Термины

Химические элементы

Хими́ческие элеме́нты, совокупности атомов, ядра которых содержат одинаковое число протонов; имеют одинаковые заряды ядер и определённый порядковый (атомный) номер в . Каждый химический элемент имеет название на латинском и национальном языках и буквенный символ из одной, двух или трёх (временно, до утверждения постоянного международного названия) латинских букв. Первое научно обоснованное определение понятия «химический элемент» сформулировано в 1661 г. Численное равенство заряда ядра атома и порядкового номера химического элемента установлено в 1914 г. .

Названия простых веществ и соответствующих им химических элементов часто совпадают (так, термин «хлор» относится к простому веществу и к элементу, который может быть составной частью химических соединений). Один химический элемент может существовать в виде нескольких простых веществ – аллотропных модификаций (например, выделяется в форме , , , , и ).

Химические элементы занимают около 4,6 % вещества Вселенной (доля тёмной материи 22–27 %, тёмной энергии 72–74 %). Наиболее распространены во Вселенной (около 75 % общей массы вещества) и (чуть менее 25 %); примеси других химических элементов (в том числе кислорода, углерода, неона, железа) незначительны. Синтез химических элементов () постоянно протекает за счёт ядерных реакций слияния и разложения в звёздах и действия космических излучений. Химические элементы распространяются во Вселенной при взрывах сверхновых звёзд и постепенно скапливаются, образуя планеты.

Атомы одного и того же химического элемента, ядра которых имеют различное число нейтронов, называют . В природе 21 химический элемент имеет по одному изотопу – изотопно-чистые; большинство химических элементов имеет по несколько изотопов – изотопно-смешанные (наибольшее число стабильных изотопов у – 10).

В коре Земли обнаружено 94 химических элемента. и , существующие в природе в ничтожных количествах и не имеющие стабильных изотопов, часто не включают в перечень природных, поскольку наряду с , и химическими элементами с более высокими, чем у плутония, атомными номерами впервые получены искусственно в ядерных реакциях. Химические элементы, все изотопы которых нестабильны, называются радиоактивными; к ним относятся технеций, прометий, и все элементы с более высокими, чем у полония, атомными номерами. Радиоактивные химические элементы с более высокими, чем у , атомными номерами относят к трансурановым.

Открытие химических элементов происходило в течение длительного времени. С древности известны: углерод, , , , , олово, , и . В средние века получены: , , , , в 17 в. – . В 18 в. открыты , , , водород, , , кислород, , , , , , , , , уран, , , , ; в 19 в. – , , , , , , , , гелий, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , полоний, , , , , , , , , , , , , , , , ; в 20 в. – астат, , , , , прометий, , технеций, , , плутоний, , , , , , , , , , , , , , , , , , , (элемент 112), , (элемент 116); в 21 в. – элементы 113 (), 115 (), 117 (), 118 ().

Периодическая система химических элементовДлинная форма периодической системы химических элементов (в соответствии с данными ИЮПАК на 2016).

В зависимости от того, на каком энергетическом уровне атома химического элемента находятся электроны, различают s- (элементы групп 1 и 2 длинной формы периодической системы), p- (групп 13–17), d- (групп 3–12) и f- ( и ) элементы; d-элементы (за исключением цинка, кадмия и ртути) называют также переходными элементами.

Химические элементы по свойствам делятся на и , граница между которыми расплывчата. В технологии элементы-металлы подразделяют на чёрные (железо; реже включают ванадий, хром, марганец), цветные (алюминий, медь, никель, титан, вольфрам и др.), благородные (золото, серебро, платина и др.), лёгкие (литий, бериллий, алюминий, титан, магний), тяжёлые (медь, свинец, цинк и др.), тугоплавкие (вольфрам, молибден, тантал и др.).

В жизнедеятельности человека, животных и растений наибольшую роль играют неметаллы – углерод, азот, кислород и водород, меньшую – натрий, калий, магний, кальций, фосфор, сера и хлор, ещё меньшую – следовые количества хрома, молибдена, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, селена, брома и иода. Роль лития, бора, ванадия, кремния, фтора и мышьяка до конца не выяснена. О функциях химических элементов в живых организмах см. в статье .

В геологии выделяют редкие (относительно малораспространённые в природе, с содержанием ниже 0,01 % по массе – ниобий, тантал, молибден и др.) и рассеянные (не обладают способностью к концентрированию в земной коре и присутствуют как примеси в минералах – германий, индий, гафний, рений, селен, таллий и др.) химические элементы.

Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2017.
  • Великие химические открытия