Химические элементы

Химическим элементом называется вид атомов с определенной величиной положительного заряда ядра и определенной совокупностью свойств.

Сейчас известно 118 химических элементов. Одни элементы используются человеком с древних времен, другие открыты в природе в 18 – 20 вв. Около 30 элементов в природе не существуют, они получены искусственно с помощью ядерных реакций.

Все элементы имеют названия и символы. Символ элемента – это его обозначение первой буквой или двумя буквами латинского названия химического элемента. Русские, латинские, английские и немецкие названия химических элементов приведены в справочнике (пособие 10).

Выдающийся русский химик Д.И. Менделеев установил (1869), что между всеми химическими элементами существует закономерная связь, которую он назвал периодическим законом. Наглядным отображением этого закона является периодическая система химических элементов. В ней приведены символы, названия и важнейшие характеристики элементов. Сейчас при изучении химии используются две формы периодической системы: короткопериодная (8-клеточная) и длиннопериодная (18-клеточная). Если число химических элементов 118, а элемент – это вид атома, то должно существовать 118 видов атома. В действительности это не так. Установлено, что почти каждый химический элемент является совокупностью нескольких изотопов. Изотопами называются атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра (одинаковым числом протонов), но разным числом нейтронов в ядре. Изотопы обозначаются символами химических элементов с индексами слева внизу и вверху; нижний индекс – это число протонов в ядре атома, а верхний – массовое число. Массовым числом атома (изотопа) называется сумма протонов и нейтронов, содержащихся в ядре атома, например: и т.д. Но нижний индекс обычно отсутствует, т.к. число протонов в ядре атома равно атомному номеру химического элемента, который указан в периодической системе. Поэтому достаточно указать только массовое число: ³⁵Cl, ³⁷Cl.

Примечание. Масса ядра атома (изотопа) всегда несколько меньше, чем массовое число. Уменьшение массы при образовании атомных ядер (дефект массы) объясняется тем, что в ядрах атомов действуют огромные силы притяжения между протонами и нейтронами. Возникновение этих сил сопровождается дефектом массы согласно теории относительности Эйнштейна.

Массовое число любого изотопа – целое число, а атомная масса элемента – нет. Объясняется это тем, что атомная масса элемента – средняя величина атомных масс его изотопов с учетом их распространенности в природе.

Пример 1. Вычислить атомную массу кремния, который находится в природе в виде трёх изотопов с массовыми числами 28, 29 и 30, относительное содержание которых составляет 92,23 % (²⁸Si), 4,67 % (²⁹Si) и 3,10 % (³⁰Si).

Решение.

A_r(Si) = 0,9223·28 + 0,0467·29 + 0,0310·30 = 28,1087

В периодической системе значение атомной массы меньше рассчитанного (28,08555), что объясняется явлением дефекта массы.

Дата добавления: 2014-12-16