Τι είναι ένα στοιχείο στη χημεία; Ορισμός και Παραδείγματα

Στη χημεία, ένα στοιχείο ορίζεται ως μια καθαρή ουσία που αποτελείται από άτομα που έχουν όλα τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον ατομικό πυρήνα. Με άλλα λόγια, όλα τα άτομα ενός στοιχείου έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό. Τα άτομα ενός στοιχείου (μερικές φορές αποκαλούνται «χημικό στοιχείο») δεν μπορούν να διασπαστούν σε μικρότερα σωματίδια με κανένα χημικό μέσο. Τα στοιχεία μπορούν να διασπαστούν μόνο σε υποατομικά σωματίδια ή να μετατραπούν σε άλλα στοιχεία με πυρηνικές αντιδράσεις. Προς το παρόν, υπάρχουν 118 γνωστά στοιχεία.

Εάν τα άτομα ενός στοιχείου φέρουν ηλεκτρικό φορτίο, ονομάζονται ιόντα. Τα άτομα ενός στοιχείου με διαφορετικό αριθμό νετρονίων ονομάζονται ισότοπα. Μερικές φορές τα ισότοπα έχουν επίσης τα δικά τους ονόματα, αλλά εξακολουθούν να είναι παραδείγματα ενός στοιχείου. Για παράδειγμα:το πρωτίου, το δευτέριο και το τρίτιο είναι όλα ισότοπα του στοιχείου υδρογόνο. Τα στοιχεία μπορούν να λάβουν διαφορετικές μορφές που ονομάζονται αλλότροπα, αλλά αυτό δεν αλλάζει τη χημική τους ταυτότητα. Για παράδειγμα:το διαμάντι και ο γραφίτης είναι αμφότερα καθαρός στοιχειώδης άνθρακας.

Παραδείγματα στοιχείων

Οποιοδήποτε από τα 118 στοιχεία του περιοδικού πίνακα είναι παράδειγμα οποιουδήποτε στοιχείου. Επειδή τα στοιχεία ορίζονται από τον αριθμό των πρωτονίων, τυχόν ισότοπα, ιόντα ή μόρια που αποτελούνται από έναν τύπο ατόμου είναι επίσης παραδείγματα στοιχείων. Ωστόσο, εάν σας ζητηθεί να ονομάσετε παραδείγματα στοιχείων, παίξτε το με ασφάλεια και απαριθμήστε οποιοδήποτε από τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα αντί για οποιαδήποτε ισότοπα, μόρια ή αλλότροπα.

• Υδρογόνο (ατομικός αριθμός 1, σύμβολο στοιχείου H)
• Ήλιο (ατομικός αριθμός 2, σύμβολο στοιχείου He)
• Σίδηρος (ατομικός αριθμός 26, σύμβολο στοιχείου Fe)
• Νέον (ατομικός αριθμός 10, σύμβολο στοιχείου Ne)
• Carbon-12 και Carbon 14 (δύο ισότοπα άνθρακα, και τα δύο με 6 πρωτόνια αλλά διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων)
• Αέριο οξυγόνο (O₂; O₃ που έχει και την ειδική ονομασία όζον)
• Τρίτιο (ισότοπο υδρογόνου)
• Διαμάντι, γραφίτης και γραφένιο (αλλοτρόπα άνθρακα)

Σημειώστε ότι τα μόρια ενός στοιχείου μπορούν να σπάσουν σε μικρότερα κομμάτια μέσω χημικών αντιδράσεων. Όμως, η στοιχειακή ταυτότητα των ατόμων παραμένει αμετάβλητη.

Παραδείγματα ουσιών που δεν είναι στοιχεία

Εάν μια ουσία περιέχει περισσότερους από έναν τύπους ατόμων, δεν είναι στοιχείο. Τα φανταστικά στοιχεία δεν είναι πραγματικά χημικά στοιχεία. Παραδείγματα ουσιών που δεν είναι στοιχεία περιλαμβάνουν:

• Νερό (H₂ Ο, που αποτελείται από άτομα υδρογόνου και οξυγόνου)
• Χάλυβας (που αποτελείται από σίδηρο, νικέλιο και άλλα στοιχεία)
• Ορείχαλκος (που αποτελείται από χαλκό, ψευδάργυρο και μερικές φορές άλλα στοιχεία)
• Αέρας (αποτελείται από άζωτο, οξυγόνο και άλλα στοιχεία)
• Ηλεκτρόνια
• Νετρόνια
• Πλαστικό
• Παράθυρο
• Γάτα
• Κρυπτονίτης
• Divinium
• Unobtainium

Ονόματα στοιχείων, σύμβολα και ατομικοί αριθμοί

Υπάρχουν τρεις τρόποι αναφοράς σε μεμονωμένα στοιχεία. Κάθε στοιχείο έχει ένα όνομα, ένα σύμβολο στοιχείου και έναν ατομικό αριθμό. Η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) εγκρίνει τυπικά ονόματα και σύμβολα, αλλά σε μια μεμονωμένη χώρα, ενδέχεται να χρησιμοποιούνται άλλα ονόματα στοιχείων.

Ορισμένα ονόματα στοιχείων είναι ιστορικά, αλλά τα περισσότερα ονομάστηκαν από το άτομο ή την ομάδα που τα ανακάλυψε. Τα ονόματα στοιχείων συνήθως αναφέρονται σε ένα πρόσωπο (πραγματικό ή μυθικό), ένα μέρος (πραγματικό ή μυθικό) ή ορυκτό. Πολλά ονόματα στοιχείων τελειώνουν με το επίθημα -ium, αλλά τα ονόματα αλογόνου έχουν την κατάληξη -ine και τα ευγενή αέρια έχουν την κατάληξη -on. Το όνομα στοιχείου αναφέρεται σε ένα μεμονωμένο άτομο ή ιόν αυτού του στοιχείου, στα ισότοπά του ή σε ένα μόριο που αποτελείται μόνο από αυτό το στοιχείο. Για παράδειγμα, το οξυγόνο μπορεί να αναφέρεται σε ένα μεμονωμένο άτομο οξυγόνου, αέριο οξυγόνο (O₂ ή O₃ ), ή το ισότοπο οξυγόνο-18.

Κάθε στοιχείο έχει επίσης ένα μοναδικό σύμβολο ενός ή δύο γραμμάτων. Παραδείγματα συμβόλων περιλαμβάνουν το H για το υδρογόνο, το Ca για το ασβέστιο και το Og για το oganesson.

Ο περιοδικός πίνακας παραθέτει τα στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού αριθμού. Ο ατομικός αριθμός είναι ο αριθμός των πρωτονίων σε οποιοδήποτε άτομο αυτού του στοιχείου. Παραδείγματα ατομικών αριθμών περιλαμβάνουν 1 για το υδρογόνο, 2 για ήλιο και 6 για άνθρακα.

Στοιχεία, μόρια και ενώσεις

Ένα στοιχείο αποτελείται από έναν μόνο τύπο ατόμου. Ένα μόριο αποτελείται από δύο ή περισσότερα άτομα ενωμένα μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς. Ορισμένα μόρια είναι παραδείγματα στοιχείων, όπως το H₂ , N₂ , και O. Μια ένωση είναι ένας τύπος μορίου που αποτελείται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά άτομα ενωμένα με χημικούς δεσμούς. Όλες οι ενώσεις είναι μόρια, αλλά δεν είναι όλα τα μόρια ενώσεις.

Σημείωση:Το IUPAC δεν κάνει διάκριση μεταξύ μορίων και ενώσεων, ορίζοντας τα ως καθαρή ουσία που σχηματίζεται από μια σταθερή αναλογία δύο ή περισσότερων ατόμων που μοιράζονται χημικούς δεσμούς. Με αυτόν τον ορισμό, O₂ θα ήταν ένα στοιχείο, ένα μόριο και μια ένωση. Λόγω των διαφορετικών ορισμών, οι δάσκαλοι χημείας θα πρέπει πιθανώς να μείνουν μακριά από ερωτήσεις σχετικά με στοιχεία/ενώσεις και απλώς να επικεντρωθούν στα 118 στοιχεία του περιοδικού πίνακα ως παραδείγματα στοιχείων.

Αναφορές

• Burbridge, E. M.; et al. (1957). «Σύνθεση των στοιχείων στα αστέρια». Κριτικές της σύγχρονης φυσικής . 29 (4):547–650. doi:10.1103/RevModPhys.29.547
• Earnshaw, A.; Greenwood, Ν. (1997). Χημεία των Στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann.
• IUPAC (1997). «Χημικό Στοιχείο». Σύνοψη Χημικής Ορολογίας (2η έκδ.) (το «Χρυσό Βιβλίο»). Επιστημονικές Εκδόσεις Blackwell. doi:10.1351/goldbook
• Myers, Rollie J. (2012). «Τι είναι τα στοιχεία και οι ενώσεις;». J. Chem. Εκπαίδευση. 89 (7):832–833. doi:10.1021/ed200269e