Химические элементы

Определения и обозначения

Химический элемент — вид атомов с одинаковым зарядом ядра. У каждого элемента есть своё название, например кислород или железо, и своё обозначение. Это понятие объединяет атомы одного вида, даже если они находятся в разных веществах.

Атом — мельчайшая частица элемента, сохраняющая его принадлежность к этому элементу. Атом состоит из ядра и электронов вокруг него. В ядре находятся частицы с положительным зарядом, а электроны имеют отрицательный заряд. Строение атома помогает понять, чем один элемент отличается от другого.

Химический символ — краткая буквенная запись названия химического элемента. Символ состоит из одной или двух латинских букв: первая пишется заглавной, а вторая, если она есть, — строчной. Например, символ меди — Cu. Такие обозначения удобны, чтобы кратко записывать названия элементов.

Периодическая таблица химических элементов — таблица, где элементы расположены по порядку увеличения заряда атомного ядра. В клетке элемента обычно указаны его название, символ и порядковый номер. По таблице можно быстро найти нужный элемент и его обозначение.

Как это устроено

Вещества состоят из частиц, среди которых есть атомы. Но слова «вещество» и «элемент» обозначают разные вещи: вещество — то, из чего сделаны тела, а элемент — вид атомов, из которых оно состоит. Например, атомы одного элемента могут входить в разные вещества вместе с другими атомами. Поэтому элемент помогает описывать состав, а не внешний вид вещества.

Ядро атома несёт положительный заряд благодаря протонам. У каждого элемента своё число протонов, а значит, свой заряд ядра. Именно это число отличает его атомы от атомов другого элемента. Порядковый номер в таблице равен числу протонов в ядре; у нейтрального атома он также равен числу электронов.

Символы составлены из букв латинского алфавита и служат короткими обозначениями названий. Иногда символ берёт первую букву названия, как H у водорода; иногда к ней добавляется ещё одна буква, чтобы отличать элементы друг от друга. Первую букву принято писать заглавной, а вторую — строчной. Благодаря этому символы можно прочитать и не перепутать: Co и CO записаны по-разному.

Чтобы прочитать клетку таблицы, сначала найди в ней название элемента или его символ. Затем посмотри на число, обычно расположенное отдельно: это порядковый номер, связанный с зарядом ядра. Например, клетка кислорода показывает его название, символ O и номер 8. Если задано название, ищи его в таблице; если дан символ — найди такой же знак.

Один элемент может быть частью нескольких веществ, потому что атомы этого элемента могут соединяться с разными атомами или входить в разные сочетания. Например, кислород входит и в состав воды, и в состав углекислого газа. В этих веществах есть атомы кислорода, но вещества имеют разный состав. Значит, название элемента говорит о виде атомов, а не о том, какое именно вещество образовалось.

Некоторые химические элементы и их обозначения

Используй таблицу, чтобы сопоставить название элемента с символом и порядковым номером. Если нужно проверить сведения о другом элементе, найди его клетку в периодической таблице. Пример вещества или применения помогает связать элемент с тем, где он встречается или используется.

Разбор задач

Задача 1. Назови элементы, обозначенные символами H, O и Fe, и прочитай их названия. Нужно не угадывать по первой букве русского слова, а свериться с принятыми символами. У каждого знака есть соответствующее ему название в периодической таблице.

1. Найди в таблице символ H и прочитай название в его клетке.
2. Таким же способом найди O.
3. Затем найди Fe, обращая внимание на обе буквы и их регистр.

Ответ: H — водород, O — кислород, Fe — железо.

Задача 2. Определи символ и порядковый номер углерода, кислорода и меди. В этом задании сначала ищем элементы по названиям, а затем берём нужные сведения из их клеток. Порядковый номер не нужно вычислять: его находят в таблице.

1. Найди клетку с названием «углерод»: в ней указаны C и номер 6.
2. Найди клетку «кислород»: его символ O, номер 8.
3. Найди клетку «медь»: её символ Cu, номер 29.

Ответ: углерод — C, 6; кислород — O, 8; медь — Cu, 29.

Задача 3. Объясни, чем отличаются атом кислорода и атом водорода и почему они относятся к разным элементам. Сравнивать нужно не размер атомов и не внешний вид веществ, а строение их ядер. Число протонов задаёт заряд ядра и определяет порядковый номер.

1. Посмотри номера элементов в таблице: у водорода номер 1, у кислорода — 8.
2. Это значит, что в ядре атома водорода один протон, а кислорода — восемь.
3. Заряды ядер и числа протонов различаются, поэтому различаются и сами элементы.

Ответ: атомы кислорода и водорода имеют разное число протонов и разный заряд ядра. Поэтому они относятся к разным химическим элементам.

Типичные ошибки

Нельзя считать химический элемент и простое вещество одним и тем же. Элемент — вид атомов, а простое вещество состоит из атомов одного элемента. Их путают, потому что названия элемента и вещества часто совпадают. Проверь себя вопросом: речь идёт о виде атомов или о веществе, которое можно описать по составу и свойствам?

Не записывай символ двумя заглавными буквами и не переставляй их местами. В символе первая буква всегда заглавная, а вторая, если она есть, строчная: Fe, Cu. Ошибку легко допустить, если воспринимать символ как обычное сокращение. Для проверки найди обозначение в таблице и сравни обе буквы.

Порядковый номер — не масса атома. Он связан с зарядом ядра и числом протонов; у нейтрального атома он также равен числу электронов, но масса от этого не становится равной номеру. Путаница возникает, когда разные числа в клетке считают взаимозаменяемыми. Проверь, какое именно число требуется и при каких условиях говорится о количестве электронов.

Не определяй элемент только по внешнему виду вещества. Разные вещества могут выглядеть похоже, а один элемент может входить в состав нескольких разных веществ. Внешний вид сам по себе не показывает, какие атомы входят в состав. Проверь название и символ по таблице, а сведения о веществе связывай с его составом.

Связь с другими темами

Перед изучением элементов полезно знать, что вещества состоят из частиц, и иметь простое представление об атоме и его строении. Эта тема связана с физикой: там изучают заряд ядра и электроны. Понимание элементов пригодится дальше при изучении простых и сложных веществ, химических формул, смесей и химических реакций. Символы позволяют кратко показывать, какие элементы входят в состав вещества.

Что запомнить

• Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
• Каждый химический элемент имеет название и химический символ.
• Символ элемента состоит из одной или двух латинских букв.
• Первая буква символа всегда заглавная, вторая — строчная.
• Порядковый номер элемента связан с зарядом ядра его атома.
• Элементы расположены в периодической таблице.
• Один химический элемент может входить в состав разных веществ.