عنصر شیمیایی چیست؟ همه چیز درباره عناصر، فراوانی و تفاوت‌ها
عنصر شیمیایی چیست؟
عنصر شیمیایی، ماده‌ای است که نمی‌توان آن را با روش‌های شیمیایی به مواد دیگری تجزیه یا تبدیل کرد. می‌توان عناصر را به عنوان بلوک‌های سازنده اصلی مواد در نظر گرفت. تا کنون 118 عنصر شناسایی شده است. هر عنصر بر اساس تعداد پروتون‌های موجود در هسته اتم خود، شناخته می‌شود. با افزودن پروتون‌های بیشتر به یک اتم، می‌توان عنصر جدیدی ایجاد کرد. اتم‌های یک عنصر یکسان، دارای عدد اتمی یکسان (Z) هستند.
نکات کلیدی در مورد عنصر شیمیایی
- عنصر شیمیایی، ماده‌ای است که فقط از یک نوع اتم تشکیل شده است. به عبارت دیگر، تمام اتم‌های یک عنصر، تعداد پروتون‌های یکسانی دارند.
- هویت یک عنصر شیمیایی با هیچ واکنش شیمیایی قابل تغییر نیست. با این حال، یک واکنش هسته‌ای می‌تواند یک عنصر را به عنصر دیگری تبدیل کند.
- عناصر، بلوک‌های سازنده ماده در نظر گرفته می‌شوند. این درست است، اما شایان ذکر است که اتم‌های یک عنصر از ذرات زیر اتمی تشکیل شده‌اند.
- تا کنون 118 عنصر شناسایی شده است. ممکن است عناصر جدیدی نیز سنتز شوند.
نام‌ها و نمادهای عناصر
هر عنصر را می‌توان با عدد اتمی، نام یا نمادش نشان داد. نماد عنصر، یک علامت اختصاری یک یا دو حرفی است. حرف اول نماد عنصر همیشه بزرگ نوشته می‌شود. حرف دوم، در صورت وجود، با حروف کوچک نوشته می‌شود. اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) مجموعه‌ای از نام‌ها و نمادها را برای عناصر تعیین کرده است که در متون علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، نام‌ها و نمادهای عناصر ممکن است در استفاده رایج در کشورهای مختلف متفاوت باشند. برای مثال، عنصر 56 در IUPAC و انگلیسی "باریوم" نامیده می‌شود و نماد آن "Ba" است. در ایتالیایی به آن "bario" و در فرانسوی "baryum" می‌گویند. عنصر با عدد اتمی 4 در IUPAC "بور" نامیده می‌شود، اما در ایتالیایی، پرتغالی و اسپانیایی "boro"، در آلمانی "Bor" و در فرانسوی "bore" است. کشورهایی که دارای الفبای مشابهی هستند، از نمادهای عنصری رایج استفاده می‌کنند.
فراوانی عناصر
از بین 118 عنصر شناخته شده، 94 عنصر به طور طبیعی روی زمین یافت می‌شوند. بقیه، عناصر مصنوعی نامیده می‌شوند. تعداد نوترون‌ها در یک عنصر، ایزوتوپ آن را تعیین می‌کند. 80 عنصر حداقل یک ایزوتوپ پایدار دارند. 38 عنصر فقط از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو تشکیل شده‌اند که با گذشت زمان به عناصر دیگری تجزیه می‌شوند، که ممکن است رادیواکتیو یا پایدار باشند.
روی زمین، فراوان‌ترین عنصر در پوسته، اکسیژن است، در حالی که باور بر این است که فراوان‌ترین عنصر در کل سیاره، آهن است. در مقابل، فراوان‌ترین عنصر در جهان، هیدروژن است و پس از آن هلیوم قرار دارد.
سنتز عناصر
اتم‌های یک عنصر ممکن است از طریق فرآیندهای همجوشی (Fusion)، شکافت (Fission) و واپاشی رادیواکتیو تولید شوند. همه اینها فرآیندهای هسته‌ای هستند، به این معنی که شامل پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته یک اتم می‌شوند. در مقابل، فرآیندهای شیمیایی (واکنش‌ها) شامل الکترون‌ها هستند و نه هسته‌ها. در همجوشی، دو هسته اتمی با هم ترکیب می‌شوند تا یک عنصر سنگین‌تر را تشکیل دهند. در شکافت، هسته‌های اتمی سنگین به یک یا چند هسته سبک‌تر تقسیم می‌شوند. واپاشی رادیواکتیو می‌تواند ایزوتوپ‌های مختلفی از یک عنصر یا یک عنصر سبک‌تر تولید کند.
هنگامی که اصطلاح "عنصر شیمیایی" استفاده می‌شود، می‌تواند به یک اتم منفرد از آن اتم یا به هر ماده خالصی که فقط از آن نوع عنصر تشکیل شده باشد، اشاره داشته باشد. به عنوان مثال، یک اتم آهن و یک میله آهن هر دو نمونه‌هایی از عنصر شیمیایی آهن هستند.
نمونه‌هایی از عناصر
عناصر در جدول تناوبی یافت می‌شوند. ماده‌ای که از یک عنصر واحد تشکیل شده باشد، حاوی اتم‌هایی است که همگی تعداد پروتون‌های یکسانی دارند. تعداد نوترون‌ها و الکترون‌ها بر هویت یک عنصر تأثیر نمی‌گذارد، بنابراین اگر نمونه‌ای حاوی پروتیم، دوتریم و تریتیوم (سه ایزوتوپ هیدروژن) داشته باشید، باز هم یک عنصر خالص خواهد بود.
- هیدروژن
- طلا
- گوگرد
- اکسیژن
- اورانیوم
- آهن
- آرگون
- آمریسیوم
- تریتیوم (ایزوتوپ هیدروژن)
نمونه‌هایی از موادی که عنصر نیستند
ماده‌هایی که عنصر نیستند از اتم‌هایی با تعداد پروتون‌های متفاوت تشکیل شده‌اند. برای مثال، آب حاوی اتم‌های هیدروژن و اکسیژن است.
- برنج (آلیاژ)
- آب
- هوا
- پلاستیک
- آتش
- شن
- ماشین
- پنجره
- فولاد
چه چیزی باعث تفاوت عناصر از یکدیگر می‌شود؟
چگونه می‌توان تشخیص داد که دو ماده شیمیایی، یک عنصر هستند؟ گاهی اوقات نمونه‌هایی از یک عنصر خالص، ظاهری بسیار متفاوت از یکدیگر دارند. به عنوان مثال، الماس و گرافیت (ماده نوک مداد) هر دو نمونه‌هایی از عنصر کربن هستند. بر اساس ظاهر یا خواص، نمی‌توان این موضوع را تشخیص داد. با این حال، اتم‌های الماس و گرافیت هر دو تعداد پروتون‌های یکسانی دارند. تعداد پروتون‌ها، ذرات موجود در هسته اتم، عنصر را تعیین می‌کند. عناصر در جدول تناوبی بر اساس افزایش تعداد پروتون‌ها مرتب شده‌اند. تعداد پروتون‌ها به عنوان عدد اتمی عنصر نیز شناخته می‌شود که با عدد Z نشان داده می‌شود.
دلیل اینکه اشکال مختلف یک عنصر (به نام دگرشکل‌ها) می‌توانند خواص متفاوتی داشته باشند، حتی اگر تعداد پروتون‌های یکسانی داشته باشند، این است که اتم‌ها به طور متفاوتی آرایش یا چیده شده‌اند. این موضوع را به عنوان مجموعه‌ای از بلوک‌ها در نظر بگیرید. اگر بلوک‌های یکسان را به روش‌های مختلف روی هم قرار دهید، اشیاء متفاوتی به دست می‌آورید.
- شیمی
- علم
