§ 10. Хімічні елементи

Із цього параграфа ви:

дізнаєтеся, що таке «хімічний елемент»;
засвоїте назви і символи хімічних елементів;
ознайомитеся з походженням назв деяких хімічних елементів.

Пригадайте з вивченого на уроках природознавства:

— які хімічні елементи ви знаєте?

Як вам уже відомо, весь матеріальний світ складається з атомів. Сьогодні налічують 115 видів атомів, які відрізняються один від одного будовою, а також розмірами (маленькі та ще менші) та масою (мал. 57).

Із них понад 20 видів атомів отримано штучно — вони нестійкі та розпадаються на інші атоми. Синтез нових видів атомів продовжується дотепер.

Мал. 57. Моделі атомів різних видів

Атоми певного виду називають хімічним елементом.

В усіх атомів одного і того ж хімічного елемента число протонів Z завжди однакове і дорівнює заряду ядра, а число нейтронів N буває різним, тому маса атомів одного і того ж елемента може бути різною. Це означає, що не маса, а саме заряд ядра атома є основною характеристикою, що відрізняє атоми одного виду від атомів іншого виду. Знаючи будову атома, можна дати точніше визначення поняття «хімічний елемент».

Хімічний елемент — це вид атомів з однаковим зарядом ядра.

Кожен хімічний елемент має назву, яку пишуть з великої букви, і символ — умовне позначення у вигляді однієї або двох букв, узятих з його латинської назви. Наприклад, хімічний елемент Гідроґен позначають символом Н — за першою буквою його латинської назви Нydrogenium, Нітроґен (Nitrogenium) позначають символом N, Фосфор (Phosphorus) — P, Хлор (Chlorum) — Cl. Часто українська назва хімічного елемента не співпадає з латинською. Українські та латинські назви, а також символи деяких хімічних елементів подано в таблиці.

Назва хімічного елемента українською мовою	Латинська назва хімічного елемента	Символ хімічного елемента	Вимова у хімічній формулі
Алюміній	Aluminium	Al	алюміній
Арґентум	Argentum	Ag	арґентум
Барій	Barium	Ba	барій
Бор	Borum	B	бор
Бром	Bromum	Br	бром
Гідроґен	Нydrogenium	H	аш
Йод	Iodum	I	йод
Калій	Kalium	K	калій
Кальцій	Calcium	Ca	кальцій
Карбон	Carboneum	C	це
Купрум	Cuprum	Cu	купрум
Маґній	Magnesium	Mg	маґній
Манґан	Manganum	Mn	манґан
Меркурій	Hydrargyrum	Hg	гідрарґірум
Натрій	Natrium	Na	натрій
Нітроґен	Nitrogenium	N	ен
Оксиґен	Oxygenium	O	о
Плюмбум	Plumbum	Pb	плюмбум
Силіцій	Silicium	Si	силіцій
Сульфур	Sulfur	S	ес
Ферум	Ferrum	Fe	ферум
Флуор	Fluorum	F	флуор
Фосфор	Phosphorus	P	пе
Хлор	Chicrum	Cl	хлор
Цинк	Zincum	Zn	цинк

Українська і латинська назви хімічного елемента Карбон (Carboneum C) походять від слова «вугілля»; Аурум (Aurum Au) і Арґентум (Argentum Ag) названо за характерний колір, ці метали важко переплутати з іншими. Купрум (Cuprum Cu) отримав латинську назву від острова Кіпр у Середземному морі, де в давнину були мідні родовища. Латинське слово Hydrargyrum (Hg) перекладають як «рідке срібло»; цей метал справді нагадує розплавлене срібло. Назви деяких хімічних елементів запропонували вчені, які їх відкрили. Назви Оксиґен (Oxygenium) і Гідроґен (Hydrogenium) було введено в науку великим французьким хіміком Антуаном Лораном Лавуазьє, який жив у другій половині XVIII ст. Після Гідроґену Гелій є самим розповсюдженим елементом у Всесвіті. Наприклад, Сонце на 10% складається з Гелію (від грецького Gelios — Сонце). Деякі хімічні елементи (Уран U, Селен Se, Нептуній Np, Плутоній Pu) названо на честь небесних тіл чи планет. Інші — на честь країн (Францій Fr, Галій Ga, Полоній Po, Рутеній Ru, Америцій Am).

БЕРЦЕЛІУС Йенс Якоб (1779-1848).

Шведський хімік. Він захопився хімією у дванадцятилітньому віці, а вже в 29 років був обраний членом Шведської королівської Академії наук, ще через два роки — її президентом. Протягом своєї багаторічної наукової діяльності Й.Я. Берцеліус дослідив понад дві тисячі речовин і точно визначив їхній склад. Він відкрив три нові хімічні елементи: Церій Ce, Торій Th та Селен Se. Вперше виділив у вільному стані Силіцій Si, Титан Ті, Тантал Ta і Цирконій Zr. Берцеліус багато займався теоретичною хімією, опублікував 250 наукових робіт, був автором найбільш популярного на той час підручника з хімії

Сучасну хімічну символіку запропонував шведський вчений-хімік Й.-Я. Берцеліус ще в 1814 р.

Пригадайте, що атом — це найдрібніша хімічно неподільна частинка речовини. Атоми не можна зруйнувати під час хімічних реакцій, тобто атоми одного виду не можуть перетворитися на атоми іншого виду. Наприклад, Оксиґен завжди залишиться Оксиґеном, а Цинк — Цинком.

Атоми хімічних елементів, які зустрічаються в природі, розповсюджені вкрай нерівномірно. У Всесвіті найбільш розповсюджений хімічний елемент — Гідроґен. На його частку, згідно із сучасними даними, припадає 93% всіх атомів Всесвіту, тобто з кожної тисячі атомів 930 — це атоми Гідроґену. З решти 70 атомів 69 — це атоми Гелію, і лише один атом з 1000 — це атом якогось іншого з решти хімічних елементів (мал. 58).

На (мал. 58, а) показано поширеність хімічних елементів у Всесвіті в атомних частках. Цю величину розраховують, приймаючи за 100% загальне число всіх атомів у Всесвіті. Якщо ж за 100% взяти не загальне число атомів, а їхню загальну масу, то отримаємо інші значення (у масових частках), оскільки атоми різних хімічних елементів мають різну масу (мал. 58, б). На частку найлегших атомів Гідроґену припадає 75% маси Всесвіту і майже 23% маси атомів Гелію. Маса атомів усіх інших елементів складає до 2% від маси Всесвіту.

Мал. 58. Поширеність хімічних елементів у Всесвіті: а — в атомних частках; б — у масових частках

Поширеність хімічних елементів у земній корі значно відрізняється від їх розповсюдження у Всесвіті (мал. 59).

На Землі найбільше атомів Оксиґену і Силіцію. Саме вони, а також Алюміній і Ферум формують земну кору. Зрештою, і Гідроґену на Землі достатньо — він посідає 9-те місце за масою і 2-ге за кількістю атомів. В організмі людини хімічні елементи також розподілено дуже нерівномірно. Частка чотирьох із них — Гідроґену, Оксиґену, Карбону і Нітроґену — складає 99 атомних часток або 95% маси людського тіла (мал. 60).

Мал. 59. Поширеність хімічних елементів у земній корі (в масових частках)

Мал. 60. Вміст хімічних елементів в організмі людини (в атомних частках)

...до XII ст. було відомо лише 13 хімічних елементів, у XVIII ст. їх уже налічувалося 30, через 50 років додалося ще 28.
...у тілі людини атоми Кальцію є в кістках, атоми Купруму — в печінці, атоми Манґану — в серці, атоми Стануму — в язиці, атоми Цинку — в зубах, атоми Арсену — в нирках.
...нестача атомів Флуору в організмі людини призводить до карієсу зубів.
...хімічний елемент Гелій був спочатку відкритий на Сонці, а лише згодом — на Землі.
...алхіміки називали сірку «жовчю бога Вулкана».
...хімічний елемент Ванадій названий на честь Ванадіс — богині вроди і кохання у стародавніх скандинавів.
...назви багатьох хімічних елементів пов’язані з назвами міст і сіл: Маґній (місто Магнізія у стародавній Греції); Стронцій (село Стронціан у Шотландії); Ербій, Тербій, Ітербій, Ітрій (село Іттербю у Швеції); Гольмій (Гольмія — стародавня назва Стокгольма); Лютецій (Лютеція — лат. назва Парижа); Гафній (Гафнія — стародавня назва Копенгагена); Реній (провінція Рейн у Німеччині); Каліфорній (штат у США); Берклій (Берклі — університетське місто і науковий центр у Каліфорнії).
...назви деяких хімічних елементів пов’язані з характерними лініями у спектрах їхніх атомів: Рубідій — від лат. «червоний» (за дві характерні темно-червоні спектральні лінії); Цезій — від лат. «блакитний» (за дві характерні блакитні спектральні лінії); Талій — від грецьк. «таллос» — молода зелена галузка (за спектральну ніжно-зелену лінію).
...є хімічні елементи, назви яких походять від кольору або запаху хімічних сполук, які вони утворюють: Сульфур — від санскритського «сіра» — світло-жовта; Хлор — від грецьк. «хлорос» — жовто-зелений (колір газоподібного хлору); Хром — від грецьк. «хрома» — барва, колір (за широку і різноманітну гаму яскравих кольорів його сполук); Йод — від грецьк. «іодес» — фіалковий (за колір газоподібного йоду); Бром — від грецьк. «бромос» — смердючий (за різкий неприємний запах рідкого і газоподібного брому).

ВИСНОВКИ

Вид атомів з однаковим зарядом ядра називають хімічним елементом.
На сьогодні відомо 115 хімічних елементів. Кожний хімічний елемент має назву і символ. Атоми хімічних елементів розповсюджені у природі нерівномірно.

Початковий рівень

1. Дайте визначення поняття «хімічний елемент».
2. Скільки хімічних елементів зустрічається в природі, а скільки синтезовано штучно?

Середній рівень

3. Якими символами позначають такі хімічні елементи: Ферум, Натрій, Кальцій, Хром, Алюміній, Сульфур, Карбон, Оксиґен, Гідроґен, Купрум, Калій, Маґній, Силіцій?

Достатній рівень