عناصر جدول تناوبی به نام. عناصر شیمیایی چیست؟ سیستم و ویژگی های عناصر شیمیایی

عنصر شیمیایی یک اصطلاح جمعی است که مجموعه ای از اتم های یک ماده ساده را توصیف می کند، یعنی اتم هایی که نمی توان آنها را به اجزای ساده تر (با توجه به ساختار مولکول های آنها) تقسیم کرد. تصور کنید یک تکه آهن خالص به شما داده شود و از شما خواسته شود با استفاده از هر وسیله یا روشی که تاکنون توسط شیمیدانان اختراع شده است، آن را به اجزای فرضی آن جدا کنید. با این حال، شما نمی توانید هیچ کاری انجام دهید، آهن هرگز به چیز ساده تر تقسیم نمی شود. یک ماده ساده - آهن - مربوط به عنصر شیمیایی Fe است.

تعریف نظری

واقعیت تجربی ذکر شده در بالا را می توان با استفاده از تعریف زیر توضیح داد: یک عنصر شیمیایی مجموعه ای انتزاعی از اتم ها (نه مولکول ها!) از ماده ساده مربوطه، یعنی اتم هایی از همان نوع است. اگر راهی برای نگاه کردن به تک تک اتم های موجود در قطعه آهن خالص ذکر شده در بالا وجود داشت، آنگاه همه آنها اتم های آهن بودند. در مقابل، یک ترکیب شیمیایی مانند اکسید آهن همیشه حاوی حداقل دو نوع اتم مختلف است: اتم های آهن و اتم های اکسیژن.

اصطلاحاتی که باید بدانید

جرم اتمی: جرم پروتون ها، نوترون ها و الکترون ها که اتم یک عنصر شیمیایی را تشکیل می دهند.

عدد اتمی: تعداد پروتون های موجود در هسته اتم یک عنصر.

نماد شیمیایی: یک حرف یا جفت حروف لاتین که نشان دهنده تعیین یک عنصر معین است.

ترکیب شیمیایی: ماده ای است که از دو یا چند عنصر شیمیایی به نسبت معینی با یکدیگر ترکیب شده است.

فلز: عنصری که در واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر الکترون از دست می دهد.

متالوئید: عنصری که گاهی به صورت فلز و گاهی به صورت غیرفلز واکنش نشان می دهد.

غیر فلزی: عنصری که در واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر به دنبال به دست آوردن الکترون است.

جدول تناوبی عناصر شیمیایی: سیستمی برای طبقه بندی عناصر شیمیایی بر اساس عدد اتمی آنها.

عنصر مصنوعی: نوعی که به صورت مصنوعی در آزمایشگاه تولید می شود و عموماً در طبیعت یافت نمی شود.

عناصر طبیعی و مصنوعی

نود و دو عنصر شیمیایی به طور طبیعی در زمین وجود دارند. بقیه به صورت مصنوعی در آزمایشگاه به دست آمد. یک عنصر شیمیایی مصنوعی معمولاً محصول واکنش‌های هسته‌ای در شتاب‌دهنده‌های ذرات (وسایلی که برای افزایش سرعت ذرات زیر اتمی مانند الکترون‌ها و پروتون‌ها استفاده می‌شوند) یا راکتورهای هسته‌ای (دستگاه‌هایی که برای کنترل انرژی آزاد شده توسط واکنش‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند) است. اولین عنصر مصنوعی با عدد اتمی 43 تکنسیوم بود که در سال 1937 توسط فیزیکدانان ایتالیایی C. Perrier و E. Segre کشف شد. به غیر از تکنسیوم و پرومتیم، تمام عناصر مصنوعی دارای هسته هایی بزرگتر از اورانیوم هستند. آخرین عنصر شیمیایی مصنوعی که نام خود را دریافت کرد لیورموریوم (116) و قبل از آن فلروویوم (114) بود.

دو دوجین عنصر مشترک و مهم

نام	نماد	درصد تمام اتم ها *				خواص عناصر شیمیایی (در شرایط عادی اتاق)
نام	نماد	در کائنات	در پوسته زمین	در آب دریا	در بدن انسان	خواص عناصر شیمیایی (در شرایط عادی اتاق)
آلومینیوم	ال	-	6,3	-	-	فلز سبک و نقره ای
کلسیم	حدود	-	2,1	-	0,02	در مواد معدنی طبیعی، پوسته ها، استخوان ها یافت می شود
کربن	با	-	-	-	10,7	اساس همه موجودات زنده
کلر	Cl	-	-	0,3	-	گاز سمی
مس	مس	-	-	-	-	فقط فلز قرمز
طلا	طلا	-	-	-	-	فقط فلز زرد
هلیوم	او	7,1	-	-	-	گاز بسیار سبک
هیدروژن	ن	92,8	2,9	66,2	60,6	سبک ترین از همه عناصر. گاز
ید	من	-	-	-	-	غیر فلزی؛ به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود
آهن	Fe	-	2,1	-	-	فلز مغناطیسی؛ برای تولید آهن و فولاد استفاده می شود
سرب	سرب	-	-	-	-	فلزی نرم و سنگین
منیزیم	Mg	-	2,0	-	-	فلز بسیار سبک
عطارد	جیوه	-	-	-	-	فلز مایع؛ یکی از دو عنصر مایع
نیکل	نی	-	-	-	-	فلز مقاوم در برابر خوردگی؛ در سکه استفاده می شود
نیتروژن	ن	-	-	-	2,4	گاز، جزء اصلی هوا
اکسیژن	در مورد	-	60,1	33,1	25,7	گاز، دومین مورد مهم جزء هوا
فسفر	آر	-	-	-	0,1	غیر فلزی؛ برای گیاهان مهم است
پتاسیم	به	-	1.1	-	-	فلز؛ مهم برای گیاهان؛ معمولا "پتاس" نامیده می شود

* اگر مقدار مشخص نشده باشد، عنصر کمتر از 0.1 درصد است.

انفجار بزرگ به عنوان علت اصلی تشکیل ماده

اولین عنصر شیمیایی کدام عنصر در کیهان بود؟ دانشمندان معتقدند پاسخ این سوال در ستارگان و فرآیندهای تشکیل ستاره ها نهفته است. اعتقاد بر این است که جهان در مقطعی از زمان بین 12 تا 15 میلیارد سال پیش به وجود آمده است. تا این لحظه به هیچ چیز جز انرژی فکر نمی شود. اما اتفاقی افتاد که این انرژی را به یک انفجار بزرگ (به اصطلاح بیگ بنگ) تبدیل کرد. در ثانیه های بعدی پس از انفجار بزرگ، ماده شروع به شکل گیری کرد.

اولین ساده ترین اشکال ماده که ظاهر شد پروتون ها و الکترون ها بودند. برخی از آنها برای تشکیل اتم های هیدروژن ترکیب می شوند. دومی از یک پروتون و یک الکترون تشکیل شده است. ساده ترین اتمی است که می تواند وجود داشته باشد.

به آهستگی، طی دوره‌های زمانی طولانی، اتم‌های هیدروژن شروع به خوشه‌بندی در مناطق خاصی از فضا کردند و ابرهای متراکمی را تشکیل دادند. هیدروژن موجود در این ابرها توسط نیروهای گرانشی به شکل‌های فشرده کشیده شد. در نهایت این ابرهای هیدروژن به اندازه کافی متراکم شدند تا ستاره ها را تشکیل دهند.

ستاره ها به عنوان راکتورهای شیمیایی عناصر جدید

ستاره به سادگی توده ای از ماده است که از واکنش های هسته ای انرژی تولید می کند. رایج ترین این واکنش ها شامل ترکیب چهار اتم هیدروژن است که یک اتم هلیوم را تشکیل می دهند. هنگامی که ستارگان شروع به شکل گیری کردند، هلیم به دومین عنصری تبدیل شد که در کیهان ظاهر شد.

با افزایش سن ستارگان، آنها از واکنش های هسته ای هیدروژن-هلیوم به انواع دیگر تغییر می کنند. در آنها، اتم های هلیوم اتم های کربن را تشکیل می دهند. بعداً اتم های کربن اکسیژن، نئون، سدیم و منیزیم را تشکیل می دهند. بعدها، نئون و اکسیژن با یکدیگر ترکیب می شوند و منیزیم را تشکیل می دهند. با ادامه این واکنش ها، عناصر شیمیایی بیشتر و بیشتری تشکیل می شوند.

اولین سیستم های عناصر شیمیایی

بیش از 200 سال پیش، شیمیدانان شروع به جستجوی راه هایی برای طبقه بندی آنها کردند. در اواسط قرن نوزدهم، حدود 50 عنصر شیمیایی شناخته شده بود. یکی از سوالاتی که شیمیدانان به دنبال حل آن بودند. به موارد زیر خلاصه می شود: آیا یک عنصر شیمیایی یک ماده کاملاً متفاوت از هر عنصر دیگری است؟ یا برخی عناصر به نحوی با دیگران مرتبط هستند؟ آیا قانون کلی وجود دارد که آنها را متحد کند؟

شیمیدانان سیستم های مختلفی از عناصر شیمیایی را پیشنهاد کردند. به عنوان مثال، شیمیدان انگلیسی ویلیام پروت در سال 1815 پیشنهاد کرد که جرم اتمی همه عناصر مضرب جرم اتم هیدروژن است، اگر آن را برابر با وحدت در نظر بگیریم، یعنی باید اعداد صحیح باشند. در آن زمان، جرم اتمی بسیاری از عناصر قبلاً توسط جی دالتون در رابطه با جرم هیدروژن محاسبه شده بود. با این حال، اگر این مورد تقریباً برای کربن، نیتروژن و اکسیژن باشد، کلر با جرم 35.5 در این طرح نمی گنجد.

شیمیدان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبراینر (1780-1849) در سال 1829 نشان داد که سه عنصر از گروه به اصطلاح هالوژن (کلر، برم و ید) را می توان بر اساس جرم اتمی نسبی آنها طبقه بندی کرد. وزن اتمی برم (79.9) تقریباً دقیقاً میانگین وزن اتمی کلر (35.5) و ید (127) است، یعنی 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (نزدیک به 79.9). این اولین رویکرد برای ساخت یکی از گروه های عناصر شیمیایی بود. دوبراینر دو سه گانه دیگر از این عناصر را کشف کرد، اما نتوانست قانون تناوبی کلی را تدوین کند.

جدول تناوبی عناصر شیمیایی چگونه ظاهر شد؟

اکثر طرح های طبقه بندی اولیه چندان موفق نبودند. سپس، در حدود سال 1869، تقریباً همان کشف توسط دو شیمیدان تقریباً همزمان انجام شد. شیمیدان روسی دیمیتری مندلیف (1834-1907) و شیمیدان آلمانی جولیوس لوتار مایر (1830-1895) سازماندهی عناصری را که خواص فیزیکی و شیمیایی مشابهی دارند در یک سیستم مرتب از گروه ها، سری ها و دوره ها پیشنهاد کردند. در همان زمان، مندلیف و مایر خاطرنشان کردند که خواص عناصر شیمیایی بسته به وزن اتمی آنها به طور متناوب تکرار می شود.

امروزه، مندلیف را عموماً کاشف قانون تناوبی می‌دانند، زیرا او قدمی برداشت که مایر انجام نداد. وقتی همه عناصر در جدول تناوبی چیده شدند، شکاف هایی ظاهر شد. مندلیف پیش بینی کرد که این مکان ها مکان هایی برای عناصری هستند که هنوز کشف نشده اند.

با این حال، او حتی فراتر رفت. مندلیف خواص این عناصر هنوز کشف نشده را پیش بینی کرد. او می دانست که آنها در کجای جدول تناوبی قرار دارند، بنابراین می توانست ویژگی های آنها را پیش بینی کند. قابل توجه است که هر عنصر شیمیایی که مندلیف پیش‌بینی کرده بود، گالیم، اسکاندیم و ژرمانیوم، کمتر از ده سال پس از انتشار قانون تناوبی‌اش کشف شد.

شکل کوتاه جدول تناوبی

تلاش‌هایی برای شمارش چند گزینه برای نمایش گرافیکی جدول تناوبی توسط دانشمندان مختلف صورت گرفته است. معلوم شد که بیش از 500 مورد وجود دارد. علاوه بر این، 80٪ از کل تعداد گزینه ها جدول هستند و مابقی اشکال هندسی، منحنی های ریاضی و غیره است. در نتیجه، چهار نوع جدول کاربرد عملی پیدا کردند: کوتاه، نیمه. -طول، بلند و نردبانی (همی). دومی توسط فیزیکدان بزرگ N. Bohr پیشنهاد شد.

تصویر زیر فرم کوتاه را نشان می دهد.

در آن، عناصر شیمیایی به ترتیب صعودی اعداد اتمی خود از چپ به راست و از بالا به پایین مرتب شده اند. بنابراین، اولین عنصر شیمیایی جدول تناوبی، هیدروژن، دارای عدد اتمی 1 است، زیرا هسته های اتم های هیدروژن حاوی یک و تنها یک پروتون هستند. به همین ترتیب، اکسیژن دارای عدد اتمی 8 است زیرا هسته‌های همه اتم‌های اکسیژن دارای 8 پروتون هستند (شکل زیر را ببینید).

قطعات ساختاری اصلی سیستم تناوبی دوره ها و گروه هایی از عناصر هستند. در شش دوره، تمام سلول ها پر می شوند، دوره هفتم هنوز کامل نشده است (عناصر 113، 115، 117 و 118، اگرچه در آزمایشگاه سنتز شده اند، اما هنوز به طور رسمی ثبت نشده اند و نامی ندارند).

گروه ها به زیرگروه های اصلی (A) و فرعی (B) تقسیم می شوند. عناصر سه دوره اول، که هر یک شامل یک ردیف است، منحصراً در زیرگروه های A گنجانده شده است. چهار دوره باقی مانده شامل دو ردیف است.

عناصر شیمیایی در یک گروه تمایل به خواص شیمیایی مشابهی دارند. بنابراین، گروه اول شامل فلزات قلیایی، دوم - فلزات قلیایی خاکی است. عناصر در همان دوره دارای خواصی هستند که به آرامی از یک فلز قلیایی به یک گاز نجیب تبدیل می شود. شکل زیر نشان می دهد که چگونه یکی از ویژگی ها، شعاع اتمی، برای عناصر جداگانه در جدول تغییر می کند.

فرم دوره طولانی جدول تناوبی

در شکل زیر نشان داده شده است و در دو جهت ردیف و ستون تقسیم شده است. هفت ردیف نقطه، مانند شکل کوتاه، و 18 ستون به نام گروه یا خانواده وجود دارد. در واقع افزایش تعداد گروه ها از 8 گروه در فرم کوتاه به 18 گروه در فرم بلند با قرار دادن تمام عناصر در دوره هایی که از 4 شروع می شود، نه در دو، بلکه در یک خط به دست می آید.

همانطور که در بالای جدول نشان داده شده است، از دو سیستم شماره گذاری مختلف برای گروه ها استفاده می شود. سیستم اعداد رومی (IA، IIA، IIB، IVB، و غیره) به طور سنتی در ایالات متحده محبوب بوده است. سیستم دیگری (1، 2، 3، 4، و غیره) به طور سنتی در اروپا استفاده می شود و چندین سال پیش برای استفاده در ایالات متحده توصیه می شد.

ظاهر جداول تناوبی در شکل های بالا مانند هر جدول منتشر شده کمی گمراه کننده است. دلیل این امر این است که دو گروه از عناصر نشان داده شده در پایین جداول باید در واقع در داخل آنها قرار گیرند. به عنوان مثال، لانتانیدها متعلق به دوره 6 بین باریم (56) و هافنیوم (72) هستند. علاوه بر این، اکتینیدها متعلق به دوره 7 بین رادیوم (88) و روترفوردیم (104) هستند. اگر آنها را در یک میز قرار می دادند، آنقدر پهن می شد که روی یک تکه کاغذ یا نمودار دیواری قرار نمی گرفت. بنابراین، مرسوم است که این عناصر را در پایین جدول قرار دهید.

همچنین ببینید: فهرست عناصر شیمیایی بر اساس عدد اتمی و فهرست الفبایی عناصر شیمیایی محتویات 1 نمادهای مورد استفاده در حال حاضر ... ویکی پدیا

همچنین ببینید: فهرست عناصر شیمیایی بر اساس نماد و فهرست الفبایی عناصر شیمیایی این فهرستی از عناصر شیمیایی است که به ترتیب افزایش عدد اتمی مرتب شده اند. جدول نام عنصر، نماد، گروه و نقطه را در... ... ویکی پدیا نشان می دهد

مقاله اصلی: فهرست عناصر شیمیایی محتویات 1 پیکربندی الکترونیکی 2 مراجع 2.1 NIST ... ویکی پدیا

مقاله اصلی: فهرست‌های عناصر شیمیایی شماره نماد نام سختی Mohs سختی ویکرز (GPa) سختی برینل (GPa) 3 لیتیوم 0.6 4 بریلیم 5.5 1.67 0.6 5 B بور 9.5 49 6 C کربن 1.5 (گرافیت)

همچنین ببینید: فهرست عناصر شیمیایی بر اساس عدد اتمی و فهرست عناصر شیمیایی بر اساس نماد فهرست الفبایی عناصر شیمیایی. نیتروژن N Actinium Ac آلومینیوم Al Americium Am Argon Ar Astatine در ... ویکی پدیا

مقاله اصلی: فهرست عناصر شیمیایی شماره نماد نام روسی نام لاتین ریشه شناسی نام 1 H Hydrogen Hydrogenium از یونانی دیگر. ὕδωρ «آب» و γεννάω «من زایمان می کنم». 2 ... ویکی پدیا

فهرست نمادهای عناصر شیمیایی نمادها (نشانه ها)، کدها یا اختصاراتی هستند که برای نمایش مختصر یا بصری نام عناصر شیمیایی و مواد ساده به همین نام استفاده می شوند. اول از همه، اینها نمادهای عناصر شیمیایی هستند ... ویکی پدیا

در زیر نام عناصر شیمیایی که به اشتباه کشف شده اند (با ذکر نویسندگان و تاریخ کشف) آورده شده است. تمام عناصر ذکر شده در زیر در نتیجه آزمایش هایی که کم و بیش به صورت عینی، اما معمولاً به اشتباه انجام شده اند، کشف شده اند... ... ویکی پدیا

مقادیر توصیه شده برای بسیاری از ویژگی های عنصر، همراه با مراجع مختلف، در این صفحات جمع آوری شده است. هر گونه تغییر در مقادیر در جعبه اطلاعات باید با مقادیر داده شده مقایسه شود و / یا بر اساس آن داده شود ... ... ویکی پدیا

نماد شیمیایی یک مولکول کلر دو اتمی 35 نماد عناصر شیمیایی (نمادهای شیمیایی) نماد عناصر شیمیایی. همراه با فرمول های شیمیایی، نمودارها و معادلات واکنش های شیمیایی یک زبان رسمی را تشکیل می دهند... ... ویکی پدیا

کتاب ها

انگلیسی برای پزشکان ویرایش هشتم , Muraveyskaya Marianna Stepanovna, Orlova Larisa Konstantinovna, 384 pp. هدف کتاب درسی آموزش خواندن و ترجمه متون پزشکی انگلیسی، انجام گفتگو در زمینه های مختلف پزشکی است. شامل یک مقدمه مختصر آوایی و... دسته: کتاب های درسی دانشگاه ها ناشر: فلینتا, سازنده: Flinta,
انگلیسی برای پزشکان، Muraveyskaya M.S. هدف کتاب درسی آموزش خواندن و ترجمه متون پزشکی انگلیسی و انجام مکالمه در زمینه های مختلف پزشکی می باشد. شامل یک مقدمه مختصر آوایی و پایه… دسته: کتاب های درسی و آموزشیسری: ناشر: فلینتا,

- (ISO 4217) کدهای نمایندگی ارزها و وجوه (انگلیسی) Codes pour la représentation des monnaies et type de fonds (فرانسوی) ... ویکی پدیا

ساده ترین شکل ماده که با روش های شیمیایی قابل شناسایی است. اینها اجزای مواد ساده و پیچیده هستند که مجموعه ای از اتم ها را با بار هسته ای یکسان نشان می دهند. بار هسته اتم با تعداد پروتون های موجود در ... دایره المعارف کولیر

مطالب 1 عصر پارینه سنگی 2 هزاره 10 ق.م. ه. 3 هزاره نهم قبل از میلاد اوه... ویکی پدیا

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به زبان روسی (معانی) مراجعه کنید. روس ها ... ویکی پدیا

اصطلاحات 1: dw تعداد روز هفته. "1" مربوط به دوشنبه تعاریف اصطلاح از اسناد مختلف است: dw DUT تفاوت بین زمان مسکو و UTC، بیان شده به صورت عدد صحیح ساعت تعاریف اصطلاح از ... ... فرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی

ایندیوم(lat. Indium), In, عنصر شیمیایی گروه III از سیستم تناوبی مندلیف; عدد اتمی 49، جرم اتمی 114.82; فلز نرم براق سفید. این عنصر از مخلوطی از دو ایزوتوپ تشکیل شده است: 113 اینچ (4.33 درصد) و 115 اینچ (95.67 درصد). ایزوتوپ دوم دارای پرتوزایی β بسیار ضعیف است (نیمه عمر T ½ = 6 10 14 سال).

در سال 1863، دانشمندان آلمانی F. Reich و T. Richter، طی یک مطالعه طیف سنجی روی مخلوط روی، خطوط جدیدی را در طیف متعلق به یک عنصر ناشناخته کشف کردند. بر اساس رنگ آبی روشن (نیلی) این خطوط، عنصر جدید ایندیوم نام گرفت.

پراکندگی هند در طبیعتایندیم یک عنصر کمیاب معمولی است. در طی فرآیندهای ماگمایی، تجمع جزئی ایندیم در گرانیت ها و سایر سنگ های اسیدی رخ می دهد. فرآیندهای اصلی غلظت سرخپوستان در پوسته زمین با محلول های آبی داغ مرتبط است که رسوبات گرمابی را تشکیل می دهند. ایندیم با Zn، Sn، Cd و Pb مرتبط است. اسفالریت ها، کالکوپیریت ها و کاسیتریت ها در ایندیم به طور متوسط 100 برابر غنی شده اند (محتوای حدود 1.4·10 -3٪). سه کانی هند شناخته شده است - ایندیوم بومی، روکزیت CuInS 2 و indite In 2 S 4، اما همه آنها بسیار نادر هستند. تجمع هند در اسفالریت ها (تا 0.1٪، گاهی اوقات 1٪) از اهمیت عملی برخوردار است. غنی سازی هند برای ذخایر کمربند معدنی اقیانوس آرام معمول است.

خواص فیزیکی هندشبکه کریستالی هند چهارضلعی، صورت محور، با پارامترهای a = 4.583Å و c = 4.936Å است. شعاع اتمی 1.66Å; شعاع یونی در 3+ 0.92Å، در + 1.30Å. چگالی 7.362 گرم بر سانتی متر مکعب. ایندیم قابل ذوب است، نقطه ذوب آن 156.2 درجه سانتیگراد است. نقطه جوش 2075 درجه سانتی گراد ضریب دمای انبساط خطی 33·10 -6 (20 درجه سانتیگراد). ظرفیت گرمایی ویژه در 0-150 درجه سانتیگراد 234.461 J/(kg K) یا 0.056 cal/(g °C)؛ مقاومت الکتریکی در 0 درجه سانتی گراد 8.2·10 -8 اهم· متر، یا 8.2·10 -6 اهم· سانتی متر؛ مدول الاستیک 11 n/m 2 یا 1100 kgf/mm 2. سختی برینل 9 Mn/m2 یا 0.9 kgf/mm2.

خواص شیمیایی هندمطابق با پیکربندی الکترونیکی اتم 4d 10 5s 2 5p 1 ایندیم در ترکیبات ظرفیت 1، 2 و 3 (عمدتا) را نشان می دهد. در هوا، در حالت فشرده جامد، ایندیم پایدار است، اما در دماهای بالا اکسید می شود و بالاتر از 800 درجه سانتیگراد با شعله آبی بنفش می سوزد و اکسید In 2 O 3 - کریستال های زرد رنگ، بسیار محلول در اسیدها می دهد. وقتی ایندیم گرم می شود، به راحتی با هالوژن ترکیب می شود و هالیدهای محلول InCl 3، InBr 3، InI 3 را تشکیل می دهد. با حرارت دادن هند در جریان هیدروکلراید، کلرید InCl 2 به دست می آید و هنگامی که بخار InCl 2 از روی گرم InCl عبور داده می شود، InCl تشکیل می شود. با گوگرد، ایندیم سولفید در 2 S 3، InS تشکیل می دهد. آنها ترکیبات InS·In 2 S 3 و 3InS·In 2 S 3 را می دهند. در آب در حضور عوامل اکسید کننده، ایندیم به آرامی از سطح خورده می شود: 4In + 3O 2 + 6H 2 O = 4In(OH) 3. ایندیم در اسیدها محلول است، پتانسیل الکترود معمولی آن 0.34 ولت است و عملاً در قلیاها نامحلول است. نمک های هند به راحتی هیدرولیز می شوند. محصول هیدرولیز - نمک های اساسی یا هیدروکسید در (OH) 3. دومی بسیار محلول در اسیدها و کم محلول در محلول های قلیایی است (با تشکیل نمک - ایندات): In(OH) 3 + 3KOH = K 3. ترکیبات ایندیم با حالت اکسیداسیون پایین کاملاً ناپایدار هستند. هالیدهای InHal و اکسید سیاه در 2 O عوامل کاهنده بسیار قوی هستند.

رسید هند.ایندیم از ضایعات و محصولات واسطه ای از تولید روی، سرب و قلع به دست می آید. این ماده خام از هزارم تا دهم درصد هند را شامل می شود. استخراج هند شامل سه مرحله اصلی است: به دست آوردن یک محصول غنی شده - کنسانتره هند. پردازش کنسانتره به فلز خام؛ پالایش در بیشتر موارد، ماده اولیه با اسید سولفوریک تصفیه می شود و ایندیم به محلول منتقل می شود، که کنسانتره با رسوب هیدرولیتیک از آن جدا می شود. ایندیم راف عمدتاً با سیمان کردن روی روی یا آلومینیوم جدا می شود. پالایش به روش های شیمیایی، الکتروشیمیایی، تقطیر و کریستالوفیزیکی انجام می شود.

برنامه هند.ایندیم و ترکیبات آن (به عنوان مثال، نیترید InN، فسفید InP، آنتیمونید InSb) بیشترین کاربرد را در فناوری نیمه هادی دارند. ایندیوم برای انواع پوشش های ضد خوردگی (از جمله پوشش های بلبرینگ) استفاده می شود. پوشش های ایندیوم دارای بازتابی بالایی هستند که برای ساخت آینه و بازتابنده استفاده می شود. برخی از آلیاژهای ایندیم دارای اهمیت صنعتی هستند، از جمله آلیاژهای کم ذوب، لحیم کاری برای چسباندن شیشه به فلز و غیره.

بسیاری از چیزها و اشیاء مختلف، بدن های زنده و بی جان طبیعت ما را احاطه کرده اند. و همه آنها ترکیب، ساختار، خواص خاص خود را دارند. در موجودات زنده، واکنش های بیوشیمیایی پیچیده ای رخ می دهد که با فرآیندهای حیاتی همراه است. اجسام غیر زنده عملکردهای مختلفی را در طبیعت و حیات زیست توده انجام می دهند و دارای ترکیبات مولکولی و اتمی پیچیده ای هستند.

اما در مجموع، اجرام این سیاره یک ویژگی مشترک دارند: آنها از بسیاری از ذرات ساختاری ریز به نام اتم های عناصر شیمیایی تشکیل شده اند. آنقدر کوچک که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. عناصر شیمیایی چیست؟ آنها چه ویژگی هایی دارند و شما چگونه از وجود آنها مطلع شدید؟ بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم.

مفهوم عناصر شیمیایی

در درک عمومی پذیرفته شده، عناصر شیمیایی فقط یک نمایش گرافیکی از اتم ها هستند. ذراتی که هر چیزی را که در جهان هستی تشکیل می دهند. به این معنا که می توان به سوال «عناصر شیمیایی چیست» پاسخ زیر داد. اینها ساختارهای کوچک پیچیده ای هستند، مجموعه ای از تمام ایزوتوپ های اتم ها، که با یک نام مشترک متحد شده اند و دارای نام گرافیکی (نماد) خود هستند.

تا به امروز، 118 عنصر به طور طبیعی و مصنوعی، از طریق واکنش های هسته ای و هسته اتم های دیگر کشف شده اند. هر یک از آنها دارای مجموعه ای از ویژگی ها، موقعیت خود در سیستم کلی، تاریخچه کشف و نام هستند و همچنین نقش خاصی در طبیعت و زندگی موجودات زنده دارند. علم شیمی این ویژگی ها را مطالعه می کند. عناصر شیمیایی اساس ساخت مولکول ها، ترکیبات ساده و پیچیده و در نتیجه برهم کنش های شیمیایی هستند.

تاریخچه کشف

درک دقیق عناصر شیمیایی تنها در قرن هفدهم به لطف کار بویل به دست آمد. او بود که اولین بار در مورد این مفهوم صحبت کرد و تعریف زیر را ارائه کرد. اینها مواد ساده کوچک تقسیم ناپذیری هستند که همه چیز اطراف از جمله همه مواد پیچیده از آنها تشکیل شده است.

قبل از این کار، دیدگاه های غالب کیمیاگران کسانی بودند که نظریه چهار عنصر - امپیدوکلس و ارسطو را به رسمیت شناختند، و همچنین کسانی که "اصول قابل احتراق" (گوگرد) و "اصول فلزی" (جیوه) را کشف کردند.

تقریباً در تمام قرن 18، نظریه کاملاً اشتباه فلوژیستون گسترده بود. با این حال، در پایان این دوره، Antoine Laurent Lavoisier ثابت می کند که آن غیرقابل دفاع است. او فرمول بویل را تکرار می کند، اما در عین حال آن را با اولین تلاش برای نظام مند کردن تمام عناصر شناخته شده در آن زمان تکمیل می کند و آنها را به چهار گروه تقسیم می کند: فلزات، رادیکال ها، زمین ها، غیرفلزها.

قدم بزرگ بعدی در درک اینکه چه عناصر شیمیایی هستند از دالتون گرفته شده است. کشف جرم اتمی به او نسبت داده می شود. بر این اساس، او برخی از عناصر شیمیایی شناخته شده را به ترتیب افزایش جرم اتمی توزیع می کند.

توسعه پیوسته فشرده علم و فناوری به ما اجازه می دهد تا تعدادی اکتشاف از عناصر جدید در ترکیب اجسام طبیعی داشته باشیم. بنابراین، تا سال 1869 - زمان خلقت بزرگ مندلیف - علم از وجود 63 عنصر آگاه شد. کار دانشمند روسی اولین طبقه بندی کامل و برای همیشه ثابت این ذرات شد.

ساختار عناصر شیمیایی در آن زمان مشخص نبود. اعتقاد بر این بود که اتم تقسیم ناپذیر است، که کوچکترین واحد است. با کشف پدیده رادیواکتیویته ثابت شد که به بخش های ساختاری تقسیم می شود. تقریباً همه به شکل چندین ایزوتوپ طبیعی (ذرات مشابه، اما با تعداد متفاوتی از ساختارهای نوترونی، که جرم اتمی را تغییر می‌دهند) وجود دارند. بنابراین، در اواسط قرن گذشته، امکان دستیابی به نظم در تعریف مفهوم عنصر شیمیایی وجود داشت.

سیستم عناصر شیمیایی مندلیف

دانشمند آن را بر اساس تفاوت در جرم اتمی قرار داد و موفق شد به طور هوشمندانه تمام عناصر شیمیایی شناخته شده را به ترتیب فزاینده مرتب کند. با این حال، تمام عمق و نبوغ تفکر علمی و آینده نگری او در این واقعیت نهفته است که مندلیف فضاهای خالی را در سیستم خود به جا گذاشته است، سلول های باز برای عناصر هنوز ناشناخته، که به گفته این دانشمند، در آینده کشف خواهند شد.

و همه چیز دقیقاً همانطور که او گفته بود انجام شد. عناصر شیمیایی مندلیف به مرور زمان تمام سلول های خالی را پر کردند. هر ساختاری که توسط دانشمند پیش بینی شده بود، کشف شد. و اکنون با اطمینان می توان گفت که سیستم عناصر شیمیایی با 118 واحد نشان داده شده است. درست است، سه کشف اخیر هنوز به طور رسمی تایید نشده اند.

خود سیستم عناصر شیمیایی به صورت گرافیکی در جدولی نمایش داده می شود که در آن عناصر بر اساس سلسله مراتب خواص، بارهای هسته ای و ویژگی های ساختاری پوسته های الکترونیکی اتم هایشان مرتب شده اند. بنابراین، دوره ها (7 قطعه) - ردیف های افقی، گروه ها (8 قطعه) - عمودی، زیر گروه ها (اصلی و فرعی در هر گروه) وجود دارد. اغلب، دو ردیف از خانواده ها به طور جداگانه در لایه های پایین جدول قرار می گیرند - لانتانیدها و اکتینیدها.

جرم اتمی یک عنصر از پروتون و نوترون تشکیل شده است که ترکیب آنها را «عدد جرمی» می نامند. تعداد پروتون ها بسیار ساده تعیین می شود - برابر با عدد اتمی عنصر در سیستم است. و از آنجایی که اتم به طور کلی یک سیستم الکتریکی خنثی است، یعنی اصلاً بار ندارد، تعداد الکترون های منفی همیشه برابر با تعداد ذرات پروتون مثبت است.

بنابراین، ویژگی های یک عنصر شیمیایی را می توان با موقعیت آن در جدول تناوبی نشان داد. از این گذشته، تقریباً همه چیز در سلول توضیح داده شده است: شماره سریال، که به معنای الکترون ها و پروتون ها، جرم اتمی است (مقدار متوسط همه ایزوتوپ های موجود یک عنصر معین). می توانید ببینید که ساختار در چه دوره ای قرار دارد (این بدان معناست که الکترون ها روی لایه های زیادی قرار خواهند گرفت). همچنین می توان تعداد ذرات منفی را در آخرین سطح انرژی برای عناصر زیرگروه های اصلی پیش بینی کرد - این برابر است با تعداد گروهی که عنصر در آن قرار دارد.

تعداد نوترون ها را می توان با کم کردن پروتون ها از عدد جرمی، یعنی عدد اتمی، محاسبه کرد. بنابراین، می توان برای هر عنصر شیمیایی یک فرمول کامل الکترون گرافی به دست آورد و تدوین کرد که ساختار آن را به دقت منعکس کند و ویژگی های ممکن و آشکار را نشان دهد.

توزیع عناصر در طبیعت

یک علم کامل در حال مطالعه این موضوع است - کیهان شیمی. داده ها نشان می دهد که توزیع عناصر در سراسر سیاره ما از الگوهای مشابهی در جهان پیروی می کند. منبع اصلی هسته‌های اتم‌های سبک، سنگین و متوسط، واکنش‌های هسته‌ای هستند که در داخل ستارگان رخ می‌دهند - نوکلئوسنتز. به لطف این فرآیندها، کیهان و فضای بیرونی سیاره ما را با تمام عناصر شیمیایی موجود تامین کردند.

در مجموع، از 118 نماینده شناخته شده در منابع طبیعی، 89 مورد توسط مردم کشف شده است. عناصر شیمیایی نیز به طور مصنوعی با بمباران هسته ها با نوترون ها (نوکلئوسنتز آزمایشگاهی) سنتز شدند.

پرتعدادترین آنها مواد ساده عناصری مانند نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن است. کربن بخشی از تمام مواد آلی است، به این معنی که موقعیت پیشرو را نیز اشغال می کند.

طبقه بندی بر اساس ساختار الکترونیکی اتم ها

یکی از رایج ترین طبقه بندی همه عناصر شیمیایی یک سیستم، توزیع آنها بر اساس ساختار الکترونیکی آنها است. بر اساس تعداد سطوح انرژی در پوسته یک اتم و کدام یک از آنها حاوی آخرین الکترون های ظرفیتی است، چهار گروه از عناصر را می توان تشخیص داد.

عناصر S

اینها آنهایی هستند که در آنها اوربیتال s آخرین پر شده است. این خانواده شامل عناصر گروه اول زیرگروه اصلی است (یا فقط یک الکترون در سطح بیرونی خواص مشابه این نمایندگان را به عنوان عوامل کاهنده قوی تعیین می کند).

عناصر P

فقط 30 عدد الکترون های ظرفیت در زیرسطح p قرار دارند. اینها عناصری هستند که زیر گروه های اصلی را از گروه سوم تا هشتم، متعلق به دوره های 3،4،5،6 تشکیل می دهند. در میان آنها، خواص شامل فلزات و عناصر غیرفلزی معمولی است.

عناصر d و عناصر f

اینها فلزات واسطه ای از دوره چهارم به هفتم هستند. در کل 32 عنصر وجود دارد. مواد ساده می توانند هم خاصیت اسیدی و هم خاصیت بازی (اکسید کننده و کاهش دهنده) از خود نشان دهند. همچنین آمفوتریک یعنی دوگانه.

خانواده f شامل لانتانیدها و اکتینیدها است که در آنها آخرین الکترون ها در اوربیتال های f قرار دارند.

مواد تشکیل شده توسط عناصر: ساده

همچنین تمامی طبقات عناصر شیمیایی می توانند به صورت ترکیبات ساده یا پیچیده وجود داشته باشند. بنابراین، ساده ها آنهایی هستند که از یک ساختار در مقادیر مختلف تشکیل شده اند. به عنوان مثال، O 2 اکسیژن یا دی اکسیژن است و O 3 ازن است. به این پدیده آلوتروپی می گویند.

عناصر شیمیایی ساده که ترکیباتی به همین نام را تشکیل می دهند، مشخصه هر نماینده جدول تناوبی است. اما همه آنها از نظر خواص یکسان نیستند. بنابراین، مواد ساده، فلزات و غیر فلزات وجود دارد. اولی زیر گروه های اصلی را با 1-3 گروه و همه زیرگروه های فرعی جدول را تشکیل می دهند. غیر فلزات زیر گروه های اصلی گروه های 4-7 را تشکیل می دهند. هشتمین عنصر اصلی شامل عناصر ویژه - گازهای نجیب یا بی اثر است.

در میان تمام عناصر ساده کشف شده تا به امروز، 11 گاز، 2 ماده مایع (برم و جیوه) و بقیه جامد در شرایط عادی شناخته شده اند.

اتصالات پیچیده

اینها شامل هر چیزی است که از دو یا چند عنصر شیمیایی تشکیل شده است. مثال های زیادی وجود دارد، زیرا بیش از 2 میلیون ترکیب شیمیایی شناخته شده است! اینها نمکها، اکسیدها، بازها و اسیدها، ترکیبات پیچیده، همه مواد آلی هستند.