В предишното съдържание се запознахме с основната структура на атома, както и с изотопите, изобарите и йоните. Видяхме, че броят на неутроните в ядрата на атомите на един и същи химичен елемент може да бъде различен, поради което се появяват изотопите. Така че броят на неутроните не е основната характеристика на конкретен вид атом.
Химични елементи
В неутрален атом броят на протоните и електроните трябва да е равен. Всъщност това число е различно за различните атоми. Така че техният брой е важна характеристика на атома, белег, по който атомите ще бъдат разграничени един от друг. Атомите, които имат еднакъв брой протони и електрони, имат еднакви характеристики, така че казваме, че те са атоми от същия вид или хомогенни атоми.
Въпреки това, когато споменахме йони, казахме, че броят на електроните, които са най-отдалечени от атомното ядро, при дадени условия, може да се промени. Очевидно, когато говорим за определен вид атом, единственото нещо, което не се променя, е броят на протоните в ядрото. И така, броят на протоните, тоест атомният номер, е най-важната характеристика, която определя какъв вид атом е. Следователно терминът химичен елемент се дефинира:
Съвкупността от атоми с еднакъв брой протони, тоест с еднакъв атомен номер, се нарича химичен елемент.
Например атомите на химичния елемент водород съдържат един протон, азотът 7 протона, кислородът 8 протона, желязото 26 и т.н. 118 химични елемента са известни на човека досега. От тях 92 се намират във вещества в природата, а останалите са получени от човека по изкуствен път. Вече знаете, че градивните елементи на веществата могат да бъдат атоми, молекули и йони.
Елементарни вещества
Всъщност веществата се различават преди всичко по себе си според това какви атоми, молекули или йони влизат в състава им. Но както молекулите, така и йоните се получават от атоми на определени елементи. Затова основното разделение на веществата се извършва според това дали в състава им влизат еднакви или различни елементи. Има вещества, които са съставени само от един елемент и такива вещества се наричат елементарни вещества. И така, можем да дефинираме елементарните вещества, както следва:
Елементарни вещества са тези вещества, които съдържат само един елемент. Те могат да бъдат изградени от атоми или молекули, които са съставени само от един вид атом.
Нека да разгледаме някои примери:
- Елементарното вещество мед се състои от голям брой атоми на елемента мед.
- Елементарното вещество кислород се състои от молекули, които са изградени от два атома на елемента кислород.
- Елементарното вещество фосфор се състои от молекули, изградени от четири атома на елемента фосфор.
Метали и Неметали
В природата има примери за различни елементарни вещества от един и същи елемент. Наричаме ги алотропни модификации. Например графитът и диамантът са различни елементарни вещества, но и двете са изградени от атоми на елемента въглерод, т.е. от елемента въглерод.
Тези вещества имат напълно различни свойства поради различния начин на свързване на въглеродните атоми.
Заради различните строителни единици и заради начина тяхната връзка, елементарните вещества се различават мег сам по себе си според свойствата си. Елементарните вещества обаче според свойствата си най-общо могат да се разделят на две по-големи групи, а именно: метали и неметали.
При стайна температура металите са в твърдо агрегатно състояние. Единственото изключение е живакът, който при стайна температура е в течно агрегатно състояние. Повечето метали имат сив цвят, а на напречно сечение имат метален блясък. Те са добри проводници на топлина и електричество. С изключение на няколко метала, които са меки, повечето са твърди и лесно ковки.
Неметалите, от друга страна, при стайна температура се намират и в трите агрегатни състояния, но най-голям брой от тях са в газообразно агрегатно състояние. Неметалите включват: кислород, азот, въглерод, фосфор, хлор, сяра и др. Тези неметали, които са в твърдо агрегатно състояние, като например сярата и йода, са крехки. Броят на металите е много по-голям от броя на неметалите, но неметалите като елементарни вещества са значително представени на Земята. Достатъчно е да се каже, че основните компоненти на въздуха са азот и кислород.
Полуметали
Някои елементарни вещества имат свойства както на метали, така и на неметали.
Наричат се полуметали или семиметали. Това включва силиций, германий, арсен, антимон и др. Казахме, че атомите могат да се свързват заедно и да образуват молекули. Разгледахме и примери за молекули, изградени от едни и същи атоми в елементарни вещества. По-често обаче молекулите се образуват от различни атоми, образувайки съединения.
Молекулите на съединенията се състоят от поне два различни атома. Така че в състава на съединенията влизат поне два различни елемента. Затова казваме, че те са по-сложни от елементарните вещества. Освен от молекули, много съединения могат да бъдат изградени и от йони с противоположни заряди. И така: Съединенията са вещества, които могат да бъдат изградени от молекули, които включват различни атоми или от йони с противоположни заряди.
Примери
Нека да разгледаме някои примери:
- Трапезната сол (натриев хлорид) съдържа два елемента: натрий и хлор. Състои се от голям брой натриеви и хлорни йони, чието съотношение е 1:1, а формулата на натриевия хлорид е NaCl.
- Водата се състои от молекули, които включват атоми на два елемента: водород и кислород.
Тук трябва да споменем, че молекулите на друго съединение, водороден пероксид (известен още като водород), са изградени от атомите на елементите водород и кислород. Молекулата на водата обаче е изградена от два водородни атома и един кислороден атом, така че нейната химична формула е H2O, а молекулата на водородния пероксид е изградена от два водородни атома и два кислородни атома, така че химичната формула на водородния пероксид е H2O2.
Всъщност има много различни съединения, които се състоят от едни и същи елементи, но броят на атомите на съответните елементи в техните молекули е различен. Например оцетната киселина и етанолът са направени от едни и същи елементи: въглерод, водород и кислород. Въпреки това, в молекулата на оцетната киселина има 2 атома въглерод, 4 атома водород и 2 атома кислород (C2H4O2), а молекулата на етанола се състои от 2 атома въглерод, 6 атома водород и 1 атом кислород ( C2H6O).
Молекулата на фосфорната киселина се състои от три водородни атома, един фосфорен атом и четири кислородни атома, така че нейната химична формула е H3PO4. Следователно можем да заключим, че съединенията имат определен, постоянен състав.
Поради възможността атомите на различните елементи да могат да се свързват заедно в огромен брой комбинации, има много различни съединения. Броят на съединенията, открити в природата, е много голям и химиците, получавайки съединения, които не съществуват в природата, увеличават този брой още повече.
Тук трябва да подчертаем, че в състава на съединенията влизат определени елементи, но не и елементарни вещества! Наистина, някои съединения се получават чрез комбиниране на елементарни вещества, съставени от атоми, от които се състои и съединението, но полученото съединение има напълно различни свойства от елементарните вещества, от които е получено.
Например в състава на водата влизат елементите водород и кислород, но водата има съвсем различни свойства от елементарните вещества водород и кислород: те са газообразни вещества, а водата е течност и т.н. Ето няколко примера за реакции за получаване на съединения от съответните елементарни вещества:
Точно както те могат да бъдат получени директно от техните елементарни вещества, така и съединенията могат да бъдат разложени на елементарни вещества. Например, чрез разделяне на водата под действието на постоянен ток (електролиза) се получават водород и кислород, но обемът на водорода е два пъти по-голям от този на кислорода, така че можем да напишем:
За разлика от съединенията, елементарните вещества не могат да се разделят на по-прости вещества.
Tags: Вещества, Елемент, Елементарни, Елементи, Метали, Неметали, Полуметали, Химичен, Химични
Моля Изчакай...
