Химический элемент

 Атомы отличаются друг от друга по величине, массе и свойствам. Таким образом, существуют различные виды атомов. Определенный вид атомов с одинаковыми свойствами называется химическим элементом. Взаимосвязь: химический элемент - вещество. Сейчас известно 118 химических элементов. Они представлены в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева (приложения 2 и 3). Атомы химических элементов различным образом соединяются друг с другом, образуя разные вещества. Вещества, образованные из атомов одного химического элемента, называются простыми веществами. Например, простое вещество водород состоит из молекул, образованных атомами химического элемента водорода, простое вещество азот - из молекул, в составе которых только атомы химического элемента азота, а простое вещество железо - из атомов химического элемента железа. Названия простых веществ чаще всего совпадают с названиями химических элементов, из которых они состоят. Например, кислород, водород, азот, сера, железо. Вещества, состоящие из атомов разных химических элементов, называются сложными веществами. Например, сложное вещество сахар состоит из молекул, образованных атомами трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода; вода - из молекул, каждая из которых состоит из атомов двух химических элементов: водорода и кислорода. А Т О М Ы = Х И М И Ч Е С К И Е ЭЛ ЕМ ЕН Т Ы 1 М О Л ЕК УЛ Ы ВЕЩ ЕСТ ВА простые (водород, кислород, медь и т. д.) ^ с л о ж н ы е (вода, сахар, оксид меди и т. д.) к л ю ч е в ы еО СЛ0ВА<Л/ • Химический элемент • Атом • Молекула • Вещества • Разнообразие веществ Роберт Бойль (1627-1691) Английский ученый, в 1661 году в книге «Химик-скептик» дал определение химического элемента (см. и стр. 12). Слово элемент (на латинском е1етеп1ит) является комбинацией букв латинского алфавита I, т , п и 1. Возможно, составляя это слово, ученые желали показать, что так же как из букв обычного алфавита составляются слова, так и различные элементы комбинируются и образуют разнообразные вещества. 35 Вернемся к химическим явлениям, или химическим реакциям. Например, простое вещество медь подвергается химическим превращениям. Что происходит с атомами химического элемента, из которых состоит данное вещество? Химический элемент медь в свободном состоянии образует простое вещество медь красноватого цвета. Рассмотрим несколько химических превращений меди. Нагреем и прокалим медную стружку, она превратится в порошок черного цвета - оксид меди. Простого вещества меди не стало, появилось сложное вещество оксид меди. Растворим черный порошок в кислоте и получим голубой раствор медной соли - тоже сложное вещество. Опустим железный гвоздь в этот голубой раствор и заметим, что поверхность гвоздя покроется красноватым налетом. Это простое вещество медь. Значит, атомы химического элемента меди никуда не исчезли при проведении химических реакций: они перешли из простого вещества меди в оксид меди, а затем в соль меди и снова выделились в виде простого вещества меди (рис. 1.30). Рис. 1.30. Химические превращения меди Оксид меди (черный) Соль меди Медь, (голубая) выделившаяся на железном гвозде Информация для разработки творческой работы Михаил Ломоносов (1711-1765) Михаил Ломоносов родился в России, в селе Денисовка Архангельской губернии, в крестьянской семье. Много работая физически, он все же имел возможность и учиться. В 19 лет он отправился в Москву пешком (сопровождая обоз с мороженой рыбой) для продолжения обучения. После многих лет упорного труда в Росси и Европе Ломоносов стал одним из самых выдающихся ученых мира, признанным не только как талантливый химик, но и физик, географ, историк, художник, конструктор, государственный деятель. Все свои идеи и предположения Ломоносов проверял экспериментально, для чего самостоятельно разрабатывал и собирал различные аппараты. Михаил Ломоносов пришел к выводу, что природные «тела состоят из корпускул (молекул), в состав которых входят элементы (атомы)». Он спроектировал и собрал телескоп для наблюдения за планетами и звездами. В 2011 году международное научное сообщество отмечало 300 лет со дня рождения великого русского ученого. 36 Этот опыт является убедительным доказательством того, что атомы химических элементов не возникают и не исчезают в химических реакциях, они переходят из одного вещества в другое, соединяясь с другими атомами или отделяясь от них (разложение). Причины многообразия веществ. Изучая тему «Разнообразие веществ», мы познакомились с признаками веществ или свойствами, по которым вещества отличаются друг от друга. Почему же в мире существует так много веществ? Из букв алфавита образуется бесконечное количество слов, которыми можно выразить различные чувства: радость, боль, обиду, восторг, а также качества, действия и т. д. Из музыкальных нот можно составить огромное число разнообразных музыкальных произведений. Таким же образом из атомов химических элементов путем их соединения образуются миллионы веществ, как простых, так и сложных. Эти вещества могут быть горькими и сладкими, ядовитыми и исцеляющими, полезными и вредными. Причина многообразия веществ состоит в разнообразии атомов химических элементов, входящих в их состав, и способности этих атомов по-разному соединяться друг с другом. В дальнейшем, изучая химию, мы узнаем, что некоторые химические элементы существуют в природе только в виде простых веществ, потому что они неактивны с химической точки зрения. Другие могут быть как в форме простых, так и сложных веществ. А атомы самых активных химических элементов существуют только в форме соединений с атомами других элементов, то есть в виде сложных веществ. Очевидно, что число простых веществ значительно меньше по сравнению с числом сложных веществ. Сколько веществ могут образовать атомы всего двух химических элементов: кислорода и водорода? Они входят в состав газов - водорода, кислорода и озона, а также жидкостей, таких как вода и перекись водорода (называемая также пероксидом водорода; рис. 1.31). Углерод и водород образуют множество углеводородов, относящихся к органическим веществам. А число веществ, образованных атомами трех химических элементов (например, углерода, водорода и кислорода), огромно. Сколько букв в алфавите и сколько слов можно составить из них? Сколько музыкальных нот в музыкальной гамме и, соответственно, сколько песен можно из них сочинить? Составь не меньше четырех слов из букв к, о, р, т . 1) Самый легкий газ водород 2) Газ кислород, которым мы дышим, находится в воздухе 3) " Озон - вещество с запахом свежести, которое образуется в воздухе во время грозы 4) А Вода - самое необыкновенное из обычных веществ и источник жизни на Земле 5) я-ч Пероксид водорода используется для обработки ран как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство Рис. 1.31. Образование разных веществ из атомов двух химических элементов: - водорода # и кислорода О 37 ОЦЕНИВАНИЕ 1. Объясни значение слова «атом». э 2. Сформулируй определение химического элемента. 3. Сравни простые и сложные вещества. В чем состоит их различие? 4. В чем причина многообразия веществ? 5. Вырази краткой схемой эксперимент, подтверждающий, что химический элемент медь не исчезает в процессе химических превращений. 6. Определи, в каких утверждениях речь идет о простых веществах (I), а в каких - о сложных веществах (II): а) вода с о с т о и т из а то м о в водорода и кислорода; б) гвоздь изготовлен из железа; в) углекислый газ с о с т о и т из а том о в углерода и кислорода; г) граф ит карандаша с о с т о и т из а том о в углерода; д) глюкоза образована а том ам и углерода, водорода и кислорода; е) алмаз и сажа с о с т о я т из а том о в углерода. 7. Выбери правильные выражения: а) сложные вещества с о с т о я т из а то м о в одного вида; б) сложные вещества с о с т о я т из а том о в разного вида; в) просты х веществ известно больше, чем сложных; г) сложных веществ известно больше, чем простых; д) из простого вещества можно получить сложное вещество; е) сложное вещество м ож е т разложиться на простые вещества.