Kaj je kemijski element? Definicija, lastnosti in periodni sistem
Kaj je kemijski element? Jasna definicija, atomske lastnosti in pomen v periodnem sistemu — pregled 118 elementov, primeri in vloga v naravi in človeškem telesu.
Kemijski element je snov, ki vsebuje samo eno vrsto atoma. Če snov vsebuje več kot eno vrsto atoma, je spojina. Elementi so lahko v različnih agregatnih stanjih: trdni, tekoči ali plinasti. Najmanjši delec takega elementa je atom. Atomi so sestavljeni iz jedra (v katerem so protoni in nevtroni) ter obdajajočih elektronov: natančneje iz protonov, nevtronov in elektronov. Te osnovne delce lahko razumemo kot gradnike, ki določajo lastnosti posameznega elementa.
Identiteto elementa določa število protonov v jedru, kar imenujemo atomsko število. Na primer, vsi atomi s 6 protoni so kemijski element ogljik, vsi atomi z 92 protoni pa so element uran. Ker se število protonov za določen element ne spremeni v običajnih kemijskih procesih, atomsko število natančno opredeljuje vsak element.
Število protonov v jedru povzroča njegov električni naboj, kar v normalnem (združenem) stanju določa tudi število elektronov okoli jedra. Elektroni zasedajo različne atomskih orbitalah in prav porazdelitev teh elektronov — zlasti zunanjih, valentnih elektronov — določa kemijske lastnosti atoma: kako močno privlači elektrone drugih atomov, katere vezi lahko tvori in v katerih oksidacijskih stanjih nastopa.
Atomi istega elementa se lahko razlikujejo po številu nevtronov; takšne različice imenujemo izotopi. Izotopi imajo enako atomsko število, a različno maso (masno število). Atom lahko tudi pridobi ali izgubi elektrone in postane nabit delec — ion; ionizacija spreminja kemijsko obnašanje. Elementi se med seboj povezujejo in tvorijo molekule ali ionske spojine, kar je osnova za vse kemične snovi in reakcije.
Sodobna kemija priznava 118 različnih kemijskih elementov. Približno 92 od teh elementov je mogoče najti v naravi, preostale so bili sintetizirani v laboratorijih ali jedrskih reaktorjih. Človeško telo je sestavljeno predvsem iz približno 26 elementov, med katerimi so najbolj zastopani kisik, ogljik, vodik in dušik. Zadnji odkriti naravni element je bil uran leta 1789, prva umetno pridobljena snov v sodobnem času pa je bilo leta 1937 tehnecij.
Kemijski elementi so običajno razporejeni v periodnem sistemu, tabeli, ki združuje elemente glede na atomsko število in ponavljajoče se kemijske lastnosti. V tabeli so elementi razporejeni v:
- periode (vrstice) — kažejo število zapolnjenih energijskih nivojev,
- grupe (stolpci) — skupine elementov imajo podobne reaktivnostne lastnosti in enako število valentnih elektronov,
- blok (s, p, d, f) — glede na tip orbital, v katere se polnijo elektroni (npr. prehodni elementi v d-bloku, lantanidi in aktinidi v f-bloku).
Periodni sistem omogoča tudi razumevanje periodičnih trendov: atomski radij na splošno pada od leve proti desni znotraj periode in narašča navzdol po grupi; elektronegativnost in ionizacijska energija ponavadi naraščata po periodi in padajo po grupi. Takšni trendi pomagajo napovedati obnašanje neznanih ali manj preučenih elementov ter razložiti lastnosti spojin.
Elementi imajo številne uporabne vloge: od gradnje organskih molekul (ogljik), preko gradbenih in električnih materialov (kobalt, železo, bakar), do goriv in radioaktivnih virov (uran). Nekateri elementi so redki in dragoceni, drugi pa zelo razširjeni v zemeljski skorji ali vesolju. Zaradi različnih fizikalnih in kemijskih lastnosti so elementi temelj sodobne znanosti, tehnologije in medicine.
Element žveplo ima kristalno strukturo
Brom je eden od dveh elementov, ki sta pri 25 °C tekoča. Drugi je živo srebro
Kemijski simboli
Kemijski elementi imajo tudi edinstven kemijski simbol. Kemijski simboli se uporabljajo po vsem svetu. To pomeni, da ne glede na jezik, v katerem se govori, ni nejasnosti glede pomena simbola. Kemijski simboli elementov izhajajo iz njihovih angleških ali latinskih imen. Na primer ogljik ima kemijski simbol "C", natrij pa ima kemijski simbol "Na" po latinskem imenu natrium. Volfram se imenuje "W" po nemškem imenu wolfram. Au je simbol za zlato in izhaja iz latinske besede za zlato, aurum. Drugi simbol, ki izhaja iz latinščine, je "Ag". To je element srebro in izhaja iz latinskega argentum. Simbol svinca, Pb, izhaja iz latinske besede plumbum, iz nje pa izhaja tudi angleška beseda plumber, saj so bile včasih cevi narejene iz svinca. Nekateri nedavno odkriti elementi so bili poimenovani po znanih ljudeh, na primer einsteinij, ki je dobil ime po Albertu Einsteinu.
Spojine
Elementi se lahko združujejo (reagirajo) v čiste spojine (kot so voda, soli, oksidi in organske spojine). V mnogih primerih imajo te spojine določeno sestavo ter svojo strukturo in lastnosti. Lastnosti spojine se lahko zelo razlikujejo od lastnosti elementov, iz katerih je sestavljena. Natrij je kovina, ki gori, če jo damo v vodo, klor pa je strupen plin. Ko reagirata skupaj, nastane natrijev klorid (sol), ki je neškodljiv in užiten.
Mešanice
Nekateri elementi se v poljubnem razmerju mešajo in tvorijo nove strukture. Takšne nove strukture niso spojine. Imenujemo jih zmesi ali, če so elementi kovine, zlitine.
Izotopi
Večina elementov v naravi je sestavljena iz atomov z različnim številom nevtronov. Izotop je oblika elementa z določenim številom nevtronov. Na primer, ogljik ima dva stabilna izotopa, ki se pojavljata v naravi: ogljik-12 (6 nevtronov) in ogljik-13 (7 nevtronov). Ogljik-14 (8 nevtronov) je naravni radioaktivni izotop ogljika. Od vsakega elementa, razen enounoccija, poznamo vsaj dva izotopa.
Razvrstitev
Elemente lahko razvrstimo glede na fizikalna stanja. Pri sobni temperaturi in tlaku je večina elementov trdnih snovi, le 11 je plinov in 2 sta tekočini.
Elemente lahko delimo tudi na kovine in nekovine. Kovin je veliko več kot nekovin.
Nekaj elementov pa ima lastnosti med kovinami in nekovinami. Te elemente imenujemo polkovine (ali kovine).
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je kemijski element?
O: Kemijski element je snov, ki je sestavljena samo iz ene vrste atoma.
V: Iz česa so sestavljeni atomi?
O: Atomi so sestavljeni iz protonov, nevtronov in elektronov.
V: Kaj določa število protonov v atomu?
O: Število protonov v atomu se imenuje atomsko število.
V: Koliko različnih elementov pozna sodobna kemija?
O: Sodobna kemija pozna 118 različnih kemijskih elementov.
V: Koliko naravnih elementov najdemo v naravi?
O: V naravi lahko najdemo 92 teh elementov.
V: Kdaj je bil odkrit zadnji naravni element?
O: Zadnji odkriti naravni element je bil uran leta 1789.
V: Kako nam periodni sistem pomaga razumeti lastnosti med elementi?
O: Mesto elementov v tabeli nam pove, kakšne so njihove lastnosti glede na druge elemente.
Iskati