Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом. Как образуются простые и сложные химические элементы?

Химический элемент

Все многообразие окружающей нас природы состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов.

В разные исторические эпохи термин «элемент» имел разные значения. Древнегреческие философы считали «стихиями» четыре «элемента» — тепло, холод, сухость и влагу. Объединившись попарно, они образовали четыре «начала» всего сущего – огонь, воздух, воду и землю. В середине века к этим началам добавились соль, сера и ртуть. В XVIII веке Р. Бойль указывал, что все элементы материальны по своей природе и что их количество может быть весьма большим.

В 1787 году французский химик А. Лавуазье создал «Таблицу простых тел». В него вошли все известные на тот момент элементы. Под последними понимались простые тела, которые невозможно разложить химическими методами на еще более простые. Потом выяснилось, что в таблицу вошли и некоторые сложные вещества.

Образование химических элементов и веществ

Рис. 1. А. Лавуазье.

В настоящее время понятие «химический элемент» точно устоялось. Химический элемент – это разновидность атома с одинаковым положительным зарядом ядра. Последний равен порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

В настоящее время известно 118 элементов. Около 90 из них встречаются в природе. Остальное получено искусственно с помощью ядерных реакций.

104-107 элементы были синтезированы учеными-физиками. В настоящее время продолжаются исследования по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.

Все элементы делятся на металлы и неметаллы. К неметаллам относятся такие элементы, как: гелий, неон, аргон, криптон, фтор, хлор, бром, йод, астат, кислород, сера, селен, азот, теллур, фосфор, мышьяк, кремний, бор, водород. Однако деление на металлы и неметаллы условно. При определенных условиях некоторые металлы могут приобретать неметаллические свойства, а некоторые неметаллы – металлические.

Образование химических элементов и веществ

Химические элементы могут существовать в виде отдельных атомов, в виде одиночных свободных ионов, но обычно входят в состав простых и сложных веществ.

Образование химических элементов и веществ

Рис. 2. Схемы образования химических элементов.

Простые вещества состоят из однотипных атомов и образуются в результате объединения атомов в молекулы и кристаллы. Большинство химических элементов относятся к металлическим, поскольку простые вещества, которые они образуют, являются металлами. Металлы имеют общие физические свойства: все они тверды (кроме ртути), непрозрачны, обладают металлическим блеском, тепло- и электропроводностью, ковкостью. Металлы образуют химические элементы, такие как магний, кальций, железо, медь.

Неметаллические элементы образуют простые вещества, относящиеся к неметаллам. Они не обладают характерными металлическими свойствами; это газы (кислород, азот), жидкости (бром) и твердые вещества (сера, йод).

Один и тот же элемент может образовывать несколько разных простых веществ, обладающих разными физическими и химическими свойствами. Они называются аллотропными формами, а явление их существования называется аллотропией. Примерами могут быть алмаз, графит и карбин – простые вещества, являющиеся аллотропными формами элемента углерода.

Образование химических элементов и веществ

Рис. 3. Алмаз, графит, карабин.

Сложные вещества состоят из атомов разных типов элементов. Например, сульфид железа состоит из атомов химического элемента железа и химического элемента серы. В то же время сложное вещество никоим образом не сохраняет свойств простых веществ железа и серы: их нет, но есть атомы соответствующих элементов.

Что мы узнали?

В настоящее время известно 118 химических элементов, которые делятся на металлы и неметаллы. Все элементы можно разделить на простые и сложные вещества, причем первые состоят из атомов одного типа, а вторые — из атомов разных типов.