałe 6 pierwiastków przejściowych ( technet , promet , astat , frans , neptun i pluton ) występuje rzadko, jako produkty rzadkich trybów rozpadu lub reakcji jądrowych z udziałem uranu lub innych ciężkich pierwiastków.
Nie zaobserwowano rozpadu radioaktywnego dla pierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 82, z wyjątkiem 43 ( technet ) i 61 ( promet ). Przewiduje się jednak, że obserwacyjnie stabilne izotopy niektórych pierwiastków (takich jak wolfram i ołów ) są nieznacznie radioaktywne z bardzo długimi okresami półtrwania: na przykład okresy półtrwania przewidywane dla obserwacyjnie stabilnych izotopów ołowiu wahają się od 10 35 do 10 189 lat. Pierwiastki o liczbie atomowej 43, 61 i 83 do 94 są na tyle niestabilne, że ich radioaktywny rozpad można łatwo wykryć. Trzy z tych pierwiastków, bizmut (pierwiastek 83), tor (pierwiastek 90) i uran (pierwiastek 92) mają jeden lub więcej izotopów o okresach półtrwania wystarczająco długich, aby przetrwać jako pozostałości wybuchowej gwiezdnej nukleosyntezy, która wytworzyła ciężkie pierwiastki przed tworzenie Układu Słonecznego . Na przykład, mając ponad 1,9 × 10 19 lat, ponad miliard razy dłuższy niż obecnie szacowany wiek wszechświata, bizmut-209 ma najdłuższy znany okres połowicznego rozpadu alfa spośród wszystkich naturalnie występujących pierwiastków. Najcięższe 24 pierwiastki (te poza plutonem, pierwiastek 94) ulegają rozpadowi promieniotwórczemu z krótkimi okresami półtrwania i nie mogą być produkowane jako pochodne pierwiastków o dłuższym czasie życia, a zatem w ogóle nie występują w naturze.
Układ okresowy
Właściwości pierwiastków chemicznych są często podsumowywane za pomocą układu okresowego pierwiastków , który silnie i elegancko organizuje pierwiastki poprzez zwiększanie liczby atomowej w rzędy ( "okresy" ), w których kolumny ( "grupy" ) dzielą powtarzające się ("okresowe") fizyczne i właściwości chemiczne. Obecna standardowa tabela zawiera 118 potwierdzonych elementów na rok 2019.
Chociaż istnieją wcześniejsze prekursory tej prezentacji, jej wynalazek jest powszechnie przypisywany rosyjskiemu chemikowi Dmitrijowi Mendelejewowi w 1869 roku, który zamierzał zilustrować powtarzające się trendy we właściwościach pierwiastków. Układ tabeli został udoskonalony i rozszerzony w czasie, w miarę odkrywania nowych pierwiastków i opracowywania nowych modeli teoretycznych w celu wyjaśnienia zachowania chemicznego.
Stosowanie układu okresowego pierwiastków jest obecnie wszechobecne w akademickiej dyscyplinie chemii, zapewniając niezwykle przydatne ramy do klasyfikacji, systematyzowania i porównywania wszystkich wielu różnych form zachowania chemicznego. Stół znalazł również szerokie zastosowanie w fizyce , geologii , biologii , materiałoznawstwie , inżynierii , rolnictwie , medycynie , żywieniu , zdrowiu środowiskowym i astronomii . Jej zasady są szczególnie ważne w inżynierii chemicznej .
Nazewnictwo i symbole
Różne pierwiastki chemiczne są formalnie identyfikowane poprzez ich unikalne liczby atomowe , ich przyjęte nazwy i ich symbole .
Liczby atomowe
Znane pierwiastki mają liczby atomowe od 1 do 118, umownie przedstawiane jako cyfry arabskie . Ponieważ pierwiastki mogą być jednoznacznie sekwencjonowane według liczby atomowej, konwencjonalnie od najniższej do najwyższej (jak w układzie okresowym ), zestawy pierwiastków są czasami określane za pomocą takiej notacji, jak „przez”, „poza” lub „od ... do” , jak w „przez żelazo”, „poza uranem” lub „od lantanu do lutetu”. Terminy „lekki” i „ciężki” są czasami używane nieformalnie do wskazania względnych liczb atomowych (nie gęstości), jak w „lżejszy niż węgiel” lub „cięższy niż ołów”, chociaż technicznie waga lub masa atomów pierwiastka ( ich masy atomowe lub masy atomowe) nie zawsze rosną monotonicznie wraz z ich liczbą atomową.
Nazwy elementów
Nazywanie różnych substancji, obecnie znanych jako pierwiastki, poprzedza atomową teorię materii , ponieważ różne kultury nadawano lokalnie nazwy różnym minerałom, metalom, związkom, stopom, mieszaninom i innym materiałom, chociaż w tamtym czasie nie było wiadomo, które chemikalia były pierwiastki i które związki. Ponieważ zostały zidentyfikowane jako pierwiastki, w większości krajów zachowano istniejące nazwy pierwiastków znanych od starożytności (np. złoto, rtęć, żelazo). Różnice narodowe pojawiły się w przypadku nazw elementów dla wygody, subtelności językowych lub nacjonalizmu. Kilka ilustrujących przykładów: użytkownicy niemieccy używają „Wasserstoff” (substancja wodna) jako „wodór”, „Sauerstoff” (substancja kwasowa) jako „tlen” i „Stickstoff” (substancja dusząca) jako „azot”, podczas gdy angielski i trochę romansu języki używają „sodu” jako „natrium” i „potasu” jako „kalium”, a Francuzi, Włosi, Grecy, Portugalczycy i Polacy wolą „azot/azot/azot” (od rdzenia oznaczającego „brak życia”) zamiast „azot” .
Do celów komunikacji i handlu międzynarodowego oficjalne nazwy pierwiastków chemicznych, zarówno starożytnych, jak i ostatnio uznanych, są ustalane przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC), która zdecydowała się na rodzaj międzynarodowego języka angielskiego, czerpiąc z tradycyjnego Angielskie nazwy, nawet jeśli symbol chemiczny pierwiastka oparty jest na łacinie lub innym tradycyjnym słowie, na przykład przyjmując „złoto” zamiast „aurum” jako nazwę 79. pierwiastka (Au). IUPAC przedkłada brytyjską pisownię „ aluminium ” i „cez” nad amerykańską pisownię „aluminium” i „cez”, a amerykańską „siarka” nad brytyjską „siarka”. Jednak elementy, które są praktyczne w sprzedaży hurtowej w wielu krajach, często nadal mają lokalne nazwy krajowe, a kraje, których język narodowy nie używa alfabetu łacińskiego, prawdopodobnie będą używać nazw elementów IUPAC.
Według IUPAC pierwiastki chemiczne nie są nazwami własnymi w języku angielskim; w konsekwencji pełna nazwa elementu nie jest rutynowo pisana wielkimi literami w języku angielskim, nawet jeśli pochodzi od rzeczownika własnego , jak w przypadku californium i einsteinium . Nazwy izotopowe pierwiastków chemicznych również nie są pisane wielkimi literami, np. węgiel-12 lub uran-235 . Symbole pierwiastków chemicznych (takie jak Cf dla kalifornu i Es dla einsteinu) są zawsze pisane wielką literą (patrz poniżej).
W drugiej połowie XX wieku laboratoria fizyczne stały się zdolne do wytwarzania jąder pierwiastków chemicznych o zbyt krótkim okresie półtrwania, aby w dowolnym momencie istniała ich znaczna ilość. Są one również nazwane przez IUPAC, który generalnie przyjmuje nazwę wybraną przez odkrywcę. Ta praktyka może prowadzić do kontrowersyjnego pytania, która grupa badawcza faktycznie odkryła pierwiastek, pytania, które opóźniało nazewnictwo pierwiastków o liczbie atomowej 104 i większej o znaczny czas. (Zobacz kontrowersje dotyczące nazewnictwa elementów ).
Prekursorami takich kontrowersji były nacjonalistyczne nazewnictwo elementów pod koniec XIX wieku. Na przykład lutet został nazwany w odniesieniu do Paryża we Francji. Niemcy niechętnie zrzekali się praw do nazwy na rzecz Francuzów, często nazywając je cassiopeium . Podobnie brytyjski odkrywca niobu pierwotnie nazwał go columbium, nawiązując do Nowego Świata . Był szeroko stosowany jako taki przez publikacje amerykańskie przed międzynarodową standaryzacją (w 1950 r.).
Symbole chemiczne
Specyficzne pierwiastki chemiczne
Zanim chemia stała się nauką , alchemicy zaprojektowali tajemne symbole zarówno metali, jak i pospolitych związków. Były one jednak używane jako skróty w schematach lub procedurach; nie istniała koncepcja łączenia się atomów w molekuły . Wraz ze swoimi postępami w atomowej teorii materii John Dalton opracował własne prostsze symbole, oparte na okręgach, aby przedstawić molekuły.
Obecny system notacji chemicznej został wymyślony przez Berzeliusa . W tym systemie typograficznym symbole chemiczne nie są zwykłymi skrótami — choć każdy składa się z liter alfabetu łacińskiego . Są przeznaczone jako uniwersalne symbole dla ludzi wszystkich języków i alfabetów.
Pierwszy z tych symboli miał być w pełni uniwersalny. Ponieważ łacina była wówczas powszechnym językiem nauki, były to skróty oparte na łacińskich nazwach metali. Cu pochodzi z cuprum, Fe pochodzi z ferrum, Ag z argentum. Po symbolach nie następuje kropka (kropka), jak w przypadku skrótów. Późniejszym pierwiastkom chemicznym przypisywano również unikalne symbole chemiczne, oparte na nazwie pierwiastka, ale niekoniecznie w języku angielskim. Na przykład sód ma symbol chemiczny „Na” po łacińskim sodzie . To samo dotyczy "Fe" ( żelazo ) dla żelaza , "Hg" (hydrargyrum) dla rtęci , "Sn" (stannum) dla cyny , "Au" (aurum) dla złota , "Ag" (argentum) dla srebra " Pb” (śliwka) dla ołowiu , „Cu” (cuprum) dla miedzi i „Sb” (stibium) dla antymonu . „W” (wolfram) dla wolframu ostatecznie wywodzi się z niemieckiego, „K” (kalium) dla potasu ostatecznie z arabskiego.
Symbole chemiczne są rozumiane na całym świecie, gdy nazwy pierwiastków mogą wymagać tłumaczenia. W przeszłości czasami występowały różnice. Na przykład Niemcy w przeszłości używali „J” (zastępcza nazwa Jod) dla jodu, ale teraz używają „I” i „Iod”.
Pierwsza litera symbolu chemicznego jest zawsze pisana wielką literą, jak w poprzednich przykładach, a kolejne litery, jeśli występują, są zawsze małymi literami (małe litery). Tak więc symbolami kalifornimu i einsteinium są Cf i Es.
Ogólne symbole chemiczne
W równaniach chemicznych występują również symbole dla grup pierwiastków chemicznych, na przykład we wzorach porównawczych. Są to często pojedyncza wielka litera, a litery są zastrzeżone i nie są używane do nazw konkretnych elementów. Na przykład „ X ” oznacza zmienną grupę (zwykle halogen ) w klasie związków, podczas gdy „ R ” oznacza rodnik , oznaczający strukturę związku, taką jak łańcuch węglowodorowy. Litera „ Q ” jest zarezerwowana dla „ciepła” w reakcji chemicznej. „ Y ” jest również często używany jako ogólny symbol chemiczny, chociaż jest to również symbol itru . „ Z ” jest również często używany jako ogólna grupa zmiennych. „ E ” jest używane w chemii organicznej do oznaczenia grupy elektronoakceptorowej lub elektrofila ; podobnie „ Nu ” oznacza nukleofila . „ L ” jest używany do reprezentowania ogólnego ligandu w chemii nieorganicznej i metaloorganicznej . „ M ” jest również często używane zamiast ogólnego metalu.
Co najmniej dwa dodatkowe, dwuliterowe ogólne symbole chemiczne są również w nieformalnym użyciu, „ Ln ” dla dowolnego pierwiastka lantanowca i „ An ” dla dowolnego pierwiastka aktynowca . " Rg " był dawniej używany dla każdego pierwiastka gazu szlachetnego , ale grupa gazów szlachetnych została teraz przemianowana na gazy szlachetne, a symbol " Rg " został teraz przypisany do pierwiastka roentgenium .
Symbole izotopowe
Izotopy rozróżnia się na podstawie liczby atomowej (całkowita liczba protonów i neutronów) danego izotopu pierwiastka, przy czym liczba ta jest połączona z odpowiednim symbolem pierwiastka. IUPAC preferuje, aby symbole izotopów były zapisywane w notacji w indeksie górnym, gdy jest to praktyczne, na przykład 12 C i 235 U. Jednak stosowane są również inne zapisy, takie jak węgiel-12 i uran-235 lub C-12 i U-235.
W szczególnym przypadku, trzy naturalnie występujące izotopy pierwiastka wodór są często określane jako H dla 1 H ( prot ), D dla 2 H ( deuter ) i T dla 3 H ( tryt ). Konwencja ta jest łatwiejsza do zastosowania w równaniach chemicznych, zastępując konieczność wypisywania liczby masowej dla każdego atomu. Na przykład, preparat do ciężkiej wodzie mogą być zapisane D 2 O zamiast 2 H 2 O.
Pochodzenie pierwiastków
Tylko około 4% całkowitej masy wszechświata składa się z atomów lub jonów , a więc reprezentowanych przez pierwiastki chemiczne. Frakcja ta stanowi około 15% całkowitej materii, a pozostałą część materii (85%) stanowi ciemna materia . Natura ciemnej materii jest nieznana, ale nie składa się ona z atomów pierwiastków chemicznych, ponieważ nie zawiera protonów, neutronów ani elektronów. (Pozostała, niemateriałowa część masy wszechświata składa się z jeszcze gorzej poznanej ciemnej energii ).
94 naturalnie występujące pierwiastki chemiczne zostały wytworzone w co najmniej czterech klasach procesów astrofizycznych. Większość wodoru , helu i bardzo małe ilości litu zostały wyprodukowane w pierwszych kilku minutach Wielkiego Wybuchu . Ta nukleosynteza Wielkiego Wybuchu zdarzyła się tylko raz; pozostałe procesy są w toku. W wyniku syntezy jądrowej wewnątrz gwiazd powstają pierwiastki poprzez gwiezdną nukleosyntezę , w tym wszystkie pierwiastki od węgla po żelazo w liczbie atomowej. Pierwiastki o większej liczbie atomowej niż żelazo, w tym pierwiastki ciężkie, takie jak uran i pluton , są wytwarzane w różnych formach wybuchowej nukleosyntezy w supernowych i łączeniach gwiazd neutronowych . Lekkie pierwiastki lit , beryl i bor są produkowane głównie przez kosmiczną spallację (rozdrobnienie wywołane promieniowaniem kosmicznym ) węgla, azotu i tlenu .
Podczas wczesnych etapów Big Bang nukleosynteza jąder wodoru w wyniku produkcji wodoru 1 ( Protium , 1 H) i helu-4 ( 4 He), jak również mniejszą ilość deuteru ( 2 h) i bardzo maleńkie ilości (rzędu 10-10 ) litu i berylu. Nawet mniejsze ilości boru mogły zostać wytworzone w Wielkim Wybuchu, ponieważ zaobserwowano go w niektórych bardzo starych gwiazdach, podczas gdy węgiel nie. W Wielkim Wybuchu nie wytworzono żadnych pierwiastków cięższych od boru. W rezultacie pierwotna obfitość atomów (lub jonów) składała się z około 75% 1 H, 25% 4 He i 0,01% deuteru, z niewielkimi śladami litu, berylu i być może boru. Kolejne wzbogacenie halo galaktycznych nastąpiło dzięki gwiezdnej nukleosyntezie i nukleosyntezie supernowej . Jednak obfitość pierwiastków w przestrzeni międzygalaktycznej może nadal bardzo przypominać warunki pierwotne, chyba że została w jakiś sposób wzbogacona.
Na Ziemi (i gdzie indziej) śladowe ilości różnych pierwiastków są nadal produkowane z innych pierwiastków jako produkty procesów transmutacji jądrowej . Należą do nich niektóre wytwarzane przez promieniowanie kosmiczne lub inne reakcje jądrowe (patrz nuklidy kosmogeniczne i nukleogenne ), a inne wytwarzane jako produkty rozpadu długożyciowych pierwotnych nuklidów . Na przykład śladowe (ale wykrywalne) ilości węgla-14 ( 14 C) są stale wytwarzane w atmosferze przez promieniowanie kosmiczne uderzające w atomy azotu , a argon-40 ( 40 Ar) jest stale wytwarzany przez rozpad pierwotnie występującego, ale niestabilnego potasu -40 ( 40 tys .). Ponadto trzy pierwotnie występujące, ale radioaktywne aktynowce , tor , uran i pluton, ulegają rozpadowi poprzez serię powtarzalnie produkowanych, ale niestabilnych pierwiastków promieniotwórczych, takich jak rad i radon , które są przejściowo obecne w każdej próbce tych metali lub ich rud lub związków. Trzy inne pierwiastki promieniotwórcze, technetu , prometu , a Neptunium występują jedynie mimochodem w naturalnych materiałów, wytworzonych w poszczególnych atomów przez rozszczepienia jądrowego z jąder różnych pierwiastków ciężkich lub innych rzadkich procesach jądrowych.
Oprócz 94 naturalnie występujących pierwiastków, kilka sztucznych pierwiastków zostało wyprodukowanych przez technologię ludzkiej fizyki jądrowej . Od 2021 r. eksperymenty te wyprodukowały wszystkie pierwiastki do liczby atomowej 118.
Obfitość
Poniższy wykres (zwróć uwagę na skalę logarytmiczną) pokazuje obfitość pierwiastków w naszym Układzie Słonecznym . Tabela pokazuje dwanaście najczęstszych pierwiastków w naszej galaktyce (szacowanych spektroskopowo), mierzonych w częściach na milion , według masy . Pobliskie galaktyki, które ewoluowały w podobny sposób, mają odpowiednie wzbogacenie w pierwiastki cięższe niż wodór i hel. Bardziej odległe galaktyki są postrzegane tak, jak wyglądały w przeszłości, więc ich obfitość pierwiastków wydaje się bliższa pierwotnej mieszaninie. Ponieważ prawa i procesy fizyczne wydają się wspólne w całym widzialnym wszechświecie , naukowcy spodziewają się, że te galaktyki wyewoluowały pierwiastki w podobnej obfitości.
Obfitość pierwiastków w Układzie Słonecznym odpowiada ich pochodzeniu z nukleosyntezy w Wielkim Wybuchu i wielu prekursorom supernowych gwiazd. Bardzo obfite wodór i hel są produktami Wielkiego Wybuchu, ale kolejne trzy pierwiastki są rzadkie, ponieważ miały niewiele czasu na uformowanie się w Wielkim Wybuchu i nie powstają w gwiazdach (są jednak produkowane w niewielkich ilościach w wyniku rozpadu cięższe pierwiastki w pyle międzygwiazdowym w wyniku uderzenia promieni kosmicznych ). Począwszy od węgla, pierwiastki są produkowane w gwiazdach przez nawarstwianie się z cząstek alfa (jąder helu), co skutkuje naprzemiennie większą obfitością pierwiastków o parzystej liczbie atomowej (te również są bardziej stabilne). Ogólnie rzecz biorąc, takie pierwiastki, aż do żelaza, powstają w dużych gwiazdach w procesie przekształcania się w supernowe . Żelazo-56 jest szczególnie powszechne, ponieważ jest najbardziej stabilnym pierwiastkiem, który można łatwo wytworzyć z cząstek alfa (będących produktem rozpadu radioaktywnego niklu-56, ostatecznie utworzonego z 14 jąder helu). Pierwiastki cięższe od żelaza powstają w procesach pochłaniania energii w dużych gwiazdach, a ich liczebność we wszechświecie (i na Ziemi) generalnie maleje wraz z ich liczbą atomową.
Obfitości pierwiastków na Ziemi waha się od powietrza do skorupy do oceanu, oraz w różnych typach środowisk. Obfitość pierwiastków w skorupie ziemskiej różni się od tej w Układzie Słonecznym (jak widać na Słońcu i ciężkich planetach, takich jak Jowisz) głównie selektywną utratą najlżejszych pierwiastków (wodoru i helu), a także lotnego neonu, węgla (jako węglowodory). , azot i siarka, w wyniku ogrzewania słonecznego we wczesnym okresie powstawania Układu Słonecznego. Tlen, najbardziej masowo pierwiastek Ziemi, jest zatrzymywany na Ziemi w połączeniu z krzemem. Aluminium w ilości 8% masy jest bardziej powszechne w skorupie ziemskiej niż we wszechświecie i Układzie Słonecznym, ale skład znacznie bardziej obszernego płaszcza, który ma magnez i żelazo w miejsce aluminium (który występuje tam tylko w 2% masy ) dokładniej odzwierciedla skład pierwiastkowy Układu Słonecznego, z wyjątkiem odnotowanej utraty lotnych pierwiastków w kosmos i utraty żelaza, które migrowało do jądra Ziemi.
Skład ciała ludzkiego , w przeciwieństwie do bardziej następujący skład morskiej oszczędzające że organizm ludzki posiada dodatkowe składy węgla i azotu niezbędnego do wytworzenia białek i kwasów nukleinowych , wraz z fosforem w cząsteczce, kwasy nukleinowe i przekazywania energii trifosforan adenozyny (ATP), który występuje w komórkach wszystkich żywych organizmów. Niektóre rodzaje organizmów wymaga szczególnych elementy dodatkowe, na przykład magnezu w chlorofilu w zielonych roślinach wapnia w mięczaków powłoki lub żelaza w hemoglobinie z kręgowców " krwinek czerwonych .
Żywioły w naszej galaktyce | Części na milion na masę |
---|---|
Wodór | 739 000 |
Hel | 240 000 |
Tlen | 10 400 |
Węgiel | 4600 |
Neon | 1340 |
Żelazo | 1090 |
Azot | 960 |
Krzem | 650 |
Magnez | 580 |
Siarka | 440 |
Potas | 210 |
Nikiel | 100 |
Składniki odżywcze w układzie okresowym | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
h | On | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Być | b | C | n | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Glin | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Współ | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | Jak | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rb | Sr | Tak | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Płyta CD | w | Sn | Sb | Te | i | Xe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cs | Ba | * | Lu | Hf | Ta | W | Odnośnie | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Na | Rn | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fr | Ra | ** | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* | La | Ce | Pr | NS | Po południu | Sm | Eu | Bóg | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
** | Ac | NS | Rocznie | U | Np | Pu | Jestem | Cm | Bk | cf | Es | Fm | Md | Nie |
Legenda:
Ilość elementów
Niezbędne pierwiastki śladowe
Uznany za niezbędny pierwiastek śladowy przez USA, a nie przez Unię Europejską
Sugerowana funkcja wynikająca z efektów deprywacji lub aktywnego przetwarzania metabolicznego, ale brak jasno określonej funkcji biochemicznej u ludzi
Ograniczone dowody poszlakowe na śladowe korzyści lub działanie biologiczne u ssaków
Brak dowodów na działanie biologiczne u ssaków, ale niezbędne w niektórych organizmach niższych.
(W przypadku lantanu definicja niezbędnego składnika odżywczego jako niezbędnego i niezastąpionego nie ma pełnego zastosowania ze względu na skrajne podobieństwo lantanowców . Wiadomo, że stabilne wczesne lantanowce do Sm stymulują wzrost różnych organizmów wykorzystujących lantanowce. .) |
Historia
Zmieniające się definicje
Pojęcie „pierwiastka” jako niepodzielnej substancji rozwinęło się w trzech głównych fazach historycznych: definicje klasyczne (takie jak te ze starożytnych Greków), definicje chemiczne i definicje atomowe.
Klasyczne definicje
Filozofia starożytna zaproponowała zestaw klasycznych elementów w celu wyjaśnienia zaobserwowanych wzorców w przyrodzie . Pierwiastki te pierwotnie odnosiły się raczej do ziemi , wody , powietrza i ognia niż do pierwiastków chemicznych współczesnej nauki.
Termin „pierwiastki” ( stocheia ) został po raz pierwszy użyty przez greckiego filozofa Platon około 360 roku p.n.e. w jego dialogu Timaeus , który zawiera omówienie składu ciał nieorganicznych i organicznych i jest spekulatywnym traktatem o chemii. Platon wierzył, że elementy wprowadzone sto lat wcześniej przez Empedoklesa składają się z małych wielościennych form : czworościanu (ogień), ośmiościanu (powietrza), dwudziestościanu (wody) i sześcianu (ziemia).
Arystoteles C. 350 p.n.e. również użył terminu stoicheia i dodał piąty pierwiastek zwany eterem , który utworzył niebiosa. Arystoteles zdefiniował element jako:
Element – jedno z tych ciał, na które mogą się rozkładać inne ciała, a które samo w sobie nie daje się podzielić na inne.
Definicje chemiczne
W 1661 r. Robert Boyle zaproponował swoją teorię korpuskularyzmu, która faworyzowała analizę materii utworzonej z nieredukowalnych jednostek materii (atomów) i, nie zgadzając się z poglądem Arystotelesa na cztery elementy, ani z poglądem Paracelsusa na trzy elementy podstawowe, pozostawił to otwarte. kwestia liczby elementów. Pierwsza współczesna lista pierwiastków chemicznych została podana w 1789 Elements of Chemistry Antoine'a Lavoisiera , która zawierała trzydzieści trzy pierwiastki, w tym światło i kaloryczność . W 1818 r. Jöns Jakob Berzelius określił masy atomowe dla czterdziestu pięciu z czterdziestu dziewięciu ówcześnie przyjętych pierwiastków. Dmitri Mendelejew miał sześćdziesiąt sześć pierwiastków w swoim układzie okresowym z 1869 roku.
Od Boyle'a do początku XX wieku element był definiowany jako czysta substancja, której nie można było rozłożyć na żadną prostszą substancję. Innymi słowy, pierwiastek chemiczny nie może zostać przekształcony w inne pierwiastki chemiczne za pomocą procesów chemicznych. Pierwiastki w tym czasie były generalnie rozróżniane na podstawie ich masy atomowej, co jest właściwością mierzalną z dużą dokładnością dostępnymi technikami analitycznymi.
Definicje atomowe
Odkrycie z 1913 r. przez angielskiego fizyka Henry'ego Moseleya, że ładunek jądrowy jest fizyczną podstawą liczby atomowej atomu, udoskonalone, gdy doceniono naturę protonów i neutronów , ostatecznie doprowadziło do obecnej definicji pierwiastka opartej na liczbie atomowej (liczba protonów na jądro atomowe). Zastosowanie liczb atomowych, a nie mas atomowych, do rozróżniania pierwiastków ma większą wartość predykcyjną (ponieważ liczby te są liczbami całkowitymi), a także rozwiązuje pewne niejasności w poglądzie opartym na chemii ze względu na różne właściwości izotopów i alotropów w tym samym pierwiastku. Obecnie IUPAC definiuje pierwiastek, który ma istnieć, jeśli ma izotopy o czasie życia dłuższym niż 10-14 sekund, jakie zajmuje jądru utworzenie chmury elektronicznej.
Do roku 1914 poznano siedemdziesiąt dwa pierwiastki, wszystkie występujące naturalnie. Pozostałe naturalnie występujące pierwiastki zostały odkryte lub wyizolowane w kolejnych dziesięcioleciach, a różne dodatkowe pierwiastki zostały również wyprodukowane syntetycznie, przy czym wiele z tych prac zapoczątkował Glenn T. Seaborg . W 1955 roku odkryto pierwiastek 101 i nazwano go mendelevium na cześć DI Mendelejewa, pierwszego, który ułożył pierwiastki w sposób okresowy.
Odkrywanie i rozpoznawanie różnych elementów
Dziesięć materiałów znanych z różnych prehistorycznych kultur jest obecnie znanych jako pierwiastki chemiczne: węgiel , miedź , złoto , żelazo , ołów , rtęć , srebro , siarka , cyna i cynk . Trzy dodatkowe materiały, obecnie akceptowane jako pierwiastki, arsen , antymon i bizmut , zostały uznane za odrębne substancje przed 1500 rne. Fosfor , kobalt i platyna wyizolowano przed 1750 rokiem.
Większość pozostałych naturalnie występujących pierwiastków chemicznych została zidentyfikowana i scharakteryzowana do 1900 roku, w tym:
- Takie obecnie znane materiały przemysłowe , jak aluminium , krzem , nikiel , chrom , magnez i wolfram
- Metale reaktywne, takie jak lit , sód , potas i wapń
- Halogeny, fluor , chlor , brom i jod
- Gazy takie jak wodór , tlen , azot , hel , argon i neon
- Większość pierwiastków ziem rzadkich , w tym cer , lantan , gadolin i neodym .
- Bardziej powszechne pierwiastki promieniotwórcze , w tym uran , tor , rad i radon
Elementy izolowane lub produkowane od 1900 roku to:
- Trzy pozostałe nieodkryte, regularnie występujące, stabilne pierwiastki naturalne: hafn , lutet i ren
- Pluton , który został po raz pierwszy wyprodukowany syntetycznie w 1940 roku przez Glenna T. Seaborga , ale obecnie znany jest również z kilku długotrwałych zjawisk naturalnych
- Trzy przypadkowo występujące pierwiastki naturalne ( neptun , promet i technet ) , które najpierw wytworzono syntetycznie , ale później odkryto w śladowych ilościach w niektórych próbkach geologicznych .
- cztery rzadkie produkty rozpadu uranu lub toru ( astat , frans , aktyn i protaktyn ) oraz
- Różne syntetyczne pierwiastki transuranowe , począwszy od ameryku i curium
Ostatnio odkryte elementy
Pierwszym pierwiastkiem transuranowym (pierwiastek o liczbie atomowej większej niż 92) został odkryty w 1940 r. neptun . Od 1999 r. roszczenia dotyczące odkrycia nowych pierwiastków były rozpatrywane przez Wspólną Grupę Roboczą IUPAC/IUPAP . Od stycznia 2016 r. wszystkie 118 pierwiastków zostało potwierdzonych jako odkryte przez IUPAC . Odkrycie pierwiastka 112 potwierdzono w 2009 roku i zaproponowano mu nazwę copernicium oraz symbol atomowy Cn . Nazwa i symbol zostały oficjalnie zatwierdzone przez IUPAC w dniu 19 lutego 2010 r. Uważa się, że najcięższym pierwiastkiem, który został zsyntetyzowany do tej pory, jest pierwiastek 118, oganesson , w dniu 9 października 2006 r. przez Laboratorium Reakcji Jądrowych Flerowa w Dubnej w Rosji. Tennessine , pierwiastek 117, był ostatnim pierwiastkiem, który miał zostać odkryty w 2009 roku. 28 listopada 2016 roku naukowcy z IUPAC oficjalnie uznali nazwy czterech najnowszych pierwiastków chemicznych o liczbach atomowych 113, 115, 117 i 118.
Lista 118 znanych pierwiastków chemicznych
Poniższa, sortowalna tabela przedstawia 118 znanych pierwiastków chemicznych.
- Numer atomowy , Element i Symbol służą niezależnie jako unikalne identyfikatory.
- Nazwy elementów to nazwy zaakceptowane przez IUPAC .
- Kolor tła kolumny symbolu wskazuje blok układu okresowego dla każdego elementu: czerwony = blok s, żółty = blok p, niebieski = blok d, zielony = blok f.
- Grupa i okres odnoszą się do pozycji pierwiastka w układzie okresowym . Numery grup tutaj pokazują aktualnie akceptowaną numerację; dla starszych alternatywnych numeracji, patrz Grupa (tablica okresowa) .
Element | Pochodzenie nazwy | Grupa | Okres | Blok |
Standardowa masa atomowa |
Gęstość | Temperatura topnienia | Temperatura wrzenia |
Szczególne ciepła pojemność |
Elektroujemność |
Obfitość w skorupie ziemskiej |
Początek | Faza w rt | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Liczba atomowa Z |
Symbol | Nazwa | ( Da ) | ( g/cm 3) | ( K ) | (K) | (J/g · K) | (mg/kg) | |||||||
1 | h | Wodór | Greckie elementy hydro- i -gen „ woda -forming” | 1 | 1 | s-blok | 1.008 | 0,000 089 88 | 14.01 | 20.28 | 14.304 | 2.20 | 1 400 | pierwotny | gaz |
2 | On | Hel | Greckie hḗlios , ' słońce ' | 18 | 1 | s-blok | 4.0026 | 0,000 1785 | – | 4.22 | 5.193 | – | 0,008 | pierwotny | gaz |
3 | Li | Lit | grecki litos , " kamień " | 1 | 2 | s-blok | 6.94 | 0,534 | 453,69 | 1560 | 3,582 | 0,98 | 20 | pierwotny | solidny |
4 | Być | Beryl | Beryl , minerał (ostatecznie od nazwy Belur w południowych Indiach) | 2 | 2 | s-blok | 9.0122 | 1.85 | 1560 | 2742 | 1,825 | 1,57 | 2,8 | pierwotny | solidny |
5 | b | Bor | Boraks , minerał (z arabskiego bawraq ) | 13 | 2 | p-blok | 10.81 | 2,34 | 2349 | 4200 | 1,026 | 2,04 | 10 | pierwotny | solidny |
6 | C | Węgiel | łac. carbo , " węgiel " | 14 | 2 | p-blok | 12.011 | 2,267 | > 4000 | 4300 | 0,709 | 2,55 | 200 | pierwotny | solidny |
7 | n | Azot | Grecki nítron i -gen , ' niter - tworzący' | 15 | 2 | p-blok | 14.007 | 0,001 2506 | 63,15 | 77,36 | 1,04 | 3,04 | 19 | pierwotny | gaz |
8 | O | Tlen | Grecki oksy- i -gen „ kwas -forming” | 16 | 2 | p-blok | 15.999 | 0,001 429 | 54,36 | 90,20 | 0,918 | 3,44 | 461 000 | pierwotny | gaz |
9 | F | Fluor | łac. fluere , ' płynąc ' | 17 | 2 | p-blok | 18,998 | 0,001 696 | 53,53 | 85.03 | 0,824 | 3,98 | 585 | pierwotny | gaz |
10 | Ne | Neon | Grecki neon , „nowy” | 18 | 2 | p-blok | 20.180 | 0,000 8999 | 24,56 | 27.07 | 1,03 | – | 0,005 | pierwotny | gaz |
11 | Na | Sód |
Angielski (od średniowiecznej łaciny) soda · Symbol Na pochodzi od nowego łacińskiego natrium , ukutego z niemieckiego Natron , ' natron ' |
1 | 3 | s-blok | 22,990 | 0,971 | 370,87 | 1156 | 1,228 | 0,93 | 23 600 | pierwotny | solidny |
12 | Mg | Magnez | Magnesia , dzielnica wschodniej Tesalii w Grecji | 2 | 3 | s-blok | 24.305 | 1,738 | 923 | 1363 | 1,023 | 1.31 | 23 300 | pierwotny | solidny |
13 | Glin | Aluminium | Tlenku glinu , od łacińskiego Alumen (gen. Aluminis ), 'gorzka soli, ałunu ' | 13 | 3 | p-blok | 26,982 | 2,698 | 933,47 | 2792 | 0,897 | 1,61 | 82 300 | pierwotny | solidny |
14 | Si | Krzem | łaciński silex , krzemień ( pierwotnie silicium ) | 14 | 3 | p-blok | 28,085 | 2,3296 | 1687 | 3538 | 0,705 | 1,9 | 282 000 | pierwotny | solidny |
15 | P | Fosfor | Grecki phōsphóros , "niosący światło" | 15 | 3 | p-blok | 30,974 | 1,82 | 317.30 | 550 | 0,769 | 2.19 | 1 050 | pierwotny | solidny |
16 | S | Siarka | Siarka łacińska , „siarka” | 16 | 3 | p-blok | 32.06 | 2.067 | 388,36 | 717,87 | 0,71 | 2,58 | 350 | pierwotny | solidny |
17 | Cl | Chlor | Greckie chlōrós , "zielonkawo-żółty" | 17 | 3 | p-blok | 35,45 | 0,003 214 | 171,6 | 239,11 | 0,479 | 3.16 | 145 | pierwotny | gaz |
18 | Ar | Argon | greckie argós , 'bezczynny' (ze względu na swoją bezwładność ) | 18 | 3 | p-blok | 39,95 | 0,001 7837 | 83,80 | 87.30 | 0,52 | – | 3,5 | pierwotny | gaz |
19 | K | Potas |
Nowa łacińska potassa , " potaż " , sama z garnka i popiołu · Symbol K pochodzi od łacińskiego kalium |
1 | 4 | s-blok | 39,098 | 0,862 | 336,53 | 1032 | 0,757 | 0,82 | 20 900 | pierwotny | solidny |
20 | Ca | Wapń | Calx łaciński , " limonka " | 2 | 4 | s-blok | 40.078 | 1,54 | 1115 | 1757 | 0,647 | 1,00 | 41 500 | pierwotny | solidny |
21 | Sc | Skand | Łacińska Scandia „ Scandinavia ” | 3 | 4 | d-blok | 44,956 | 2,989 | 1814 | 3109 | 0,568 | 1,36 | 22 | pierwotny | solidny |
22 | Ti | Tytan | Tytani , synowie bogini ziemi z mitologii greckiej | 4 | 4 | d-blok | 47.867 | 4,54 | 1941 | 3560 | 0,523 | 1,54 | 5 650 | pierwotny | solidny |
23 | V | Wanad | Vanadis , staronordyckie imię skandynawskiej bogini Freyji | 5 | 4 | d-blok | 50,942 | 6.11 | 2183 | 3680 | 0,489 | 1,63 | 120 | pierwotny | solidny |
24 | Cr | Chrom | grecka chroma , kolor , | 6 | 4 | d-blok | 51,996 | 7.15 | 2180 | 2944 | 0,449 | 1,66 | 102 | pierwotny | solidny |
25 | Mn | Mangan | Uszkodzony z magnezji negra ; patrz § magnez | 7 | 4 | d-blok | 54,938 | 7,44 | 1519 | 2334 | 0,479 | 1,55 | 950 | pierwotny | solidny |
26 | Fe | Żelazo | Angielskie słowo · Symbol Fe pochodzi od łacińskiego ferrum |
8 | 4 | d-blok | 55.845 | 7,874 | 1811 | 3134 | 0,449 | 1,83 | 56 300 | pierwotny | solidny |
27 | Współ | Kobalt | niemiecki kobold ' goblin ' | 9 | 4 | d-blok | 58,933 | 8.86 | 1768 | 3200 | 0,421 | 1,88 | 25 | pierwotny | solidny |
28 | Ni | Nikiel | Nikiel, psotny sprite niemieckiej mitologii górniczej | 10 | 4 | d-blok | 58.693 | 8,912 | 1728 | 3186 | 0,444 | 1,91 | 84 | pierwotny | solidny |
29 | Cu | Miedź | Angielskie słowo, od łacińskiego cuprum , od starożytnej greki Kýpros ' Cypr ' | 11 | 4 | d-blok | 63.546 | 8.96 | 1 357 0,77 | 2835 | 0,385 | 1,90 | 60 | pierwotny | solidny |
30 | Zn | Cynk | Najprawdopodobniej od niemieckiego Zinke , „ząb” lub „ząb”, choć niektórzy sugerują, że perski śpiewał „kamień” | 12 | 4 | d-blok | 65,38 | 7.134 | 692,88 | 1180 | 0,388 | 1,65 | 70 | pierwotny | solidny |
31 | Ga | Gal | łac. Gallia , „ Francja ” | 13 | 4 | p-blok | 69,723 | 5,907 | 302.9146 | 2673 | 0,371 | 1,81 | 19 | pierwotny | solidny |
32 | Ge | German | Łacińska Germania , „ Niemcy ” | 14 | 4 | p-blok | 72,630 | 5.323 | 1 211 0,40 | 3106 | 0,32 | 2.01 | 1,5 | pierwotny | solidny |
33 | Jak | Arsen | francuski arszenik , od greckiego arsenikón „żółty arszenik” (pod wpływem arsenikós , „męski” lub „męski”), z zachodnioazjatyckiego słowa wędrownego ostatecznie ze staroirańskiego *zarniya-ka , „złoty” | 15 | 4 | p-blok | 74,922 | 5,776 | 1090 | 887 | 0,329 | 2.18 | 1,8 | pierwotny | solidny |
34 | Se | Selen | Grecki selḗnē , " księżyc " | 16 | 4 | p-blok | 78,971 | 4,809 | 453 | 958 | 0,321 | 2,55 | 0,05 | pierwotny | solidny |
35 | Br | Brom | Greckie bromos , „smród” | 17 | 4 | p-blok | 79,904 | 3.122 | 265,8 | 332,0 | 0,474 | 2,96 | 2,4 | pierwotny | płyn |
36 | Kr | Krypton | Greckie kryptós , „ukryte” | 18 | 4 | p-blok | 83,798 | 0,003 733 | 115,79 | 119,93 | 0,248 | 3.00 | 1 × 10 -4 | pierwotny | gaz |
37 | Rb | Rubid | Rubidus łaciński , „głęboka czerwień” | 1 | 5 | s-blok | 85,468 | 1,532 | 312,46 | 961 | 0,363 | 0,82 | 90 | pierwotny | solidny |
38 | Sr | Stront | Strontian , wieś w Szkocji , gdzie został znaleziony | 2 | 5 | s-blok | 87,62 | 2,64 | 1050 | 1655 | 0,301 | 0,95 | 370 | pierwotny | solidny |
39 | Tak | Itr | Ytterby , Szwecja , gdzie został znaleziony; zobacz także terb , erb , iterb | 3 | 5 | d-blok | 88,906 | 4.469 | 1799 | 3609 | 0,298 | 1,22 | 33 | pierwotny | solidny |
40 | Zr | Cyrkon | Cyrkon , minerał z perskiego zargunu, "złoty" | 4 | 5 | d-blok | 91.224 | 6,506 | 2128 | 4682 | 0,278 | 1,33 | 165 | pierwotny | solidny |
41 | Nb | Niob | Niobe , córka króla Tantala z mitologii greckiej; zobacz także tantal | 5 | 5 | d-blok | 92,906 | 8.57 | 2750 | 5017 | 0,265 | 1,6 | 20 | pierwotny | solidny |
42 | Mo | molibden | Greckie molýbdaina , „kawałek ołowiu ”, od mólybdos , „ołów”, z powodu pomylenia z galeną rudy ołowiu (PbS) | 6 | 5 | d-blok | 95,95 | 10.22 | 2896 | 4912 | 0,251 | 2.16 | 1.2 | pierwotny | solidny |
43 | Tc | Technet | Grecki tekhnētós , „sztuczny” | 7 | 5 | d-blok | [97] | 11,5 | 2430 | 4538 | – | 1,9 | ~ 3 × 10 -9 | od rozkładu | solidny |
44 | Ru | Ruten | Nowa Ruś Łacińska , " Rosja " | 8 | 5 | d-blok | 101,07 | 12.37 | 2607 | 4423 | 0,238 | 2.2 | 0,001 | pierwotny | solidny |
45 | Rh | Rod | Greckie rhodóeis , " różowe ", z rodonu , " róża " | 9 | 5 | d-blok | 102,91 | 12.41 | 2237 | 3968 | 0,243 | 2,28 | 0,001 | pierwotny | solidny |
46 | Pd | Paladium | Pallas , asteroida, uważana wówczas za planetę | 10 | 5 | d-blok | 106,42 | 12.02 | 1 828 0,05 | 3236 | 0,244 | 2.20 | 0,015 | pierwotny | solidny |
47 | Ag | Srebro | Angielskie słowo · Symbol Ag pochodzi od łacińskiego argentum |
11 | 5 | d-blok | 107,87 | 10.501 | 1 234 0,93 | 2435 | 0,235 | 1,93 | 0,075 | pierwotny | solidny |
48 | Płyta CD | Kadm | Nowa łacińska cadmia , od króla Kadmos | 12 | 5 | d-blok | 112,41 | 8.69 | 594,22 | 1040 | 0,232 | 1,69 | 0,159 | pierwotny | solidny |
49 | w | Ind | Łacińska indicum , „ indygo ”, niebieski kolor występujący w jego spektrum | 13 | 5 | p-blok | 114,82 | 7,31 | 429,75 | 2345 | 0,233 | 1,78 | 0,25 | pierwotny | solidny |
50 | Sn | Cyna | Angielskie słowo · Symbol Sn pochodzi od łacińskiego stannum |
14 | 5 | p-blok | 118,71 | 7,287 | 505.08 | 2875 | 0,228 | 1,96 | 2,3 | pierwotny | solidny |
51 | Sb | Antymon | Łacińskie antimonium , którego pochodzenie jest niejasne : ludowe etymologie sugerują, że wywodzi się od greckiego antí („przeciw”) + mónos („samotnie”) lub starofrancuskiego anti- moine , „zmora mnicha”, ale prawdopodobnie lub związane arabski 'iṯmid , „” antymon, sformatowany jako łacińskiego słowa · Symbol Sb pochodzi od łacińskiego stibium „ antymonitu ” |
15 | 5 | p-blok | 121,76 | 6,685 | 903,78 | 1860 | 0,207 | 2,05 | 0,2 | pierwotny | solidny |
52 | Te | Tellur | łaciński tellus , „ziemia, ziemia” | 16 | 5 | p-blok | 127,60 | 6.232 | 722,66 | 1261 | 0,202 | 2,1 | 0,001 | pierwotny | solidny |
53 | i | Jod | francuski iode , od greckiego ioeidḗs , 'fiolet' | 17 | 5 | p-blok | 126,90 | 4,93 | 386,85 | 457,4 | 0,214 | 2,66 | 0,45 | pierwotny | solidny |
54 | Xe | Ksenon | Grecki xénon , rodzaj nijaki od xénos 'dziwny' | 18 | 5 | p-blok | 131,29 | 0,005 887 | 161,4 | 165,03 | 0,158 | 2,60 | 3 x 10 -5 | pierwotny | gaz |
55 | Cs | Cez | łac. caesius , „błękitny” | 1 | 6 | s-blok | 132,91 | 1,873 | 301,59 | 944 | 0,242 | 0,79 | 3 | pierwotny | solidny |
56 | Ba | Bar | Grecki barýs , „ciężki” | 2 | 6 | s-blok | 137,33 | 3,594 | 1000 | 2170 | 0,204 | 0,89 | 425 | pierwotny | solidny |
57 | La | Lantan | Grecki lanthánein , „leżeć w ukryciu” | nie dotyczy | 6 | f-blok | 138,91 | 6.145 | 1193 | 3737 | 0,195 | 1,1 | 39 | pierwotny | solidny |
58 | Ce | Cer | Ceres , planeta karłowata, uważana wówczas za planetę | nie dotyczy | 6 | f-blok | 140,12 | 6,77 | 1068 | 3716 | 0,192 | 1.12 | 66,5 | pierwotny | solidny |
59 | Pr | Prazeodym | Greckie prásios dídymos , „zielony bliźniak” | nie dotyczy | 6 | f-blok | 140,91 | 6,773 | 1208 | 3793 | 0,193 | 1.13 | 9,2 | pierwotny | solidny |
60 | NS | Neodym | Greckie Néos Didymos , „nowy bliźniak” | nie dotyczy | 6 | f-blok | 144,24 | 7.007 | 1297 | 3347 | 0,19 | 1.14 | 41,5 | pierwotny | solidny |
61 | Po południu | promet | Prometeusz , postać z mitologii greckiej | nie dotyczy | 6 | f-blok | [145] | 7.26 | 1315 | 3273 | – | 1.13 | 2 × 10 -19 | od rozkładu | solidny |
62 | Sm | Samar | Samarskite , minerał nazwany na cześć W. Samarskiego-Bychowca , rosyjskiego urzędnika kopalni | nie dotyczy | 6 | f-blok | 150,36 | 7,52 | 1345 | 2067 | 0,197 | 1,17 | 7.05 | pierwotny | solidny |
63 | Eu | Europ | Europa | nie dotyczy | 6 | f-blok | 151,96 | 5.243 | 1099 | 1802 | 0,182 | 1.2 | 2 | pierwotny | solidny |
64 | Bóg | Gadolin | Gadolinit , minerał nazwany na cześć Johana Gadolina , fińskiego chemika, fizyka i mineraloga | nie dotyczy | 6 | f-blok | 157,25 | 7,895 | 1585 | 3546 | 0,236 | 1.2 | 6,2 | pierwotny | solidny |
65 | Tb | Terb | Ytterby , Szwecja, gdzie został znaleziony; zobacz także itr , erb , iterb | nie dotyczy | 6 | f-blok | 158,93 | 8,229 | 1629 | 3503 | 0,182 | 1.2 | 1.2 | pierwotny | solidny |
66 | Dy | Dysproz | Greckie dysprósitos , „trudne do zdobycia” | nie dotyczy | 6 | f-blok | 162,50 | 8.55 | 1680 | 2840 | 0,17 | 1,22 | 5.2 | pierwotny | solidny |
67 | Ho | Holmium | Nowa łacińska Holmia , „ Sztokholm ” | nie dotyczy | 6 | f-blok | 164,93 | 8,795 | 1734 | 2993 | 0,165 | 1.23 | 1,3 | pierwotny | solidny |
68 | Er | Erb | Ytterby , Szwecja, gdzie został znaleziony; zobacz także itr , terb , iterb | nie dotyczy | 6 | f-blok | 167,26 | 9,066 | 1802 | 3141 | 0,168 | 1,24 | 3,5 | pierwotny | solidny |
69 | Tm | Tul | Thule , starożytna nazwa niejasnej północnej lokalizacji | nie dotyczy | 6 | f-blok | 168,93 | 9,321 | 1818 | 2223 | 0,16 | 1,25 | 0,52 | pierwotny | solidny |
70 | Yb | Iterb | Ytterby , Szwecja, gdzie został znaleziony; zobacz także itr , terb , erb | nie dotyczy | 6 | f-blok | 173,05 | 6,965 | 1097 | 1469 | 0,155 | 1,1 | 3.2 | pierwotny | solidny |
71 | Lu | Lutet | Łacińska Lutetia ' Paryż ' | 3 | 6 | d-blok | 174,97 | 9.84 | 1925 | 3675 | 0,154 | 1,27 | 0,8 | pierwotny | solidny |
72 | Hf | Hafn | Nowy łaciński Hafnia „ Kopenhaga ” (z duńskiego havn , port) | 4 | 6 | d-blok | 178,49 | 13.31 | 2506 | 4876 | 0,144 | 1,3 | 3 | pierwotny | solidny |
73 | Ta | Tantal | Król Tantal , ojciec Niobe z mitologii greckiej; zobacz też niob | 5 | 6 | d-blok | 180,95 | 16,654 | 3290 | 5731 | 0,14 | 1,5 | 2 | pierwotny | solidny |
74 | W | Wolfram | Szwedzki tung sten „ciężki kamień” · Symbol W jest od Wolfram , pochodzący z Język średnio-wysoko-niemiecki wilk-Rahm „pianki wilka” opisującego mineralną wolframite |
6 | 6 | d-blok | 183,84 | 19.25 | 3695 | 5828 | 0,132 | 2,36 | 1,3 | pierwotny | solidny |
75 | Odnośnie | Ren | Łaciński Rhenus ' Ren ' | 7 | 6 | d-blok | 186,21 | 21.02 | 3459 | 5869 | 0,137 | 1,9 | 7 × 10 -4 | pierwotny | solidny |
76 | Os | Osm | Grecki osmḗ , „ zapach ” | 8 | 6 | d-blok | 190,23 | 22,61 | 3306 | 5285 | 0,13 | 2.2 | 0,002 | pierwotny | solidny |
77 | Ir | Iryd | Iris , grecka bogini tęczy | 9 | 6 | d-blok | 192.22 | 22,56 | 2719 | 4701 | 0,131 | 2.20 | 0,001 | pierwotny | solidny |
78 | Pt | Platyna | Hiszpańska platyna , „małe srebro”, od plata „srebro” | 10 | 6 | d-blok | 195.08 | 21,46 | 2 041 0,4 | 4098 | 0,133 | 2,28 | 0,005 | pierwotny | solidny |
79 | Au | Złoto | Angielskie słowo · Symbol Au pochodzi od łacińskiego aurum |
11 | 6 | d-blok | 196.97 | 19.282 | 1 337 0,33 | 3129 | 0,129 | 2,54 | 0,004 | pierwotny | solidny |
80 | Hg | Rtęć |
Merkury , rzymski bóg handlu, komunikacji i szczęścia, znany ze swojej szybkości i mobilności · Symbol Hg pochodzi od łacińskiej nazwy hydrargyrum , od greckiego hydrárgyros , „wodne srebro” |
12 | 6 | d-blok | 200,59 | 13.5336 | 234,43 | 629,88 | 0,14 | 2.00 | 0,085 | pierwotny | płyn |
81 | Tl | Tal | Greckie thallós , „zielony pęd lub gałązka” | 13 | 6 | p-blok | 204,38 | 11,85 | 577 | 1746 | 0,129 | 1,62 | 0,85 | pierwotny | solidny |
82 | Pb | Ołów | Angielskie słowo · Symbol Pb pochodzi od łacińskiego plumbum |
14 | 6 | p-blok | 207,2 | 11.342 | 600,61 | 2022 | 0,129 |
1,87 ( 2+ ) 2,33 (4+) |
14 | pierwotny | solidny |
83 | Bi | Bizmut | niemiecki Wismut , od weiß Masse „biała masa”, chyba że z arabskiego | 15 | 6 | p-blok | 208,98 | 9,807 | 544,7 | 1837 | 0,122 | 2,02 | 0,009 | pierwotny | solidny |
84 | Po | Polon | Polonia łacińska , ' Polska ', ojczyzna Marii Curie | 16 | 6 | p-blok | [209] | 9.32 | 527 | 1235 | – | 2,0 | 2 × 10 -10 | od rozkładu | solidny |
85 | Na | Astatin | grecki ástatos , 'niestabilny' | 17 | 6 | p-blok | [210] | 7 | 575 | 610 | – | 2.2 | 3 × 10 -20 | od rozkładu | nieznana faza |
86 | Rn | Radon | Emanacja radu , pierwotnie nazwa izotopu Radon-222 | 18 | 6 | p-blok | [222] | 0,009 73 | 202 | 211.3 | 0,094 | 2.2 | 4 x 10 -13 | od rozkładu | gaz |
87 | Fr | Francium | Francja , ojczyzna odkrywcy Marguerite Perey | 1 | 7 | s-blok | [223] | 1,87 | 281 | 890 | – | >0,79 | ~ 1 × 10 -18 | od rozkładu | nieznana faza |
88 | Ra | Rad | francuski rad , od łacińskiego promienia ' ray ' | 2 | 7 | s-blok | [226] | 5,5 | 973 | 2010 | 0,094 | 0,9 | 9 x 10 -7 | od rozkładu | solidny |
89 | Ac | Aktyn | grecki aktís , 'promień' | nie dotyczy | 7 | f-blok | [227] | 10.07 | 1323 | 3471 | 0,12 | 1,1 | 5,5 × 10 -10 | od rozkładu | solidny |
90 | NS | Tor | Thor , skandynawski bóg piorunów | nie dotyczy | 7 | f-blok | 232.04 | 11,72 | 2115 | 5061 | 0,113 | 1,3 | 9,6 | pierwotny | solidny |
91 | Rocznie | Protaktyn | Proto- (z greckiego protos , „pierwszy, przed”) + aktyn , ponieważ aktyn jest wytwarzany przez radioaktywny rozpad protaktynu | nie dotyczy | 7 | f-blok | 231.04 | 15.37 | 1841 | 4300 | – | 1,5 | 1,4 × 10 -6 | od rozkładu | solidny |
92 | U | Uran | Uran , siódma planeta w Układzie Słonecznym | nie dotyczy | 7 | f-blok | 238,03 | 18,95 | 1 405 0,3 | 4404 | 0,116 | 1,38 | 2,7 | pierwotny | solidny |
93 | Np | Neptun | Neptun , ósma planeta w Układzie Słonecznym | nie dotyczy | 7 | f-blok | [237] | 20.45 | 917 | 4273 | – | 1,36 | ≤ 3 × 10 -12 | od rozkładu | solidny |
94 | Pu | Pluton | Pluton , planeta karłowata, w tamtym czasie uważana za planetę Układu Słonecznego | nie dotyczy | 7 | f-blok | [244] | 19.84 | 912,5 | 3501 | – | 1,28 | ≤ 3 x 10 -11 | od rozkładu | solidny |
95 | Jestem | Ameryk | Ameryka , gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany, przez analogię z jego homologiem § europium | nie dotyczy | 7 | f-blok | [243] | 13.69 | 1449 | 2880 | – | 1.13 | – | syntetyczny | solidny |
96 | Cm | Kiur | Pierre Curie i Marie Curie , francuscy fizycy i chemicy | nie dotyczy | 7 | f-blok | [247] | 13.51 | 1613 | 3383 | – | 1,28 | – | syntetyczny | solidny |
97 | Bk | Berkel | Berkeley w Kalifornii, gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany | nie dotyczy | 7 | f-blok | [247] | 14,79 | 1259 | 2900 | – | 1,3 | – | syntetyczny | solidny |
98 | cf | Kaliforn | Kalifornia , gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany w laboratorium LBNL | nie dotyczy | 7 | f-blok | [251] | 15,1 | 1173 | (1743) | – | 1,3 | – | syntetyczny | solidny |
99 | Es | Einsteina | Albert Einstein , niemiecki fizyk | nie dotyczy | 7 | f-blok | [252] | 8.84 | 1133 | (1269) | – | 1,3 | – | syntetyczny | solidny |
100 | Fm | Ferm | Enrico Fermi , włoski fizyk | nie dotyczy | 7 | f-blok | [257] | (9.7) | (1125) | – | – | 1,3 | – | syntetyczny | nieznana faza |
101 | Md | Mendelew | Dmitri Mendelejew , rosyjski chemik, który zaproponował układ okresowy pierwiastków | nie dotyczy | 7 | f-blok | [258] | (10.3) | (1100) | – | – | 1,3 | – | syntetyczny | nieznana faza |
102 | Nie | Nobel | Alfred Nobel , szwedzki chemik i inżynier | nie dotyczy | 7 | f-blok | [259] | (9.9) | (1100) | – | – | 1,3 | – | syntetyczny | nieznana faza |
103 | Lr | Wawrzyńca | Ernest Lawrence , amerykański fizyk | 3 | 7 | d-blok | [266] | (15.6) | (1900) | – | – | 1,3 | – | syntetyczny | nieznana faza |
104 | Rf | Rutherford | Ernest Rutherford , chemik i fizyk z Nowej Zelandii | 4 | 7 | d-blok | [267] | (23.2) | (2400) | (5800) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
105 | Db | Dubniu | Dubna , Rosja, gdzie pierwiastek został odkryty w laboratorium ZIBJ | 5 | 7 | d-blok | [268] | (29,3) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
106 | Sg | Seaborgium | Glenn T. Seaborg , amerykański chemik | 6 | 7 | d-blok | [269] | (35.0) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
107 | Bh | Bohrium | Niels Bohr , duński fizyk | 7 | 7 | d-blok | [270] | (37.1) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
108 | Hs | Hass | Nowa łacińska Hassia , „ Hesja ”, państwo w Niemczech | 8 | 7 | d-blok | [269] | (40,7) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
109 | Mt | Meitnerium | Lise Meitner , austriacka fizyk | 9 | 7 | d-blok | [278] | (37,4) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
110 | Ds | Darmsztadt | Darmstadt , Niemcy, gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany w laboratoriach GSI | 10 | 7 | d-blok | [281] | (34,8) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
111 | Rg | Rentgen | Wilhelm Conrad Röntgen , niemiecki fizyk | 11 | 7 | d-blok | [282] | (28,7) | – | – | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
112 | Cn | Kopernik | Mikołaj Kopernik , polski astronom | 12 | 7 | d-blok | [285] | (14.0) | (283) | (340) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
113 | Nh | Nihon | Japoński Nihon , ' Japonia ', gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany w laboratoriach Riken | 13 | 7 | p-blok | [286] | (16) | (700) | (1400) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
114 | Fl | Flerow | Laboratorium Reakcji Jądrowych Flerowa , część ZIBJ , gdzie zsyntetyzowano pierwiastek; sama nazwana na cześć Georgy Flyorova , rosyjskiego fizyka | 14 | 7 | p-blok | [289] | (9.928) | (200) | (380) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
115 | Mc | Moskwa | Moskwa , Rosja, gdzie pierwiastek został po raz pierwszy zsyntetyzowany w laboratoriach ZIBJ | 15 | 7 | p-blok | [290] | (13.5) | (700) | (1400) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
116 | Lv | Livermorium | Lawrence Livermore National Laboratory w Livermore w Kalifornii | 16 | 7 | p-blok | [293] | (12.9) | (700) | (1100) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
117 | Ts | Tennessine | Tennessee , Stany Zjednoczone, gdzie Oak Ridge National Laboratory znajduje | 17 | 7 | p-blok | [294] | (7.2) | (700) | (883) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
118 | Og | Oganesson | Jurij Oganessian , rosyjski fizyk | 18 | 7 | p-blok | [294] | (7) | (325) | (450) | – | – | – | syntetyczny | nieznana faza |
Zobacz też
- Biologiczne role pierwiastków
- Baza chemiczna
- Odkrycie pierwiastków chemicznych
- Zbieranie elementów
- Fikcyjny element
- Klasyfikacja Goldschmidta
- Wyspa stabilności
- Lista pierwiastków chemicznych
- Lista nuklidów
- Lista gęstości pierwiastków
- Mineralny (składnik odżywczy)
- Układy okresowe małych cząsteczek
- Ceny pierwiastków chemicznych
- Systematyczna nazwa elementu
- Tabela nuklidów
- Kalendarium odkryć pierwiastków chemicznych
- The Mystery of Matter: Search for the Elements (film PBS)
Bibliografia
Dalsza lektura
- Ball, P. (2004). Elementy: bardzo krótkie wprowadzenie . Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego . Numer ISBN 978-0-19-284099-8.
- Emsley, J. (2003). Bloki konstrukcyjne natury: przewodnik od A do Z po żywiołach . Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego . Numer ISBN 978-0-19-850340-8.
- Szary, T. (2009). Pierwiastki: wizualna eksploracja każdego znanego atomu we wszechświecie . Black Dog & Leventhal Publishers Inc. ISBN 978-1-57912-814-2.
- Scerri, ER (2007). Układ okresowy pierwiastków, jego historia i znaczenie . Wydawnictwo Uniwersytetu Oksfordzkiego . Numer ISBN 978-0-19-530573-9.
- Strathern, P. (2000). Sen Mendelejewa: poszukiwanie żywiołów . Hamish Hamilton Ltd . Numer ISBN 978-0-241-14065-9.
- Kean, Sam (2011). Łyżka znikająca: i inne prawdziwe opowieści o szaleństwie, miłości i historii świata z układu okresowego pierwiastków . Back Bay Books.
-
Opracowane przez AD McNaught i A. Wilkinson. (1997). Blackwell Scientific Publications, Oxford (red.). Kompendium Terminologii Chemicznej, wyd. („Złota Księga”) . doi : 10.1351/złota księga . Numer ISBN 978-0-9678550-9-7.CS1 maint: używa parametru autorów ( link )
- Wersja poprawiona XML on-line: opracowali M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; aktualizacje opracowane przez A. Jenkinsa.
Zewnętrzne linki
- Filmy dla każdego elementu opracowane przez University of Nottingham
- "Chemical Elements" , In Our Time , rozmowa BBC Radio 4 z Paulem Strathernem, Mary Archer i Johnem Murrellem (25 maja 2000).