化学元素

物质结构

我们的地球，自然，所有生物，物体，各大洲，山脉，海洋以及我们自己都是由化学元素构成的，它们以不同的方式联系在一起。 生命是通过元素之间的联系而形成的。 化学元素是原子核中质子数相同的原子。 该数字称为原子序数（英文为，原子序数）。 例如， 碳 原子序数为6，因此原子核中有6个质子。 最简单的元素是 加氢 （H）具有一个质子和一个电子（原子序数1，无中子）。 纯物质也称为元素，例如纯 氧气。 它们不能通过简单的化学和物理方法进一步划分。 元素可以是固态，气态，也可以是液态（聚集状态）。 天然存在94种以上的元素，并且人工制造了更多元素。

元素组成

各个化学元素由带正电的质子，中性中子和带负电的电子组成。 原子核由质子和中子组成，它们统称为核子，电子位于原子壳（电子壳）中。

  • 核子=质子+中子。

质子和电子的数目在不带电的原子中彼此相等。 因为收费 平衡，这些元件对外部是电中性的。 但是，如果它们放弃电子，则它们带正电（阳离子）。 如果它们接受一个，则它们带负电（阴离子）。 带电原子称为离子。 他们在一起形成 盐。 原子（通常也在本文中）用过时的玻尔原子模型表示，在该模型中，电子在定义的轨道上绕原子核运动，即像行星在太阳轨道上运动一样。 如今，量子力学轨道模型通常用于表示电子，其中电子在核周围的空间中具有一定的驻留概率。

同位素

同位素是仅在中子数量上不同的原子，因此在原子上 质量。 这是具有相同数量的质子。 例如，氘（2H）是 加氢 (1H）用一个中子。 因为 质量 更大，氘（D）被称为重 加氢 氧化氘被称为重 水 (D2O）。 铀同位素是最著名的同位素，其核是易裂变的，被用于核电站以及制造核武器和推进系统。

元素的起源

氢（= 1）和氦（= 2）是最简单的元素，形成于13.8亿年前，是在宇宙形成后不久的大爆炸期间形成的。 氢仍然是当今广阔宇宙中最丰富的元素，其次是氦。 剩下的大多数元素要么是通过核聚变在恒星中形成的，要么是在垂死的恒星中形成的超新星形成的。 少数是受宇宙射线的影响而形成的（锂，铍，硼）。 最后，存在具有高原子序数的元素，这些元素是人为人工制造的。

国际私人包机价格项目范例

以下列表显示了一些元素。 括号中显示（元素符号），例如C（碳，来自lat。 ，煤） 碳。 缩写有一个或两个字母。

  • 氢（H）是 水， 随着 氧气.
  • 碳（C）是地球上所有生命的基本组成部分。
  • 氮 （N）是空气中最重要的成分。
  • 氧 （O）对于体内能量产生至关重要。
  • 钠 食盐中含有（Na）。
  • 镁 在叶绿素（叶绿色）中发现了（镁）。
  • 铝材料 （Al）存在于铝箔和车身中。
  • 硅 （Si）几乎存在于地球上的所有矿物和岩石中。
  • 磷 （P）用于产生火柴。
  • 硫 （S）由火山释放。
  • 钾 （K）在 神经.
  • 钙 （Ca）包含在 骨头.
  • 铁 （Fe）是地球上最丰富的元素。
  • 水星 （Hg）与其他金属不同，它以液体形式存在。
  • 镍（Ni）用于金属合金。
  • 白银 （Ag）和 金 （Au）包含在珠宝中。

质量和大小

几乎所有 质量 原子的原子在原子核中。 这 体积另一方面，由于原子核非常小，因此由电子壳决定。 原子的质量由符号u或Da（道尔顿）给出。 你代表。 它对应于质子，中子和电子的质量。 1 u表示为碳12（12C）为1.660 – 10-24 G。 质子和中子的质量约为1 u，这是一个质量单位。 因为碳12包含6个质子和6个中子，并且电子的质量非常小（质子的1/1836），所以其原子质量约为12 u（12.011 u）。 该数字称为质量数。 质量数=质子数+中子数化合物的分子量可以通过将其组成原子的原子质量相加而获得。 原子小得令人难以置信–直径在10范围内-10 m（1埃，0.1nm）。

化学化合物

化学元素很容易与相同或其他元素结合-纯净或未结合的化学物质很少发生。 仅原子壳中的电子负责化学键，原子核不参与。 最重要的化合物是：

  • 有机肥产线 分子 与共价键。
  • 具有离子键的盐
  • 具有金属键的金属

化学化合物的特点是它们的性质与组成它们的元素完全不同。 例如， 氯化钠 由离子化钠和 氯 原子。 钠 作为一个元素是柔软的 银-高反应性的灰色金属，以及 氯 在室温下以有毒气体的形式存在。 它们共同形成了结晶食用盐，我们每天将其用作食品中的增味剂。 可以通过以下示例来说明这一点 水，它是由氢和氧在氢氧反应中形成的。

元素周期表

元素周期表是对所有元素的描述性和实用性概述，最早于1860年代开发。 它以氢（1）开头，并按原子序数递增的顺序排列。 通过按水平周期和垂直分组显示它们，将具有相似化学和物理特性的相关元素组合在一起。 这些包括：

  • 碱金属
  • 碱土金属
  • 过渡金属
  • 镧系元素
  • in系元素
  • 金属制品
  • 半金属
  • 非金属
  • 卤素
  • 稀有气体

链接（英文版）：IUPAC周期表，PDF下载。

元素的不可分割性

元素可以从经过各种化学和物理分离过程（例如燃烧，电流或添加酸）的混合物中获得。 最后，共同的过程留下了纯净的元素。 术语“原子”源自希腊语，意思是不可分割的。 实际上，这些元素不能通过常规化学方法进一步除尽。 但是，随着放射性和放射性衰变的发现，该术语是不准确的，所谓的核裂变可能会变成原子序数较低的元素。 相反，核聚变可产生具有更高原子序数的元素。 例如，太阳从其核心的氢中形成氦，氦释放出能量和热量，这些能量和热量是地球上所有生命的基础。

人的结构

如开头所述，我们人类也由已知元素组成。 最重要的代表是氧气（O），碳（C），氢（H）， 氮 （N）， 钙 （Ca）和 磷 （P）。 这6个元素合起来占体重的99％以上！ 其他矿物质，例如 钾, 镁 和 钠例如，以及许多微量元素（例如铬） 铁，氟， 硒 or 铜 的含量要少得多，但具有重要的功能。

地球生命的起源

如前所述，地球上的元素一方面起源于大约13.8亿年前的大爆炸，它是宇宙，空间和时间的创造者，而更高的元素则主要形成于活跃和垂死的环境中。星（超新星）。 地球的年龄约为4.5亿年。 地球生命是在无生命的自然环境中自发出现的，大概是4亿年前，是通过将元素结合成有机化合物而实现的。 这些反应主要在水中发生，因为化学反应在固体或气体中发生不充分。 诸如1950年代的Miller-Urey实验之类的研究表明，诸如 氨基酸 or 核酸 可以由自然界中的简单化合物形成。 从无生命的地球到有生命的地球过渡的核心是增殖聚合物的形成。 分子 从单体。 这些在其结构中包含有关序列的信息。 认为这是第一个催化其自身复制的核糖核酸（RNA）。 一次 分子 自我复制，进化正在进行中，导致单细胞和多细胞生物，植物，真菌，动物的复杂性不断提高，并且在一段不可思议的漫长的时间之后，我们人类得以生存。