Периодическая система химических элементов менделеева знаки химических элементов: Химия Знаки химических элементов

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Знаки химических элементов

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Знаки химических элементов

I. Д. И. Менделеев

Еще алхимики пытались найти закон природы, на основе которого можно было бы систематизировать химические элементы. Но им недоставало надежных и подробных сведений об элементах. К середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов на металлы и неметаллы оказались несостоятельными. Предшественники Д.И.Менделеева (И. В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину. Дмитрий Иванович установил связь между массой элементов и их свойствами.

Дмитрий Иванович родился в г. Тобольске. Он был семнадцатым ребенком в семье. Закончив в родном городе гимназию, Дмитрий Иванович поступил в Санкт-Петербурге в Главный педагогический институт, после окончания которого с золотой медалью уехал на два года в научную командировку за границу.

После возвращения его пригласили в Петербургский университет. Приступая к чтению лекций по химии, Менделеев не нашел ничего, что можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. И он решил написать новую книгу – «Основы химии».

Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. 1 марта 1869 г. Дмитрий Иванович предполагал выехать из Петербурга в губернии по делам.

Видео-фильм о Д.И. Менделееве

II. Открытие Периодического закона

Периодический закон был открыт на основе характеристики атома – относительной атомной массы

.

Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс и заметил, что свойства элементов повторяются через определенный промежуток – период, Дмитрий Иванович расположил периоды  друг под другом., так, чтобы сходные элементы располагались друг под другом – на одной вертикали, так была построена периодическая система элементов.

1 марта 1869г. Формулировка периодического закона Д.И. Менделеева.

Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.

К сожалению, сторонников периодического закона сначала было очень мало, даже среди русских ученых. Противников – много, особенно в Германии и Англии.
Открытие периодического закона – это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трех еще неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов. И вот через 5 лет, в 1875 г., французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это, Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.

Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминияоказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии.
В 1879 г. Л. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор.
В 1886 г. К. Винклер в Германии открыл германий, который оказался  экасилицием.

Но гениальность Дмитрия Ивановича Менделеева и его открытия — не только эти предсказания!

В четырёх местах периодической системы Д. И. Менделеев расположил элементы не в порядке возрастания атомных масс:

Ar – K,    Co – Ni,    Te – I,    Th – Pa

Ещё в конце 19 века Д.И. Менделеев писал, что, по-видимому, атом состоит из других более мелких частиц. После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом состоит из элементарных частиц.  Теория строения атома подтвердила правоту  Менделеева, перестановки данных элементов не в соответствии с ростом атомных масс полностью оправданы.

Современная формулировка периодического закона.

Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов, выражающейся в периодической повторяемости структуры внешней валентной электронной оболочки.
И вот спустя более 130 лет после открытия периодического закона мы можем вернуться к словам Дмитрия Ивановича, взятым в качестве девиза нашего урока: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются». Сколько химических элементов открыто на данный момент? И это далеко не предел.

III. Периодическая система химических элементов

Графическим изображением периодического закона является периодическая система химических элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.

Изменения свойств в периодической системе с ростом величины атомных весов в периоде (слева направо):

1. Металлические свойства уменьшаются

2. Неметаллические свойства возрастают

3. Валентность элементов в формулах высших оксидов возрастает от I до VII, а в формулах летучих водородных соединений уменьшается от IV до I.

Основные принципы построения периодической системы

Признак сравнения	Д.И.Менделеев
Как устанавливается последовательность элементов по номерам? (что положено в основу п.с.?)	Элементы расставлены в порядке увеличения их относительных атомных масс. При этом есть исключения. Ar – K,    Co – Ni,    Te – I,    Th – Pa
Принцип объединения элементов в группы.	Качественный признак. Сходство свойств простых веществ и однотипных сложных.
Принцип объединения элементов в периоды.	Совокупность элементов по мере роста относительной атомной массы от одного щелочного металла до другого.

На се­го­дняш­ний день от­кры­то 118 хи­ми­че­ских эле­мен­тов, каж­дый из ко­то­рых занял свою ячей­ку в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме. Новые от­кры­ва­е­мые эле­мен­ты имеют боль­шую от­но­си­тель­ную атом­ную массу, чем уже из­вест­ные и по­па­да­ют в конец таб­ли­цы. В на­сто­я­щее время ис­поль­зу­ют­ся длин­ная и ко­рот­кая формы пе­ри­о­ди­че­ских таб­лиц.

В ячей­ке таб­ли­цы за­пи­сы­ва­ет­ся сим­вол хи­ми­че­ско­го эле­мен­та, его на­зва­ние и по­ряд­ко­вый номер, зна­че­ние от­но­си­тель­ной атом­ной массы.

 

Рис. Ин­фор­ма­ция о хи­ми­че­ском эле­мен­те кис­ло­ро­де

При изу­че­нии школь­но­го курса химии, как пра­ви­ло, поль­зу­ют­ся ко­рот­кой фор­мой Пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы.

Она со­дер­жит 8 вер­ти­каль­ных столб­цов (групп), ко­то­рые ну­ме­ру­ют­ся рим­ски­ми циф­ра­ми. Каж­дая груп­па вклю­ча­ет в себя глав­ную (А) и по­боч­ную (В) под­груп­пы.

У эле­мен­тов глав­ных под­групп выс­шая ва­лент­ность, как пра­ви­ло, равна но­ме­ру груп­пы. Од­ни­ми из ис­клю­че­ний этого пра­ви­ла яв­ля­ют­ся кис­ло­род (его ва­лент­ность все­гда равна II) и фтор (выс­шая ва­лент­ность ко­то­ро­го – I).

С по­мо­щью Пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­цы можно опре­де­лить и низ­шую ва­лент­ность эле­мен­та. Для этого из 8 (мак­си­маль­но­го числа групп) надо вы­честь номер груп­пы, в ко­то­рой на­хо­дит­ся эле­мент. На­при­мер, выс­шая ва­лент­ность фос­фо­ра равна V (т. к. фос­фор на­хо­дит­ся в V груп­пе), а низ­шая равна III. Толь­ко это пра­ви­ло при­ме­ни­мо для эле­мен­тов глав­ных под­групп V–VII групп.

Го­ри­зон­таль­ные ряды хи­ми­че­ских эле­мен­тов в Пе­ри­о­ди­че­ской таб­ли­це на­зы­ва­ют­ся пе­ри­о­да­ми. Пока их 7. Пер­вые три пе­ри­о­да на­зы­ва­ют ма­лы­ми (пер­вый пе­ри­од со­дер­жит всего 2 хим. эле­мен­та, а 2 и 3 – по 8 эле­мен­тов). Пе­ри­о­ды 4, 5, 6, 7 на­зы­ва­ют­ся боль­ши­ми.

По по­ло­же­нию эле­мен­та в Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме можно опре­де­лить его при­над­леж­ность к ме­тал­лам или неме­тал­лам. Для этого в ко­рот­кой форме таб­ли­цы нужно про­ве­сти диа­го­наль от бе­рил­лия к аста­ту. Эле­мен­ты глав­ных под­групп, на­хо­дя­щи­е­ся выше этой диа­го­на­ли (плюс во­до­род), от­но­сят­ся к неме­тал­лам. Все осталь­ные эле­мен­ты – ме­тал­лы. Инерт­ные газы He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn не от­но­сят ни к ме­тал­лам, ни к неме­тал­лам.

В длин­ной форме таб­ли­цы можно про­ве­сти диа­го­наль от бора к аста­ту. Все эле­мен­ты, ко­то­рые на­хо­дят­ся ниже этой диа­го­на­ли, об­ра­зу­ют про­стые ве­ще­ства ме­тал­лы.

 Длинная форма периодической системы химических элементов

 Рис. Длин­ная форма пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов

По по­ло­же­нию эле­мен­та в пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­ме можно по­лу­чить ин­фор­ма­цию о его выс­шем ок­си­де и гид­рок­си­де. У неме­тал­лов выс­ший оксид и гид­рок­сид имеют кис­лот­ный ха­рак­тер, у ме­тал­лов – ос­нов­ный, у пе­ре­ход­ных ме­тал­лов оксид и гид­рок­сид, как пра­ви­ло, ам­фо­тер­ные (см. рис.).

Рис. Связь свойств эле­мен­тов и об­ра­зо­ван­ных ими со­еди­не­ний

IV. Значение Периодического закона

Смотрите фильм: “Периодический закон Менделеева”

V. Язык химии

Посмотрите видео-фильм:

Человечество использует много разных языков. Кроме естественных языков (японского, английского, русского – всего более 2,5 тысяч), существуют еще и искусственные языки, например, эсперанто. Среди искусственных языков выделяются языки различных наук. Так, в химии используется свой, химический язык. Химический язык – система условных обозначений и понятий, предназначенная для краткой, ёмкой и наглядной записи и передачи химической информации. Сообщение, написанное на большинстве естественных языков, делится на предложения, предложения – на слова, а слова – на буквы. Если предложения, слова и буквы мы назовем частями языка, то тогда мы сможем выделить аналогичные части и в химическом языке

Еще в Сред­не­ве­ко­вье, во вре­ме­на ал­хи­мии ис­поль­зо­ва­лись раз­лич­ные знаки для обо­зна­че­ния ве­ществ, в ос­нов­ном ме­тал­лов. Ведь ос­нов­ной целью ал­хи­ми­ков было по­лу­че­ние из раз­лич­ных ме­тал­лов зо­ло­та. По­это­му каж­дый из них ис­поль­зо­вал свою си­сте­му обо­зна­че­ний.

В 19 в. по­яви­лась необ­хо­ди­мость ис­поль­зо­ва­ния по­нят­ной для всех уче­ных сим­во­ли­ки. И одним из пер­вых такую сим­во­ли­ку пред­ло­жил Джон Даль­тон. Но его обо­зна­че­ни­я­ми было неудоб­но поль­зо­вать­ся.

Химические знаки Дальтона получили некоторое распространение в Великобритании и в Западной Европе, но вскоре были вытеснены чисто буквенными знаками, которые шведский химик Й. Я. Берцелиус предложил в 1814. Он пред­ло­жил обо­зна­чать хи­ми­че­ские эле­мен­ты пер­вой бук­вой их ла­тин­ско­го на­зва­ния. В те вре­ме­на все на­уч­ные ста­тьи пе­ча­та­ла на ла­тин­ском языке, он был об­ще­при­ня­тым и по­нят­ным для всех уче­ных.Высказанные им принципы составления химических знаков сохранили свою силу до настоящего времени. В России первое печатное сообщение о химических знаках Берцелиуса сделал в 1824 г московский врач И. Я. Зацепин.

Хи­ми­че­ский эле­мент кис­ло­род (по-ла­тин­ски Oxygenium) по­лу­чил обо­зна­че­ние О.

А хи­ми­че­ский эле­мент во­до­род (Hydrogenium) – Н. Если на­зва­ния несколь­ких эле­мен­тов на­чи­на­лись на одну и ту же букву, то в сим­во­ле эле­мен­та ука­зы­ва­ли вто­рую или одну из по­сле­ду­ю­щих букв на­зва­ния. На­при­мер, ртуть (Hydrargyrum) обо­зна­ча­ет­ся Hg.

Об­ра­ти­те вни­ма­ние, что пер­вая буква знака хи­ми­че­ско­го эле­мен­та все­гда за­глав­ная, если есть вто­рая буква – то она строч­ная. Необ­хо­ди­мо за­по­ми­нать не толь­ко на­зва­ния эле­мен­тов и их сим­во­лы, но и про­из­но­ше­ние, т.е. как эти сим­во­лы чи­та­ют­ся.

Опре­де­лен­ных пра­вил про­из­но­ше­ния зна­ков хи­ми­че­ских эле­мен­тов нет. Их надо учить на­и­зусть. Знаки неко­то­рых хи­ми­че­ских эле­мен­тов про­из­но­сят­ся так же, как и со­от­вет­ству­ю­щая буква: кис­ло­род – «о», сера – «эс», фос­фор – «пэ», азот – «эн», уг­ле­род – «цэ».

Знаки дру­гих эле­мен­тов про­из­но­сят­ся так же, как и на­зы­ва­ют­ся сами эле­мен­ты: «на­трий», «калий», «хлор», «фтор».

Про­из­но­ше­ние неко­то­рых зна­ков со­от­вет­ству­ет их ла­тин­ско­му на­зва­нию: крем­ний – «си­ли­ци­ум», ртуть – «гид­рар­ги­рум», медь – «купрум», же­ле­зо – «фер­рум».

Ниже приведена таблица химических знаков некоторых элементов, их названия , относительные массы и произношение.

 

VI. Тренажеры

Тренажёр №1 “Периодический закон и Периодическая система элементов Д. И. Менделеева”

Тренажёр №2. “Закономерности изменения свойств атомов элементов в периодах и группах Периодической системы элементов Д. И. Менделеева”

Презентация к уроку химии “Периодическая система химических элементов Д.

И. Менделеева. Знаки химических элементов”. 8 класс

Презентация на тему: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Знаки химических элементов.

Презентацию подготовил:

учитель химии Машкова В.С.

МБОУ СОШ №69 г.Воронеж

Периодическую систему можно представить в виде большого дома, я котором «дружно живут» абсолютно все химические элементы, известные человеку. Чтобы уметь пользоваться Периодической системой, необходимо изучить химический алфавит, то есть знаки химических элементов.

«Да- нетка»

А) Атом наименьшая единица элемента?

В) Молекулы меньше, чем атомы?

С) Молекула состоит из одного или нескольких типов атомов?

Д) Молекулы больше атомов?

Е) Из атомов состоит окружающий мир?

(да)

(нет)

(да)

(да)

Принципы названия химических элементов

Первый принцип названия химических элементов – по их характерным свойствам.

Например, актиний – активный

барий – тяжелый

йод – фиолетовый

ксенон – чуждый

неон – новый,

радий и радон – излучающий,

рубидий – темно-красный,

фосфор – светящийся,

хром – цветной.

Второй принцип – по природному источнику.

Кальций и Калий –

от арабского названия золы

Бериллий получил

Свое название от

минерала берилл

Никель – от одноименного

названия минерала

Цирконий –

от минерала циркон.

Вольфрам (на английском языке «тангстен») – от одноименного металла

Литий – от слова lithos, имеющего

греческое происхождение,

и означающего «камень»

Третий принцип – по названиям небесных объектов или по именам героев мифов и древних богов.

К химическим элементам, получившим свое название таким путем, относятся :

гелий

нептуний

плутоний

прометий

селен

титан

торий

уран

Название кобальт произошло от имени злого духа металлургов и рудокопов – Кобольда.

Принцип четвертый – по названию местности, где был открыт элемент.

Этот способ наименования химических элементов обязан своим появлением открытию иттрия в 1794 году. Сюда относятся гольмий, наименование которого произошло от латинского названия Стокгольма, а также скандий, который получил свое название в честь Скандинавии, америций, европий, германий, франций, галлий, калифорний, стронций и другие.

Наибольшее число подобных названий связано со Швецией, ведь именно здесь было открыто 20 химических элементов.

В названиях элементов увековечены имена великих ученых: кюрий, фермий, эйнштейний, менделевий, лоуренсий.

В качестве символов по предложению шведского химика Й. Берцелиуса были приняты в большинстве случаев начальные буквы латинских названий химических элементов.

Водород (латинское название  – Hydrogenium) обозначают буквой Н (читается «аш»)

Кислород (латинское название  – Oxygenium)

обозначают буквой О (читается «о»)

Углерод (латинское название Carboneum)

обозначают буквой С (читается «цэ»).

На букву С начинаются латинские названия еще нескольких химических элементов, чтобы их различить Берцелиус предложил к начальной букве латинского названия добавлять еще одну из последующих букв названия. Например,

Кальций записывается символом Са

(читается «кальций»),

Меди — Си (читается «купрум»),

Кобальта — Со (читается кобальт).

Периодическая Система химических элементов Д.И. Менделеева

Периодическая Система состоит из вертикальных столбцов и горизонтальных строк. Горизонтальные строки называются периодами. На сегодняшний день все известные элементы размещаются в семи периодах.

Периоды обозначают арабскими цифрами от 1 до 7. Периоды 1–3 состоят из одного ряда элементов – их называют малыми . Периоды 4–7 состоят из двух рядов элементов, их называют большими.

Периодическая Система химических элементов Д. И. Менделеева

Вертикальные столбцы Периодической Системы называют группами элементов . Всего групп восемь, и для их обозначения используют римские цифры от I до VIII. Выделяют главные и побочные подгруппы .

Веселые загадки

(Неон)

• Какой газ утверждает, что он – это не он?

2. В состав каких двух химических элементов входит напиток морских пиратов? 3. Какой химический элемент имеет отношение и к цирку и табуну лошадей? 4. Какой элемент состоит из двух животных?

5. Какой элемент «вращается» вокруг Солнца?

(Хром, бром)

(Цирконий)

(Мышьяк)

(Уран)

6. Какой элемент является настоящим гигантом? 7. Название, какого металла несёт в себе волшебника?

8. От названия какого металла нужно отрезать 1/3, чтобы получить известную кость скелета человека и животных?

9. Какой металл при обычных

условиях является жидким?

(Титан)

(Магний)

(Серебро)

(Ртуть)

Спасибо за внимание

Периодическая таблица Менделеева | Chemistry Nexus

Периодическая таблица Менделеева

В этой таблице показана форма Периодической таблицы химических элементов Менделеева, опубликованная в 1872 году. Заголовок «Reihen» означает «Ряд», а заголовок «Gruppe» означает «Группа». Символы R ² O и RH ⁴ и т. Д. Написаны в стиле того времени, в котором для обозначения количества атомов в молекулах используются верхние индексы, а не в текущем стиле, в котором используются нижние индексы. Пробелы, отмеченные дефисом («-»), представляют собой химические элементы, которые Менделеев вывел как существующие, но неизвестные в 1872 году. Он смог с большим успехом предсказать свойства некоторых из отсутствующих химических элементов, таких как германий.

Рейхен	Группа I. – R 2 O	Группа II. – РО	Группа III. – Р 2 О 3	Группа IV. правая сторона 4 правая сторона 2	Группа V. RH 3 R 2 O 5	Группа VI. правая сторона 2 правая сторона 3	Группа VII. RH R 2 O 7	Группа VIII. – только для чтения 4
1	Н=1
2	Ли=7	Be=9,4	Б=11	С=12	N=14	О=16	Ж=19
3	Na=23	Мг=24	Ал=27,3	Si=28	Р=31	С=32	Кл=35,5
4	К=39	Са=40	-=44	Ti=48	В=51	Кр=52	Мн=55	Fe=56, Ce=59, Ni=59, Cu=63.
5	(Си=63)	Zn=65	-=68	-=72	Ас=75	Se=78	руб=80
6	Руб=85	Ср=87	?Yt=88	Zr=90	№ = 94	Мо=96	-=100	Ru=104, Rh=104, Pd=106, Ag=108.
7	(Ag=108)	Cd=112	В=113	Sn=118	Сб=122	Те=125	Дж=127
8	Cs=133	Ба=137	?Di=138	?Се=140	–	–	–	– – – –
9	(-)	–	–	–	–	–	–
10	–	–	?Er=178	?La=180	Та=182	Ш=184	–	Os=195, Ir=197, Pt=198, Au=199
11	(Ас=199)	рт. ст.=200	Тл=204	Pb=207	Би=208	–	–
12	–	–	–	Т=231	–	У=240	–	– – – –

В их стихии

News Story

Химики Нью-Йоркского университета делятся своими фаворитами в честь 150-летия периодической таблицы

Читаете это с мобильного телефона? Ваш телефон содержит не менее 30 различных природных элементов, включая литий. Или, может быть, вы пьете сельтерскую воду — соединение двух элементов (углерода и кислорода в виде углекислого газа), растворенное в двух других элементах (водород и кислород в виде воды).

Химические элементы, из которых состоит все вокруг нас, — повод для празднования каждый день, но 2019 год особенный, потому что он отмечает 150-летие периодической таблицы. Разработанный русским ученым Дмитрием Менделеевым в 1869 году (с участием многих других ученых до и после Менделеева), знакомый плакат на стенах кабинета химии начинался как новый способ сортировки и классификации элементов.

В периодической таблице Менделеева он организовал 63 элемента, известных в 1869 г.по их атомному весу, группируя те, которые имеют схожие свойства. Он также предусмотрительно оставил на столе свободные места, чтобы предвидеть элементы, которые еще не были обнаружены.

Менделеев был на верном пути — за последующие полтора века ученые добавили много новых элементов в пробелы в таблице, доведя сегодня число элементов до 118. Как отметило ранее в этом году Американское химическое общество, «изменения в периодической таблице продолжаются и по сей день и, вероятно, продолжат удивлять нас в будущем. Совсем недавно, в 2016 году, четыре последних пробела в периоде 7 — элементы 113, 115, 117 и 118 — были официально заполнены». Как и многие элементы, два из новейших названы в честь мест, где проводились исследования по созданию элементов: московий и теннессин.

В честь 150-летия периодической таблицы NYU News попросил группу химиков Нью-Йоркского университета назвать свои любимые элементы и рассказать нам, почему они их любят. От лития (№ 3) до галлия (№ 31) — вот их выбор.

Литий

Литий — мой самый любимый элемент в наши дни. Это один из самых легких элементов, и он невероятно преображает. Все наши сотовые телефоны и компьютеры оснащены литий-ионными аккумуляторами, а Нобелевская премия по химии в этом году была присуждена за разработку литий-ионных аккумуляторов.

В моей лаборатории мы хорошо знакомы с этим элементом, поскольку разрабатываем методы, которые позволяют нам заглянуть внутрь батарей, чтобы определить, хорошо ли они работают, и получить подсказки о том, как улучшить батареи, продлить срок их службы и обеспечить их безопасность. .

Углерод

Дирк Траунер, Дженис Катлер, профессор химии

Мне нравится углерод, потому что правила, по которым соединяются атомы углерода, очень просты, но структуры, которые можно создать с их помощью (и несколькими более легкими и тяжелыми второстепенными актерами), такой разнообразный. После одной лекции студенты могут предложить молекулы, которые никогда раньше не создавались и о которых даже не думали, но которые, скорее всего, стабильны. Вы можете поставить ферму (и свою карьеру) на углерод!

Азот

Нед Симан, Маргарет и Герман Сокол, профессор химии

Азот

Азот. Это элемент, который присущ двум семантофоретическим молекулам [которые несут информацию] биологии, нуклеиновым кислотам и белкам. Без азота биология в основном состоит из сахара и жира.

Кремний

Кит Верпель, Маргарет и Герман Сокол Профессор медицинской химии

Кремний

Кремний. Он есть почти во всем: в камнях, песке, компьютерах, в этих маленьких пакетиках, которые вы найдете внутри обуви. Этот элемент больше всего похож на углерод, но он настолько не похож на углерод, что приводит к неожиданному химическому поведению, которое может оказаться действительно полезным. И просто для протокола: нет, я не думаю, что может существовать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, на основе кремния вместо углерода.

Кальций

Марк Уолтерс, доцент кафедры химии

Кальций

Сейчас мой любимый элемент — кальций. Это вещество нашей геосферы в виде компонента известняковых и гипсовых минералов и нашей биосферы в виде костей, зубов, ракушек и даже яичной скорлупы. Это дает нам основу и структуру. Но не только мы… Как компонент портландцемента и облицовочного гипса (гипсокартон), он также служит для изготовления оболочек и жилья для людей.

Это компонент мела, который до появления маркеров сухого стирания служил для улучшения структуры наших идей и выражений, произнесенных или безмолвно набросанных на чистом листе.

Железо

Энди Гамильтон, профессор химии и президент Нью-Йоркского университета

Железо

Большинство химиков-органиков обычно говорят, что их любимым элементом является углерод из-за его роли в качестве основного строительного элемента жизни. Но для меня больше всего интересен элемент железа (Fe). Железо — это элемент, который даже в биологических условиях может иметь доступ к нескольким степеням окисления для выполнения ряда критических функций.

В состоянии Fe ²⁺ его можно найти (в окружении моей любимой молекулы — порфиринового кольца) в гемоглобине. Эта замечательная комбинация Fe ²⁺ и порфирина придает крови ярко-красный цвет, а также способность Fe ²⁺ связываться с кислородом (O ₂ ) и транспортировать его по телу. Опасные эффекты угарного газа (СО) связаны с его способностью еще более прочно связываться с Fe ²⁺ в гемоглобине и препятствовать доступу к живительной молекуле кислорода.

Железо совершает циклы между состояниями Fe ²⁺ и Fe ³⁺ в цитохромных белках, одной из важнейших ролей которых в жизни является транспорт электронов по клетке. Смертельный яд цианид (CN ^–) связывается с Fe ²⁺ в цитохроме точно так же, как O ₂ или CO в гемоглобине, блокируя этот цикл и полностью разрушая пути управления энергией в живых клетках.

Наконец, железо получает доступ к Fe ⁴⁺ и Fe ⁵⁺ состояний окислительного фермента цитохрома Р450. Этот белок действует в печени как природный отбеливатель, часто очищая все нежелательные беспорядки, которые находятся внутри живых организмов, включая нас!

Медь

Джеймс Кэнэри, профессор и заведующий кафедрой химии

Медь

Я фанат элемента меди. Он не только красив, когда блестит, но и демонстрирует удивительно разнообразную химию. Он был обнаружен 11 000 лет назад и назван в честь Кипра. Медный век (энеолит) на Ближнем Востоке — один из моих любимых периодов в истории. Это необходимый элемент для всего живого на земле. В своей естественной металлической форме он обладает высокой проводимостью и пластичностью, что делает его идеальным материалом для проводов.

В ходе нашего исследования мы обнаружили, что он может заставить молекулу, имеющую рукоятку, подобную резиновой перчатке, выворачиваться наизнанку, что приводит к противоположной рукояти. Точно так же, как когда вы выворачиваете инсайт из резиновой перчатки для левой руки, и он подходит к вашей правой руке, мы можем сделать то же самое с молекулами.

Если элемент теряет один электрон, он приобретает один положительный заряд, образуя медь(I). Бесцветная медь (I) является ключевым игроком в живых организмах для захвата, хранения и транспортировки кислорода в клетке. В крови человека эту роль выполняет железо, но медь(I) очень часто встречается в такой роли у многих организмов. Медь(I) также используется в органической химии для некоторых реакций, которые удивительны с точки зрения того, что они делают, и их эффективности.

Если металлическая медь теряет два электрона, она остается с двумя положительными зарядами на каждый атом меди, медь(II). Соединения меди (II) обычно имеют синий цвет. Он любит растворяться в воде, и реакции, связанные с присоединением/диссоциацией к/от меди (II), могут быть очень быстрыми. Медь (III) также известна, но она очень реакционноспособна и ее нелегко наблюдать.

Меня поразило то, что медь(0), медь(I) и медь(II) настолько отличаются друг от друга, что кажутся разными элементами. Все в них отличается — их внешний вид, их стабильность и их реактивность.

Галлий

Майк Уорд, Джулиус Сильвер, Рослин С. Сильвер и Энид Сильвер Уинслоу, профессор химии

Галлий

Моим любимым элементом должен быть галлий — атомный номер 31, простое число, окруженный алюминием, германием, индием и цинком в периодической таблице, и более редкий, чем золото. Его предсказал в 1871 году не кто иной, как Дмитрий Менделеев, назвавший его «экаалюминием». Затем он был обнаружен в 1875 году Полом Эмилем Лекоком де Буабодраном, который назвал его в честь «галлии», что на латыни означает Галлия, иначе известная как Франция, его родная страна.

Чем так интересен галлий? Он плавится при температуре около 30 ° C (86 ° F), что немного выше комнатной температуры. Это свойство было ключом к дешевому салонному трюку, когда галлий, выкованный в ложки для чайного сервиза, неожиданно плавился при использовании! Отсюда его появление на обложке книги «Исчезающая ложка: и другие правдивые рассказы о безумии, любви и истории мира из Периодической таблицы элементов » Сэма Кина.