องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางเคมี องค์ประกอบทางเคมี

กำเนิดธาตุเคมีในเอกภพ

การสร้างองค์ประกอบทางเคมีบนโลก

ทุกคนรู้ ตารางธาตุเคมี - โต๊ะ เมนเดเลเยฟ . มีองค์ประกอบมากมายที่นั่น และนักฟิสิกส์กำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างทรานส์ยูเรเนียมที่หนักขึ้นเรื่อยๆ องค์ประกอบ . มีสิ่งที่น่าสนใจมากมายใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับความเสถียรของนิวเคลียสเหล่านี้ มีเกาะแห่งความมั่นคงทุกประเภทและผู้คนที่ทำงานเกี่ยวกับตัวเร่งความเร็วที่เกี่ยวข้องกำลังพยายามสร้าง เคมี องค์ประกอบ ที่มีเลขอะตอมมาก แต่ทั้งหมดนี้ องค์ประกอบ มีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาสั้นมาก นั่นคือคุณสามารถสร้างคอร์ได้หลายคอร์ องค์ประกอบ มีเวลาสำรวจบางอย่าง พิสูจน์ว่าคุณสังเคราะห์มันได้จริงๆ และค้นพบสิ่งนี้ องค์ประกอบ . รับสิทธิ์ตั้งชื่อให้เขาอาจได้รับรางวัลโนเบล แต่ในธรรมชาติเหล่านี้ องค์ประกอบทางเคมี ดูเหมือนไม่ แต่ในความเป็นจริงสามารถปรากฏในบางกระบวนการ แต่สมบูรณ์ในปริมาณเล็กน้อยและสลายตัวในเวลาอันสั้น ดังนั้นใน จักรวาล โดยพื้นฐานแล้วเราเห็น องค์ประกอบ เริ่มต้นด้วยยูเรเนียมและไฟแช็ก

วิวัฒนาการของจักรวาล

แต่ จักรวาล ของเรากำลังพัฒนา และโดยทั่วไปแล้ว ทันทีที่คุณมีความคิดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของโลกบางประเภท คุณจะพบกับความคิดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ว่าทุกสิ่งที่คุณเห็นรอบตัวคุณไม่ว่าจะในแง่ใดแง่หนึ่งก็กลายเป็นสิ่งมรรตัย และถ้าในแง่ของคน สัตว์ และสิ่งของ เรายอมจำนนต่อสิ่งนี้ บางครั้งมันก็ดูแปลกที่จะก้าวไปอีกขั้น เช่น Water is always water หรือ iron is always iron?! คำตอบคือไม่ เพราะมันมีวิวัฒนาการ จักรวาล โดยทั่วไปและครั้งหนึ่งแน่นอนว่าไม่มีโลก เป็นต้น และองค์ประกอบทั้งหมดของมันกระจัดกระจายไปทั่วเนบิวลาบางชนิดซึ่งเป็นต้นกำเนิดของระบบสุริยะ จำเป็นต้องย้อนกลับไปไกลขึ้นเรื่อย ๆ และปรากฎว่าครั้งหนึ่งไม่เพียง แต่ Mendeleev และตารางธาตุของเขาเท่านั้น แต่ไม่มีองค์ประกอบใดรวมอยู่ในนั้น ตั้งแต่ของเรา จักรวาล เกิดหลังจากผ่านสภาวะที่ร้อนจัดและหนาแน่นมาก และเมื่อมันร้อนและหนาแน่น โครงสร้างที่ซับซ้อนทั้งหมดจะถูกทำลาย ดังนั้นในมาก ประวัติศาสตร์ยุคแรก จักรวาล ไม่มีสารหรือแม้แต่อนุภาคมูลฐานใดๆ ที่เสถียรสำหรับเรา

กำเนิดองค์ประกอบทางเคมีของแสงในเอกภพ

การก่อตัวขององค์ประกอบทางเคมี - ไฮโดรเจน

เช่น จักรวาลกำลังขยายตัว เย็นลงและมีความหนาแน่นน้อยลง มีอนุภาคบางอย่างปรากฏขึ้น พูดอย่างคร่าว ๆ ต่อมวลของอนุภาคแต่ละอนุภาค เราสามารถเปรียบเทียบพลังงานตามสูตรได้ E=mc 2 . เราสามารถกำหนดอุณหภูมิให้กับแต่ละพลังงานได้ และเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าพลังงานวิกฤตนี้ อนุภาคก็จะเสถียรและดำรงอยู่ได้
ตามลำดับ จักรวาลกำลังขยายตัว , เย็นลงและปรากฏขึ้นตามธรรมชาติเป็นอันดับแรกจากตารางธาตุ ไฮโดรเจน . เพราะมันเป็นแค่โปรตอน นั่นคือโปรตอนปรากฏขึ้นและเราสามารถพูดได้ ไฮโดรเจน . ในความหมายนี้ จักรวาล บน 100% ประกอบด้วยไฮโดรเจน บวกกับสสารมืด บวกกับพลังงานมืด บวกกับรังสีจำนวนมาก แต่ของธรรมดาก็มีแต่ ไฮโดรเจน . ปรากฏ โปรตอน เริ่มปรากฏขึ้น นิวตรอน . นิวตรอน ยากขึ้นเล็กน้อย โปรตอน และสิ่งนี้นำไปสู่ นิวตรอน ดูน้อยลง เพื่อให้มีปัจจัยชั่วคราวในหัวเรากำลังพูดถึงเศษเสี้ยววินาทีแรกของชีวิต จักรวาล .

"สามนาทีแรก"
ปรากฏขึ้น โปรตอน และ นิวตรอน ดูเหมือนจะร้อนและแน่น และด้วย โปรตอน และ นิวตรอน คุณสามารถเริ่มปฏิกิริยาแสนสาหัสได้เช่นเดียวกับในลำไส้ของดวงดาว แต่ความจริงแล้วก็ยังร้อนและหนาแน่นเกินไป ดังนั้นคุณต้องรอสักครู่และที่ไหนสักแห่งตั้งแต่วินาทีแรกของชีวิต จักรวาล และจนถึงนาทีแรก มีหนังสือของ Weinberg ที่รู้จักกันเรียกว่า "สามนาทีแรก"และอุทิศให้กับช่วงชีวิตนี้ จักรวาล .

ต้นกำเนิดขององค์ประกอบทางเคมี - ฮีเลียม

ในนาทีแรก ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เริ่มเกิดขึ้น เพราะทั้งหมด จักรวาล คล้ายกับลำไส้ของดาวฤกษ์และเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ได้ เริ่มเป็นรูปเป็นร่าง ไอโซโทปของไฮโดรเจน – ดิวเทอเรียม และสอดคล้องกัน ไอโซโทป . ตัวที่หนักกว่าเริ่มก่อตัวขึ้น องค์ประกอบทางเคมี – ฮีเลียม . แต่ไปต่อยากเพราะนิวเคลียสเสถียรมีจำนวนอนุภาค 5 และ 8 เลขที่ และกลายเป็นปลั๊กที่ซับซ้อน
ลองนึกภาพว่าคุณมีห้องที่เต็มไปด้วยชิ้นส่วนเลโก้และคุณต้องวิ่งและรวบรวมโครงสร้าง แต่รายละเอียดกระจัดกระจายหรือห้องขยายออก นั่นคือทุกอย่างเคลื่อนไหว เป็นการยากสำหรับคุณในการประกอบชิ้นส่วน และนอกจากนี้ เช่น คุณพับสองอันแล้วพับอีกสองอัน แต่การติดที่ห้าไม่ได้ผล และในนาทีแรกของชีวิตนี้ จักรวาล โดยพื้นฐานแล้วมีเวลาในการสร้างเท่านั้น ฮีเลียม , เล็กน้อย ลิเธียม , เล็กน้อย ดิวเทอเรียม ยังคงอยู่ มันไหม้ในปฏิกิริยาเหล่านี้กลายเป็นสิ่งเดียวกัน ฮีเลียม .
นั่นคือโดยพื้นฐานแล้ว จักรวาล ดูเหมือนจะประกอบด้วย ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม หลังจากนาทีแรกของชีวิต บวกกับองค์ประกอบที่หนักกว่าเล็กน้อยจำนวนน้อยมาก และในขั้นตอนเริ่มต้นของการก่อตัวของตารางธาตุก็สิ้นสุดลง และมีการหยุดชั่วคราวจนกว่าดาวดวงแรกจะปรากฏขึ้น ในดวงดาวอีกครั้งมันร้อนและหนาแน่น กำลังสร้างเงื่อนไขเพื่อดำเนินการต่อ เทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่น . และดวงดาวเกือบทั้งชีวิตมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ ฮีเลียม จาก ไฮโดรเจน . นั่นคือมันยังคงเป็นเกมที่มีสององค์ประกอบแรก ดังนั้น เนื่องจากการมีอยู่ของดวงดาว ไฮโดรเจน เล็กลง ฮีเลียมกำลังจะใหญ่ขึ้น แต่สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าส่วนใหญ่สารใน จักรวาล ไม่ได้อยู่ในดวงดาว เรื่องธรรมดาส่วนใหญ่กระจัดกระจายไปทั่ว จักรวาล ในเมฆแก๊สร้อน ในกระจุกดาราจักร ในเส้นใยระหว่างกระจุก และก๊าซนี้ไม่มีวันกลายเป็นดาวได้ กล่าวคือ ในแง่นี้ จักรวาล จะยังคงอยู่โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม . หากเรากำลังพูดถึงเรื่องธรรมดา แต่เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ ปริมาณขององค์ประกอบทางเคมีเบาจะลดลงในระดับเปอร์เซ็นต์ และปริมาณขององค์ประกอบหนักจะเพิ่มขึ้น

การสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์

และหลังจากยุคของต้นฉบับ การสังเคราะห์นิวเคลียส ยุคแห่งดาวฤกษ์ การสังเคราะห์นิวเคลียส ซึ่งยังคงดำเนินมาจนถึงทุกวันนี้ ในการเริ่มต้น ไฮโดรเจน กลายเป็น ฮีเลียม . หากเงื่อนไขอนุญาตและเงื่อนไขคืออุณหภูมิและความหนาแน่น ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น ยิ่งเราเคลื่อนไปตามตารางธาตุมากเท่าไหร่ การเริ่มปฏิกิริยาเหล่านี้ก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น สภาวะที่รุนแรงยิ่งจำเป็น เงื่อนไขถูกสร้างขึ้นในดวงดาวด้วยตัวของมันเอง ดาวฤกษ์กดทับตัวเอง พลังงานแรงโน้มถ่วงจะสมดุลกับตัวมันเอง กำลังภายในที่เกี่ยวข้องกับความดันแก๊สและการศึกษา ดังนั้นยิ่งดาวมีน้ำหนักมากเท่าไรก็ยิ่งบีบตัวเองได้มากขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิสูงและความหนาแน่นในใจกลาง และอาจมีดังต่อไปนี้ ปฏิกิริยาปรมาณู .

วิวัฒนาการทางเคมีของดวงดาวและดาราจักร

ในดวงอาทิตย์หลังจากการหลอมรวม ฮีเลียม ปฏิกิริยาต่อไปจะเริ่มขึ้น มันจะก่อตัวขึ้น คาร์บอน และ ออกซิเจน . ปฏิกิริยาต่อไปจะไม่เกิดขึ้น และดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนเป็นออกซิเจน-คาร์บอน ดาวแคระขาว . แต่ในเวลาเดียวกัน ชั้นนอกของดวงอาทิตย์ซึ่งอุดมด้วยปฏิกิริยาฟิวชันอยู่แล้วจะถูกขับออกไป ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ชั้นนอกจะแยกออกจากกัน และส่วนใหญ่แล้ว นี่คือสิ่งที่ถูกโยนทิ้งไป หลังจากที่มันผสมกับสสารของดวงดาวแล้ว ก็สามารถเข้าสู่ดาวฤกษ์รุ่นต่อไปได้ ดวงดาวจึงมีวิวัฒนาการเช่นนี้ มีวิวัฒนาการทางเคมี กาแลคซี โดยเฉลี่ยแล้วดาวฤกษ์แต่ละดวงที่ก่อตัวขึ้นประกอบด้วยธาตุหนักมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นดาวดวงแรกที่ก่อตัวขึ้นจากความบริสุทธิ์ ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม ตัวอย่างเช่น พวกเขาไม่สามารถมีดาวเคราะห์หินได้ เพราะไม่มีอะไรจะทำจากพวกเขา วงจรวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ดวงแรกจำเป็นต้องผ่าน และนี่เป็นสิ่งสำคัญที่ดาวฤกษ์มวลมากจะวิวัฒนาการเร็วที่สุด

กำเนิดธาตุเคมีหนักในเอกภพ

ที่มาขององค์ประกอบทางเคมี - เหล็ก

ดวงอาทิตย์และอายุการใช้งานทั้งหมดเกือบ 12 พันล้าน ปี. และดาวมวลมากอาศัยอยู่ไม่กี่ดวง ล้าน ปี. พวกเขาทำให้เกิดปฏิกิริยากับ ต่อม และระเบิดเมื่อสิ้นอายุขัย ระหว่างการระเบิด ยกเว้นแกนกลางที่อยู่ด้านในสุด สสารทั้งหมดจะถูกขับออกไป ดังนั้น ปริมาณจำนวนมากจึงถูกพ่นออกมาโดยธรรมชาติ และ ไฮโดรเจน ซึ่งยังไม่ได้รีไซเคิลในชั้นนอก แต่สิ่งสำคัญคือต้องโยนทิ้งจำนวนมาก ออกซิเจน , ซิลิคอน , แมกนีเซียม นั่นก็เพียงพอแล้ว องค์ประกอบทางเคมีหนัก , เอื้อมไม่ถึง ต่อม และผู้ที่เกี่ยวข้องกับเขา นิกเกิล และ โคบอลต์ . องค์ประกอบที่เน้นมาก บางทีภาพต่อไปนี้อาจน่าจดจำตั้งแต่สมัยเรียน: หมายเลข องค์ประกอบทางเคมี และการปลดปล่อยพลังงานระหว่างปฏิกิริยาฟิวชันหรือการสลายตัว และได้รับค่าสูงสุดดังกล่าว และ เหล็ก, นิกเกิล, โคบอลต์ อยู่ที่ด้านบนสุด ซึ่งหมายความว่าการล่มสลาย องค์ประกอบทางเคมีหนัก ทำกำไรได้ถึง ต่อม การสังเคราะห์จากปอดก็มีประโยชน์ต่อธาตุเหล็กเช่นกัน ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม ด้วยเหตุนี้ เราจึงเคลื่อนออกจากด้านของไฮโดรเจน จากด้านของธาตุเบา และปฏิกิริยาของเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันในดาวฤกษ์สามารถไปถึงธาตุเหล็กได้ พวกเขาต้องไปพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน
เมื่อดาวมวลมากเกิดการระเบิด เหล็ก โดยทั่วไปจะไม่ถูกโยนทิ้งไป มันยังคงอยู่ในนิวเคลียสส่วนกลางและกลายเป็น ดาวนิวตรอน หรือ หลุมดำ . แต่ถูกโยนทิ้งไป องค์ประกอบทางเคมีที่หนักกว่าเหล็ก . เหล็กถูกโยนออกไปในการระเบิดอื่นๆ ดาวแคระขาวสามารถระเบิดได้ เช่น สิ่งที่เหลืออยู่จากดวงอาทิตย์ โดยตัวมันเองแล้ว ดาวแคระขาวเป็นวัตถุที่เสถียรมาก แต่เขามีมวลจำกัดเมื่อเขาสูญเสียความเสถียรนี้ ปฏิกิริยาฟิวชันเริ่มต้นขึ้น คาร์บอน .

การระเบิดของซุปเปอร์โนวา
และถ้าเป็นดาวธรรมดาก็เป็นวัตถุที่เสถียรมาก คุณอุ่นตรงกลางเล็กน้อย มันจะตอบสนองต่อสิ่งนี้ มันจะขยายตัว อุณหภูมิตรงกลางจะลดลงและทุกอย่างจะควบคุมตัวเอง ไม่ว่าจะถูกความร้อนหรือความเย็น และที่นี่ ดาวแคระขาว ไม่สามารถทำเช่นนั้นได้ คุณได้กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา เขาต้องการขยาย แต่เขาทำไม่ได้ ดังนั้นปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์จึงครอบคลุมดาวแคระขาวทั้งหมดอย่างรวดเร็วและระเบิดออกทั้งหมด ปรากฎว่า การระเบิดของซูเปอร์โนวาประเภท 1A และเป็นซูเปอร์โนวาที่สำคัญมากๆ ที่ดีมาก พวกเขาปล่อยให้มันเปิด แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือในระหว่างการระเบิดนี้คนแคระจะถูกทำลายอย่างสมบูรณ์และอีกมากมาย ต่อม . ทั้งหมด ต่อม รอบๆ ตะปู ถั่ว ขวาน และเหล็กทั้งหมดที่อยู่ในตัวเรา คุณจะเอานิ้วจิ้มดูหรือชิมก็ได้ นี่คือทั้งหมด เหล็ก นำมาจากดาวแคระขาว

แหล่งกำเนิดของธาตุเคมีหนัก

แต่มีองค์ประกอบที่หนักกว่า พวกเขาสังเคราะห์ที่ไหน? เป็นเวลานานเชื่อกันว่าเป็นสถานที่หลักของการสังเคราะห์เพิ่มเติม องค์ประกอบหนัก , นี้ การระเบิดของซุปเปอร์โนวา เกี่ยวข้องกับดาวมวลมาก ระหว่างการระเบิด นั่นคือ เมื่อมีพลังงานพิเศษจำนวนมาก เมื่อมีพลังงานพิเศษทุกประเภท นิวตรอน เป็นไปได้ที่จะทำปฏิกิริยาที่ไม่เอื้ออำนวย เป็นเพียงเงื่อนไขที่พัฒนาขึ้นในลักษณะนี้ และในสารที่กำลังขยายตัวนี้ ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นที่สังเคราะห์ได้เพียงพอ องค์ประกอบทางเคมีหนัก . และพวกเขาก็ไปจริงๆ มากมาย องค์ประกอบทางเคมี ซึ่งหนักกว่าเหล็กถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีนี้
นอกจากนี้ แม้แต่ดาวฤกษ์ที่ไม่ระเบิด เมื่อถึงช่วงหนึ่งของวิวัฒนาการ เมื่อพวกมันกลายเป็นดาวฤกษ์ ยักษ์แดง สามารถสังเคราะห์ องค์ประกอบหนัก . ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้นในพวกมันซึ่งเป็นผลมาจากการที่นิวตรอนอิสระก่อตัวขึ้นเล็กน้อย นิวตรอน ในแง่นี้ อนุภาคที่ดีมาก เนื่องจากไม่มีประจุ จึงสามารถทะลุผ่านนิวเคลียสของอะตอมได้ง่าย และเมื่อทะลุเข้าไปในนิวเคลียสแล้วนิวตรอนก็สามารถกลายเป็นได้ โปรตอน . ดังนั้นองค์ประกอบจะข้ามไปยังเซลล์ถัดไปใน ตารางธาตุ . กระบวนการนี้ค่อนข้างช้า มันถูกเรียกว่า s-กระบวนการ จากคำว่าช้า - ช้า แต่มันค่อนข้างมีประสิทธิภาพและมากมาย องค์ประกอบทางเคมี ถูกสังเคราะห์ในดาวยักษ์แดงด้วยวิธีนี้ และในซูเปอร์โนวาก็ดำเนินไป r-กระบวนการ นั่นคือรวดเร็ว ทุกสิ่งเกิดขึ้นในเวลาอันสั้นจริงๆ
เมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฎว่ามีอีก เป็นสถานที่ที่ดีสำหรับกระบวนการ r ไม่เกี่ยวข้องกับ การระเบิดของซุปเปอร์โนวา . มีอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่น่าสนใจมาก นั่นคือการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวง ดาวฤกษ์ชอบการเกิดเป็นคู่ และดาวฤกษ์มวลมากมักเกิดเป็นคู่ 80-90% ดาวฤกษ์มวลมากถือกำเนิดขึ้นใน ระบบคู่. อันเป็นผลมาจากวิวัฒนาการ สองเท่าสามารถถูกทำลายได้ แต่บางส่วนถึงจุดสิ้นสุด และถ้าเรามีอยู่ในระบบ 2 ดาวฤกษ์มวลมาก เราจะได้ระบบของดาวนิวตรอนสองดวง หลังจากนั้นพวกมันจะมาบรรจบกันเนื่องจากการปลดปล่อยคลื่นความโน้มถ่วงและรวมกันในที่สุด
ลองนึกภาพคุณนำวัตถุที่มีขนาด 20 กม มีมวลประมาณหนึ่งเท่าครึ่งของมวลดวงอาทิตย์และเกือบจะมี ความเร็วแสง ให้วางลงบนวัตถุอื่นที่คล้ายกัน แม้จะมีสูตรง่ายๆ แต่พลังงานจลน์ก็คือ (เอ็มวี 2)/2 . ถ้าเป็น ม คุณพูดแทน 2 มวลของดวงอาทิตย์ เช่น โวลต์ ใส่หนึ่งในสาม ความเร็วของแสง คุณสามารถคำนวณและรับอย่างแน่นอน พลังงานที่ยอดเยี่ยม . นอกจากนี้ยังจะถูกปล่อยออกมาในรูปของคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเป็นไปได้มากที่สุดในการติดตั้ง ลิโก เห็นเหตุการณ์ดังกล่าวแล้ว แต่เรายังไม่รู้ แต่ในขณะเดียวกัน เมื่อวัตถุจริงชนกัน จึงเกิดการระเบิดขึ้นจริงๆ พลังงานจำนวนมากถูกปลดปล่อยออกมา ช่วงแกมมา , วี เอ็กซเรย์ พิสัย. โดยทั่วไปแล้วทุกช่วงและส่วนหนึ่งของพลังงานนี้จะไปที่ การสังเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี .

ต้นกำเนิดขององค์ประกอบทางเคมี - ทอง

ที่มาของเคมีธาตุทอง
และการคำนวณสมัยใหม่ ในที่สุดพวกเขาก็ได้รับการยืนยันจากการสังเกต แสดงว่า ตัวอย่างเช่น ทอง ย่อมเกิดในปฏิกริยาเช่นนั้น. กระบวนการที่แปลกใหม่เช่นการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวงนั้นเป็นเรื่องแปลกใหม่ แม้แต่ในระบบที่ใหญ่เท่าเรา กาแล็กซี่ , เกิดขึ้นบางครั้งใน 20-30 พันปี. อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าจะหายากมากพอที่จะสังเคราะห์บางอย่างได้ หรือในทางกลับกัน เราสามารถพูดได้ว่ามันเกิดขึ้นน้อยมาก ดังนั้น ทอง หายากและมีราคาแพง โดยทั่วไปเป็นที่ชัดเจนว่าหลายคน องค์ประกอบทางเคมี ค่อนข้างหายาก แม้ว่ามักจะสำคัญกว่าสำหรับเรา มีโลหะหายากทุกประเภทที่ใช้ในสมาร์ทโฟนของคุณและ คนทันสมัยอยากทำโดยไม่ใช้ทองคำมากกว่าไม่มีสมาร์ทโฟน องค์ประกอบทั้งหมดนี้มีน้อย เนื่องจากเกิดในกระบวนการทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่หาได้ยาก และส่วนใหญ่แล้ว กระบวนการเหล่านี้ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเกี่ยวข้องกับดวงดาว โดยมีวิวัฒนาการที่สงบมากหรือน้อยของพวกมัน แต่ในช่วงท้าย ๆ การระเบิดของดาวฤกษ์มวลมากพร้อมการระเบิด ดาวแคระขาว หรือรัฐ ดาวนิวตรอน .

การรู้การกำหนดกฎของธาตุและการใช้ระบบธาตุของ D. I. Mendeleev เราสามารถกำหนดลักษณะองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบของมันได้ สะดวกในการเพิ่มลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีตามแผน

I. สัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีและชื่อของมัน

ครั้งที่สอง ตำแหน่งขององค์ประกอบทางเคมีในระบบธาตุ D.I. เมนเดเลเยฟ:

1. หมายเลขซีเรียล;
2. หมายเลขงวด;
3. หมายเลขกลุ่ม
4. กลุ่มย่อย (หลักหรือรอง)

สาม. โครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี:

1. ประจุของนิวเคลียสของอะตอม
2. มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุเคมี
3. จำนวนโปรตอน
4. จำนวนอิเล็กตรอน
5. จำนวนนิวตรอน
6. จำนวนระดับอิเล็กทรอนิกส์ในอะตอม

IV. สูตรอิเล็กทรอนิกส์และกราฟิกอิเล็กตรอนของอะตอม เวเลนซ์อิเล็กตรอน

V. ประเภทของธาตุเคมี (ธาตุโลหะหรืออโลหะ s-, p-, d- หรือ f-ธาตุ).

วี.ไอ. สูตรของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่สูงกว่าขององค์ประกอบทางเคมี ลักษณะของคุณสมบัติ (พื้นฐาน กรด หรือแอมโฟเทอริก)

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว การเปรียบเทียบคุณสมบัติของโลหะหรืออโลหะขององค์ประกอบทางเคมีกับคุณสมบัติขององค์ประกอบข้างเคียงตามช่วงเวลาและกลุ่มย่อย

VIII. สถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุดของอะตอม

ตัวอย่างเช่น ให้แสดงคุณลักษณะขององค์ประกอบทางเคมีด้วยเลขลำดับ 15 และสารประกอบตามตำแหน่งในระบบธาตุของ D. I. Mendeleev และโครงสร้างของอะตอม

I. เราพบในตารางของ D. I. Mendeleev เซลล์ที่มีจำนวนองค์ประกอบทางเคมี เขียนสัญลักษณ์และชื่อลงไป

ธาตุเคมีหมายเลข 15 คือ ฟอสฟอรัส สัญลักษณ์ของมันคือ R

ครั้งที่สอง ให้เราระบุตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางของ D. I. Mendeleev (จำนวนงวด, กลุ่ม, ประเภทของกลุ่มย่อย)

ฟอสฟอรัสอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม V ในช่วงที่ 3

สาม. เราจะจัดเตรียมให้ ลักษณะทั่วไปองค์ประกอบของอะตอมของธาตุเคมี (ประจุนิวเคลียร์ มวลอะตอม จำนวนโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน และระดับอิเล็กทรอนิกส์)

ประจุนิวเคลียร์ของอะตอมฟอสฟอรัสคือ +15 มวลอะตอมสัมพัทธ์ของฟอสฟอรัสคือ 31 นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอน 15 ตัวและนิวตรอน 16 ตัว (31 - 15 = 16) อะตอมของฟอสฟอรัสมีระดับพลังงาน 3 ระดับ โดยมีอิเล็กตรอน 15 ตัว

IV. เราเขียนสูตรอิเล็กทรอนิกส์และกราฟิกอิเล็กตรอนของอะตอม ทำเครื่องหมายเวเลนซ์อิเล็กตรอน

สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมฟอสฟอรัสคือ: 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .

สูตรกราฟิกอิเล็กตรอนของระดับภายนอกของอะตอมฟอสฟอรัส: ในระดับพลังงานที่สามมีอิเล็กตรอนสองตัวในระดับย่อย 3s (ลูกศรสองตัวที่มีทิศทางตรงกันข้ามเขียนในเซลล์เดียว) อิเล็กตรอนสามตัวอยู่ในระดับย่อย p สามตัว (ในแต่ละเซลล์จากสามเซลล์ มีลูกศรชี้ไปในทิศทางเดียวกัน)

เวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็นอิเล็กตรอนระดับนอก นั่นคือ 3s2 3p3 อิเล็กตรอน

V. กำหนดชนิดขององค์ประกอบทางเคมี (โลหะหรืออโลหะ, s-, p-, d- หรือ f-องค์ประกอบ)

ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะ เนื่องจากระดับย่อยสุดท้ายในอะตอมของฟอสฟอรัสซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนคือระดับ p ฟอสฟอรัสจึงอยู่ในตระกูลขององค์ประกอบ p

วี.ไอ. เราสร้างสูตรสำหรับออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของฟอสฟอรัสที่สูงกว่าและระบุคุณสมบัติ (พื้นฐาน เป็นกรด หรือแอมโฟเทอริก)

ฟอสฟอรัสออกไซด์สูงสุด P 2 O 5 แสดงคุณสมบัติของกรดออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ที่สอดคล้องกับออกไซด์ที่สูงขึ้น H 3 PO 4 แสดงคุณสมบัติของกรด เรายืนยันคุณสมบัติเหล่านี้ด้วยสมการของปฏิกิริยาเคมีประเภทต่างๆ:

P 2 O 5 + 3 Na 2 O \u003d 2Na 3 PO 4

H 3 PO 4 + 3NaOH \u003d Na 3 PO 4 + 3H 2 O

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ลองเปรียบเทียบคุณสมบัติอโลหะของฟอสฟอรัสกับคุณสมบัติของธาตุข้างเคียงตามคาบและกลุ่มย่อย

เพื่อนบ้านของฟอสฟอรัสในกลุ่มย่อยคือไนโตรเจน เพื่อนบ้านของฟอสฟอรัสในช่วงเวลานั้นคือซิลิกอนและกำมะถัน คุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยหลักที่มีการเพิ่มหมายเลขซีเรียลเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาและลดลงในกลุ่ม ดังนั้นคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะของฟอสฟอรัสจึงเด่นชัดกว่าของซิลิคอนและเด่นชัดน้อยกว่าของไนโตรเจนและกำมะถัน

VIII. กำหนดสถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุดของอะตอมฟอสฟอรัส

สถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกสูงสุดสำหรับองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยหลักจะเท่ากับหมายเลขกลุ่ม ฟอสฟอรัสอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 5 ดังนั้นสถานะออกซิเดชันสูงสุดของฟอสฟอรัสคือ +5

สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำสำหรับอโลหะในกรณีส่วนใหญ่จะเท่ากับผลต่างระหว่างเลขหมู่กับเลขแปด ดังนั้น สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำของฟอสฟอรัสคือ -3

ใช้เพียงแผ่นเดียวแต่แผ่นนี้ประกอบด้วย จำนวนมากข้อมูล. แต่ละเซลล์ของตารางมีสัญลักษณ์สากลขององค์ประกอบ ชื่อ (ในตารางของเรา - เป็นภาษารัสเซีย) หมายเลขประจำเครื่อง มวลอะตอมสัมพัทธ์ (สำหรับองค์ประกอบที่ไม่เสถียร - เลขมวล) ตามกฎแล้วองค์ประกอบที่เป็นของตระกูลใดตระกูลหนึ่งจะถูกเน้นด้วยสีและโครงสร้างก็จะได้รับเช่นกัน เปลือกอิเล็กตรอนอะตอม บริษัทบางแห่งจัดทำตารางที่มีสีสัน ซึ่งแต่ละเซลล์มีรูปถ่ายของสารอย่างง่ายที่สอดคล้องกัน โครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลที่เสถียรที่สุดจะได้รับ และข้อมูลเกี่ยวกับการใช้องค์ประกอบนี้ การออกแบบเซลล์ที่มีธาตุกัมมันตภาพรังสีได้รับการแก้ไขอย่างน่าสนใจ ดังนั้นในตารางเดียวแทนที่จะเป็นเรเดียมจึงมีรูปถ่ายของบันทึกการทำงานของ Marie Curie ซึ่งเปิดอยู่ในหน้าที่มีรายการเกี่ยวกับการค้นพบองค์ประกอบใหม่ปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรก

ชุดโปสการ์ดสิบห้าสีต้นฉบับผลิตโดยสมาคมนักเคมีชาวฝรั่งเศส ประกอบด้วยภาพถ่ายแสตมป์ที่ออกในหลายประเทศทั่วโลก แสตมป์แต่ละดวงมีไว้สำหรับองค์ประกอบทางเคมีอื่น และแน่นอนว่าภาพของผู้สร้างระบบธาตุ D.I. Mendeleev และรูปถ่ายของภาพร่างที่เขียนด้วยลายมือชุดแรกของโต๊ะของเขาถือเป็นความภาคภูมิใจของสถานที่ บนแสตมป์มีภาพวาดของนักวิทยาศาสตร์ผู้ค้นพบธาตุต่างๆ แร่ธาตุที่ธาตุเหล่านี้ถูกสกัดออกมา โครงร่างผลึก สูตรโครงสร้างของสารประกอบ... ตำแหน่ง การใช้สัญลักษณ์เปรียบเทียบ ดังนั้นแทนที่แกลเลียมจึงมีการวางแสตมป์ฝรั่งเศสพร้อมกระทงร้องเพลง และนี่ไม่ใช่อุบัติเหตุ ธาตุแกลเลียมได้รับการทำนายโดย Mendeleev (ในชื่อ eka-aluminum) และค้นพบในปี 1875 โดย Paul Emile Lecoq de Boisbaudran นักเคมีชาวฝรั่งเศส ซึ่งตั้งชื่อตามบ้านเกิดของเขา (Gallia เป็นชื่อภาษาละตินของฝรั่งเศส) สัญลักษณ์ของฝรั่งเศสคือไก่ตัวผู้ (ในภาษาฝรั่งเศส - le coq) ดังนั้นในชื่อของธาตุ ผู้ค้นพบจึงใช้นามสกุลของเขาโดยปริยายเช่นกัน!

แม้แต่เมนเดเลเยฟยังกล่าวว่าตารางธาตุไม่เพียงเป็นผลจากผลงานของเขาเองเท่านั้น แต่ยังเป็นผลจากความพยายามของนักเคมีหลายคนด้วย ซึ่งเขาได้กล่าวถึง "ผู้เสริมความแข็งแกร่งของกฎธาตุ" ซึ่งเป็นผู้ค้นพบธาตุที่เขาทำนายไว้โดยเฉพาะ ในการสร้างโต๊ะที่ทันสมัย ​​ต้องใช้เวลาหลายปีในการทำงานหนักของนักเคมีและนักฟิสิกส์หลายพันคน หาก Mendeleev ยังมีชีวิตอยู่เมื่อดูที่ตารางองค์ประกอบที่ทันสมัย ​​เขาสามารถพูดซ้ำคำพูดของนักเคมีชาวอังกฤษ J. W. Mellor ผู้เขียนสารานุกรมคลาสสิก 16 เล่มเกี่ยวกับเคมีอนินทรีย์และเคมีเชิงทฤษฎี หลังจากทำงานเสร็จในปี 2480 หลังจากทำงานมา 15 ปี เขาเขียนด้วยความขอบคุณในหน้าชื่อ: "อุทิศให้กับตำแหน่งและไฟล์ของกองทัพนักเคมีจำนวนมหาศาล ชื่อของพวกเขาถูกลืม ผลงานของยังคงอยู่"...

ตอนนี้มีเพียงไม่กี่คนที่รู้จักชื่อของผู้ที่เสนอมาตราส่วนของมวลอะตอมที่ทันสมัย ​​เป็นครั้งแรกที่แบ่งองค์ประกอบในตำนาน "didim" เป็น praseodymium และ neodymium สังเคราะห์ technetium และพบร่องรอยของมันใน เปลือกโลก, - กล่าวอีกนัยหนึ่งคือทุกคนที่มีส่วนร่วมอย่างน้อยกับงานของพวกเขาในตารางองค์ประกอบ แต่ตารางอยู่ข้างหน้าเรา และข้อมูลที่มีอยู่เป็นจำนวนมากมหาศาล จุดเริ่มต้นของมันขยายลึกเข้าไปในหลายศตวรรษ ในสมัยโบราณ เมื่อนักปรัชญาชาวกรีก Leucippus และ Democritus นักศึกษาที่มีชื่อเสียงของเขาได้กำหนดแนวคิดแรกเกี่ยวกับอะตอม

องค์ประกอบคำภาษาละติน ( ธาตุ) ถูกใช้โดยนักประพันธ์โบราณ (ซิเซโร โอวิด ฮอเรซ) และในหลายๆ ด้านในแง่เดียวกับความหมายสมัยใหม่ - เป็นส่วนหนึ่งของบางสิ่ง (องค์ประกอบของคำพูด องค์ประกอบของการศึกษา ฯลฯ) ที่มาของชื่อคำนี้น่าสนใจ ในสมัยโบราณ มีสุภาษิตว่า “คำประกอบขึ้นด้วยตัวอักษรฉันใด ร่างกายประกอบขึ้นด้วยธาตุฉันใด” ดังนั้นที่มาของคำนี้: ตามชื่อของพยัญชนะในอักษรละติน: l, m, n, t ("el" - "em" - "en" - "tum")

คำนี้มีความหมายใกล้เคียงกับชาวโรมัน หลักการในความหมายของ "ส่วนประกอบ" "จุดเริ่มต้น" นักปรัชญาชาวโรมันโบราณ Titus Lucretius Car ในบทกวีของเขา เกี่ยวกับธรรมชาติของสิ่งต่างๆใช้บ่อยคำว่า หลักการ(แปลว่า "ต้นฉบับ") ในแง่นี้ มันใกล้เคียงกับแนวคิด "เคมี" สมัยใหม่ขององค์ประกอบ:

สำหรับการเริ่มต้นพวกเขามีมากขึ้น
หมายถึงสิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากพวกเขา
ไม่มีสิ่งที่จะพึงมีแก่ตาของเรา,
เพื่อให้ประกอบด้วยจุดเริ่มต้นที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ...
ต้นกำเนิดของสิ่งต่าง ๆ ถูกพัดพาไปด้วยน้ำหนักของมันเอง
หรือเบียดเบียนผู้อื่น...

(เกี่ยวกับธรรมชาติของสิ่งต่างๆติตัส ลูเครติอุสคาร์)

หลักคำสอนที่ว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ เรียกว่า ทฤษฎีปรมาณู ตามหลักการแล้วการคาดเดาของคนสมัยก่อนนั้นไม่ได้ห่างไกลจากความคิดสมัยใหม่: มีอะตอมประเภทต่าง ๆ (เช่นองค์ประกอบ) จำนวน จำกัด ที่สามารถรวมเข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ สารหลายชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกัน และกระบวนการปรับโครงสร้างการจัดเรียงอะตอมร่วมกันเป็นสาระสำคัญของปฏิกิริยาเคมี แนวคิดเรื่องปรมาณู ธาตุ คือความสำเร็จสูงสุดของจิตใจมนุษย์ ผู้ได้รับรางวัลพูดเปรียบเปรยเกี่ยวกับเรื่องนี้ รางวัลโนเบลในวิชาฟิสิกส์ Richard Feynman: "ถ้าเป็นผลจากความหายนะของโลก การสะสมทั้งหมด ความรู้ทางวิทยาศาสตร์หากเพียงวลีเดียวจะถูกส่งต่อไปยังสิ่งมีชีวิตรุ่นต่อๆ ไป ข้อความใดที่ประกอบด้วยคำจำนวนน้อยที่สุดที่จะนำมาซึ่งข้อมูลมากที่สุด ฉันเชื่อว่ามันเป็น - สมมติฐานอะตอม(คุณสามารถเรียกมันว่าไม่ใช่สมมติฐาน แต่เป็นข้อเท็จจริง แต่สิ่งนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรเลย): วัตถุทั้งหมดทำจากอะตอม - วัตถุขนาดเล็กที่เคลื่อนไหวตลอดเวลาดึงดูดในระยะทางสั้น ๆ แต่จะขับไล่หากกดวัตถุใดวัตถุหนึ่งให้เข้าใกล้อีกวัตถุหนึ่งในหนึ่งวลีนี้ ... ประกอบด้วย เหลือเชื่อข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับโลก คุณแค่ต้องใช้จินตนาการเล็กน้อยและการพิจารณาเล็กน้อย

อะตอมชนิดเดียวกันประกอบขึ้น องค์ประกอบทางเคมี. ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 17 Robert Boyle และในศตวรรษต่อมา - M.V. Lomonosov และ A.L. Lavoisier ได้กำหนดแนวคิดของ "องค์ประกอบ" ไว้อย่างชัดเจนว่าเป็นสารธรรมดาที่ไม่สามารถย่อยสลายเป็นส่วนประกอบได้ วิธีการทางเคมี. คำจำกัดความที่ทันสมัยขององค์ประกอบทางเคมีนั้นกระชับมาก: องค์ประกอบคือชุดของอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์ Z. ประจุของนิวเคลียสเท่ากับจำนวนโปรตอนในนั้น เป็นตัวกำหนดสาระสำคัญขององค์ประกอบทางเคมี ความแตกต่าง และความแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นทั้งหมด ดังนั้นจึงควรตระหนักว่าทั้งก๊าซเบาไม่มีสีซึ่งประกอบด้วยโมเลกุล H 2 และประจุบวก H + ที่มีประจุบวกในสารละลายที่เป็นน้ำของกรด และ H แอนไอออนในการหลอมเหลวของลิเธียมไฮไดรด์ LiH และโปรตอนในตัวเร่งทางกายภาพหรือในส่วนลึกของ ดวงอาทิตย์และอะตอม H ที่เป็นกลาง "เย็น" ในอวกาศระหว่างดวงดาว - ทั้งหมดนี้คือองค์ประกอบ ไฮโดรเจน ( Z= 1). นอกจากนี้พันธุ์หนัก ไฮโดรเจน- ดิวทีเรียม (D) และทริเทียม (T) ที่มีโปรตอน 1 หรือ 2 นิวตรอน รวมทั้งอะตอมหนักยิ่งยวดที่ได้รับเทียม 4 H และ 5 H ก็เป็นของธาตุไฮโดรเจนเช่นกัน

ทั้งหมดที่พบในธรรมชาติ 90 องค์ประกอบต่างๆและมากกว่า 20 รายการที่ได้รับเทียม ในธรรมชาติ องค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนหนึ่งของสารที่ง่ายและซับซ้อน สารเชิงซ้อนประกอบด้วยอะตอมของธาตุเคมีชนิดเดียวกัน ในขณะที่สารเชิงซ้อนประกอบด้วยอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป

อเล็กซานเดอร์ สมิธ นักเคมีชาวอเมริกัน ผู้เขียนตำราเกี่ยวกับเคมีอนินทรีย์ที่ดีที่สุดเล่มหนึ่งในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ได้เขียนในเชิงเปรียบเปรยเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างแนวคิดขององค์ประกอบและสสารอย่างง่าย: "มันจะถูกต้องถ้าเราพูดถึงองค์ประกอบ เหล็กและธาตุกำมะถันในเหล็กซัลไฟด์ แต่นักเคมีจะไม่บอกว่าสารประกอบนี้ประกอบด้วยสารง่ายๆ ได้แก่ เหล็กและกำมะถัน ถ้าเขาพูดอย่างนี้ เราก็เข้าใจ เขาอย่างนั้น วัสดุที่กำหนดไม่ใช่สารประกอบ แต่เป็นส่วนผสม เราคาดว่าบางส่วนของวัสดุนี้เป็นแม่เหล็ก เช่น เหล็ก ในขณะที่ส่วนอื่นๆ มี สีเหลืองและละลายในคาร์บอนไดซัลไฟด์ ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้นจริงๆ”

แต่ปรากฎว่าแม้แต่สสารธรรมดาก็ไม่ "ง่าย" เช่นนั้น: องค์ประกอบส่วนใหญ่สามารถก่อตัวเป็นองค์ประกอบที่เรียบง่ายได้หลายแบบ ตามคำจำกัดความที่ให้ไว้ในสารานุกรมเคมี สารธรรมดาคือรูปแบบหนึ่งของการมีอยู่ขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันในจำนวนอะตอมในโมเลกุล (เช่น ออกซิเจน O 2 และโอโซน O 3) ประเภทของโครงผลึก ( เช่น การดัดแปลงคาร์บอน-กราไฟต์ เพชร คาร์ไบน์) หรือคุณสมบัติอื่นๆ ดังนั้นก๊าซไฮโดรเจนที่อุณหภูมิห้องจึงมีสารง่ายๆ 2 ชนิด ได้แก่ ไฮโดรเจน 2 ชนิด (ออร์โธไฮโดรเจนและพาราไฮโดรเจน) พวกมันแตกต่างกันในการจัดเรียงของสปินของนิวเคลียสร่วมกัน ( ซม. โมเมนต์ของอะตอมและนิวเคลียส) และไฮโดรเจนสามารถแบ่งออกเป็นสารง่ายๆ สองชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน (เช่น ความจุความร้อน) และแม้แต่ก๊าซเช่น H 2 , D 2 , T 2 , HD, HT, DT ก็ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นสารง่าย ๆ ที่แตกต่างกัน เนื่องจากก๊าซแต่ละชนิดมีอะตอมของธาตุเดียวเท่านั้น - ไฮโดรเจนและคุณสมบัติของพวกมันแตกต่างกันอย่างมาก สารง่าย ๆ หลายชนิดก่อตัวเป็นโมเลกุล O 2: ก๊าซออกซิเจนสองชนิด (เรียกว่า singlet และ triplet ซึ่งแตกต่างกันในโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และปฏิกิริยา) และออกซิเจนที่เป็นของแข็งอย่างน้อยสี่ (!) (โดยทั่วไป การปรากฏตัวของผลึกหลาย การแก้ไขสำหรับองค์ประกอบหนึ่ง - กฎมากกว่าข้อยกเว้น) แล้วก็มี โอโซน... ไม่น่าแปลกใจที่จำนวนของสารเชิงเดี่ยวที่รู้จักจะมากกว่าจำนวนองค์ประกอบที่รู้จักหลายเท่า

ในภาษารัสเซียมักใช้คำเดียวกันนี้เพื่อกำหนดทั้งองค์ประกอบและสารอย่างง่าย นี่ไม่ใช่เรื่องยากนักสำหรับนักเคมี เนื่องจากเกือบจะชัดเจนอยู่แล้วจากบริบทว่าอะไรคือความเสี่ยง ดังนั้นการพูดว่า "เหรียญทองแดง", "การหลอมทองแดงจากแร่", "การนำไฟฟ้าสูงของทองแดง" จึงหมายถึงทองแดงที่เป็นโลหะเสมอ - เป็นสารที่เรียบง่าย เมื่อพูดถึงการกระจายตัวของทองแดงในธรรมชาติเพียงเล็กน้อย พวกเขาไม่ได้หมายถึงโลหะเลย (ทองแดงพื้นเมืองเป็นแร่ที่หายากเป็นพิเศษ) แต่เป็นองค์ประกอบของทองแดง ซึ่งอะตอมของทองแดงสามารถรวมอยู่ในแร่ธาตุต่างๆ ได้ นักเคมีอ้างว่า "ทองแดงอยู่ในตารางธาตุระหว่างนิกเกิลและสังกะสี" นักเคมีไม่ได้หมายถึงชิ้นส่วนของโลหะในเซลล์ของตาราง แต่ธาตุทองแดงเป็นการรวมกันของอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์ Z = 29.

เงื่อนไขที่แตกต่างกันสำหรับธาตุและสารธรรมดาที่ก่อตัวนั้นหายาก นอกจากดิวทีเรียมและทริเทียมแล้ว ควรกล่าวถึงคาร์บอนด้วย คาร์บอนคือ “ถ่านให้กำเนิด” แต่ตัวมันเองไม่ใช่ตัวถ่านหิน แต่เป็นองค์ประกอบทางเคมี คาร์บอนพบได้ในน้ำทะเลและบรรยากาศ ในร่างกายมนุษย์และสัตว์ และในแร่ธาตุหลายชนิด แกนดินสอและของตกแต่งบนวงแหวนทำจากสารง่ายๆ - กราไฟต์และเพชร ตอนนี้สารง่าย ๆ อื่น ๆ ที่เกิดจากธาตุคาร์บอนเป็นที่รู้จักกัน - lonsdaleite, carbyne, fullerenes ต่างๆ, nanotubes (fullerenes และ nanotubes มักจะรวมกันภายใต้ชื่อเดียวกัน "fullerite")

แนวคิดของสารอย่างง่ายก็เหมือนกับแนวคิดพื้นฐานอื่นๆ ของเคมี ค่อนข้างไม่มีกฎเกณฑ์ ท้ายที่สุดตะปู "เหล็ก" ไม่ได้ทำมาจากเหล็กเลย แต่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อย เหรียญทองมีทองแดงหรือเงินอย่างน้อย 10% (ทองคำบริสุทธิ์จะอ่อนมาก) และแม้แต่ซิลิกอนเซมิคอนดักเตอร์ที่บริสุทธิ์ที่สุดก็ยังมีอะตอมของธาตุอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย จำนวนของสารบริสุทธิ์ที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ที่อยู่รอบตัวเราในชีวิตประจำวันนั้นมีจำนวนน้อย: เหล่านี้คืออลูมิเนียมและทองแดงในสายไฟ, ทังสเตน, โมลิบดีนัม, คริปทอนในหลอดไฟ, ไฮโดรเจนและฮีเลียมใน ลูกโป่ง, เงิน, ทอง, แพลทินัม, แพลเลเดียมในเครื่องประดับและเหรียญกษาปณ์, ปรอทในเทอร์โมมิเตอร์, ดีบุกบนกระป๋องดีบุก, โครเมียมและนิกเกิลบนโลหะ, กำมะถันสำหรับกำจัดศัตรูพืช, สังกะสีในแบตเตอรี่ไฟฟ้า...

อะตอม (หรือมากกว่านิวเคลียส) ขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ ถูกสร้างขึ้นจาก "อิฐ" ที่ง่ายที่สุดจำนวนเต็ม - นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน (โปรตอน) และนิวตรอนที่ไม่มีประจุ จำนวนโปรตอนกำหนดว่าองค์ประกอบใดของนิวเคลียสที่กำหนด แต่จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุที่กำหนดอาจแตกต่างกันได้ (ผลรวมของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเรียกว่า เลขมวล) ความหลากหลายของอะตอมของธาตุที่กำหนดซึ่งแตกต่างกันในจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสดังนั้นในมวลจึงเรียกว่าไอโซโทป คำนี้ถูกเสนอในปี 1910 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ Frederick Soddy ซึ่งได้มาจากคำภาษากรีก isos - เท่ากับ, เหมือนกัน และ topos - place เช่น ครอบครองเซลล์เดียวกันในตารางธาตุ ไอโซโทปต่างๆ ของธาตุแต่ละชนิดจะตั้งชื่อในลักษณะเดียวกับตัวธาตุด้วยการบวกเลขมวล: คลอรีน-35, คลอรีน-37 ไอโซโทปถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ของธาตุที่เกี่ยวข้อง โดยระบุเลขมวลที่ด้านบนซ้าย: 35 Cl, 37 Cl เป็นต้น นิวเคลียส (หรืออะตอม) เฉพาะที่มีเลขมวลแน่นอนเรียกว่า นิวไคลด์ (จากภาษาละติน นิวเคลียส - นิวเคลียส) ดังนั้นข้อความต่อไปนี้จะถูกต้อง: คลอรีนธรรมชาติแสดงด้วยสองไอโซโทป, ออกซิเจนคูณสาม (นิวไคลด์ 16 O, 17 O และ 18 O), กำมะถันคูณสี่, ไทเทเนียมคูณห้า, แคลเซียมคูณหก, โมลิบดีนัมคูณเจ็ด, แคดเมียมคูณด้วย แปด, ซีนอนคูณเก้า และบันทึกเป็นของดีบุก - มีสิบไอโซโทป (นิวไคลด์จาก 112 Sn ถึง 124 Sn ยกเว้น 113 Sn, 121 Sn และ 123 Sn องค์ประกอบบางอย่างในธรรมชาติแสดงด้วยนิวไคลด์เดียวเท่านั้น - เหล่านี้คือ 9 Be, 19 F, 23 Na, 27 Al , 31 P, 45 Sc, 59 Co, 75 As, 89 Y, 93 Nb, 103 Rh, 127 I, 133 Cs, 141 Pr, 159 Tb, 165 Ho, 169 Tm, 197 Au, 209 Bi (เฉพาะที่เสถียร นั่นคือ นิวไคลด์ที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) เป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งที่เรียกว่า "ธาตุเดี่ยว" ทั้งหมดจะแสดงด้วยนิวไคลด์ที่มีเลขมวลเป็นเลขคี่

ในสมัยของซอดดี ไอโซโทปเป็นชื่อเรียกอะตอมของธาตุกัมมันตภาพรังสีหลายชนิด ในเวลาเดียวกัน ความเป็นของนิวไคลด์เฉพาะของธาตุหนึ่งๆ มักจะไม่เป็นที่รู้จัก และหลายตัวก็มีชื่อของตัวเอง เช่น RaA (นิวไคลด์ 218 Po), RaB (214 Pb), RaC (214 Bi) RaC "(214 Po), RaC" " (210 Tl), RaD (210 Pb), RaE (210 Bi), "มีโซทอเรียม" สองตัว: MsTh 1 (นิวไคลด์ 228 Ra) และ MsTh 2 (นิวไคลด์ 228 Ac) "เรดิโอทอเรียม" RdTh (นิวไคลด์ 228 Th) ไอโซโทปที่เป็นก๊าซของเรดอน - "การปลดปล่อย" (จากภาษาละติน เอมานาติโอ– ไหลออก): การปลดปล่อยเรเดียม RaEm (นิวไคลด์ 222 Rn), แอกทิเนียม AcEm (นิวไคลด์ 219 Rn) และทอเรียม ThEm (นิวไคลด์ 220 Rn) เป็นต้น ชื่อเหล่านี้บางชื่อยังคงใช้เป็นครั้งคราวในเคมีรังสี ปัจจุบัน ชื่อที่แตกต่างกันโดยทั่วไปจะยอมรับเฉพาะสำหรับไอโซโทปของไฮโดรเจนเท่านั้น - โปรเทียม (1 H), ดิวเทอเรียม (2 H หรือ D), ทริเทียม (3 H หรือ T) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด และไอโซโทปที่แตกต่างกันอย่างมาก - หลายครั้ง - มีมวลต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างไม่เพียง คุณสมบัติทางกายภาพแต่ยังมีปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ดิวเทอเรียมและสารประกอบของมันมักมีปฏิกิริยาน้อยกว่าและทำปฏิกิริยาได้ช้ากว่าไอโซโทปแสง (ผลของไอโซโทปจลน์) ปัจจุบันมีประมาณ 280 แห่งและมากกว่า 2,000 แห่ง ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีองค์ประกอบทางเคมี

อิลยา เลนสัน

Zalesov อเล็กซานเดอร์ คิริลโลวิช

องค์ประกอบทางเคมี - องค์ประกอบ elementum - องค์ประกอบ ส่วนที่เป็นอิสระ ซึ่งเป็นพื้นฐานของบางสิ่งบางอย่าง เช่นระบบหรือชุด

องค์ประกอบทางเคมี - นิรุกติศาสตร์

Elementum คำภาษาละตินถูกใช้โดยนักเขียนโบราณ (Cicero, Ovid, Horace) และเกือบจะเป็นความหมายเดียวกับตอนนี้ - เป็นส่วนหนึ่งของบางสิ่งบางอย่าง (คำพูด, การศึกษา, ฯลฯ )

คำกล่าวโบราณกล่าวว่า "คำพูดประกอบด้วยตัวอักษร ร่างกายประกอบด้วยองค์ประกอบ" ดังนั้น - หนึ่งในต้นกำเนิดที่เป็นไปได้ของคำนี้ - ตามชื่อของตัวอักษรละตินพยัญชนะ L, M, N (el-em-en)

Mikhail Vasilyevich Lomonosov เรียกว่าองค์ประกอบอะตอม

องค์ประกอบทางเคมีคือชุดของอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน จำนวนโปรตอนที่ตรงกับเลขลำดับหรือเลขอะตอมในตารางธาตุ องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดมีชื่อและสัญลักษณ์ของตัวเองซึ่งระบุไว้ในตารางธาตุของ Dmitry Ivanovich Mendeleev

รูปแบบของการมีอยู่ขององค์ประกอบทางเคมีในรูปแบบอิสระเป็นสารอย่างง่าย (ธาตุเดียว)

ประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของแนวคิด
คำว่า element (lat. elementum) ใช้ในสมัยโบราณ (โดย Cicero, Ovid, Horace) โดยเป็นส่วนหนึ่งของบางสิ่งบางอย่าง (องค์ประกอบของคำพูด องค์ประกอบของการศึกษา ฯลฯ) ในสมัยโบราณ คำกล่าวที่ว่า "ถ้อยคำประกอบขึ้นด้วยอักษรฉันใด ร่างกายประกอบขึ้นด้วยธาตุฉันใด" เป็นที่แพร่หลาย ดังนั้นที่มาของคำนี้: ตามชื่อของพยัญชนะในอักษรละติน: l, m, n, t ("el" - "em" - "en" - "tum")

ในการประชุมนักเคมีนานาชาติที่เมืองคาร์ลสรูเออ (ประเทศเยอรมนี) ในปี พ.ศ. 2403 ได้มีการนำคำจำกัดความของแนวคิดเกี่ยวกับโมเลกุลและอะตอมมาใช้

องค์ประกอบทางเคมี (จากมุมมองของวิทยาศาสตร์อะตอมและโมเลกุล) คือแต่ละองค์ประกอบ มุมมองแยกต่างหากอะตอม คำจำกัดความสมัยใหม่ขององค์ประกอบทางเคมี: องค์ประกอบทางเคมีคืออะตอมแต่ละชนิดที่แยกจากกัน ซึ่งมีประจุบวกจำนวนหนึ่งของนิวเคลียสไคคอส

องค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก
ณ เดือนพฤศจิกายน 2552 รู้จักองค์ประกอบทางเคมี 117 ชนิด

(มีหมายเลขประจำเครื่องตั้งแต่ 1 ถึง 116 และ 118) ซึ่ง 94 นั้นพบได้ในธรรมชาติ (บางส่วนพบในปริมาณที่น้อยเท่านั้น) ส่วนที่เหลืออีก 23 ได้มาโดยเทียมอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์

112 องค์ประกอบแรกมีชื่อถาวรส่วนที่เหลือเป็นชั่วคราว
การค้นพบธาตุลำดับที่ 112 (ที่หนักที่สุดในบรรดาธาตุที่เป็นทางการ) ได้รับการยอมรับจาก International Union for Pure and Applied Chemistry (en: International Union for Pure and Applied Chemistry) ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของธาตุนี้มีครึ่งชีวิต 34 วินาที เมื่อต้นเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 มีชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า ununbium ซึ่งถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2539 ที่เครื่องเร่งอนุภาคไอออนหนักที่สถาบันไอออนหนัก (Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI) ในเมืองดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี (อันเป็นผลมาจากการทิ้งระเบิด เป้าหมายนำที่มีนิวเคลียสสังกะสี) ผู้ค้นพบมีเวลาครึ่งปีในการเสนอชื่ออย่างเป็นทางการใหม่เพื่อเพิ่มลงในตาราง (พวกเขาได้เสนอชื่อ Wickshausius, Helmholtius, Venusius, Frisch, Strassmanius และ Heisenberg แล้ว) ในปัจจุบัน ธาตุทรานยูเรเนียมที่มีหมายเลข 113-116 และ 118 ซึ่งได้รับจากสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ใน Dubna เป็นที่รู้จัก แต่ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการ

สัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมี

สัญลักษณ์ธาตุย่อมาจาก
- ชื่อรายการ
- อะตอมของธาตุหนึ่งตัว
- หนึ่งโมลของอะตอมของธาตุนี้

สัญลักษณ์ของธาตุเคมีใช้เป็นตัวย่อของชื่อธาตุ ในฐานะที่เป็นสัญลักษณ์ หนึ่งมักจะใช้อักษรตัวแรกของชื่อองค์ประกอบ และถ้าจำเป็น ให้เพิ่มตัวถัดไปหรือตัวใดตัวหนึ่งต่อไปนี้ โดยปกติจะเป็นตัวอักษรเริ่มต้น ชื่อละตินองค์ประกอบ: Cu - ทองแดง (cuprum), Ag - เงิน (argentum), Fe - เหล็ก (ferrum), Au - ทอง (aurum), Hg - ปรอท (hydrargirum)

การใช้ตัวเลขที่อยู่ด้านหน้าสัญลักษณ์ของธาตุ คุณสามารถกำหนดจำนวนของอะตอมหรือโมลของอะตอมของธาตุนี้ได้ ตัวอย่าง:

- 5H - ห้าอะตอมของธาตุไฮโดรเจน, ห้าโมลของอะตอมของธาตุไฮโดรเจน
- 3S - สามอะตอมของธาตุกำมะถัน, สามโมลของกำมะถันอะตอม

ระบุตัวเลขที่เล็กกว่าถัดจากสัญลักษณ์ของธาตุ: บนซ้าย - มวลอะตอม, ล่างซ้าย - หมายเลขซีเรียล, ขวาบน - ประจุไอออน, ล่างขวา - จำนวนอะตอมในโมเลกุล

ตัวอย่าง:
- H2 - โมเลกุลไฮโดรเจนประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอม
- Cu2 + - ไอออนทองแดงที่มีประจุ 2+
- ()^(12)_6C - อะตอมของคาร์บอนที่มีประจุนิวเคลียร์เท่ากับ 6 และมวลอะตอมเท่ากับ 12

เรื่องราว
ระบบสัญลักษณ์ทางเคมีถูกเสนอในปี พ.ศ. 2354 เจ. เบอร์ซีเลียส นักเคมีชาวสวีเดน สัญลักษณ์ชั่วคราวขององค์ประกอบประกอบด้วยตัวอักษรสามตัวแทนตัวย่อของเลขอะตอมในภาษาละติน สัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีไม่เพียงเผยให้เห็นถึงองค์ประกอบเชิงคุณภาพของสารประกอบทางเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเชิงปริมาณด้วย เนื่องจากเบื้องหลังสัญลักษณ์ของแต่ละองค์ประกอบคือประจุของนิวเคลียสของอะตอมที่มีอยู่ในตัวของมันเท่านั้น ซึ่งจะกำหนดจำนวนของอิเล็กตรอนใน เปลือกปรมาณูอะตอมที่เป็นกลางและด้วยเหตุนี้ คุณสมบัติทางเคมี. มวลอะตอมได้รับการพิจารณาก่อนหน้านี้ (ในศตวรรษที่ 19 - ต้นศตวรรษที่ 20) คุณสมบัติเฉพาะซึ่งเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบทางเคมีในเชิงปริมาณ อย่างไรก็ตาม ด้วยการค้นพบไอโซโทป ทำให้เห็นได้ชัดว่าชุดอะตอมที่แตกต่างกันของธาตุเดียวกันสามารถมีมวลอะตอมต่างกันได้ ดังนั้น เนื่องจากความเด่นของไอโซโทป 4He ฮีเลียมกัมมันตภาพรังสีที่แยกได้จากแร่ธาตุยูเรเนียมจึงมีมวลอะตอมมากกว่าฮีเลียมจากรังสีคอสมิก

องค์ประกอบทางเคมี:

1 - การกำหนดองค์ประกอบทางเคมี
2 - ชื่อรัสเซีย
3 - หมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบทางเคมี เท่ากับจำนวนโปรตอนในอะตอม
4 - มวลอะตอม
5 - การกระจายของอิเล็กตรอนตามระดับพลังงาน
6 - การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

ความชุกขององค์ประกอบทางเคมีในธรรมชาติ:
จากองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่พบในธรรมชาติ 88; ธาตุต่างๆ เช่น เทคนีเชียม Tc (หมายเลข 43), โพรมีเทียม Pm (61), แอสทาทีน At (85) และแฟรนเซียม Fr (87) รวมทั้งธาตุทั้งหมดตามหลังยูเรเนียม U (หมายเลข 92) ได้รับเทียมเป็นครั้งแรก บางส่วนพบในปริมาณเล็กน้อยในธรรมชาติ

ในบรรดาองค์ประกอบทางเคมี ออกซิเจนและซิลิกอนเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก ธาตุเหล่านี้ร่วมกับธาตุอะลูมิเนียม เหล็ก แคลเซียม โซเดียม โพแทสเซียม แมกนีเซียม ไฮโดรเจน และไททาเนียม มีส่วนประกอบมากกว่า 99% ของมวลเปลือกโลก ดังนั้นธาตุที่เหลือจึงมีสัดส่วนน้อยกว่า 1% ใน น้ำทะเลนอกเหนือไปจากออกซิเจนและไฮโดรเจน - ส่วนประกอบน้ำเองมีองค์ประกอบสูง เช่น คลอรีน โซเดียม แมกนีเซียม กำมะถัน โพแทสเซียม โบรมีน และคาร์บอน ปริมาณมวลของธาตุในเปลือกโลกเรียกว่า clarke number หรือ clarke of the element

เนื้อหาขององค์ประกอบในเปลือกโลกแตกต่างจากเนื้อหาขององค์ประกอบในโลกโดยรวม เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก เนื้อโลก และแก่นโลกแตกต่างกัน ดังนั้นแกนกลางจึงประกอบด้วยเหล็กและนิเกิลเป็นส่วนใหญ่ ในทางกลับกัน ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุในระบบสุริยะและในจักรวาลโดยรวมก็แตกต่างจากธาตุบนโลกด้วย ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในจักรวาล รองลงมาคือฮีเลียม การศึกษาปริมาณสัมพัทธ์ขององค์ประกอบทางเคมีและไอโซโทปของพวกมันในอวกาศเป็นแหล่งข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสและวิวัฒนาการ ระบบสุริยะและเทห์ฟากฟ้า

สารเคมี
สารเคมีสามารถประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีหนึ่งอย่าง (สารเดี่ยว) หรือองค์ประกอบที่แตกต่างกัน (สารเชิงซ้อน หรือ สารเคมี). ความสามารถขององค์ประกอบหนึ่งที่จะมีอยู่ในรูปของสารเชิงเดี่ยวต่างๆ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันเรียกว่า allotropy

สถานะของการรวมตัว
ภายใต้สภาวะปกติ สารอย่างง่ายที่สอดคล้องกันสำหรับธาตุ 11 ชนิดคือก๊าซ (H, He, N, O, F, Ne, Cl, Ar, Kr, Xe, Rn) สำหรับ 2 - ของเหลว (Br, Hg) สำหรับส่วนที่เหลือ องค์ประกอบ - ร่างกายที่เป็นของแข็ง องค์ประกอบทางเคมีสร้างสารอย่างง่ายประมาณ 500 ชนิด

ดาวน์โหลด:

แสดงตัวอย่าง:

เพลิดเพลินไปกับ ดูตัวอย่างงานนำเสนอ สร้างบัญชีผู้ใช้ ( บัญชี) Google และลงชื่อเข้าใช้: https://accounts.google.com

คำบรรยายสไลด์:

องค์ประกอบทางเคมีในสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี จำเป็นต้องรู้ว่าธาตุใดมีความสำคัญต่อสุขภาพของพืช สัตว์ และมนุษย์ ธาตุใดมีโทษและมีปริมาณเท่าใด การแนะนำ

เริ่มจากองค์ประกอบทางเคมีที่ปราศจากสิ่งมีชีวิตบนโลกจะเป็นไปไม่ได้ ไฮโดรเจน ออกซิเจน และรวมกันคือน้ำ พื้นฐาน

เป็นหน่วยโครงสร้าง สารประกอบอินทรีย์มีส่วนร่วมในการสร้างสิ่งมีชีวิตและรับประกันกิจกรรมที่สำคัญของพวกมัน ไฮโดรเจน (ไฮโดรเจน)

ไฮโดรเจนถูกค้นพบโดยชาวอังกฤษ เอช. คาเวนดิช ในปี พ.ศ. 2309 ได้ชื่อมาจากภาษากรีก คำว่า hidor - น้ำและยีน - ชนิด ไฮโดรเจน (Hydrogenium) น. คาเวนดิช

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพ มีอยู่เพียง 21% ในชั้นบรรยากาศ ในสิ่งมีชีวิตมีออกซิเจนประมาณ 70% ออกซิเจน (ออกซิเจน)

ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เป็นตัวการหลักในปฏิกิริยารีดอกซ์ ยังเกี่ยวข้องกับการสร้างสิ่งมีชีวิตและรับประกันการทำงานที่สำคัญของพวกมัน ออกซิเจน (ออกซิเจน)

มีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจ ออกซิเจนทั้งหมดมาจากกิจกรรมของพืชสีเขียว ซึ่งปล่อยออกซิเจนระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงในแสง ออกซิเจนในการสังเคราะห์แสงของชีวิตพืช

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจนในการหายใจและเป็นสิ่งมีชีวิตที่ใช้ออกซิเจน แต่ทุกคนต้องการออกซิเจนในปริมาณที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นสำหรับ สายพันธุ์ที่แตกต่างกันปลาต้องการออกซิเจนในน้ำในปริมาณที่แตกต่างกัน คน 4mg / ml และคนอื่น ๆ อีกมากมาย ออกซิเจนในการดำรงชีวิตของสัตว์

ออกซิเจนคิดเป็น 62% ของน้ำหนักร่างกายมนุษย์ ออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน กรดนิวคลีอิก ฯลฯ ออกซิเดชันของอาหารเป็นแหล่งพลังงาน ออกซิเจนถูกส่งโดยเฮโมโกลบินซึ่งเป็นสารประกอบ - ออกซีฮีโมโกลบิน มันออกซิไดซ์โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ก่อตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ และปลดปล่อยพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิต ออกซิเจนในชีวิตมนุษย์ เฮโมโกลบิน

การดัดแปลง allotropic ของออกซิเจนคือโอโซน นี่คือก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างพายุฝนฟ้าคะนองจากโมเลกุลของออกซิเจน ที่ระดับความสูง 15-20 กม. โอโซนเหนือพื้นโลกสร้างชั้นที่ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต ฉันใช้โอโซนในการฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อโรค โอโซนเอิร์ธและชั้นโอโซน

สารประกอบหลักของไฮโดรเจนและออกซิเจนคือน้ำ พืชมีน้ำ 70-80% จำนวนทั้งสิ้นของกระบวนการดูดซับ การดูดซึม และการปล่อยน้ำเรียกว่าระบอบการปกครองของน้ำ น้ำ (Aqua) โมเลกุลของน้ำ

น้ำทำหน้าที่หลายอย่าง: เป็นสื่อสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมี, มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสง, กำหนดกิจกรรมการทำงานของเอนไซม์และโปรตีนโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์และออร์แกเนลล์ น้ำ (Aqua) ในชีวิตของพืช

ในกระบวนการวิวัฒนาการ พืชได้รับการดัดแปลงต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมระบอบการปกครองของน้ำในสภาพที่อยู่อาศัยเฉพาะ ตามลักษณะเหล่านี้พวกเขาจัดว่าแตกต่างกัน กลุ่มสิ่งแวดล้อม. น้ำ (Aqua) ในชีวิตของพืช

แบคทีเรียจำนวนมากเจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ชื้น แบคทีเรียไฮโดรเจนมีอยู่ทั่วไปในดินซึ่งในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีจะทำให้ไฮโดรเจนออกซิไดซ์ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในระหว่างการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสารอินทรีย์ที่ตกค้างโดยจุลินทรีย์ในดิน น้ำ (อควา) ในชีวิตของแบคทีเรีย 2 H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O + พลังงาน

น้ำที่มีแร่ธาตุละลายอยู่ในนั้นรวมอยู่ในเมแทบอลิซึมของเกลือน้ำซึ่งเป็นชุดของกระบวนการบริโภค การดูดซึมและการปล่อยน้ำและเกลือ น้ำ (Aqua) ในการดำรงชีวิตของสัตว์และมนุษย์ สภาพแวดล้อมภายในสิ่งมีชีวิต

ยกเว้น น้ำเปล่ามีน้ำเมแทบอลิซึมซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการเมแทบอลิซึม มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาปกติของตัวอ่อน ในอูฐ น้ำจะเกิดขึ้นจากกระบวนการออกซิเดชั่นของไขมัน ตั้งแต่ 100 กรัม - 107 มล. น้ำ. น้ำ (Aqua) ในชีวิตของสัตว์และมนุษย์ อูฐในทะเลทราย humps ประกอบด้วยน้ำที่เผาผลาญ

บทบาทของน้ำในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้นยิ่งใหญ่มาก หากคนสูญเสียมวลไป 50% เนื่องจากความอดอยาก พวกเขาอาจรอดชีวิต แต่ถ้าสูญเสียมวลไป 15-20% เนื่องจากการขาดน้ำ พวกเขาจะเสียชีวิต น้ำ (Aqua) ในการดำรงชีวิตของสัตว์และมนุษย์

องค์ประกอบทางเคมีกลุ่มถัดไปก็มีความสำคัญต่อชีวิตเช่นกัน คนควรบริโภคอย่างน้อย 400 มก. ต่อวัน และสารต่างๆเช่น Na และ K - 3000 มก. ต่อวัน Ca, P, Na, K, มก

แคลเซียมถูกค้นพบโดย H. Davy ในปี 1808 ชื่อนี้มาจากภาษาละติน แคลซิส (หิน, หินปูน). ปริมาณแคลเซียมที่ร่างกายได้รับในแต่ละวันคือ 800-1500 มก. แคลเซียม เอช เดวี่

ในร่างกายของสัตว์แคลเซียมอยู่ที่ 1.9-2.5% แคลเซียมเป็นวัสดุในการสร้างโครงกระดูก แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 เป็นส่วนหนึ่งของปะการัง เปลือกหอย กระดองและโครงกระดูกของจุลินทรีย์ บทบาทของแคลเซียมในชีวิตสัตว์

ในร่างกายมนุษย์ 98-99% ของแคลเซียมพบในกระดูก แคลเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการสร้างเม็ดเลือดและการแข็งตัวของเลือด, สำหรับการควบคุมการทำงานของหัวใจ, การเผาผลาญอาหาร, สำหรับการเจริญเติบโตตามปกติของกระดูก (โครงกระดูก, ฟัน) บทบาทของแคลเซียมในชีวิตมนุษย์

แคลเซียมพบในผลิตภัณฑ์นมหมัก ผัก ผลไม้ อัลมอนด์ ซีเรียล ... แต่แคลเซียมส่วนใหญ่พบในชีส แคลเซียมอยู่ที่ไหน?

CaCo 3 - แคลไซต์ ชอล์ก ฯลฯ Ca 3 (PO 4) 2 - กระดูกป่น Ca (NO 3) 2 - แคลเซียม ดินประสิว CaO - ปูนขาว Ca (OH) 2 - น้ำปูนใส CaOCl 2 - สารฟอกขาว สารประกอบแคลเซียม แคลไซต์

ฟอสฟอรัสเป็นส่วนหนึ่งของสารที่สำคัญที่สุดของเซลล์: DNA, RNA, ฟอสโฟลิพิด, กลีเซอรอลและเอทีพี ฟอสฟอรัสถูกค้นพบโดย H. Brand ในปี 1669 ฟอสฟอรัส (P) Brand ค้นพบฟอสฟอรัส ภาพวาดโดย เจ. ไรท์

ฟอสฟอรัสอยู่ที่ 0.1-0.7% โดยน้ำหนักของต้น ฟอสฟอรัสช่วยเร่งการสุกของผลไม้ดังนั้นจึงมีการใช้ปุ๋ยจากฟอสฟอรัสอย่างแข็งขัน เกษตรกรรม. ฟอสฟอรัสในการดำรงชีวิตของพืช

เมื่อขาดฟอสฟอรัสการเผาผลาญอาหารช้าลงรากอ่อนลงใบเปลี่ยนเป็นสีม่วง ... ฟอสฟอรัสในชีวิตพืช

ร่างกายมนุษย์มีฟอสฟอรัส 4.5 กิโลกรัม ฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบของไขมัน, DNA, RNA, ATP กระบวนการที่สำคัญที่สุดของมนุษย์เกือบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสารที่มีฟอสฟอรัส ฟอสฟอรัสในโมเลกุลดีเอ็นเอของมนุษย์

สำหรับร่างกายต้องการฟอสฟอรัสมากกว่าแคลเซียมสองเท่า แต่แคลเซียมและฟอสฟอรัสไม่สามารถอยู่ได้โดยปราศจากกันและกัน ฟอสฟอรัสก็เหมือนกับแคลเซียม เป็นส่วนสำคัญของเนื้อเยื่อกระดูก หากสมดุลของฟอสฟอรัสและแคลเซียมถูกรบกวน ร่างกายจะต้องใช้เสบียงจากกระดูกและฟันเพื่อความอยู่รอด ฟอสฟอรัสในชีวิตมนุษย์ อัตรารายวันปริมาณฟอสฟอรัส 1,000-1300 มก.

ในอวัยวะที่ทำงานอย่างแข็งขัน - ตับ, กล้ามเนื้อ, สมอง - ATP จะถูกบริโภคอย่างเข้มข้นที่สุด เอทีพีเป็นพลังงาน และฟอสฟอรัสมีบทบาทสำคัญอย่างหนึ่งในนิวคลีโอไทด์นี้ ดังนั้น ก. Fersman เรียกว่าฟอสฟอรัส "องค์ประกอบของชีวิตและความคิด" ฟอสฟอรัสในโมเลกุล ATP ของมนุษย์

ฟอสฟอรัสขาวออกซิไดซ์ในอากาศ ทำให้เกิดแสงสีเขียว มีพิษมาก ใช้ในการผลิตกรดกำมะถันและฟอสฟอรัสแดง ฟอสฟอรัสขาว

ผงปลอดสารพิษไม่ติดไฟ ใช้เป็นสารตัวเติมในหลอดไส้และในการผลิตไม้ขีดไฟ ฟอสฟอรัสแดง

โซเดียมมีความสำคัญต่อการขนส่งสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โซเดียมยังควบคุมการขนส่งคาร์บอนในพืช ด้วยความบกพร่อง การยับยั้งเกิดขึ้นในการก่อตัวของคลอโรฟิลล์ โซเดียมในชีวิตของพืช

โซเดียมจะกระจายไปทั่วร่างกาย 40% ของโซเดียมพบในเนื้อเยื่อกระดูก ส่วนในเซลล์เม็ดเลือดแดง กล้ามเนื้อ ฯลฯ โซเดียมในชีวิตมนุษย์ การบริโภคโซเดียมในแต่ละวันคือ 4,000-6,000 มก.

โซเดียมเป็นส่วนหนึ่งของปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม ซึ่งเป็นโปรตีนพิเศษที่ปั๊มไอออนโซเดียมออกจากเซลล์และปั๊มไอออนโพแทสเซียม ดังนั้น จึงมั่นใจได้ว่ามีการเคลื่อนย้ายสิ่งต่างๆ เข้าสู่เซลล์ โซเดียมในชีวิตมนุษย์

โซเดียมรักษาสมดุลของกรดเบสในร่างกายควบคุม ความดันโลหิตการสังเคราะห์โปรตีน และอื่นๆ อีกมากมาย การขาดโซเดียมจะทำให้ปวดหัว อ่อนเพลีย เบื่ออาหาร โซเดียมในชีวิตมนุษย์ เกลือเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาหลักของโซเดียม

บทบาทของโพแทสเซียมในชีวิตพืชนั้นยอดเยี่ยม โพแทสเซียมพบในผลไม้ ลำต้น ราก ใบ กระตุ้นการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ควบคุมการขนส่งคาร์บอน ส่งผลต่อการเผาผลาญไนโตรเจนและความสมดุลของน้ำ โพแทสเซียมในชีวิตพืช

หากขาดโพแทสเซียมแอมโมเนียส่วนเกินจะสะสมอยู่ในเซลล์ซึ่งอาจทำให้พืชตายได้ สัญญาณของการขาดองค์ประกอบคือใบเหลือง โพแทสเซียมในชีวิตพืช

โพแทสเซียมเป็นส่วนหนึ่งของปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม ร่างกายมนุษย์ที่มีน้ำหนัก 70 กก. มีโพแทสเซียม 140 กรัม ผู้ใหญ่ควรรับประทาน 2-3 มก. ต่อน้ำหนัก 1 กก. ต่อวัน และเด็ก - 12-13 มก. ต่อน้ำหนัก 1 กก. การขาดโพแทสเซียมทำให้เกิดโรคตา ความจำไม่ดี โรคปริทันต์ โพแทสเซียมในชีวิตมนุษย์

KOH - โพแทชกัดกร่อน KCl - ซิลวิน K2SO4 - อาร์คาไนต์ KAL(SO4)2*12H2O - - โพแทสเซียม สารส้ม สารประกอบโพแทสเซียมพื้นฐาน

แมกนีเซียมมีส่วนร่วมในการสะสม พลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นอะตอมกลางในโมเลกุล แมกนีเซียมในชีวิตของพืช

เมื่อขาดแมกนีเซียม ผลผลิตลดลง การก่อตัวของคลอโรพลาสต์จะหยุดชะงัก ใบไม้กลายเป็น "หินอ่อน": พวกมันเปลี่ยนเป็นสีซีดระหว่างเส้นเลือดและยังคงเป็นสีเขียวตามเส้นเลือด แมกนีเซียมในชีวิตของพืช

สำหรับคนน้ำหนัก 70 กก. จะมีแมกนีเซียม 20 กรัม มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อลดลง ความดันเลือดแดงและปริมาณคอเลสเตอรอล เสริมสร้าง ระบบภูมิคุ้มกัน เมื่อขาดแมกนีเซียม ความไวต่ออาการหัวใจวายจะเพิ่มขึ้น แมกนีเซียมในชีวิตมนุษย์

เราตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดและเห็นว่าองค์ประกอบเหล่านี้มีความสำคัญต่อชีวิตของพืช สัตว์ และมนุษย์ องค์ประกอบที่สำคัญหลายอย่างไม่ได้กล่าวถึงในงานนำเสนอนี้เนื่องจาก เฉพาะสารเหล่านั้นที่บุคคลต้องการบริโภคเพียงพอเท่านั้น ในจำนวนมากทุกวัน (ขั้นต่ำ - 300 มก.) ผล

นักเรียนชั้น "A" รุ่นที่ 9 โรงเรียนมัธยม GOU หมายเลข 425 Zalesov A.K. ทำงานนำเสนอ ทรัพยากรที่ใช้: a) I.A. Shaposhnikova, I.V. โบลกอฟ "ตารางธาตุในสิ่งมีชีวิต" b) www.wikipedia.org c) www.xumuk.ru

องค์ประกอบทางเคมีเป็นคำรวมที่อธิบายถึงชุดของอะตอมของสารอย่างง่าย นั่นคือ ไม่สามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบใดๆ ที่ง่ายกว่า (ตามโครงสร้างของโมเลกุล) ลองนึกภาพว่าคุณได้รับชิ้นส่วนเหล็กบริสุทธิ์พร้อมคำขอให้แยกออกเป็นส่วนประกอบสมมุติฐานโดยใช้อุปกรณ์หรือวิธีการใดๆ ที่นักเคมีคิดค้นขึ้น อย่างไรก็ตาม คุณไม่สามารถทำอะไรได้ เหล็กจะไม่มีวันถูกแบ่งออกเป็นสิ่งที่ง่ายกว่านี้ สารธรรมดา - เหล็ก - สอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมี Fe

คำจำกัดความทางทฤษฎี

ข้อเท็จจริงจากการทดลองที่ระบุไว้ข้างต้นสามารถอธิบายได้โดยใช้คำจำกัดความต่อไปนี้: องค์ประกอบทางเคมีคือกลุ่มนามธรรมของอะตอม (ไม่ใช่โมเลกุล!) ของสสารอย่างง่ายที่สอดคล้องกัน นั่นคือ อะตอมประเภทเดียวกัน หากมีวิธีการดูแต่ละอะตอมในชิ้นส่วนของเหล็กบริสุทธิ์ที่กล่าวถึงข้างต้น อะตอมเหล่านั้นก็จะเหมือนกันทั้งหมด นั่นคืออะตอมของเหล็ก ในทางตรงกันข้าม สารประกอบทางเคมี เช่น เหล็กออกไซด์ จะมีอย่างน้อยสองอย่างเสมอ ชนิดที่แตกต่างอะตอม: อะตอมของเหล็กและอะตอมของออกซิเจน

ข้อกำหนดที่คุณควรรู้

มวลอะตอม: มวลของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนที่ประกอบกันเป็นอะตอมของธาตุเคมี

เลขอะตอม: จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ

สัญลักษณ์ทางเคมี: ตัวอักษรหรือคู่ของตัวอักษรละตินที่แสดงถึงการกำหนดองค์ประกอบที่กำหนด

สารประกอบทางเคมี: สารที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมารวมกันในสัดส่วนที่แน่นอน

โลหะ: ธาตุที่สูญเสียอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมีกับธาตุอื่น

เมทัลลอยด์: ธาตุที่ทำปฏิกิริยาบางครั้งเป็นโลหะและบางครั้งเป็นอโลหะ

ไม่ใช่โลหะ: ธาตุที่มีแนวโน้มได้รับอิเล็กตรอนเข้ามา ปฏิกริยาเคมีพร้อมด้วยองค์ประกอบอื่นๆ

ระบบธาตุเคมี: ระบบจำแนกธาตุเคมีตามเลขอะตอม

องค์ประกอบสังเคราะห์: สิ่งที่ได้จากการประดิษฐ์ในห้องปฏิบัติการและมักไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

องค์ประกอบจากธรรมชาติและสังเคราะห์

องค์ประกอบทางเคมีเก้าสิบสองเกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก ส่วนที่เหลือได้รับเทียมในห้องปฏิบัติการ องค์ประกอบทางเคมีสังเคราะห์มักเป็นผลผลิตจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในเครื่องเร่งอนุภาค (อุปกรณ์ที่ใช้เพิ่มความเร็วของอนุภาคในอะตอม เช่น อิเล็กตรอนและโปรตอน) หรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (อุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมพลังงานที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยานิวเคลียร์) ธาตุสังเคราะห์ชนิดแรกที่มีเลขอะตอม 43 คือ เทคนีเชียม ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2480 โดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี C. Perrier และ E. Segre นอกเหนือจากเทคนีเชียมและโพรมีเทียมแล้ว ธาตุสังเคราะห์ทั้งหมดมีนิวเคลียสที่ใหญ่กว่าของยูเรเนียม ธาตุสังเคราะห์สุดท้ายที่ได้รับการตั้งชื่อคือลิเวอร์มอเรียม (116) และก่อนหน้านั้นคือฟลีโรเวียม (114)

องค์ประกอบทั่วไปและสำคัญสองโหล

* หากไม่ได้ระบุค่า องค์ประกอบจะน้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์

บิ๊กแบงเป็นสาเหตุของการก่อตัวของสสาร

องค์ประกอบทางเคมีใดเป็นองค์ประกอบแรกในเอกภพ? นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าคำตอบสำหรับคำถามนี้อยู่ในดวงดาวและกระบวนการที่ดาวก่อตัวขึ้น เชื่อกันว่าเอกภพกำเนิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งระหว่าง 12 ถึง 15 พันล้านปีก่อน จนถึงขณะนี้ไม่มีอะไรที่มีอยู่ยกเว้นพลังงานที่ถูกสร้างขึ้น แต่มีบางอย่างเกิดขึ้นที่ทำให้พลังงานนี้กลายเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ (ที่เรียกว่าบิ๊กแบง) ในไม่กี่วินาทีหลังจากบิกแบง สสารเริ่มก่อตัวขึ้น

สสารรูปแบบแรกที่ง่ายที่สุดที่ปรากฏคือโปรตอนและอิเล็กตรอน บางส่วนรวมกันเป็นอะตอมของไฮโดรเจน หลังประกอบด้วยหนึ่งโปรตอนและหนึ่งอิเล็กตรอน มันเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุดที่มีอยู่

เมื่อเวลาผ่านไปนาน อะตอมของไฮโดรเจนเริ่มรวมตัวกันในบางพื้นที่ของอวกาศอย่างช้าๆ ก่อตัวเป็นเมฆหนาทึบ ไฮโดรเจนในเมฆเหล่านี้ถูกแรงโน้มถ่วงดึงเข้าสู่การก่อตัวที่อัดแน่น ในที่สุดเมฆไฮโดรเจนเหล่านี้ก็หนาแน่นพอที่จะก่อตัวดาวฤกษ์ได้

ดาวฤกษ์เป็นเครื่องปฏิกรณ์เคมีของธาตุใหม่

ดาวเป็นเพียงมวลของสสารที่สร้างพลังงานของปฏิกิริยานิวเคลียร์ ปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่สุดคือการรวมกันของอะตอมไฮโดรเจนสี่อะตอมเพื่อสร้างอะตอมฮีเลียมหนึ่งอะตอม ทันทีที่ดาวฤกษ์เริ่มก่อตัวขึ้น ฮีเลียมก็กลายเป็นองค์ประกอบที่สองที่ปรากฏในเอกภพ

เมื่อดาวมีอายุมากขึ้น พวกมันจะเปลี่ยนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ไฮโดรเจน-ฮีเลียมเป็นปฏิกิริยาประเภทอื่น ในนั้นอะตอมของฮีเลียมจะก่อตัวเป็นอะตอมของคาร์บอน ต่อมาอะตอมของคาร์บอนจะก่อตัวเป็นออกซิเจน นีออน โซเดียม และแมกนีเซียม ต่อมานีออนและออกซิเจนรวมตัวกันเพื่อสร้างแมกนีเซียม เมื่อปฏิกิริยาเหล่านี้ดำเนินต่อไป องค์ประกอบทางเคมีก็ก่อตัวขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ

ระบบแรกขององค์ประกอบทางเคมี

กว่า 200 ปีที่แล้ว นักเคมีเริ่มมองหาวิธีจำแนกประเภทพวกมัน ในช่วงกลางของศตวรรษที่สิบเก้า รู้จักองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 50 ชนิด หนึ่งในคำถามที่นักเคมีพยายามแก้ไข สรุปดังต่อไปนี้: องค์ประกอบทางเคมีเป็นสารที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากองค์ประกอบอื่น ๆ หรือไม่? หรือมีองค์ประกอบบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับผู้อื่นไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง? มีกฎหมายทั่วไปที่รวมกันหรือไม่?

นักเคมีแนะนำ ระบบต่างๆองค์ประกอบทางเคมี ตัวอย่างเช่น William Prout นักเคมีชาวอังกฤษในปี 1815 เสนอว่ามวลอะตอมของธาตุทั้งหมดเป็นทวีคูณของมวลของอะตอมไฮโดรเจน ถ้าเราถือว่ามวลอะตอมเท่ากับ 1 นั่นคือต้องเป็นจำนวนเต็ม ในเวลานั้น J. Dalton ได้คำนวณมวลอะตอมของธาตุต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับมวลของไฮโดรเจนแล้ว อย่างไรก็ตามหากเป็นกรณีโดยประมาณสำหรับคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน คลอรีนที่มีมวล 35.5 ไม่เหมาะกับโครงร่างนี้

นักเคมีชาวเยอรมัน Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849) แสดงในปี 1829 ว่าธาตุสามชนิดจากกลุ่มฮาโลเจนที่เรียกว่า (คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน) สามารถจำแนกตามมวลอะตอมสัมพัทธ์ของพวกมันได้ น้ำหนักอะตอมของโบรมีน (79.9) กลายเป็นค่าเฉลี่ยของน้ำหนักอะตอมของคลอรีน (35.5) และไอโอดีน (127) เกือบทั้งหมด นั่นคือ 35.5 + 127 ÷ 2 = 81.25 (ใกล้เคียงกับ 79.9) นี่เป็นวิธีแรกในการสร้างองค์ประกอบทางเคมีกลุ่มหนึ่ง โดเบอริเนอร์ค้นพบธาตุสามหมู่ดังกล่าวอีกสองครั้ง แต่เขาล้มเหลวในการกำหนดกฎประจำคาบทั่วไป

ตารางธาตุเคมีปรากฏขึ้นได้อย่างไร?

แผนการจำแนกประเภทในยุคแรก ๆ ส่วนใหญ่ไม่ประสบความสำเร็จมากนัก จากนั้นประมาณปี พ.ศ. 2412 นักเคมีสองคนเกือบจะค้นพบสิ่งเดียวกันในเวลาเดียวกัน นักเคมีชาวรัสเซีย Dmitri Mendeleev (1834-1907) และ Julius Lothar Meyer นักเคมีชาวเยอรมัน (1830-1895) ได้เสนอองค์ประกอบการจัดระเบียบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่คล้ายคลึงกันให้เป็นระบบคำสั่งของกลุ่ม ชุด และช่วงเวลา ในเวลาเดียวกัน Mendeleev และ Meyer ชี้ให้เห็นว่าคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีจะถูกทำซ้ำเป็นระยะขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอม

ปัจจุบัน Mendeleev ได้รับการพิจารณาโดยทั่วไปว่าเป็นผู้ค้นพบกฎธาตุเพราะเขาทำขั้นตอนหนึ่งที่ Meyer ไม่ได้ทำ เมื่อองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ในตารางธาตุจะมีช่องว่างปรากฏขึ้น Mendeleev ทำนายว่าสิ่งเหล่านี้เป็นที่ตั้งสำหรับองค์ประกอบที่ยังไม่ถูกค้นพบ

อย่างไรก็ตาม เขาไปไกลกว่านั้น Mendeleev ทำนายคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ยังไม่ถูกค้นพบเหล่านี้ เขารู้ว่าพวกมันอยู่ที่ไหนในตารางธาตุ เขาจึงสามารถทำนายคุณสมบัติของพวกมันได้ เป็นที่น่าสังเกตว่าทุกองค์ประกอบทางเคมีที่คาดการณ์ไว้ Mendeleev ในอนาคตคือแกลเลียม สแกนเดียม และเจอร์เมเนียม ถูกค้นพบไม่ถึงสิบปีหลังจากที่เขาเผยแพร่กฎประจำคาบ

รูปแบบย่อของตารางธาตุ

มีความพยายามที่จะคำนวณจำนวนตัวแปรของการแสดงกราฟิกของระบบธาตุที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน ปรากฎว่ามีมากกว่า 500 รายการ นอกจากนี้ 80% ของจำนวนตัวเลือกทั้งหมดคือตาราง และส่วนที่เหลือเป็นรูปทรงเรขาคณิต เส้นโค้งทางคณิตศาสตร์ ฯลฯ ด้วยเหตุนี้ ใช้งานได้จริงพบโต๊ะสี่แบบคือ แบบสั้น แบบกึ่งยาว แบบยาว แบบขั้นบันได (เสี้ยม) หลังถูกเสนอโดยนักฟิสิกส์ผู้ยิ่งใหญ่ N. Bohr

รูปด้านล่างแสดงแบบฟอร์มสั้น ๆ

ในนั้นองค์ประกอบทางเคมีจะเรียงตามลำดับเลขอะตอมจากซ้ายไปขวาและจากบนลงล่าง ดังนั้น ธาตุเคมีตัวแรกของตารางธาตุคือ ไฮโดรเจน มีเลขอะตอม 1 เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมของไฮโดรเจนมีโปรตอนเพียงตัวเดียว ในทำนองเดียวกัน ออกซิเจนมีเลขอะตอมเท่ากับ 8 เนื่องจากนิวเคลียสของอะตอมออกซิเจนทั้งหมดมีโปรตอน 8 ตัว (ดูรูปด้านล่าง)

ชิ้นส่วนโครงสร้างหลักของระบบธาตุคือช่วงเวลาและกลุ่มขององค์ประกอบ ในหกช่วงเวลา เซลล์ทั้งหมดถูกเติมเต็ม เซลล์ที่เจ็ดยังไม่เสร็จสมบูรณ์ (องค์ประกอบ 113, 115, 117 และ 118 แม้ว่าจะสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ แต่ยังไม่ได้ลงทะเบียนอย่างเป็นทางการและไม่มีชื่อ)

กลุ่มแบ่งออกเป็นกลุ่มหลัก (A) และกลุ่มย่อยรอง (B) องค์ประกอบของช่วงเวลาสามช่วงแรก ซึ่งมีหนึ่งบรรทัดในซีรีส์ แต่ละรายการจะรวมอยู่ในกลุ่มย่อย A เท่านั้น สี่ช่วงที่เหลือมีแถวละสองแถว

องค์ประกอบทางเคมีในหมู่เดียวกันมักจะมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้นกลุ่มแรกประกอบด้วยโลหะอัลคาไลกลุ่มที่สอง - อัลคาไลน์เอิร์ ธ ธาตุในคาบเดียวกันจะมีคุณสมบัติเปลี่ยนจากโลหะอัลคาไลเป็นก๊าซมีตระกูลอย่างช้าๆ รูปด้านล่างแสดงการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่ง - รัศมีอะตอม - สำหรับแต่ละธาตุในตาราง

รูปแบบคาบยาวของตารางธาตุ

แสดงในรูปด้านล่างและแบ่งออกเป็นสองทิศทางตามแถวและตามคอลัมน์ มีเจ็ดแถวตามรูปแบบสั้น และ 18 คอลัมน์ เรียกว่ากลุ่มหรือครอบครัว ในความเป็นจริงการเพิ่มจำนวนกลุ่มจาก 8 ในรูปแบบสั้นเป็น 18 ในรูปแบบยาวนั้นได้มาจากการวางองค์ประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาที่เริ่มจากวันที่ 4 ไม่ใช่ในสอง แต่เป็นหนึ่งบรรทัด

ใช้ระบบเลขสองระบบที่แตกต่างกันสำหรับกลุ่ม ดังที่แสดงที่ด้านบนสุดของตาราง ระบบเลขโรมัน (IA, IIA, IIB, IVB ฯลฯ) ได้รับความนิยมในสหรัฐอเมริกามาแต่โบราณ อีกระบบหนึ่ง (1, 2, 3, 4, ฯลฯ.) ใช้กันทั่วไปในยุโรป และได้รับการแนะนำให้ใช้ในสหรัฐอเมริกาเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา

รูปลักษณ์ของตารางธาตุในรูปด้านบนนั้นทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย เช่นเดียวกับตารางที่เผยแพร่ดังกล่าว เหตุผลคือองค์ประกอบสองกลุ่มที่แสดงด้านล่างของตารางควรอยู่ภายในองค์ประกอบเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น แลนทาไนด์อยู่ในคาบที่ 6 ระหว่างแบเรียม (56) และแฮฟเนียม (72) นอกจากนี้ แอกทิไนด์อยู่ในคาบที่ 7 ระหว่างเรเดียม (88) และรัทเทอร์ฟอร์เดียม (104) หากแปะลงในตาราง มันจะกว้างเกินไปที่จะวางบนแผ่นกระดาษหรือแผนภูมิติดผนัง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะวางองค์ประกอบเหล่านี้ไว้ที่ด้านล่างของตาราง