Химични елементи и техните характеристики. Атоми

Някои от най-популярните химични въпроси са: „Колко химични елемента са известни сега?“, „Колко химични елемента има?“, „Кой ги е открил?“
Тези въпроси нямат прост и еднозначен отговор.
Какво означава "известен"? Срещат ли се в природата? На сушата, във водата, в космоса? Получени и проучени ли са свойствата им? Свойства на какво? Дали веществата са под формата на фази или само на атомно-молекулно ниво? Наличните съвременни технологии позволяват да се открият няколко атома... Но свойствата на едно вещество не могат да се определят от един атом.
Какво означава „съществува“? От практическа гледна точка това е разбираемо: те присъстват в природата в такива количества и толкова дълго, че те и техните съединения могат да окажат реално въздействие върху природните явления. Или поне беше възможно да се изследват техните свойства в лабораторията.
В природата са идентифицирани около 88 такива химични елемента. Защо толкова много? Защото сред елементите с пореден номер под 92 (преди урана), технеций (43) и франций (87) отсъстват в природата. На практика няма астат (85). Без прометий (61).
От друга страна, както нептуний (93), така и плутоний (94) (нестабилни трансуранови елементи) се срещат в природата, където се срещат уранови руди.
Всички елементи след плутония в периодичната таблица на Д. И. Менделеев практически отсъстват в земната кора, въпреки че някои от тях несъмнено се образуват в космоса по време на експлозия на свръхнова. Но те не живеят дълго...
Любопитно откритие е франций - елемент № 87. Този елемент е "изобретен" от Д. И. Менделеев, който въз основа на създадената от него периодична таблица предполага, че в групата на алкалните метали липсва най-тежкият елемент, който той нарича екацезий.
Сега е известно, че в земната кора има не повече от 30 грама франций. Той е радиоактивен елемент и неговият най-дълго живеещ изотоп, франций-210, има период на полуразпад от 19,3 минути.
Франциумът може да се счита за последния елемент, открит на Земята като намиращ се в природата (Маргарет Пере, ученик на Мария Склодовска-Кюри, през 1929 г.; официално признат и кръстен през 1938 г.).
Всички последващи елементи са получени чрез радиоактивен разпад на химични елементи и използване на ускорители на заредени частици.
Към днешна дата учените са синтезирали 26 трансуранови елемента, започвайки с нептуний (N=93) и завършвайки с номер на елемент N=118 (номерът на елемента съответства на броя на протоните в атомното ядро и броя на електроните около атомното ядро) .
Трансурановите химични елементи от 93 до 100 се произвеждат в ядрени реактори, а останалите се получават в резултат на ядрени реакции в ускорители на частици. Технологията за производство на трансуранови елементи в ускорителите е принципно ясна: подходящи положително заредени ядра на елементите се ускоряват от електрическо поле до необходимите скорости и се сблъскват с цел, съдържаща други по-тежки елементи - процеси на синтез и разпад на атомни ядра на различни елементи възникне. Продуктите от тези процеси се анализират и се правят изводи за образуването на нови елементи.
Германски учени от Центъра за изследване на тежките йони Хелмхолц в поредица от експерименти през 2013-2014 г. планираха да получат следващия, 119-ти елемент от периодичната таблица, но не успяха. Те бомбардираха ядра на беркелий (N=97) с ядра на титан (N=22), но анализът на експерименталните данни не потвърди наличието на нов елемент.
Понастоящем съществуването на сто и осемнадесет химически елемента може да се счита за установено. Докладите за откриването на 119 - първият елемент от период 8 - засега могат да се считат за вероятно надеждни.
Има твърдения за синтез на елемента unbiquadium (124) и косвени доказателства за елементите unbinilium (120) и unbihexium (126) - но тези резултати все още се потвърждават.
Сега, най-накрая, всичките 118 елемента, официално известни и доказани до момента, имат общоприети имена, одобрени от IUPAC. Неотдавна най-тежкият елемент с официално признато име беше 116-ият елемент, който го получи през май 2012 г. - ливерморий. В същото време името на 114-ия елемент - флеровий - беше официално одобрено.
Колко химични елемента можете да получите? Теоретично се предвижда възможността за синтезиране на елементи с номера 121-126. Това са броят на протоните в ядрата на елементите. Проблемът за долната граница на периодичната таблица остава един от най-важните в съвременната теоретична химия.
Всеки химичен елемент има няколко изотопа. Изотопите са атоми, чиито ядра имат еднакъв брой протони, но различен брой неутрони. Светът на атомните ядра на химичните елементи е много разнообразен. Сега са известни около 3500 ядра, които се различават едно от друго или по броя на протоните, или по броя на неутроните, или и по двете. Повечето от тях са получени по изкуствен път. Въпросът е много интересен - колко изотопа може да има даден елемент?
Известни са 264 атомни ядра, които са стабилни, т.е. не претърпяват бързи спонтанни трансформации с течение на времето. Разпади.
Останалите 3236 ядра са обект на различни видове радиоактивен разпад: алфа разпад (излъчване на алфа частици - ядрата на хелиев атом); бета-разпад (едновременно излъчване на електрон и антинеутрино или позитрон и неутрино, както и поглъщане на електрон с излъчване на неутрино); гама разпад (излъчване на фотони - високоенергийни електромагнитни вълни).
От известните химически елементи от периодичната система на Менделеев, които се намират на Земята, само 75 имат точно и общопризнати автори, които са ги открили - открити и строго идентифицирани. Само при тези условия – откриване и идентификация – се признава откриването на даден химичен елемент.
В самото откритие - изолиране в чист вид и изследване на свойствата - химични елементи, открити в природата, са участвали учени от само девет страни: Швеция (22 елемента), Англия (19 елемента), Франция (15 елемента), Германия (12 елемента) . Австрия, Дания, Русия, Швейцария и Унгария са отговорни за откриването на останалите 7 елемента.
Понякога те посочват Испания (платина) и Финландия (итрий - през 1794 г. финландският химик Йохан Гадолин открива оксид на неизвестен елемент в шведски минерал от Ytterby). Но платината, като благороден метал, е известна в естествената си форма от древни времена - платината в чиста форма от руди е получена от английския химик У. Уоластън през 1803 г. Този учен е по-известен като откривателя на минерала воластонит.
Металът итрий е получен за първи път през 1828 г. от немския учен Фридрих Вьолер.
Рекордьорът сред „ловците” на химични елементи може да се счита за шведския химик К. Шееле - той откри и доказа съществуването на 6 химични елемента: флуор, хлор, манган, молибден, барий, волфрам.
Към постиженията в откриването на химични елементи на този учен може да се добави и седми елемент - кислород, но честта на откриването той официално споделя с английския учен Дж. Пристли.
Второ място в откриването на нови елементи принадлежи на В. Рамзи -
на английски или по-точно шотландски учен: открили аргон, хелий, криптон, неон, ксенон. Между другото, откритието на "хелий" е много оригинално. Това е първото нехимическо откритие на химичен елемент. Сега този метод се нарича "Абсорбционна спектрофотометрия". Сега се приписва на У. Рамзи, но е направено от други учени. Случва се често.
На 18 август 1868 г. френският учен Пиер Янсен по време на пълно слънчево затъмнение в индийския град Гунтур за първи път изследва хромосферата на Слънцето. Той настроил спектроскопа по такъв начин, че спектърът на слънчевата корона да може да се наблюдава не само по време на затъмнение, но и в обикновени дни. Той идентифицира заедно с водородните линии - синьо, зелено-синьо и червено - ярко жълта линия, която първоначално погрешно приема за натриева линия. Янсен писа за това до Френската академия на науките.
Впоследствие беше установено, че тази ярко жълта линия в слънчевия спектър не съвпада с линията на натрия и не принадлежи към нито един от известните по-рано химически елементи.
27 години след това първоначално откритие хелият е открит на Земята - през 1895 г. шотландският химик Уилям Рамзи, изследвайки проба от газа, получен от разлагането на минерала клевейт, открива в спектъра му същата ярко жълта линия, открита преди това в слънчевата спектър. Пробата е изпратена за допълнителни изследвания на известния английски спектроскопист Уилям Крукс, който потвърждава, че наблюдаваната жълта линия в спектъра на пробата съвпада с D3 линията на хелия.
На 23 март 1895 г. Рамзи изпраща съобщение за своето откритие на хелий на Земята до Кралското общество в Лондон, както и до Френската академия чрез известния химик Марселин Бертло. Така се появи името на този химичен елемент. От старогръцкото име на слънчевото божество – Хелиос. Първото откритие, направено чрез спектралния метод. Абсорбционна спектроскопия.
Във всички случаи Рамзи е имал съавтори: У. Крукс (Англия) - хелий; W. Rayleigh (Англия) - аргон; M. Travers (Англия) - криптон, неон, ксенон.
Открити са 4 елемента:
И. Берцелиус (Швеция) - церий, селен, силиций, торий;
G. Dewi (Англия) - калий, калций, натрий, магнезий;
P. Lecoq de Boisbaudran (Франция) - галий, самарий, гадолиний, диспрозий.
Русия е отговорна за откриването само на един от природните елементи: рутений (44). Името на този елемент произлиза от къснолатинското наименование на Русия - Ruthenia. Този елемент е открит от професора от Казанския университет Карл Клаус през 1844 г.
Карл-Ернст Карлович Клаус е руски химик, автор на редица трудове по химия на металите от платиновата група и откривател на химичния елемент рутений. Той е роден на 11 (22) януари 1796 г. - 12 (24) март 1864 г. в Дорпат, древния руски град Юриев (сега Тарту), в семейството на художник. През 1837 г. той защитава дисертацията си за магистърска степен и е назначен за адюнкт в катедрата по химия в Казанския университет. От 1839 г. става професор по химия в Казанския университет, а от 1852 г. – професор по фармация в Дерптския университет. През 1861 г. става член-кореспондент на Петербургската академия на науките.
Фактът, че повечето от известните в природата химични елементи са открити от учени от Швеция, Англия, Франция и Германия, е съвсем разбираем - през 18-19 век, когато са открити тези елементи, именно в тези страни е имало най-високата ниво на развитие на химията и химичните технологии.
Още един интересен въпрос: жените учени откриха ли химични елементи?
да Но малко. Това са Мария Складовска-Кюри, която през 1898 г. заедно със съпруга си П. Кюри открива полоний (името е дадено в чест на нейната родина Полша) и радий, Лиза Майтнер, която участва в откриването на протактиния (1917 г.) , Ида Нодак (Таке), която открива през 1925 г., заедно с бъдещия си съпруг В. Нодак, Рениус и Маргарита Перей, която през 1938 г. е официално призната за откритие на елемента франция и тя става първата жена, избрана за френски Академия на науките (!!!).
В съвременната периодична таблица има няколко елемента, в допълнение към рутения, чиито имена се свързват с Русия: самарий (63) - от името на минерала самарскит, открит от руския минен инженер В.М. Самарски в планините Илмен, менделеев ( 101); дубний (105). Интересна е историята на името на този елемент. Този елемент е получен за първи път в ускорителя в Дубна през 1970 г. от групата на G.N.Flerov чрез бомбардиране на ядра 243Am с йони 22Ne и независимо в Бъркли (САЩ) в ядрената реакция 249Cf + 15N = 260Db + 4n.
Съветските изследователи предложиха да нарекат новия елемент нилсборий (Ns), в чест на великия датски учен Нилс Бор, а американските - ганий (Ha), в чест на Ото Хан, един от авторите на откритието на спонтанното делене на урана.
Работна група на IUPAC заключи през 1993 г., че заслугите за откриването на елемент 105 трябва да бъдат споделени между групите от Дубна и Бъркли. Комисията IUPAC през 1994 г. предлага името joliotium (Jl) в чест на Жолио-Кюри. Преди това елементът официално се наричаше латинската цифра - unnilpentium (Unp), тоест просто 105-ият елемент. Символите Ns, Na, Jl все още могат да се видят в таблици на елементи, публикувани в предишни години. Например на Единния държавен изпит по химия 2013 г. Според окончателното решение на IUPAC през 1997 г. този елемент е наречен "дубний" - в чест на руския център за изследвания в областта на ядрената физика, научният град Дубна.
Свръхтежките химически елементи с поредни номера 113–118 са синтезирани за първи път в Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна по различно време. Елемент номер 114 е наречен "flerovium" - в чест на Лабораторията за ядрени реакции на името на. Г. Н. Флеров от Обединения институт за ядрени изследвания, където е синтезиран този елемент.
През последните 50 години периодичната таблица на D.I. Менделеев е попълнен със 17 нови елемента (102–118), от които 9 са синтезирани в ОИЯИ, включително през последните 10 години 5 от най-тежките (свръхтежки) елементи, които затварят периодичната таблица...
За първи път 114-ият елемент има „магически“ брой протони (магическите числа са поредица от естествени четни числа, съответстващи на броя нуклони в атомното ядро, при което някоя от обвивките му става напълно запълнена: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 (последното число е само за неутрони) - е получено от група физици, ръководени от Ю. Ц. Оганесян в Обединения институт за ядрени изследвания (Дубна, Русия) с участието на учени от Ливърморската национална лаборатория (Ливърмор, САЩ; сътрудничество Дубна-Ливърмор) през декември 1998 г., чрез синтезиране на изотопи на този елемент чрез реакция на синтез на калциеви ядра с плутониеви ядра, името на 114-ия елемент е одобрено на 30 май 2012 г.: "Flerovium" и символичното обозначение Fl. В същото време 116-ият елемент е наречен "livermorium" (Livermorium) - Lv (между другото, животът на този елемент е 50 милисекунди).
В момента синтезът на трансуранови елементи се извършва главно в четири страни: САЩ, Русия, Германия и Япония. В Русия нови елементи се получават в Обединения институт за ядрени изследвания (ОИЯИ) в Дубна, в САЩ - в Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси и Националната лаборатория Лорънс Ливърмор, в Германия - в Центъра за изследване на Хелмхолц Heavy Ions (известен още като Институт за тежки йони) в Дармщат, в Япония – в Института за физични и химични изследвания (RIKEN).
За авторството на създаването на 113-ия елемент отдавна се води борба между Япония и руско-американска група учени. Японски учени, водени от Косуке Морита, синтезираха елемент 113 през септември 2004 г. чрез ускоряване и сблъсък на цинк-30 и бисмут-83. Те успяха да открият три вериги на разпад, съответстващи на веригите на раждането на 113-ия елемент през 2004, 2005 и 2012 г.
Руски и американски учени обявиха създаването на елемент 113 по време на синтеза на елемент 115 в Дубна през февруари 2004 г. и предложиха да го нарекат бекерелий. Носи името на изключителния физик Антоан Анри Бекерел (на френски Antoine Henri Becquerel; 15 декември 1852 г. - 25 август 1908 г.) - френски физик, лауреат на Нобелова награда по физика и един от откривателите на радиоактивността.
Най-накрая, в началото на 2016 г. имената на четири нови химични елемента бяха официално добавени към периодичната таблица. Елементите с атомни номера 113, 115, 117 и 118 са проверени от Международния съюз за чиста и приложна химия (IUPAC).
Честта да открият елементи 115, 117 и 118 беше присъдена на екип от руски и американски учени от Съвместния институт за ядрени изследвания в Дубна, Ливърморската национална лаборатория в Калифорния и Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси.
Доскоро тези елементи (113, 115, 117 и 118) носеха не особено звучните имена унунтрия (Uut), унунпентий (Uup), унунсептиум (Uus) и унунокций (Uuo), но през следващите пет месеца откривателите на елементите ще могат да им дадат нови, окончателни имена.
Учените от Японския институт по естествени науки (RIKEN) са официално признати за откриватели на 113-ия елемент. В чест на това беше препоръчано елементът да се нарече „Япония“. Правото да измислят имена на останалите нови елементи беше дадено на откривателите, за което им бяха дадени пет месеца, след което те ще бъдат официално одобрени от съвета на IUPAC.
Предлага се 115-ият елемент да се нарече „Московиум“ в чест на Московска област!
Готово е! На 8 юни 2016 г. Международният съюз по чиста и приложна химия обяви препоръчителните имена за 113-ия, 115-ия, 117-ия и 118-ия елемент от периодичната таблица. Това се съобщава на сайта на съюза.
Един от новите свръхтежки елементи на периодичната таблица, номер 113, официално получи името „нихониум“ и символа Nh. Съответното съобщение беше направено от японския институт по естествени науки "Рикен", чиито специалисти по-рано откриха този елемент.
Думата "нихон" произлиза от местното име на страната - "Нихон".
Международният съюз по чиста и приложна химия одобри имената на новите елементи с номера 113, 115, 117 и 118 - нихониум (Nh), московий (Mc), тенезин (Ts) и оганесон (Og).
113-ият елемент е кръстен в чест на Япония, 115-ият - в чест на Московска област, 117-ият - в чест на американския щат Тенеси, 118-ият - в чест на руския учен, академик на Руската академия на науките Юрий Оганесян.
През 2019 г. Русия и целият свят празнуват 150-годишнината от откриването на периодичната таблица и закона, който служи като основа на съвременната химия от Дмитрий Иванович Менделеев.
В чест на годишнината Общото събрание на ООН единодушно реши да проведе Международната година на периодичната таблица на елементите на Менделеев.
"Какво следва?" - пита Юрий Оганесян, научен директор на лабораторията за ядрени реакции на Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна, където са открити последните пет елемента от периодичната таблица, включително елемент-118, оганесон.
„Ясно е, че периодичната таблица не свършва тук и трябва да се опитаме да получим 119-ия и 120-ия елемент, но за това ще трябва да направим същата технологична революция, която ни помогна да станем лидери през 90-те години, да увеличим интензивността на. лъчът на частиците с няколко порядъка и прави детекторите много по-чувствителни“, подчертава физикът.
Например учените сега произвеждат един атом флеров на седмица, като изстрелват трилиони частици в секунда към цел. По-тежките елементи (да речем оганесон) могат да се синтезират само веднъж месечно. Съответно работата по настоящите инсталации ще изисква астрономически дълго време.
Руските изследователи очакват да преодолеят тези трудности с помощта на циклотрона DC-280, изстрелян през декември миналата година. Плътността на лъча от частици, който произвежда, е 10-20 пъти по-висока от тази на своите предшественици, което, както се надяват местните физици, ще направи възможно създаването на един от двата елемента по-близо до края на годината.
Елемент 120 най-вероятно ще бъде синтезиран първи, тъй като калифорнийската цел, необходима за това, вече е подготвена в Американската национална лаборатория в Оук Ридж. Тестовите изстрелвания на DC-280, насочени към решаването на този проблем, ще се състоят през март тази година.
Учените вярват, че изграждането на нов циклотрон и детектори ще помогне да се доближим до отговора на друг фундаментален въпрос: къде периодичният закон престава да се прилага?
„Има ли разлика между синтетичен и естествен елемент? Когато ги отворим и ги въведем в таблицата, това не показва откъде идват, но сега изглежда за мен вече можем да говорим за това в миналото“, отбелязва Оганесян.

Вижте също: Списък на химичните елементи по атомен номер и Азбучен списък на химичните елементи Съдържание 1 Използвани в момента символи ... Wikipedia

Вижте също: Списък на химичните елементи по символ и Азбучен списък на химичните елементи Това е списък на химичните елементи, подредени по ред на увеличаване на атомния номер. Таблицата показва името на елемента, символа, групата и точката в... ... Wikipedia

- (ISO 4217) Кодове за представяне на валути и средства (английски) Codes pour la représentation des monnaies et types de fonds (френски) ... Wikipedia

Най-простата форма на материя, която може да бъде идентифицирана чрез химични методи. Това са компоненти на прости и сложни вещества, представляващи съвкупност от атоми с еднакъв ядрен заряд. Зарядът на ядрото на атома се определя от броя на протоните в... Енциклопедия на Collier

Съдържание 1 Палеолит 2 10-то хилядолетие пр.н.е. д. 3 9-то хилядолетие пр.н.е ъъ... Уикипедия

Този термин има други значения, вижте руски (значения). Руснаци... Уикипедия

Терминология 1: : dw Номер на деня от седмицата. „1“ съответства на понеделник Дефиниции на термина от различни документи: dw DUT Разликата между московското и UTC време, изразена като цяло число часове Дефиниции на термина от ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Цялото разнообразие на природата около нас се състои от комбинации от относително малък брой химически елементи. И така, какви са характеристиките на химичния елемент и как се различава от обикновеното вещество?

Химичен елемент: история на откритието

В различни исторически епохи понятието „елемент“ е имало различно значение. Древногръцките философи разглеждат 4 „елемента“ като такива „елементи“ - топлина, студ, сухота и влажност. Комбинирайки се по двойки, те образуваха четирите "принципа" на всичко в света - огън, въздух, вода и земя.

През 17 век Р. Бойл посочва, че всички елементи са материални по природа и техният брой може да бъде доста голям.

През 1787 г. френският химик А. Лавоазие създава „Таблица на простите тела“. Той включва всички елементи, известни по това време. Последните се разбирали като прости тела, които не могат да бъдат разложени с химически методи на още по-прости. Впоследствие се оказа, че в таблицата има и някои сложни вещества.

По времето, когато Д. И. Менделеев открива периодичния закон, са били известни само 63 химични елемента. Откритието на учения не само доведе до подредена класификация на химичните елементи, но също така помогна да се предвиди съществуването на нови, все още неоткрити елементи.

Ориз. 1. А. Лавоазие.

Какво е химичен елемент?

Химическият елемент е специфичен вид атом. В момента са известни 118 химични елемента. Всеки елемент е обозначен със символ, който представлява една или две букви от неговото латинско име. Например елементът водород се обозначава с латинската буква H и формулата H 2 - първата буква от латинското име на елемента Hydrogenium. Всички сравнително добре проучени елементи имат символи и имена, които могат да бъдат намерени в главните и второстепенните подгрупи на периодичната таблица, където всички те са подредени в определен ред.

Има много видове системи, но общоприетата е Периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев, която е графичен израз на периодичния закон на Д. И. Менделеев. Обикновено се използват късата и дългата форма на периодичната система.

Ориз. 2. Периодична таблица на елементите от Д. И. Менделеев.

Какъв е основният признак, по който един атом се класифицира като специфичен елемент? Д. И. Менделеев и други химици от 19-ти век смятат, че основната характеристика на атома е масата като негова най-стабилна характеристика, поради което елементите в периодичната таблица са подредени в ред на увеличаване на атомната маса (с малки изключения).

Според съвременните концепции основното свойство на атома, което го свързва с конкретен елемент, е зарядът на ядрото. По този начин химичният елемент е вид атоми, характеризиращи се с определена стойност (размер) на част от химичния елемент - положителния заряд на ядрото.

От всички 118 съществуващи химични елемента, повечето (около 90) могат да бъдат намерени в природата. Останалите са получени изкуствено чрез ядрени реакции. Елементи 104-107 са синтезирани от физици от Обединения институт за ядрени изследвания в град Дубна. В момента продължава работата по изкуственото производство на химични елементи с по-високи атомни числа.

Всички елементи са разделени на метали и неметали. Повече от 80 елемента се класифицират като метали. Това разделение обаче е условно. При определени условия някои метали могат да проявяват неметални свойства, а някои неметали могат да проявяват метални свойства.

Съдържанието на различни елементи в природните обекти варира в широки граници. 8 химични елемента (кислород, силиций, алуминий, желязо, калций, натрий, калий, магнезий) съставляват 99% от масата на земната кора, всички останали - по-малко от 1%. Повечето химични елементи се срещат в природата (95), въпреки че някои първоначално са произведени изкуствено (напр. прометий).

Необходимо е да се прави разлика между понятията „просто вещество“ и „химичен елемент“. Едно просто вещество се характеризира с определени химични и физични свойства. В процеса на химическа трансформация простото вещество губи част от свойствата си и влиза в ново вещество под формата на елемент. Например азотът и водородът, които са част от амоняка, се съдържат в него не под формата на прости вещества, а под формата на елементи.

Някои елементи са комбинирани в групи, като органогени (въглерод, кислород, водород, азот), алкални метали (литий, натрий, калий и др.), лантаниди (лантан, церий и др.), халогени (флуор, хлор, бром). и др.), инертни елементи (хелий, неон, аргон)

През 1869 г. руският учен Д.И. Менделеев разработва периодичната таблица на химичните елементи, която след това започва да се използва като универсална и единствена по рода си система в целия свят. Днес малко хора знаят, че тази класификация, която графично отразява свойствата на елементите и тяхната атомна маса, всъщност е ключът към откриването на много удивителни факти. Време е да се запознаете със света на химията от нова страна и да научите за това, което почти никога не се преподава в училищата и университетите!

Галий: как науката помага на шегаджиите

Този химичен елемент, разположен под атомен номер 13 и символизиран с Ga (от латински Gallium), е мек, сив метал. Крехкото вещество е открито от френския химик Пол Емил Лекок дьо Боабодран през 1875 г. Благодарение на своя откривател и неговата родина елементът получи съвременното си име, защото в превод от латински „Галия“ означава „Франция“. Има и версия, че ученият е искал тайно да увековечи името си в името на галия. На латински думата "Gallium" се оказва подобна по звук на "gallusom" - "петел". На френски „петел“ се произнася „le coq“. Остава само да сравним тази дума с името на Пол Емил - и сега теорията не изглежда толкова неправдоподобна, дори и да не е официално документирана никъде. Между другото, същата тази птица е и символ на държавата!

Удивителните свойства на този химичен елемент се проявяват най-ясно при прехода от едно състояние в друго. Въпреки факта, че металът обикновено е в твърдо състояние, вече при нагряване до температура от 30 ° C той започва бавно да се топи. Какво означава това?

Теоретично можете да направите например лъжица от такъв материал и след това да я дадете на колегата си. Озадаченото изражение на лицето на вашия приятел е гарантирано, защото приборите за хранене просто ще започнат да се разтварят при контакт с горещата течност! Изобретателните лабораторни химици могат да прибегнат до такава шега. Просто трябва да се откажете от напитката - въпреки че галият е практически безвреден за човешкото тяло, все пак е по-добре напълно да премахнете възможните рискове.

Защо кадмият е бил използван за борба с Годзила?

И отново метал, но този път с атомен номер 48, мек, вискозен и отличаващ се със сребристосив цвят. Може да променя състоянията си и да се обработва чрез деформация (коване). Именно от това вещество бяха направени специални накрайници на ракети, с помощта на които военните се бориха с невероятната Годзила в един от филмите за гигантското мутантно чудовище. Но защо създателите решиха да дадат предпочитание на този конкретен химичен елемент при писането на сценария?

Работата е там, че всъщност това вещество е смъртоносно обвързващо и изключително токсично - когато проникне в живия организъм, то напълно унищожава всяко полезно действие на протеини, металотионеин, аминокиселини и ензими, а също така провокира появата на злокачествени тумори. Първо се наблюдава намаляване на активността на всички ензимни системи, след което една след друга започват да се откриват:

общо влошаване на здравето;
повръщане и конвулсии;
увреждане на централната нервна система, черния дроб и бъбреците;
нарушение на фосфорно-калциевия метаболизъм;
анемия и разрушаване на костите на скелета.

Именно тези свойства на кадмия се проявиха в реалния живот поради факта, че опасността от елемента беше подценена както от властите, така и от минните индустриалци. Случаят, започнал в Япония през 1817 г., се простира до настъпването на 20-ти век. В онези дни малко се знаеше за кадмия - той се добива и се счита за примес на цинка, който след пречистване се изхвърля чрез изхвърляне в реките. Разбира се, канцерогенните отпадъци си свършиха работата и един ден лекар, който дойде да прегледа жителите на село, което се намираше до един от тези бързеи, беше ужасен... Той счупи китката на момичето в опит да напипа пулса й ! Оказа се, че кадмият е отровил зърнените култури, тъй като за напояването им е използвана речна вода. Всички необходими минерали в телата на хората просто се коагулират, в резултат на което костите им стават катастрофално крехки.

Едва през 1972 г. миньорската организация признава ужасната грешка и изплаща обезщетения на пострадалите и техните близки - общо 178 жители.

Как Църквата е допринесла за откриването на „вида“ въздух

Удивителните факти за последния елемент, кислорода, който се свързва с въглерода, за да образува въглероден диоксид, ще бъдат неразривно свързани с името на Джоузеф Пристли. Този скромен английски свещеник всъщност направи много открития в газовата химия. Още като дете бъдещият църковен служител имаше жив и необикновен начин на мислене, който веднъж го накара да си зададе въпроса: „Какво остава в буркана, когато в него умре паяк?“ Пристли разбра, че съществото няма достатъчно въздух (концепцията за "кислород" все още не съществува). Но защо е достатъчно, например, за цветя, които могат да съществуват в херметически затворени контейнери много по-дълго от животни или насекоми?..

Тогава Пристли провежда практически експеримент, който днес се счита за начален крайъгълен камък в изучаването на фотосинтезата и е включен във всички учебници по природни науки. Той постави мишка, свещ и зелено растение под стъклен капак и изложи структурата на естествена слънчева светлина. Така ученият успя да установи, че животните не само не умират, но продължават безопасно да съществуват и да дишат в атмосферата на газа, произведен от цветето. Пристли сравнява резултатите от първия експеримент с резултатите от втория, по време на който поставя мишка под качулка само с горяща свещ и открива, че тук мишката просто се задушава. Джоузеф реши, че растенията пречистват и „освежават“ въздуха, а по-късно учените доказаха научно, че те самите произвеждат кислород в резултат на фотосинтеза. И все пак, първото практическо, макар и не съвсем точно, разграничение между химичния елемент кислород и съединение, наречено „въглероден диоксид“, се случи точно тогава - през 1774 г.

Кислородът, представен в периодичната таблица под атомен номер 8, е газ и се характеризира с липсата на вкус, цвят и мирис. Този неметал редовно се попълва от сухоземната растителност, която представлява до 30% от производството му, и морските водорасли (до 70%). Той съставлява около 45% от теглото на цялата земна кора и 89% от теглото на водата и също така винаги се наблюдава там, където има живи организми. Ако в бъдеще човечеството успее да открие планета, богата на кислород, ще може да се каже с почти абсолютна сигурност, че съседи във Вселената са намерени!

Всички знаем, че водородът изпълва нашата Вселена с 75%. Но знаете ли какви други химически елементи има, които са не по-малко важни за нашето съществуване и играят важна роля за живота на хората, животните, растенията и цялата ни Земя? Елементите от тази класация формират цялата ни Вселена!

10. Сяра (изобилие спрямо силиций – 0,38)

Този химичен елемент е посочен под символа S в периодичната таблица и се характеризира с атомен номер 16. Сярата е много разпространена в природата.

9. Желязо (изобилие спрямо силиций – 0,6)

Обозначава се със символа Fe, атомен номер - 26. Желязото е много разпространено в природата, то играе особено важна роля при формирането на вътрешната и външната обвивка на ядрото на Земята.

8. Магнезий (изобилие спрямо силиций – 0,91)

В периодичната таблица магнезият се намира под символа Mg, а атомният му номер е 12. Най-удивителното при този химичен елемент е, че той най-често се освобождава, когато звездите експлодират по време на процеса на превръщането им в свръхнови.

7. Силиций (изобилие спрямо силиций – 1)

Означава се като Si. Атомният номер на силиция е 14. Този синьо-сив металоид много рядко се среща в земната кора в чист вид, но е доста често срещан в други вещества. Например, може да се намери дори в растенията.

6. Въглерод (изобилие спрямо силиций – 3,5)

Въглеродът в периодичната таблица на химичните елементи е посочен под символа C, атомният му номер е 6. Най-известната алотропна модификация на въглерода е един от най-желаните скъпоценни камъни в света - диамантите. Въглеродът се използва активно и в други индустриални цели за по-ежедневни цели.

5. Азот (изобилие спрямо силиций – 6,6)

Символ N, атомен номер 7. Открит за първи път от шотландския лекар Даниел Ръдърфорд, азотът най-често се среща под формата на азотна киселина и нитрати.

4. Неон (изобилие спрямо силиций – 8.6)

Обозначава се със символа Ne, атомният номер е 10. Не е тайна, че този конкретен химически елемент се свързва с красив блясък.

3. Кислород (изобилие спрямо силиций – 22)

Химичен елемент със символа О и атомен номер 8, кислородът е от съществено значение за нашето съществуване! Но това не означава, че го има само на Земята и служи само за белите дробове на човека. Вселената е пълна с изненади.

2. Хелий (изобилие спрямо силиций – 3100)

Символът за хелий е He, атомният номер е 2. Той е безцветен, без мирис, вкус, нетоксичен и неговата точка на кипене е най-ниската от всички химични елементи. И благодарение на него, топките се издигат до небето!

1. Водород (изобилие спрямо силиций – 40 000)

Истинският номер едно в нашия списък, водородът се намира в периодичната таблица под символа H и има атомен номер 1. Това е най-лекият химичен елемент в периодичната таблица и най-разпространеният елемент в цялата позната вселена.