Cea mai mică unitate a unui element chimic care are proprietățile acelui element se numește atom. Multe elemente (de exemplu, heliul) se prezintă sub formă de atomi unici. Alte elemente apar sub formă de molecule alcătuite din mai mulți atomi. Elementele care apar în mod obișnuit sub formă de molecule diatomice includ hidrogenul, azotul, oxigenul și halogenii, dar oxigenul apare, de asemenea, sub o formă triatomică numită ozon. Fosforul apare de obicei sub formă de moleculă tetratomică, iar sulful cristalin apare sub formă de molecule care conțin opt atomi.
Indiferent de numărul de atomi din care este compus elementul, fiecare atom are același număr de protoni în nucleul său, iar acesta este diferit de numărul din nucleul oricărui alt element. Astfel, acest număr, numit număr atomic (nr. at.), definește elementul. De exemplu, elementul carbon este format din atomi care au toți nr. at. 6, adică toți au 6 protoni în nucleu; orice atom cu nr. at. 6 este un atom de carbon. Până în 2016, se cunoșteau 118 elemente, de la hidrogen cu un nr. at. de 1 la oganesson cu un nr. at. de 118. (A se vedea tabelul intitulat Elemente pentru o listă alfabetică a tuturor elementelor, inclusiv simbolurile, numerele atomice, greutățile atomice și punctele de topire și de fierbere ale acestora). Nucleele majorității atomilor conțin, de asemenea, neutroni. Numărul total de protoni și neutroni din nucleul unui atom se numește număr de masă. De exemplu, numărul de masă al unui atom de carbon cu 6 protoni și 6 neutroni în nucleul său este 12.
Deși toți atomii unui element au același număr de protoni în nucleul lor, este posibil ca nu toți să aibă același număr de neutroni. Atomii unui element cu același număr de masă alcătuiesc un izotop al elementului respectiv. Toate elementele cunoscute au izotopi; unele au mai mulți decât altele. Hidrogenul, de exemplu, are doar 3 izotopi, în timp ce xenonul are 16. Se cunosc aproximativ 300 de izotopi naturali, iar peste 2.500 de izotopi radioactivi au fost produși în mod artificial (a se vedea elemente sintetice). Există 13 izotopi ai carbonului, având de la 2 la 14 neutroni în nucleu și, prin urmare, numere de masă de la 8 la 20.
Nu toate elementele au izotopi stabili. Unele au doar izotopi radioactivi, care se dezintegrează pentru a forma alți izotopi, de obicei ai altor elemente (vezi radioactivitate). În unele cazuri, toți izotopii unui element sunt foarte instabili și, prin urmare, elementul respectiv nu se găsește în natură. Se știe că doar 94 de elemente sunt prezente în mod natural pe Pământ. Dintre acestea, 6 apar în cantități infime, produse prin dezintegrarea altor elemente. Aceste 6 elemente extrem de rare și cele care nu apar deloc în natură au fost descoperite atunci când au fost produse în laborator; ele sunt adesea numite elemente produse artificial sau elemente sintetice.
Atomii nu sunt foarte masivi; un atom de carbon cântărește aproximativ 2 10?23 grame. Deoarece atomii au o masă atât de mică, se folosește o unitate mult mai mică decât gramul. În sistemul actual (adoptat în 1960?61), unitatea de masă atomică, numită unitate de masă atomică (amu), este definită ca fiind exact 1?12 masa unui atom de carbon 12. Masa atomică a unui element este media (media ponderată) a maselor atomice ale tuturor izotopilor care apar în mod natural. Carbonul are doi izotopi naturali principali, carbon-12 și carbon-13. Carbonul-12, a cărui masă este definită ca fiind exact 12 amu, reprezintă 98,89% din carbonul natural; carbonul-13, a cărui masă este de 13,00335 amu, reprezintă 1,11%. (Există, de asemenea, urme mici de izotop radioactiv carbon-14.) Greutatea atomică a elementului se determină prin înmulțirea abundenței procentuale a fiecărui izotop cu masa atomică a izotopului, adunarea acestor produse și împărțirea la 100. Cu toate acestea, abundența izotopilor este adesea determinată de mediul în care se află sursa, solid, lichid sau gaz, iar greutatea atomică medie poate fluctua. Astfel, pentru carbon, /100?=?12,01115, care este greutatea atomică a elementului carbon în amu, dar deoarece proporțiile izotopilor variază în funcție de locul în care se găsește carbonul, greutatea atomică a carbonului este acum exprimată ca un interval definit de limitele inferioară și superioară în care variază greutatea atomică: . Anumite elemente sintetice există doar momentan sub forma câtorva izotopi cu viață scurtă; în astfel de cazuri, conceptul de greutate atomică nu poate fi aplicat.
- Introducere
- Atomul
- Proprietățile elementelor
- Simbolurile și denumirile oficiale ale elementelor
- Elementele de-a lungul timpului
- Bibliografie
.