Che cos'è un elemento chimico?

Un elemento chimico, o un elemento, è definito come un materiale che non può essere scomposto o trasformato in un'altra sostanza usando mezzi chimici. Gli elementi possono essere pensati come i mattoni chimici di base della materia. Ci sono 118 elementi noti. Ogni elemento è identificato in base al numero di protoni che ha nel suo nucleo atomico. Un nuovo elemento può essere creato aggiungendo più protoni a un atomo. Gli atomi dello stesso elemento hanno lo stesso numero atomico o Z.

Key Takeaways: elemento chimico

• Un elemento chimico è una sostanza costituita da un solo tipo di atomo. In altre parole, tutti gli atomi in un elemento contengono lo stesso numero di protoni.
• L'identità di un elemento chimico non può essere modificata da nessuna reazione chimica. Tuttavia, una reazione nucleare può trasmutare un elemento in un altro.
• Gli elementi sono considerati i mattoni della materia. Questo è vero, ma vale la pena notare che gli atomi di un elemento sono costituiti da particelle subatomiche.
• Ci sono 118 elementi noti. Nuovi elementi possono ancora essere sintetizzati.

Nomi e simboli degli elementi

Ogni elemento può essere rappresentato dal suo numero atomico o dal nome o dal simbolo dell'elemento. Il simbolo dell'elemento è un'abbreviazione di una o due lettere. La prima lettera del simbolo di un elemento è sempre in maiuscolo. Una seconda lettera, se esiste, è scritta in minuscolo. L'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC) ha concordato una serie di nomi e simboli per gli elementi, che sono utilizzati nella letteratura scientifica. Tuttavia, i nomi e i simboli per gli elementi possono essere diversi nell'uso comune in vari paesi. Ad esempio, l'elemento 56 è chiamato bario con l'elemento simbolo Ba dall'IUPAC e in inglese. Si chiama bario in italiano e baryum in francese. Il numero atomico 4 dell'elemento è boro all'IUPAC, ma boro in italiano, portoghese e spagnolo, Bor in tedesco e alesato in francese. I simboli degli elementi comuni sono utilizzati da paesi con alfabeti simili.

Abbondanza di elementi

Dei 118 elementi noti, 94 sono noti per verificarsi naturalmente sulla Terra. Gli altri sono chiamati elementi sintetici. Il numero di neutroni in un elemento determina il suo isotopo. 80 elementi hanno almeno un isotopo stabile. Trentotto sono costituiti esclusivamente da isotopi radioattivi che decadono nel tempo in altri elementi, che possono essere radioattivi o stabili.

Sulla Terra, l'elemento più abbondante nella crosta è l'ossigeno, mentre si ritiene che l'elemento più abbondante in tutto il pianeta sia il ferro. Al contrario, l'elemento più abbondante nell'universo è l'idrogeno, seguito dall'elio.

Sintesi degli elementi

Gli atomi di un elemento possono essere prodotti dai processi di fusione, fissione e decadimento radioattivo. Tutti questi sono processi nucleari, il che significa che coinvolgono i protoni e i neutroni nel nucleo di un atomo. Al contrario, i processi chimici (reazioni) coinvolgono elettroni e non nuclei. Nella fusione, due nuclei atomici si fondono per formare un elemento più pesante. Nella fissione, nuclei atomici pesanti si dividono per formare uno o più di quelli più leggeri. Il decadimento radioattivo può produrre diversi isotopi dello stesso elemento o di un elemento più leggero.

Quando viene usato il termine "elemento chimico", può riferirsi a un singolo atomo di quell'atomo o a qualsiasi sostanza pura costituita solo da quel tipo di ferro. Ad esempio, un atomo di ferro e una barra di ferro sono entrambi elementi dell'elemento chimico.

Esempi di elementi

Gli elementi si trovano nella tavola periodica. La materia costituita da un singolo elemento contiene atomi che hanno tutti lo stesso numero di protoni. Il numero di neutroni ed elettroni non influisce sull'identità di un elemento, quindi se avessi un campione contenente protio, deuterio e trizio (i tre isotopi dell'idrogeno), sarebbe comunque un elemento puro.

• Idrogeno
• Oro
• Zolfo
• Ossigeno
• Uranio
• Ferro
• argo
• americio
• Trizio (un isotopo di idrogeno)

Esempi di sostanze che non sono elementi

Le sostanze che non sono elementi sono costituite da atomi con un numero diverso di protoni. Ad esempio, l'acqua contiene sia atomi di idrogeno che ossigeno.

• Ottone
• acqua
• Aria
• Plastica
• Fuoco
• Sabbia
• Auto
• Finestra
• Acciaio

Ciò che rende gli elementi diversi gli uni dagli altri?

Come puoi sapere se due sostanze chimiche sono lo stesso elemento? A volte gli esempi di un elemento puro sembrano molto diversi l'uno dall'altro. Ad esempio, il diamante e la grafite (piombo della matita) sono entrambi esempi dell'elemento carbonio. Non lo sapresti in base all'aspetto o alle proprietà. Tuttavia, gli atomi di diamante e grafite condividono ciascuno lo stesso numero di protoni. Il numero di protoni, particelle nel nucleo di un atomo, determina l'elemento. Gli elementi nella tavola periodica sono disposti in ordine crescente di protoni. Il numero di protoni è anche noto come il numero atomico di un elemento, che è indicato dal numero Z.

La ragione per cui forme diverse di un elemento (chiamate allotropi) possono avere proprietà diverse anche se hanno lo stesso numero di protoni è che gli atomi sono disposti o impilati in modo diverso. Pensaci in termini di una serie di blocchi. Se impili gli stessi blocchi in modi diversi, ottieni oggetti diversi.

fonti

• E. M. Burbidge; G. R. Burbidge; W. A. ​​Fowler; F. Hoyle (1957). "Sintesi degli elementi nelle stelle". Recensioni di fisica moderna. 29 (4): 547-650. doi: 10,1103 / RevModPhys.29.547
• Earnshaw, A .; Greenwood, N. (1997). Chimica degli elementi (2a edizione). Butterworth-Heinemann.