Химический элемент - Chemical element

  (Перенаправлен из элемента Natural )

В химии , элемент представляет собой чистое вещество , которое не может быть разбито с помощью химических средств, состоящего из атомов , имеющие одинаковые числа протонов в их атомных ядрах . Число протонов в ядре является определяющим свойством элемента и называется атомным номером (обозначается символом Z). Химические элементы составляют всю барионную материю Вселенной.

Всего идентифицировано 118 элементов. Первые 94 образуются на Земле в естественных условиях , а остальные 24 являются синтетическими элементами, образующимися в ядерных реакциях . За исключением нестабильных радиоактивных элементов ( радионуклидов ), которые быстро распадаются , почти все элементы доступны в промышленных масштабах в различных количествах.

Когда различные элементы объединяются, они могут вызывать химическую реакцию и образовывать соединения из-за химических связей, удерживающих составляющие атомы вместе. Лишь небольшая часть элементов обнаруживается в несоединенном виде как относительно чистые минералы самородных элементов . Почти все другие встречающиеся в природе элементы представлены в виде соединений или смесей ; например, атмосферный воздух в первую очередь представляет собой смесь элементов азота , кислорода и аргона .

История открытия и использования элементов началась с примитивных человеческих сообществ, которые открыли природные минералы, такие как углерод , сера , медь и золото (хотя концепция химического элемента еще не была понята). Попытки классифицировать такие материалы привели к появлению концепций классических элементов , алхимии и различных подобных теорий на протяжении всей истории человечества.

Большая часть современного понимания элементов приписываются Дмитрий Менделеев , русский химик , который опубликовал первую узнаваемую периодическую таблицу в 1869. Свойство химических элементов приведены в этой таблице, который организует их увеличение атомного номера в строки (» периоды "), в котором столбцы (" группы ") имеют повторяющиеся (" периодические ") физические и химические свойства . Использование таблицы Менделеева позволяет химикам выявлять взаимосвязи между различными элементами и предсказывать поведение теоретических, но еще не обнаруженных новых; открытие и синтез дополнительных новых элементов является постоянной областью научного исследования.

Описание

Самыми легкими химическими элементами являются водород и гелий , оба из которых были созданы нуклеосинтезом Большого взрыва в течение первых 20 минут существования Вселенной в соотношении примерно 3: 1 по массе (или 12: 1 по количеству атомов), вместе с крошечными следами следующие два элемента, литий и бериллий . Почти все другие элементы, встречающиеся в природе, были получены различными естественными методами нуклеосинтеза . На Земле небольшие количества новых атомов образуются естественным образом в результате нуклеогенных реакций или космогенных процессов, таких как расщепление космических лучей . Новые атомы также естественным образом образуются на Земле в виде дочерних радиогенных изотопов продолжающихся процессов радиоактивного распада, таких как альфа-распад , бета-распад , спонтанное деление , кластерный распад и другие более редкие формы распада.

Из 94 встречающихся в природе элементов, каждый с атомным номером от 1 до 82 имеет по крайней мере один стабильный изотоп (за исключением технеция , элемент 43, и прометия , элемент 61, у которых нет стабильных изотопов). Стабильными считаются изотопы, радиоактивный распад которых еще не наблюдался. Элементы с атомными номерами от 83 до 94 нестабильны до такой степени, что можно обнаружить радиоактивный распад всех изотопов. Некоторые из этих элементов, особенно висмут (атомный номер 83), торий (атомный номер 90) и уран (атомный номер 92), имеют один или несколько изотопов с периодом полураспада, достаточным для того, чтобы выжить в виде остатков взрывного звездного нуклеосинтеза, который произвел что тяжелые металлы до образования нашей Солнечной системы . Висмут-209 (атомный номер 83), более 1,9 × 10 19 лет, что более чем в миллиард раз больше, чем нынешний оценочный возраст Вселенной, имеет самый длинный из известных элементов полураспада при альфа-распаде среди всех природных элементов и почти всегда считается наравне с 80 стабильными элементами. Самые тяжелые элементы (помимо плутония, элемент 94) подвергаются радиоактивному распаду с таким коротким периодом полураспада, что они не встречаются в природе и должны быть синтезированы .

Сейчас известно 118 элементов. В этом контексте «известный» означает достаточно хорошо наблюдаемый даже по нескольким продуктам распада, чтобы его можно было отличить от других элементов. Совсем недавно в октябре 2006 года было сообщено о синтезе элемента 118 (так называемого оганессон ), а синтез об элементе 117 ( теннессин ) было сообщено в апреле 2010 года. Из этих 118 элементов 94 встречаются на Земле в природе. Шесть из них присутствуют в очень следовых количествах: технеций , атомный номер 43; прометий , число 61; астат , номер 85; франций , число 87; нептуний , число 93; и плутоний , число 94. Эти 94 элемента были обнаружены во Вселенной в целом, в спектрах звезд, а также в сверхновых, где образуются короткоживущие радиоактивные элементы. Первые 94 элемента были обнаружены непосредственно на Земле как первичные нуклиды, появившиеся в результате образования Солнечной системы, или как естественные продукты деления или трансмутации урана и тория.

Остальные 24 более тяжелых элемента, которых сегодня нет ни на Земле, ни в астрономических спектрах, были произведены искусственно: все они радиоактивны с очень коротким периодом полураспада; Если какие-либо атомы этих элементов присутствовали при образовании Земли, они с большой вероятностью, с точностью до уверенности, уже распались, а если они присутствуют в новых звездах, их количество слишком мало, чтобы их можно было заметить. Технеций был первым якобы не встречающимся в природе элементом, синтезированным в 1937 году, хотя с тех пор в природе были обнаружены следовые количества технеция (а также этот элемент, возможно, был обнаружен естественным образом в 1925 году). Этот образец искусственного производства и последующего естественного открытия был повторен с несколькими другими радиоактивными редкими элементами природного происхождения.

Список элементов доступен по названию, атомному номеру, плотности, точке плавления, температуре кипения и по символу , а также по энергиям ионизации элементов . Нуклиды стабильных и радиоактивных элементов также доступны в виде списка нуклидов , отсортированных по длительности периода полураспада для нестабильных. Одно из наиболее удобных и, безусловно, наиболее традиционных представлений элементов - это таблица Менделеева , которая объединяет элементы со схожими химическими свойствами (и, как правило, также с подобными электронными структурами).

Атомный номер

Атомный номер элемента равен числу протонов в каждом атоме, и определяет элемент. Например, все атомы углерода содержат в своем атомном ядре 6 протонов ; поэтому атомный номер углерода равен 6. Атомы углерода могут иметь разное количество нейтронов; атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов, известны как изотопы элемента.

Число протонов в атомном ядре также определяет его электрический заряд , который, в свою очередь, определяет количество электронов атома в его неионизированном состоянии. Электроны помещаются на атомные орбитали, которые определяют различные химические свойства атома . Число нейтронов в ядре обычно очень мало влияет на химические свойства элемента (за исключением водорода и дейтерия ). Таким образом, все изотопы углерода имеют почти идентичные химические свойства, потому что все они имеют шесть протонов и шесть электронов, хотя атомы углерода могут, например, иметь 6 или 8 нейтронов. Вот почему атомный номер, а не массовое число или атомный вес , считается отличительной характеристикой химического элемента.

Символ является атомным номером Z .

Изотопы

Изотопы - это атомы одного и того же элемента (то есть с одинаковым числом протонов в их атомном ядре ), но с разным числом нейтронов . Так, например, существует три основных изотопа углерода. У всех атомов углерода в ядре 6 протонов, но у них может быть 6, 7 или 8 нейтронов. Так как массовые числа них 12, 13 и 14 , соответственно, три изотопы углерода, известны как углерод-12 , углерод-13 , и углерод-14 , часто сокращенно 12 С, 13 С и 14 ° С углерода в повседневная жизнь , и в химии является смесью из 12 с (около 98,9%), 13 с (около 1,1%) и около 1 атома на триллион 14 ° с

Большинство (66 из 94) природных элементов имеют более одного стабильного изотопа. За исключением изотопов водорода (которые сильно отличаются друг от друга по относительной массе - достаточной, чтобы вызвать химические эффекты), изотопы данного элемента химически практически неразличимы.

Все элементы имеют некоторые изотопы, которые являются радиоактивными ( радиоизотопы ), хотя не все эти радиоизотопы встречаются в природе. Радиоизотопы обычно распадаются на другие элементы при излучении альфа- или бета-частицы . Если у элемента есть изотопы, которые не являются радиоактивными, их называют «стабильными» изотопами. Все известные стабильные изотопы встречаются в природе (см. Первичный изотоп ). Многие радиоизотопы, не встречающиеся в природе, были охарактеризованы после их искусственного создания. Некоторые элементы не имеют стабильных изотопов и состоят только из радиоактивных изотопов: в частности, элементами без каких-либо стабильных изотопов являются технеций (атомный номер 43), прометий (атомный номер 61) и все наблюдаемые элементы с атомными номерами больше 82.

Из 80 элементов, содержащих хотя бы один стабильный изотоп, 26 имеют только один стабильный изотоп. Среднее количество стабильных изотопов для 80 стабильных элементов составляет 3,1 стабильных изотопов на элемент. Наибольшее количество стабильных изотопов, которые встречаются для одного элемента, составляет 10 (для олова, элемент 50).

Изотопная масса и атомная масса

Массовое число элемента, A , это количество нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Различные изотопы данного элемента различаются по их массовым числам, которые обычно записываются в виде верхнего индекса в левой части атомного символа (например, 238 U). Массовое число всегда является целым числом и имеет единицы «нуклоны». Например, магний-24 (24 - массовое число) - это атом с 24 нуклонами (12 протонов и 12 нейтронов).

В то время как массовое число просто подсчитывает общее количество нейтронов и протонов и, таким образом, является натуральным (или целым) числом, атомная масса отдельного атома является действительным числом, дающим массу определенного изотопа (или «нуклида») элемент, выраженный в атомных единицах массы (символ: u). В общем, массовое число данного нуклида немного отличается по значению от его атомной массы, поскольку масса каждого протона и нейтрона не равна точно 1 u; поскольку электроны вносят меньшую долю в атомную массу, поскольку число нейтронов превышает число протонов; и (наконец) из-за энергии связи ядра . Например, атомная масса хлора-35 с точностью до пяти значащих цифр равна 34,969 ед., А хлора-37 - 36,966 ед. Однако атомная масса в единицах u каждого изотопа довольно близка к его простому массовому числу (всегда в пределах 1%). Единственный изотоп, атомная масса которого является в точности натуральным числом, - это 12 C, который по определению имеет массу точно 12, потому что u определяется как 1/12 массы свободного нейтрального атома углерода-12 в основном состоянии.

Стандартный атомный вес (обычно называемый «атомный весом») элемент является средним атомных масс всех изотопов химического элемента, как обнаружено в определенной среде, взвешенный по изотопному содержанию, по отношению к атомной единицы массы. Это число может быть дробью, не близкой к целому. Например, относительная атомная масса хлора составляет 35,453 ед., Что сильно отличается от целого числа, так как в среднем это около 76% хлора-35 и 24% хлора-37. Всякий раз, когда значение относительной атомной массы отличается более чем на 1% от целого числа, это происходит из-за эффекта усреднения, поскольку в образце этого элемента естественным образом присутствуют значительные количества более чем одного изотопа.

Химически чистый и изотопно чистый

У химиков и ученых-ядерщиков разные определения чистого элемента . В химии чистый элемент означает вещество, все атомы которого (или практически все) имеют один и тот же атомный номер или количество протонов . Однако ученые-ядерщики определяют чистый элемент как элемент, состоящий только из одного стабильного изотопа .

Например, медная проволока имеет химическую чистоту на 99,99%, если 99,99% ее атомов составляют медь с 29 протонами в каждом. Однако она не является изотопно чистой, поскольку обычная медь состоит из двух стабильных изотопов, 69% 63 Cu и 31% 65 Cu, с различным количеством нейтронов. Однако слиток чистого золота будет как химически, так и изотопно чистым, поскольку обычное золото состоит только из одного изотопа - 197 Au.

Аллотропы

Атомы химически чистых элементов могут связываться друг с другом химически более чем одним способом, позволяя чистому элементу существовать в нескольких химических структурах ( пространственное расположение атомов ), известных как аллотропы , которые различаются по своим свойствам. Например, углерод можно найти в виде алмаза , который имеет тетраэдрическую структуру вокруг каждого атома углерода; графит , который имеет слои атомов углерода с гексагональной структурой, уложенные друг на друга; графен , который представляет собой однослойный очень прочный графит; фуллерены , имеющие форму, близкую к сферической; и углеродные нанотрубки , которые представляют собой трубки с гексагональной структурой (даже они могут отличаться друг от друга по электрическим свойствам). Способность элемента существовать в одной из многих структурных форм известна как «аллотропия».

Стандартное состояние , также известный в качестве эталонного состояния, элемента определяется как ее термодинамически наиболее стабильное состояние при давлении 1 бар и при данной температуре (обычно при температуре 298,15 К). В термохимии элемент определяется как имеющий нулевую энтальпию образования в стандартном состоянии. Например, эталонным состоянием для углерода является графит, потому что структура графита более стабильна, чем у других аллотропов.

Свойства

К элементам можно широко применить несколько видов описательной классификации, включая рассмотрение их общих физических и химических свойств, их состояния вещества в знакомых условиях, их точек плавления и кипения, их плотности, их кристаллических структур как твердых тел и их происхождения.

Общие свойства

Несколько терминов обычно используются для характеристики общих физических и химических свойств химических элементов. Первое различие заключается между металлами , которые легко проводят электричество , неметаллами , которые этого не делают, и небольшой группой ( металлоидами ), имеющими промежуточные свойства и часто ведущими себя как полупроводники .

Более точная классификация часто представлена ​​в цветных представлениях таблицы Менделеева. Эта система ограничивает термины «металл» и «неметалл» только некоторыми из более широко определенных металлов и неметаллов, добавляя дополнительные термины для определенных наборов более широко рассматриваемых металлов и неметаллов. Версия этой классификации, используемая в представленных здесь периодических таблицах, включает: актиниды , щелочные металлы , щелочноземельные металлы , галогены , лантаноиды , переходные металлы , постпереходные металлы , металлоиды , химически активные неметаллы и благородные газы . В этой системе щелочные металлы, щелочноземельные металлы и переходные металлы, а также лантаноиды и актиниды представляют собой особые группы металлов, рассматриваемые в более широком смысле. Точно так же химически активные неметаллы и благородные газы являются неметаллами, рассматриваемыми в более широком смысле. В некоторых презентациях галогены не различаются, астатин идентифицирован как металлоид, а другие идентифицированы как неметаллы.

состояния вещества

Другое часто используемое основное различие между элементами - это их состояние вещества (фазы), будь то твердое , жидкое или газовое , при выбранной стандартной температуре и давлении (STP). Большинство элементов представляют собой твердые тела при обычных температурах и атмосферном давлении, а некоторые - газы. Только бром и ртуть являются жидкостями при 0 градусах Цельсия (32 градуса по Фаренгейту) и нормальному атмосферному давлению; цезий и галлий являются твердыми веществами при этой температуре, но плавятся при 28,4 ° C (83,2 ° F) и 29,8 ° C (85,6 ° F) соответственно.

Точки плавления и кипения

Температуры плавления и кипения , обычно выражаемые в градусах Цельсия при давлении в одну атмосферу, обычно используются для характеристики различных элементов. Хотя для большинства элементов известно, один или оба этих измерения все еще не определены для некоторых радиоактивных элементов, доступных в очень малых количествах. Поскольку гелий остается жидкостью даже при абсолютном нуле при атмосферном давлении, в обычных представлениях он имеет только точку кипения, а не точку плавления.

Плотности

Плотность при выбранной стандартной температуре и давлении ( STP ) часто используется при характеристике элементов. Плотность часто выражается в граммах на кубический сантиметр (г / см 3 ). Поскольку некоторые элементы являются газами при обычно встречающихся температурах, их плотности обычно указываются для их газообразных форм; в сжиженном или затвердевшем состоянии газообразные элементы имеют плотность, аналогичную плотности других элементов.

Когда элемент имеет аллотропы с разной плотностью, в сводных презентациях обычно выбирается один репрезентативный аллотроп, в то время как плотности для каждого аллотропа могут быть указаны там, где приводится более подробная информация. Например, три знакомых аллотропа углерода ( аморфный углерод , графит и алмаз ) имеют плотности 1,8–2,1, 2,267 и 3,515 г / см 3 соответственно.

Кристаллические структуры

Элементы, изученные на сегодняшний день как твердые образцы, имеют восемь видов кристаллических структур : кубическую , объемно-центрированную кубическую , гранецентрированную кубическую , гексагональную , моноклинную , ромбическую , ромбоэдрическую и тетрагональную . Для некоторых синтетически произведенных трансурановых элементов доступные образцы были слишком малы для определения кристаллических структур.

Возникновение и происхождение на Земле

Химические элементы также могут быть классифицированы по их происхождению на Земле: первые 94 считаются естественными, в то время как элементы с атомными номерами выше 94 были произведены только искусственно как синтетические продукты искусственных ядерных реакций.

Из 94 природных элементов 83 считаются первичными и либо стабильными, либо слабо радиоактивными. Оставшиеся 11 природных элементов обладают слишком коротким периодом полураспада, чтобы они присутствовали в начале Солнечной системы , и поэтому считаются переходными элементами. Из этих 11 переходных элементов, 5 ( полоний , радон , радий , актиний и протактиния ) относительно обычные продукты распада из тория и урана . Остальные 6 переходных элементов ( технеций , прометий , астат , франций , нептуний и плутоний ) встречаются очень редко, как продукты редких режимов распада или процессов ядерных реакций с участием урана или других тяжелых элементов.

Для элементов с атомными номерами от 1 до 82, за исключением 43 ( технеций ) и 61 ( прометий ), радиоактивный распад не наблюдался . Однако стабильные изотопы некоторых элементов (таких как вольфрам и свинец ), по прогнозам, будут слегка радиоактивными с очень длинными периодами полураспада: например, период полураспада, предсказанный для стабильных изотопов свинца, находится в диапазоне от 10 35 до 10 189 лет. Элементы с атомными номерами 43, 61 и 83–94 достаточно нестабильны, чтобы их радиоактивный распад можно было легко обнаружить. Три из этих элементов, висмут (элемент 83), торий (элемент 90) и уран (элемент 92), имеют один или несколько изотопов с периодом полураспада, достаточным для того, чтобы выжить в виде остатков взрывного звездного нуклеосинтеза, который произвел тяжелые элементы до формирование Солнечной системы . Например, более 1,9 × 10 19 лет, что более чем в миллиард раз больше, чем текущий предполагаемый возраст Вселенной, висмут-209 имеет самый длительный из известных элементов полураспада при альфа-распаде среди всех природных элементов. Самые тяжелые 24 элемента (помимо плутония, элемент 94) подвергаются радиоактивному распаду с коротким периодом полураспада и не могут образовываться в качестве дочерних элементов долгоживущих элементов, и, следовательно, вообще не известны в природе.

Периодическая таблица

Группа 1 2 3   4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Водород
и
щелочные металлы
Щелочноземельные металлы Пниктогены Халькогены Галогены благородные газы
Период

1

Водород1ЧАС1,008 Гелий2Он4,0026
2 Литий3Ли6,94 Бериллий4Быть9,0122 Бор5B10,81 Углерод6C12,011 Азот7N14.007 Кислород8О15,999 Фтор9F18,998 Неон10Ne20,180
3 Натрий11Na22,990 Магний12Mg24.305 Алюминий13Al26,982 Кремний14Si28,085 Фосфор15п30 974 Сера16S32.06 Хлор17Cl35,45 Аргон18Ar39,95
4 Калий19K39,098 Кальций20Ca40,078 Скандий21 годSc44,956 Титан22Ti47,867 Ванадий23V50,942 Хром24Cr51,996 Марганец25Mn54,938 Железо26Fe55,845 Кобальт27Co58,933 Никель28Ni58,693 Медь29Cu63,546 Цинк30Zn65,38 Галлий31 годGa69,723 Германий32Ge72,630 Мышьяк33Так как74,922 Селен34Se78,971 Бром35 годBr79,904 Криптон36Kr83,798
5 Рубидий37Руб.85,468 Стронций38Sr87,62 Иттрий39Y88,906 Цирконий40Zr91,224 Ниобий41 годNb92,906 Молибден42Пн95,95 Технеций43 годTc[97] Рутений44Ру101,07 Родий45Rh102,91 Палладий46Pd106,42 Серебряный47Ag107,87 Кадмий48CD112,41 Индий49В114,82 Банка50Sn118,71 Сурьма51Sb121,76 Теллур52Te127,60 Йод53я126,90 Ксенон54Xe131,29
6 Цезий55CS132,91 Барий56Ба137,33 Лантан57Ла138,91 1 звездочка Гафний72Hf178,49 Тантал73Та180,95 Вольфрам74W183,84 Рений75Re186,21 Осмий76Операционные системы190,23 Иридий77Ir192,22 Платина78Pt195,08 Золото79Au196,97 Меркурий80Hg200,59 Таллий81 годTl204,38 Свинец82Pb207,2 Висмут83Би208,98 Полоний84По[209] Астатин85В[210] Радон86Rn[222]
7 Франций87Пт[223] Радий88Ра[226] Актиний89Ac[227] 1 звездочка Резерфордий104Rf[267] Дубний105Db[268] Сиборгий106Sg[269] Бориум107Bh[270] Калий108Hs[269] Мейтнерий109Mt[278] Дармштадтиум110Ds[281] Рентгений111Rg[282] Копернициум112Cn[285] Nihonium113Nh[286] Флеровий114Fl[289] Московиум115Mc[290] Ливерморий116Lv[293] Tennessine117Ц[294] Оганессон118Og[294]
1 звездочка Церий58Ce140,12 Празеодим59Pr140,91 Неодим60Nd144,24 Прометий61Вечера[145] Самарий62См150,36 Европий63Евросоюз151,96 Гадолиний64Б-г157,25 Тербий65Tb158,93 Диспрозий66Dy162,50 Гольмий67Хо164,93 Эрбий68Э167,26 Тулий69Тм168,93 Иттербий70Yb173,05 Лютеций71Лу174,97  
1 звездочка Торий90Чт232,04 Протактиний91Па231,04 Уран92U238,03 Нептуний93Np[237] Плутоний94Пу[244] Америций95Am[243] Кюрий96См[247] Берклиум97Bk[247] Калифорний98Cf[251] Эйнштейний99Es[252] Фермий100FM[257] Менделевий101Мкр[258] Нобелий102Нет[259] Лоуренсий103Lr[266]

Свойства химических элементов часто суммируются с помощью периодической таблицы , которая мощно и элегантно организует элементы путем увеличения атомного номера в строки ( «периоды» ), в которых столбцы ( «группы» ) разделяют повторяющиеся («периодические») физические и химические свойства. Текущая стандартная таблица содержит 118 подтвержденных элементов по состоянию на 2019 год.

Хотя существуют более ранние предшественники этой презентации, ее изобретение обычно приписывают русскому химику Дмитрию Менделееву в 1869 году, который задумал таблицу, чтобы проиллюстрировать повторяющиеся тенденции в свойствах элементов. Структура таблицы со временем уточнялась и расширялась по мере открытия новых элементов и разработки новых теоретических моделей для объяснения химического поведения.

Периодическая таблица Менделеева теперь повсеместно используется в академической дисциплине химия, обеспечивая чрезвычайно полезную основу для классификации, систематизации и сравнения всех множества различных форм химического поведения. Таблица также нашла широкое применение в физике , геологии , биологии , материаловедении , инженерии , сельском хозяйстве , медицине , питании , гигиене окружающей среды и астрономии . Его принципы особенно важны в химической инженерии .

Номенклатура и условные обозначения

Различные химические элементы формально идентифицируются по их уникальным атомным номерам , принятым названиям и символам .

Атомные числа

Известные элементы имеют атомные номера от 1 до 118, обычно представленные арабскими цифрами . Поскольку элементы могут быть однозначно упорядочены по атомному номеру, обычно от наименьшего к наибольшему (как в периодической таблице ), наборы элементов иногда задаются такими обозначениями, как «через», «за пределами» или «от ... до» , например, «через железо», «помимо урана» или «от лантана через лютеций». Термины «легкий» и «тяжелый» иногда также неофициально используются для обозначения относительных атомных номеров (не плотности), например, «легче углерода» или «тяжелее свинца», хотя технически это вес или масса атомов элемента ( их атомный вес или атомная масса) не всегда монотонно увеличиваются с их атомным номером.

Имена элементов

Названия различных веществ, ныне известных как элементы, предшествуют атомной теории материи , поскольку названия давались местными различными культурами различным минералам, металлам, соединениям, сплавам, смесям и другим материалам, хотя в то время не было известно, какие химические вещества были элементы и какие соединения. Поскольку они были идентифицированы как элементы, существующие названия для древнеизвестных элементов (например, золото, ртуть, железо) были сохранены в большинстве стран. Национальные различия возникли из-за названий элементов либо из соображений удобства, либо из соображений лингвистики, либо из соображений национализма. Вот несколько наглядных примеров: говорящие на немецком языке используют «Wasserstoff» (водное вещество) для «водорода», «Sauerstoff» (кислотное вещество) для «кислорода» и «Stickstoff» (удушающее вещество) для «азота», в то время как английский язык и немного романтики. языки используют «натрий» для «натрия» и «калий» для «калия», а французы, итальянцы, греки, португальцы и поляки предпочитают «азот / азот / азото» (от корней, означающих «нет жизни») для «азота». .

Для целей международного общения и торговли официальные названия химических элементов, как древних, так и недавно признанных, были определены Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC), который выбрал своего рода международный английский язык, опираясь на традиционный Английские имена, даже если химический символ элемента основан на латинском или другом традиционном слове, например, приняв «золото», а не «aurum» в качестве названия для 79-го элемента (Au). ИЮПАК предпочитает английское написание « алюминий » и «цезий», а не «алюминий» и «цезий» в США, а американское «сера» - британское «сера». Однако элементы, которые практично продавать оптом во многих странах, часто по-прежнему имеют местные национальные названия, а страны, в национальных языках которых не используется латинский алфавит , скорее всего, будут использовать имена элементов ИЮПАК.

Согласно IUPAC, химические элементы не являются именами собственными в английском языке; следовательно, полное название элемента обычно не пишется с заглавной буквы в английском языке, даже если оно образовано от имени собственного , как в californium и einsteinium . Изотопные названия химических элементов также не пишутся заглавными буквами, например, углерод-12 или уран-235 . Символы химических элементов (например, Cf для калифорния и Es для эйнштейния) всегда пишутся с заглавной буквы (см. Ниже).

Во второй половине двадцатого века в физических лабораториях появилась возможность производить ядра химических элементов с периодом полураспада, слишком коротким для того, чтобы какое-либо их количество могло существовать в любое время. Они также названы IUPAC, который обычно принимает название, выбранное первооткрывателем. Такая практика может привести к спорному вопросу о том, каких исследованиях группа действительно обнаружила элемент, вопрос , который замедленное именование элементов с атомным номером 104 и выше в течение значительного периода времени. (См. Спор об именах элементов ).

Предвестниками таких противоречий были националистические наименования элементов в конце 19 века. Например, лютеций был назван в честь Парижа, Франция. Немцы не хотели уступать права на наименование французам, часто называя это кассиопеем . Точно так же британский открыватель ниобия первоначально назвал его колумбием, имея в виду Новый Свет . Он широко использовался как таковой в американских публикациях до международной стандартизации (в 1950 г.).

Химические символы

Конкретные 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 на схемах или процедурах; не существовало концепции объединения атомов в молекулы . Благодаря своим достижениям в атомной теории материи Джон Далтон разработал свои собственные более простые символы, основанные на кругах, для изображения молекул.

Современная система химических обозначений была изобретена Берцелиусом . В этой типографской системе химические символы - это не просто аббревиатуры, хотя каждый состоит из букв латинского алфавита . Они предназначены как универсальные символы для людей всех языков и алфавитов.

Первый из этих символов должен был быть полностью универсальным. Поскольку латынь в то время была общепринятым языком науки, это были сокращения, основанные на латинских названиях металлов. Cu происходит из меди, Fe - из железа, Ag - из серебра. После символов не ставилась точка (точка), как в случае сокращений. Более поздним химическим элементам также были присвоены уникальные химические символы, основанные на названии элемента, но не обязательно на английском языке. Например, у натрия есть химический символ «Na» после латинского natrium . То же самое применимо к «Fe» (ferrum) для железа , «Hg» (hydrargyrum) для ртути , «Sn» ( олово ) для олова , «Au» (aurum) для золота , «Ag» (argentum) для серебра », Pb »(свинец) для свинца ,« Cu »( медь ) для меди и« Sb »(сурьма) для сурьмы . «W» (вольфрам) для вольфрама происходит от немецкого, «K» (калий) для калия - от арабского.

Химические символы понимаются на международном уровне, когда названия элементов могут потребовать перевода. В прошлом иногда были различия. Например, немцы в прошлом использовали «J» (альтернативное название Jod) для йода, но теперь используют «I» и «Iod».

Первая буква химического символа всегда пишется с заглавной буквы, как в предыдущих примерах, а последующие буквы, если таковые имеются, всегда строчные (строчные). Таким образом, символы калифорния и эйнштейния - Cf и Es.

Общие химические символы

Также есть символы в химических уравнениях для групп химических элементов, например, в сравнительных формулах. Часто это одна заглавная буква, и эти буквы зарезервированы и не используются для названий конкретных элементов. Например, « X » обозначает переменную группу (обычно галоген ) в классе соединений, а « R » обозначает радикал , означающий структуру соединения, такую ​​как углеводородная 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. « E » используется в органической химии для обозначения электроноакцепторной группы или электрофила ; аналогично « Nu » обозначает нуклеофил . « L » используется для обозначения общего лиганда в неорганической и металлоорганической химии . « М » также часто используется вместо обычного металла.

По крайней мере, два дополнительных двухбуквенных общих химических символа также используются неофициально: « Ln » для любого элемента лантаноида и « An » для любого актинидного элемента. « Rg » раньше использовалось для обозначения любого элемента инертного газа , но теперь группа инертных газов была переименована в благородные газы, а символ « Rg » теперь присвоен элементу рентгений .

Изотопные символы

Изотопы различаются по атомному массовому числу (общее количество протонов и нейтронов) для определенного изотопа элемента, при этом это число совмещено с соответствующим символом элемента. ИЮПАК предпочитает, чтобы символы изотопов были записаны в виде надстрочного обозначения, когда это возможно, например 12 C и 235 U. Однако также используются другие обозначения, такие как углерод-12 и уран-235 или C-12 и U-235.

В качестве особого случая три встречающихся в природе изотопа элемента водорода часто обозначаются как H для 1 H ( протий ), D для 2 H ( дейтерий ) и T для 3 H ( тритий ). Это соглашение легче использовать в химических уравнениях, поскольку оно заменяет необходимость записывать массовое число для каждого атома. Например, формула тяжелой воды может быть записана как D 2 O вместо 2 H 2 O.

Происхождение элементов

Предполагаемое распределение темной материи и темной энергии во Вселенной. Только часть массы и энергии Вселенной, обозначенная как «атомы», состоит из химических элементов.

Только около 4% общей массы Вселенной состоит из атомов или ионов и, следовательно, состоит из химических элементов. Эта фракция составляет около 15% от всего вещества, а остальная часть вещества (85%) - темная материя . Природа темной материи неизвестна, но она не состоит из атомов химических элементов, поскольку не содержит протонов, нейтронов или электронов. (Оставшаяся нематериальная часть массы Вселенной состоит из еще более загадочной темной энергии ).

Считается, что 94 естественных химических элемента Вселенной были произведены по крайней мере в результате четырех космических процессов. Большая часть водорода , гелия и очень небольшое количество лития во Вселенной было произведено изначально в первые несколько минут Большого взрыва . Считается, что другие три повторяющихся более поздних процесса произвели оставшиеся элементы. Звездный нуклеосинтез , непрерывный процесс внутри звезд, производит все элементы от углерода до железа по атомному номеру, но мало лития , бериллия или бора . Элементы более тяжелые по атомному номеру, чем железо, такие же тяжелые, как уран и плутоний , образуются в результате взрывного нуклеосинтеза в сверхновых звездах и других катастрофических космических событиях. Расщепление (фрагментация) углерода, азота и кислорода космическими лучами важно для производства лития, бериллия и бора.

На ранних этапах Большого взрыва нуклеосинтез ядер водорода привел к образованию водорода-1 ( протий , 1 H) и гелия-4 ( 4 He), а также меньшего количества дейтерия ( 2 H) и очень мизерные количества (порядка 10 −10 ) лития и бериллия. Во время Большого взрыва могло образоваться еще меньшее количество бора, поскольку он наблюдался у некоторых очень старых звезд, а углерод - нет. Принято считать, что во время Большого взрыва не образовались элементы тяжелее бора. В результате изначальное изобилие атомов (или ионов) состояло примерно из 75% 1 H, 25% 4 He и 0,01% дейтерия, с лишь крошечными следами лития, бериллия и, возможно, бора. Последующее обогащение галактических гало произошло за счет звездного нуклеосинтеза и нуклеосинтеза сверхновой . Однако изобилие элементов в межгалактическом пространстве может по-прежнему очень напоминать изначальные условия, если только оно не было обогащено каким-либо образом.

Периодическая таблица, показывающая космогенное происхождение каждого элемента Большого взрыва, больших или малых звезд. Маленькие звезды могут производить определенные элементы вплоть до серы посредством альфа-процесса . Сверхновые необходимы для быстрого образования «тяжелых» элементов (помимо железа и никеля) за счет накопления нейтронов в r-процессе . Некоторые большие звезды медленно производят другие элементы тяжелее железа в s-процессе ; затем они могут быть унесены в космос вместе с газами планетарных туманностей.

На Земле (и в других местах) следовые количества различных элементов продолжают производиться из других элементов как продукты ядерных процессов трансмутации . К ним относятся некоторые, произведенные космическими лучами или другими ядерными реакциями (см. Космогенные и нуклеогенные нуклиды), а другие - продуктами распада долгоживущих первичных нуклидов . Например, следовые (но поддающиеся обнаружению) количества углерода-14 ( 14 C) постоянно производятся в атмосфере космическими лучами, воздействующими на атомы азота , а аргон-40 ( 40 Ar) непрерывно образуется в результате распада первично возникающего, но нестабильного калия. -40 ( 40 К). Кроме того, три изначально встречающихся, но радиоактивных актинида , торий , уран и плутоний, распадаются через серию периодически производимых, но нестабильных радиоактивных элементов, таких как радий и радон , которые временно присутствуют в любом образце этих металлов или их руд или соединений. Три других радиоактивные элементы, технеций , прометий , и нептуний , происходят лишь случайно в природных материалах, полученных в виде отдельных атомов ядерного деления из ядер различных тяжелых элементов , или в других редких ядерных процессах.

Человеческая технология произвела различные дополнительные элементы помимо этих первых 94, с атомным номером 118, который теперь известен.

Изобилие

На следующем графике (шкала журнала заметок) показано количество элементов в нашей Солнечной системе . В таблице показаны двенадцать наиболее распространенных элементов в нашей Галактике (оцененные спектроскопически), измеренные в частях на миллион по массе . Соседние галактики, которые развивались по аналогичным направлениям, имеют соответствующее обогащение элементами тяжелее водорода и гелия. Более далекие галактики рассматриваются такими, какими они были в прошлом, поэтому их содержание элементов кажется более близким к изначальной смеси. Однако, поскольку физические законы и процессы кажутся общими для всей видимой Вселенной , ученые ожидают, что в этих галактиках эволюционировали элементы в таком же количестве.

Обилие элементов в Солнечной системе соответствует их происхождению от нуклеосинтеза во время Большого взрыва и ряда звезд-прародителей сверхновых. В большом количестве водород и гелий являются продуктами Большого взрыва, но следующие три элемента встречаются редко, поскольку у них было мало времени, чтобы сформироваться во время Большого взрыва, и они не образуются в звездах (однако они производятся в небольших количествах в результате распада более тяжелые элементы в межзвездной пыли в результате воздействия космических лучей ). Начиная с углерода, элементы производятся в звездах путем накопления из альфа-частиц (ядер гелия), что приводит к попеременно большему количеству элементов с четными атомными номерами (они также более стабильны). В общем, такие элементы, как железо, образуются в больших звездах в процессе превращения в сверхновые . Железо-56 является особенно распространенным, поскольку это наиболее стабильный элемент, который можно легко получить из альфа-частиц (который является продуктом распада радиоактивного никеля-56, в конечном итоге сделанного из 14 ядер гелия). Элементы тяжелее железа образуются в процессах поглощения энергии в крупных звездах, и их содержание во Вселенной (и на Земле) обычно уменьшается вместе с их атомным номером.

Содержание химических элементов на Земле варьируется от воздуха до коры и океана, а также у разных типов жизни. Обилие элементов в земной коре отличается от такового в Солнечной системе (как видно на Солнце и тяжелых планетах, таких как Юпитер), главным образом, избирательной потерей самых легких элементов (водорода и гелия), а также летучего неона, углерода (в виде углеводородов). , азот и сера, в результате солнечного нагрева в начале формирования солнечной системы. Кислород, самый распространенный элемент Земли по массе, удерживается на Земле за счет соединения с кремнием. Алюминий в количестве 8% по массе чаще встречается в земной коре, чем во Вселенной и Солнечной системе, но состав гораздо более объемной мантии, в которой магний и железо заменены на алюминий (который присутствует там только при 2% массы). ) более точно отражает элементный состав Солнечной системы, за исключением отмеченной потери летучих элементов в космос и потери железа, которое мигрировало в ядро ​​Земли.

Состав человеческого тела , напротив, более близко следует за состав морской воды -Save , что человеческое тело имеет дополнительные запасы углерода и азота , необходимого для образования белков и нуклеиновых кислот , вместе с фосфором в молекуле нуклеиновых кислот и переноса энергии аденозинтрифосфат (АТФ), который встречается в клетках всех живых организмов. Некоторые виды организмов требуют особых дополнительных элементов, например, магния в хлорофилла в зеленых растениях кальция в раковин моллюсков , или железа в гемоглобине в позвоночных животных " красных кровяных клеток .

Изобилие химических элементов в Солнечной системе. Наиболее распространены водород и гелий после Большого взрыва. Следующие три элемента (Li, Be, B) встречаются редко, потому что они плохо синтезируются в результате Большого взрыва, а также в звездах. Двумя общими тенденциями в отношении оставшихся звездных элементов являются: (1) чередование содержания элементов, поскольку они имеют четные или нечетные атомные номера ( правило Оддо-Харкинса ), и (2) общее уменьшение содержания по мере того, как элементы становятся тяжелее. Железо особенно распространено, потому что оно представляет собой нуклид с минимальной энергией, который может быть получен при синтезе гелия в сверхновых.
Элементы в нашей галактике Частей на миллион
по массе
Водород 739 000
Гелий 240 000
Кислород 10 400
Углерод 4600
Неон 1,340
Железо 1,090
Азот 960
Кремний 650
Магний 580
Сера 440
Калий 210
Никель 100
Пищевые элементы в периодической таблице
ЧАС   Он
Ли Быть   B C N О F Ne
Na Mg   Al Si п S Cl Ar
K Ca Sc   Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Так как Se Br Kr
Руб. Sr Y   Zr Nb Пн Tc Ру Rh Pd Ag CD В Sn Sb Te я Xe
CS Ба Ла * Hf Та W Re Операционные системы Ir Pt Au Hg Tl Pb Би По В Rn
Пт Ра Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ц Og
 
  * Ce Pr Nd Вечера См Евросоюз Б-г Tb Dy Хо Э Тм Yb Лу
  ** Чт Па U Np Пу Am См Bk Cf Es FM Мкр Нет Lr

Легенда:
  Эти четыре основные органические элементы
  Количество элементов
  Основные микроэлементы
  Считается важным микроэлементом в США, а не в Европейском Союзе
  Предполагаемая функция от эффектов депривации или активного метаболизма, но четко не идентифицированная биохимическая функция у людей
  Ограниченные косвенные доказательства следовой пользы или биологического действия на млекопитающих
  Нет доказательств биологического действия у млекопитающих, но необходим для некоторых низших организмов.
(В случае лантана определение необходимого питательного вещества как незаменимого и незаменимого не полностью применимо из-за чрезвычайного сходства лантаноидов . Известно, что стабильные ранние лантаноиды вплоть до Sm стимулируют рост различных организмов, использующих лантаниды. .)


История

Периодическая таблица Менделеева 1869 года : эксперимент над системой элементов. На основании их атомного веса и химического сходства.

Развивающиеся определения

Концепция «элемента» как неделимой субстанции развивалась на протяжении трех основных исторических фаз: классических определений (например, древних греков), химических определений и атомных определений.

Классические определения

Античная философия постулировала набор классических элементов для объяснения наблюдаемых закономерностей в природе . Эти элементы первоначально относились к земле , воде , воздуху и огню, а не к химическим элементам современной науки.

Термин «элементы» ( стоихея ) был впервые использован греческим философом Платоном примерно в 360 г. до н. Э. В его диалоге « Тимей» , который включает обсуждение состава неорганических и органических тел и представляет собой теоретический трактат по химии. Платон полагал, что элементы, введенные столетием ранее Эмпедоклом, состоят из малых многогранных форм : тетраэдра (огонь), октаэдра (воздух), икосаэдра (вода) и куба (земля).

Аристотель , ок. 350 г. до н.э. также использовали термин стоихея и добавили пятый элемент, названный эфиром , который сформировал небеса. Аристотель определил элемент как:

Элемент - одно из тех тел, на которое могут разложиться другие тела, и само по себе не может быть разделено на другие.

Химические определения

В 1661 году Роберт Бойль предложил свою теорию корпускуляризма, которая отдавала предпочтение анализу материи как составной из несводимых единиц материи (атомов) и, выбрав сторону ни Аристотелевского взгляда на четыре элемента, ни взгляда Парацельса на три фундаментальных элемента, не оставил открытым вопрос о количестве элементов. Первый современный список химических элементов был дан в « Элементах химии» Антуана Лавуазье 1789 года , который содержал тридцать три элемента, включая легкий и калорийный . К 1818 году Йенс Якоб Берцелиус определил атомные веса сорока пяти из сорока девяти тогда принятых элементов. В периодической таблице Дмитрия Менделеева 1869 года было шестьдесят шесть элементов .

С Бойля до начала 20 века элемент определялся как чистое вещество, которое нельзя разложить на более простое вещество. Другими словами, химический элемент не может быть преобразован в другие химические элементы с помощью химических процессов. Элементы в то время обычно отличались атомным весом, а это свойство можно было с достаточной точностью измерить с помощью доступных аналитических методов.

Атомарные определения

Открытие в 1913 году английским физиком Генри Мозли того, что заряд ядра является физической основой атомного номера атома, которое было уточнено после того, как стала оценена природа протонов и нейтронов , в конечном итоге привело к нынешнему определению элемента, основанному на атомном номере (число протонов на атомное ядро). Использование атомных чисел, а не атомных весов для различения элементов имеет большую прогностическую ценность (поскольку эти числа являются целыми числами), а также устраняет некоторые неоднозначности в представлении на основе химии из-за различных свойств изотопов и аллотропов в одном элементе. В настоящее время IUPAC определяет элемент как существующий, если у него есть изотопы со временем жизни, превышающим 10-14 секунд, которые требуется ядру для образования электронного облака.

К 1914 году было известно семьдесят два элемента, все встречающиеся в природе. Остальные встречающиеся в природе элементы были обнаружены или выделены в последующие десятилетия, и различные дополнительные элементы также были произведены синтетическим путем, большая часть этой работы была начата Гленном Т. Сиборгом . В 1955 году был открыт элемент 101, названный менделевием в честь Д. И. Менделеева, первого элемента, расположившего элементы периодическим образом.

Открытие и признание различных элементов

Десять материалов, знакомых различным доисторическим культурам, теперь известны как химические элементы: углерод , медь , золото , железо , свинец , ртуть , серебро , сера , олово и цинк . Три дополнительных материала, которые теперь считаются элементами, мышьяк , сурьма и висмут , были признаны отдельными веществами до 1500 года нашей эры. Фосфор , кобальт и платина были выделены до 1750 г.

Большинство оставшихся в природе химических элементов были идентифицированы и охарактеризованы к 1900 году, в том числе:

Элементы, изолированные или производимые с 1900 года, включают:

  • Три оставшихся неоткрытых регулярно встречающихся стабильных природных элемента: гафний , лютеций и рений.
  • Плутоний , который впервые был произведен синтетически в 1940 году Гленном Т. Сиборгом , но теперь известен также из нескольких давно существующих природных явлений.
  • Три случайно встречающихся природных элемента ( нептуний , прометий и технеций ), которые сначала были произведены синтетическим путем, но позже обнаружены в следовых количествах в определенных геологических образцах.
  • Три дефицитных продукта распада урана или тория ( астат , франций и протактиний ) и
  • Различные синтетические трансурановые элементы, начиная с америция и кюрия.

Недавно обнаруженные элементы

Первым трансурановым элементом (элемент с атомным номером больше 92) был обнаружен нептуний в 1940 году. С 1999 года требования об открытии новых элементов рассматриваются Совместной рабочей группой IUPAC / IUPAP . По состоянию на январь 2016 года все 118 элементов были подтверждены как обнаруженные IUPAC . Открытие 112-го элемента было признано в 2009 году, и для него было предложено название copernicium и атомный символ Cn . Название и символ были официально одобрены ИЮПАК 19 февраля 2010 года. Считается, что наиболее тяжелым элементом, синтезированным на сегодняшний день, является элемент 118, оганессон , 9 октября 2006 года Лабораторией ядерных реакций им. Флерова в Дубне , Россия. Теннесин , элемент 117, был последним элементом, который, как утверждалось, был обнаружен в 2009 году. 28 ноября 2016 года ученые ИЮПАК официально признали названия четырех новейших химических элементов с атомными номерами 113, 115, 117 и 118.

Список 118 известных химических элементов

Следующая таблица с возможностью сортировки показывает 118 известных химических элементов.

Список химических элементов
Атомный номер Условное обозначение Элемент Этимология Группа Период Атомный вес Плотность Температура плавления Точка кипения Удельная теплоемкость Электроотрицательность Изобилие в земной коре
( Да ) (грамм/см 3) ( K ) (K) (J/г  · К) (мг/кг)
 
1 ЧАС Водород Греческие элементы гидро- и -gen , « воды образующая» 1 1 1 0,00008988 14.01 20,28 14.304 2,20 1400
2 Он Гелий Греческий Helios « ВС » 18 1 4.002602 (2) 0,0001785 - 4,22 5,193 - 0,008
3 Ли Литий Греческий LITHOS , « камень » 1 2 6,94 0,534 453,69 1560 3,582 0,98 20
4 Быть Бериллий Берилл , минерал (в конечном итоге от названия Белур на юге Индии) 2 2 9.0121831 (5) 1,85 1560 2742 1,825 1,57 2,8
5 B Бор Бура , минерал (от арабского bawraq ) 13 2 10,81 2.34 2349 4200 1.026 2,04 10
6 C Углерод Latin карбо « уголь » 14 2 12,011 2,267 > 4000 (в зависимости от давления) 4300 0,709 2,55 200
7 N Азот Греческий нитрон и -gen « селитра образующая» 15 2 14.007 0,0012506 63,15 77,36 1.04 3,04 19
8 О Кислород Греческий окси- и -gen , « кислота образующая» 16 2 15,999 0,001429 54,36 90,20 0,918 3,44 461000
9 F Фтор Латинское fluere , «течь» 17 2 18.998403163 (6) 0,001696 53,53 85,03 0,824 3,98 585
10 Ne Неон Греческое néon , "новый" 18 2 20,1797 (6) 0,0008999 24,56 27.07 1.03 - 0,005
11 Na Натрий Английская газированная вода (символ Na происходит от нового латинского natrium , от немецкого Natron , « натрон ») 1 3 22.98976928 (2) 0,971 370,87 1156 1,228 0,93 23600
12 Mg Магний Магнезия , район Восточной Фессалии в Греции. 2 3 24.305 1,738 923 1363 1.023 1,31 23300
13 Al Алюминий глинозем , от латинского alumen (gen. aluminis ), 'горькая соль, квасцы ' 13 3 26.9815384 (3) 2,698 933,47 2792 0,897 1,61 82300
14 Si Кремний Латинское silx , ' кремень ' (первоначально кремний ) 14 3 28,085 2,3296 1687 3538 0,705 1.9 282000
15 п Фосфор Греческое phōsphóros , "светоносный" 15 3 30.973761998 (5) 1,82 317,30 550 0,769 2,19 1050
16 S Сера Латинское сера , сера 16 3 32.06 2,067 388,36 717,87 0,71 2,58 350
17 Cl Хлор Греческий chlōrós , зеленовато-желтый 17 3 35,45 0,003214 171,6 239,11 0,479 3,16 145
18 Ar Аргон Греческое argós , праздный (из-за своей инертности ) 18 3 39,95 0,0017837 83,80 87,30 0,52 - 3.5
19 K Калий Новая латинская potassa , « поташ » (символ K происходит от латинского kalium ) 1 4 39,0983 (1) 0,862 336,53 1032 0,757 0,82 20900
20 Ca Кальций Latin окалины , « лайм » 2 4 40.078 (4) 1,54 1115 1757 0,647 1 41500
21 год Sc Скандий Латинская Скандия , ' Скандинавия ' 3 4 44.955908 (5) 2,989 1814 г. 3109 0,568 1,36 22
22 Ti Титан Титаны , сыновья богини земли из греческой мифологии 4 4 47,867 (1) 4,54 1941 г. 3560 0,523 1,54 5650
23 V Ванадий Ванадис , древнескандинавское имя скандинавской богини Фрейи. 5 4 50,9415 (1) 6.11 2183 3680 0,489 1,63 120
24 Cr Хром Греческий Chroma , « цвет » 6 4 51,9961 (6) 7,15 2180 2944 0,449 1,66 102
25 Mn Марганец Осквернено магнезией негра ; см. Магний 7 4 54.938043 (2) 7,44 1519 2334 0,479 1,55 950
26 Fe Железо Английское слово (символ Fe происходит от латинского ferrum ) 8 4 55,845 (2) 7,874 1811 г. 3134 0,449 1,83 56300
27 Co Кобальт Немецкий Kobold , « Гоблин » 9 4 58.933194 (3) 8,86 1768 3200 0,421 1,88 25
28 Ni Никель Никель, озорной спрайт немецкой шахтерской мифологии 10 4 58,6934 (4) 8,912 1728 3186 0,444 1,91 84
29 Cu Медь Английское слово, от латинского cuprum , от древнегреческого Kýpros ' Кипр '. 11 4 63,546 (3) 8,96 1357,77 2835 0,385 1.9 60
30 Zn Цинк Скорее всего, от немецкого Zinke , «зубец» или «зуб», хотя некоторые предполагают, что персидский пел , «камень». 12 4 65,38 (2) 7,134 692,88 1180 0,388 1,65 70
31 год Ga Галлий Latin Галлия , « Франция » 13 4 69,723 (1) 5,907 302,9146 2673 0,371 1,81 19
32 Ge Германий Латинская Германия , ' Германия ' 14 4 72,630 (8) 5,323 1211,40 3106 0,32 2,01 1.5
33 Так как Мышьяк Французский мышьяк , от греческого arsenikón «желтый мышьяк» (под влиянием arsenikós , «мужской» или «мужской»), из западноазиатского странствующего слова, в конечном счете, от древнеиранского * zarniya-ka , «золотой» 15 4 74.921595 (6) 5,776 1090 887 0,329 2,18 1,8
34 Se Селен Греческое selḗnē , ' луна ' 16 4 78.971 (8) 4,809 453 958 0,321 2,55 0,05
35 год Br Бром Греческие brômos , «вонь» 17 4 79,904 3,122 265,8 332,0 0,474 2,96 2,4
36 Kr Криптон Греческие Kryptos , «скрытый» 18 4 83,798 (2) 0,003733 115,79 119,93 0,248 3 1 × 10 −4
37 Руб. Рубидий Latin rubidus , 'глубокий красный' 1 5 85,4678 (3) 1,532 312,46 961 0,363 0,82 90
38 Sr Стронций Стронтиан , деревня в Шотландии. 2 5 87,62 (1) 2,64 1050 1655 0,301 0,95 370
39 Y Иттрий Иттерби , Швеция , где был найден 3 5 88,90584 (1) 4,469 1799 3609 0,298 1,22 33
40 Zr Цирконий Циркон , минерал 4 5 91,224 (2) 6,506 2128 4682 0,278 1,33 165
41 год Nb Ниобий Ниоба , дочь царя Тантала из греческой мифологии 5 5 92.90637 (1) 8,57 2750 5017 0,265 1.6 20
42 Пн Молибден Греческое molýbdaina , «кусок свинца », от mólybdos , «свинец», из-за путаницы со свинцово-рудным галенитом (PbS). 6 5 95,95 (1) 10,22 2896 4912 0,251 2,16 1.2
43 год Tc Технеций Греческие tekhnētós , «искусственный» 7 5 [98] 11,5 2430 4538 - 1.9 ~ 3 × 10 −9
44 Ру Рутений Новая Латинская Малороссия , ' Россия ' 8 5 101,07 (2) 12,37 2607 4423 0,238 2.2 0,001
45 Rh Родий Греческое rhodóeis , « цвет розы », от rhódon , « роза ». 9 5 102,90549 (2) 12,41 2237 3968 0,243 2,28 0,001
46 Pd Палладий Астероид Паллада , который в то время считался планетой 10 5 106,42 (1) 12.02 1828,05 3236 0,244 2.2 0,015
47 Ag Серебряный Английское слово (символ происходит от латинского argentum ) 11 5 107,8682 (2) 10,501 1234,93 2435 0,235 1,93 0,075
48 CD Кадмий Новая латинская кадмия от короля Кадмоса 12 5 112,414 (4) 8,69 594,22 1040 0,232 1,69 0,159
49 В Индий Латинское indicum , ' индиго ' (цвет в его спектре) 13 5 114,818 (1) 7.31 429,75 2345 0,233 1,78 0,25
50 Sn Банка Английское слово (символ происходит от латинского stannum ) 14 5 118,710 (7) 7,287 505,08 2875 0,228 1,96 2.3
51 Sb Сурьма Латинский антимоний , происхождение которого неясно: народные этимологии предполагают, что оно происходит от греческого antí («против») + mónos («одинокий») или старофранцузского anti- moine , «проклятие монаха», но вполне вероятно, что это произошло от или связано с арабским ʾiṯmid , «сурьма», переформатированное как латинское слово. (Символ происходит от латинского сурьма « антимонита ».) 15 5 121,760 (1) 6,685 903,78 1860 г. 0,207 2,05 0,2
52 Te Теллур Латинское tellus , "земля, земля" 16 5 127,60 (3) 6,232 722,66 1261 0,202 2.1 0,001
53 я Йод Французское iode , от греческого ioeidḗs , 'фиолетовый' 17 5 126,90447 (3) 4,93 386,85 457,4 0,214 2,66 0,45
54 Xe Ксенон Греческий xénon , средний род от xénos 'странный' 18 5 131,293 (6) 0,005887 161,4 165,03 0,158 2,6 3 × 10 −5
55 CS Цезий Латинское caesius , небесно-голубой 1 6 132.90545196 (6) 1,873 301,59 944 0,242 0,79 3
56 Ба Барий Греческое barýs , тяжелый 2 6 137,327 (7) 3,594 1000 2170 0,204 0,89 425
57 Ла Лантан Греческий lanthánein «врать скрытый» 3 6 138,90547 (7) 6,145 1193 3737 0,195 1.1 39
58 Ce Церий Карликовая планета Церера , считавшаяся в то время планетой 6 140,116 (1) 6,77 1068 3716 0,192 1,12 66,5
59 Pr Празеодим Греческие prásios Didymos , «зеленый близнец» 6 140,90766 (1) 6,773 1208 3793 0,193 1.13 9.2
60 Nd Неодим Греческие ОСЗ Didymos , «новый близнец» 6 144,242 (3) 7,007 1297 3347 0,19 1.14 41,5
61 Вечера Прометий Прометей из греческой мифологии 6 [145] 7,26 1315 3273 - 1.13 2 × 10 −19
62 См Самарий Самарскит , минерал, названный в честь полковника Василия Самарского-Быховца , российского шахтёра 6 150,36 (2) 7,52 1345 2067 0,197 1.17 7,05
63 Евросоюз Европий Европа 6 151,964 (1) 5,243 1099 1802 г. 0,182 1.2 2
64 Б-г Гадолиний Гадолинит , минерал, названный в честь Йохана Гадолина , финского химика, физика и минералога. 6 157,25 (3) 7,895 1585 3546 0,236 1.2 6.2
65 Tb Тербий Иттерби , Швеция , где был найден 6 158.925354 (8) 8,229 1629 г. 3503 0,182 1.2 1.2
66 Dy Диспрозий Греческий dysprósitos , трудно достать 6 162 500 (1) 8,55 1680 2840 0,17 1,22 5.2
67 Хо Гольмий Новая латинская Holmia , ' Стокгольм ' 6 164.930328 (7) 8,795 1734 2993 0,165 1,23 1.3
68 Э Эрбий Иттерби , Швеция , где был найден 6 167,259 (3) 9,066 1802 г. 3141 0,168 1,24 3.5
69 Тм Тулий Туле , древнее название неясного северного местоположения 6 168.934218 (6) 9,321 1818 г. 2223 0,16 1,25 0,52
70 Yb Иттербий Иттерби , Швеция , где был найден 6 173,045 (10) 6,965 1097 1469 0,155 1.1 3.2
71 Лу Лютеций Латинская лютеция , ' Париж ' 6 174,9668 (1) 9,84 1925 г. 3675 0,154 1,27 0,8
72 Hf Гафний Новая латинская Hafnia , ' Копенгаген ' (от датского havn ) 4 6 178,49 (2) 13.31 2506 4876 0,144 1.3 3
73 Та Тантал Царь Тантал , отец Ниобы из греческой мифологии 5 6 180.94788 (2) 16,654 3290 5731 0,14 1.5 2
74 W Вольфрам Шведский дун Стен , «тяжелый камень» (символ W от Wolfram , имя , используемое для элемента во многих языках, рода из средневерхненемецких волчьей Rahm (пены волка) , описывающая минеральная вольфрамит ) 6 6 183,84 (1) 19,25 3695 5828 0,132 2.36 1.3
75 Re Рений Латинское Rhenus , ' Рейн ' 7 6 186.207 (1) 21.02 3459 5869 0,137 1.9 7 × 10 −4
76 Операционные системы Осмий Греческий osmḗ , « запах » 8 6 190,23 (3) 22,61 3306 5285 0,13 2.2 0,002
77 Ir Иридий Ирис , греческая богиня радуги 9 6 192,217 (2) 22,56 2719 4701 0,131 2.2 0,001
78 Pt Платина Платина испанская , серебрянка, от plata silver 10 6 195.084 (9) 21,46 2041,4 4098 0,133 2,28 0,005
79 Au Золото Английское слово (символ Au происходит от латинского aurum ) 11 6 196.966570 (4) 19 282 1337,33 3129 0,129 2,54 0,004
80 Hg Меркурий Меркурий , римский бог торговли, общения и удачи, известный своей скоростью и подвижностью (символ Hg происходит от латинского названия элемента hydrargyrum , от греческого hydrágeryros , «вода-серебро») 12 6 200,592 (3) 13,5336 234,43 629,88 0,14 2 0,085
81 год Tl Таллий Греческий талло , «зеленый побег или веточка» 13 6 204,38 11,85 577 1746 0,129 1,62 0,85
82 Pb Свинец Английское слово (символ Pb происходит от латинского plumbum ) 14 6 207,2 (1) 11,342 600,61 2022 г. 0,129 1,87 14
83 Би Висмут Немецкий Wismut , от weiß Masse 'белая масса', кроме арабского 15 6 208.98040 (1) 9,807 544,7 1837 г. 0,122 2,02 0,009
84 По Полоний Латинская Полония , ' Польша ' (родина Марии Кюри ) 16 6 [209] 9,32 527 1235 - 2.0 2 × 10 −10
85 В Астатин Греческое ástatos , нестабильный 17 6 [210] 7 575 610 - 2.2 3 × 10 −20
86 Rn Радон Излучение радия , первоначально название изотопа радон-222 . 18 6 [222] 0,00973 202 211,3 0,094 2.2 4 × 10 −13
87 Пт Франций Франция 1 7 [223] 1,87 281 890 - 0,7 ~ 1 × 10 −18
88 Ра Радий Французский радий , от латинского радиуса , ' луч ' 2 7 [226] 5.5 973 2010 г. 0,094 0,9 9 × 10 −7
89 Ac Актиний Греческое aktís , луч 3 7 [227] 10.07 1323 3471 0,12 1.1 5,5 × 10 −10
90 Чт Торий Тор , скандинавский бог грома 7 232,0377 (4) 11,72 2115 5061 0,113 1.3 9,6
91 Па Протактиний Прото- (от греч. Prôtos , «первый, прежде») + актиний , так как актиний образуется в результате радиоактивного распада протактиния. 7 231.03588 (1) 15,37 1841 г. 4300 - 1.5 1,4 × 10 −6
92 U Уран Уран , седьмая планета Солнечной системы 7 238.02891 (3) 18,95 1405,3 4404 0,116 1,38 2,7
93 Np Нептуний Нептун , восьмая планета Солнечной системы 7 [237] 20,45 917 4273 - 1,36 ≤ 3 × 10 −12
94 Пу Плутоний Карликовая планета Плутон , считавшаяся девятой планетой в Солнечной системе в то время 7 [244] 19,84 912,5 3501 - 1,28 ≤ 3 × 10 −11
95 Am Америций Америка , поскольку элемент был впервые синтезирован на континенте, по аналогии с европием 7 [243] 13,69 1449 2880 - 1.13 0
96 См Кюрий Пьер Кюри и Мария Кюри , французские физики и химики 7 [247] 13,51 1613 3383 - 1,28 0
97 Bk Берклиум Беркли , Калифорния, где элемент был впервые синтезирован по аналогии с тербием 7 [247] 14,79 1259 2900 - 1.3 0
98 Cf Калифорний Калифорния , где впервые был синтезирован элемент 7 [251] 15.1 1173 (1743) - 1.3 0
99 Es Эйнштейний Альберт Эйнштейн , немецкий физик 7 [252] 8,84 1133 (1269) - 1.3 0
100 FM Фермий Энрико Ферми , итальянский физик 7 [257] (9,7) (1125) - - 1.3 0
101 Мкр Менделевий Дмитрий Менделеев , русский химик и изобретатель, предложивший периодическую таблицу 7 [258] (10,3) (1100) - - 1.3 0
102 Нет Нобелий Альфред Нобель , шведский химик и инженер 7 [259] (9.9) (1100) - - 1.3 0
103 Lr Лоуренсий Эрнест Лоуренс , американский физик 7 [266] (15,6) (1900) - - 1.3 0
104 Rf Резерфордий Эрнест Резерфорд , химик и физик из Новой Зеландии 4 7 [267] (23,2) (2400) (5800) - - 0
105 Db Дубний Дубна , Россия, где Объединенный институт ядерных исследований расположен 5 7 [268] (29,3) - - - - 0
106 Sg Сиборгий Гленн Т. Сиборг , американский химик 6 7 [269] (35,0) - - - - 0
107 Bh Бориум Нильс Бор , датский физик 7 7 [270] (37,1) - - - - 0
108 Hs Калий Новый латинский Hassia « Гесс » (государство в Германии) 8 7 [270] (40,7) - - - - 0
109 Mt Мейтнерий Лиз Мейтнер , австрийский физик 9 7 [278] (37,4) - - - - 0
110 Ds Дармштадтиум Дармштадт , Германия, где впервые был синтезирован элемент. 10 7 [281] (34,8) - - - - 0
111 Rg Рентгений Вильгельм Конрад Рентген , немецкий физик 11 7 [282] (28,7) - - - - 0
112 Cn Копернициум Николай Коперник , польский астроном 12 7 [285] (14,0) (283) (340) - - 0
113 Nh Nihonium Японский Nihon , ' Япония ' (где элемент был впервые синтезирован) 13 7 [286] (16) (700) (1400) - - 0
114 Fl Флеровий Лаборатория ядерных реакций , часть ОИЯИ , где был синтезирован элемент; сам назван в честь Георгия Флёрова , российского физика 14 7 [289] (14) - ~ 210 - - 0
115 Mc Московиум Московская область , Россия, где элемент был впервые синтезирован 15 7 [290] (13,5) (700) (1400) - - 0
116 Lv Ливерморий Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе, Калифорния , которая сотрудничала с ОИЯИ в его синтезе 16 7 [293] (12.9) (700) (1100) - - 0
117 Ц Tennessine Теннесси , США (где находится Национальная лаборатория Ок-Ридж ) 17 7 [294] (7.2) (700) (883) - - 0
118 Og Оганессон Юрий Оганесян , армянский физик российского происхождения 18 7 [294] (5,0) (320) (~ 350) - - 0

Ноты


Смотрите также

Ссылки

дальнейшее чтение

внешние ссылки