Hemijski element

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Periodic table (polyatomic).svg
Hydrogen discharge tube.jpgBarium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg
Copper.jpgHEUraniumC.jpg
Bromine vial in acrylic cube.jpgHeTube.jpg
gore: Periodni sistem hemijskih elemenata. ispod: primjeri određenih hemijskih elemenata. Sa lijeva na desno: vodik, barij, bakar, uranij, brom i helij.

Hemijski element je vrsta čiste hemijske supstance koja se ne može podijeliti na dvije ili više čiste supstance običnim hemijskim metodama.[1] Hemijski elementi se sastoje od samo jedne vrste atoma, koji se razlikuju po svom atomskom broju, tj. broju protona u atomskom jezgru. Elementi se dijele na metale, metaloide i nemetale. Najpoznatiji primjeri hemijskih elemenata su ugljik, dušik, kisik, silicij, arsen, aluminij, željezo, bakar, zlato, živa i olovo.

Najlakši hemijski elementi, među kojima su vodik, helij i manje količine litija, berilija i bora, nastali su različitim kosmičkim procesima tokom Velikog praska i djelovanjem kosmičkih zraka. Nastanak težih elemenata, počev od ugljika do najtežih elemenata, desio se putem nukleosinteze u zvijezdama, a pri nastanku Sunčevog sistema i formiranjem njegovog planetarnog sistema iz planetarnih maglina i supernova, koje su izbacivale ove elemente u svemir.[2]

Velika rasprostranjenost kisika, silicija i željeza za Zemlji odaje njihovo zajedničko porijeklo u takvim zvijezdama. Dok je većina elemenata uglavnom stabilno, postoji mali broj prirodnih nuklearnih transformacija iz jednog elementa u drugi, a koje se također dešavaju pri raspadu radioaktivnih elemenata kao i u drugim prirodnim nuklearnim procesima.

Danas je poznato 118 elemenata, od čega se 91 hemijski element može naći u prirodi, a ostali su proizvedeni u laboratoriji. U hemiji, svaki element ima svoj jedinstveni hemijski simbol. On se sastoji iz jednog ili dva slova, obično izvedena iz imena tog elementa. Naprimjer simbol za ugljik (karbon) je C, dok je simbol za aluminij Al. Ponekad su simboli izvedeni iz latinskih imena elemenata ili iz nekog njegovog spoja.

Dijeljenjem tvari (u idealnom slučaju) došli bi do atoma tog hemijskog elementa.

Historija otkrića[uredi | uredi izvor]

Pojam hemijskog elementa nastao je od 17. vijeka, nakon što je sve više postajalo jasno, da pojam elementa iz alhemije nije pogodan za naučno objašnjenje raznovrsnosti osobina supstanci i njihovih reakcija.[3] Jedan značajan iskorak učinio je Etienne de Clave koji je 1641. dao definiciju elemenata kao najjednostavnijih supstanci od čijih su mješavina sastavljeni spojevi i čiji se spojevi mogu ponovno razložiti na te supstance. Robert Boyle je 1661. objavio rad pod naslovom The Sceptical Chymist vrlo utjecajnu kritiku mahana i nedostataka alhemije. Osim toga, dalje je naveo da se pod pojmom hemijskog elementa trebaju podrazumijevati primitivne supstance, koje nisu nastale iz drugih supstanci ili jedni iz drugih, već čine osnovne sastojke iz kojih se sastoje miješane supstance.

Oba naučnika su se tako postavili nasuprot tada vladajućeg učenja alhemičara o četiri elementa, po kojem su sve supstance zapravo nastale različitim miješanjem vatre, vode, zraka i zemlje, te su tako učinile pojam elementa općenito bližem eksperimentalnom naučnom istraživanju. Međutim i pored naprednog razmišljanja, i dalje su ostali "vjerni" alhemiji, jer su smatrali da takvi elementi u prirodi ne postoje, jer je istovremeno svaka realna supstanca istovremeno i mješavina određenih elemenata. Boyle je izražavao sumnju da takvih elemenata uopće ima. Potpuno u duhu tada važeće mehanike, on je zauzimao stav da supstance koje naoko izgledaju monolitno, zapravo se sastoje iz mnogo sićušnih istovrsnih dijelića (korpuskula) a koji se dalje opet mogu dijeliti na još sitnije. Također je objašnjavao raznovrsnost supstanci i njihovih reakcija preko bezbrojnih načina u kojima ovi sićušni djelići mogu spajati karakteristično različito za svaku supstancu. Kao rezultat takvog mišljenja, smatrao je mogućom takozvanu transmutaciju u alhemiji kojom bi se takvi djelići supstance mogli presložiti iz jednog elementa (npr. olova) u drugi (npr. zlato).

Ipak, Boyle je na taj način pripremio put za istraživanja Lavoisiera, koji je odbacio teoriju djelića (korpuskula) kao metafizičku špekulaciju, ali je već 1789. u svoju definiciju hemijskog elementa ugradio njihovu osobinu da se oni ne mogu razložiti u druge supstance. Preciznije, svi materijali bi trebali biti svrstani u elemente, osim ako ne postoji otkrivena metoda za daljnje odvajanje pojedinih komponenti.[4]

Na osnovu ove definicije, Lavoisier je započeo izuzetno precizna posmatranja hemijskih i fizičkih transformacija materijala u modernoj hemiji. Posebno se ističe njegovo otkriće zakona o očuvanju ukupne mase svih transformacija supstanci i utvrdio tačan maseni omjer u kojima čisti elementi reagiraju jedan s drugim. Tako je i John Dalton izveo i zakon o umnoženim proporcijama, te 1803. naučno mogao potvrditi postojanje nepromjenjivih i neuništivih najmanjih čestica materije, atoma. Prema Daltonu, element je definiran kao uniformni skup istovrsnih atoma koji se mogu spajati sa drugim atomima prema stalnim, nepromjenjivim pravilima. Različito ponašanje elemenata je objašnjavano činjenicom da se atomi razlikuju po svojoj masi, veličini i mogućnosti spajanja sa drugim atomima. Iz toga je proizašla mogućnost da se odrede atomske mase različitih elemenata (barem odnos jednih prema drugim), te su atomi po prvi put postali predmet proučavanja eksperimentalne nauke.

Otkrića elemenata[uredi | uredi izvor]

Kristali sumpora
Kapljice žive

Od antičkih vremena pa sve do Srednjeg vijeka ljudi su živjeli u uvjerenju, da se svijet sastoji iz četiri elementa: zemlje, vode, zraka i vatre.

Od elemenata u današnjem smislu te riječi u antici je bilo poznato samo njih nekoliko u čistom obliku, koji su se dobijali istopljeni iz ruda ili su pronađeni samorodni: ugljik, sumpor, željezo, bakar, cink, srebro, kalaj, zlato, živa i olovo.

U toku srednjovjekovne historije rudarstva, naročito u njemačkom rudnom gorju Erzgebirge, pronađene su rude koje su sadržavale male primjese do tad nepoznatih metala a koji su dobili imena po duhovima iz rudnika: kobalt, nikl i volfram. Hennig Brand otkrio je 1669. fosfor čime je započelo doba otkrivanja većine elemenata, te zaključno sa 1789. godinu kada je Klaproth otkrio uranij u rudi uraninitu.

Od 1751. bili su poznati sljedeći prijelazni elementi: željezo, kobalt, nikl, bakar, cink, srebro, platina, zlato i živa, te elementi glavne grupe periodnog sistema ugljik, fosfor, sumpor, arsen, kalaj, antimon, olovo i bizmut.[5]

Nakon 1751. pa sve do 1800. pronađeni su i vodik, titanij, hrom, mangan, itrij, cirkonij, molibden, volfram, uranij, a kasnije i dušik, kisik, hlor i telur.[6]

U periodu od 1800. do 1830. otkrivena su ukupno 22 nova elemente i to iz sporedne grupe elemenata: vanadij, tantal, rodij, paladij, kadmij, osmij, iridij te metal iz grupe rijetkih zemalja torij, kao i elementi iz glavne grupe: litij, berilij, natrij, magnezij, kalij, kalcij, stroncij, barij, bor, aluminij, silicij, selen, jod i brom.[7]

Daljnih 11 elemenata otkriveno je u periodu između 1830. i 1869. godine. Oni su također bili i određena prekretnica u tehničko-naučnom stanju razvoja, kojom je postignuto otkriće i opis nekih vrlo rijetkih elemenata kojih je do tada bilo vrlo teško ili gotovo nemoguće naći. Bili su to helij, rubidij, cezij, indij, talij, niobij, rutenij, kao i lantan, cerij, terbij i erbij.[8]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ William L. Masterton, Cecile N. Hurley, Edward J. Neth (2012): Chemistry: Principles and Reactions, 7. izd., Brooks/Cole, Cengage Learning, str. 2, ISBN 978-1-111-42710-8
  2. ^ E. M. Burbidge, G. R. Burbidge, W. A. Fowler, F. Hoyle (1957). "Synthesis of the Elements in Stars". Reviews of ModernPhysics 29 (4): 547–650.  doi:10.1103/RevModPhys.29.547
  3. ^ Marie Boas: Robert Boyle and the seventeenth century chemistry. Cambridge University Press, Cambridge 1958. ISBN 978-0527092504
  4. ^ William H. Brock: Viewegs Geschichte der Chemie. Vieweg, Braunschweig 1992.
  5. ^ Grafički prikaz periodnog sistema sa elementima poznatim prije 1751.
  6. ^ Grafički prikaz periodnog sistema sa elementima poznatim do 1800.
  7. ^ Grafički prikaz periodnog sistema sa elementima poznatim do 1830.
  8. ^ Grafički prikaz periodnog sistema sa elementima poznatim do 1869.
Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: