Hemijski element

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.

Periodic table (polyatomic)
Hydrogen discharge tube
Barium unter Argon Schutzgas Atmosphäre
Copper
HEUraniumC
Bromine vial in acrylic cube
HeTube
gore: Periodni sistem hemijskih elemenata. ispod: primjeri određenih hemijskih elemenata. Sa lijeva na desno: vodik, barij, bakar, uranij, brom i helij.

Historija

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

Sulfur
Kristali sumpora
Quecksilber 1
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. godinom 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]

Prvi transuranijski element (tj. element sa atomskim brojem većim od 92) koji je otkriven 1940. godine bio je neptunij. Počev od 1999. sva otkrića novih elemenata razmatra posebna zajednička komisija u sklopu IUPACa i IUPAPa. Do juna 2017. za svih 118 elemenata je potvrđeno otkriće od strane IUPACa. Naprimjer, otkriće elementa 112 je objavljeno 2009. te mu je predloženo ime kopernicij i hemijski simbol Cn.[9] Ime i simbol IUPAC je zvanično prihvatio 19. februara 2010. godine.[10] Do danas smatra se da je najteži element koji je uspješno sintetiziran element 118, oganeson, 9. oktobra 2006. u Dubni, Rusija gdje su ga sintetizirali naučnici u Flerovljevoj laboratoriji za nuklearne reakcije.[11][12] Tenesin, element 117, je do danas posljednji otkriveni element čije je otkriće objavljeno 2009. godine.[13] Dana 28. novembra 2016. naučnici pri IUPACu su zvanično objavili imena četiri najnovija hemijska elementa sa atomskim brojevima 113, 115, 117 i 118.[14][15]

Porijeklo i nastanak

Samo oko 4% ukupne mase svemira sačinjavaju atomi ili ioni, a koje predstavljaju pojedini hemijski elementi. Ova masa čini oko 15% ukupne mase cjelokupne materije, dok ostatak materije (85%) čini takozvana tamna materija. Priroda tamne materije nije poznata, međutim ona nije sastavljena iz atoma hemijskih elemenata jer ne sadrži protone, neutrone niti elektrone. Preostali dio nematerijalne mase svemira sastavljen je iz, još misterioznije, tamne energije.

Za prirodna 94 hemijska elementa koji se nalaze u svemiru smatra se da su nastali putem najmanje četiri kosmička procesa. Najveći dio vodika i helija u svemiru nastao je u prvih nekoliko minuta nakon Velikog praska. Putem tri druga procesa, koji su se počeli odvijati kasnije, nastali su ostali elementi. Zvjezdana nukleosinteza kao proces koji se stalno odvija, proizveo je sve elemente od ugljika do željeza prema rastućem atomskom broju, ali vrlo malo litija, berilija i bora. Elementi teži od željeza po atomskom broju, kao što su teški uranij i plutonij, nastali su putem eksplozivne nukleosinteze u supernovama i drugim katastrofalnim kosmičkim događajima. Raspadanje djelovanjem kosmičkih zraka (fragmentacija) ugljika, dušika i kisika je važna za nastanak litija, berilija i bora.

Tokom rane faze Velikog praska, pri nukleosintezi jezgara vodika došlo je do nastanka izotopa vodika protija (1H), te helija-4 (4He), kao i manjih količina deuterija (2H) i vrlo malih količina litija i berilija (reda veličine 10−10). U Velikom prasku nastale su veoma male količine bora, jer je on uočen kod nekih vrlo starih zvijezda, a u njima nije bilo ugljika.[16] Naučnici se uglavnom slažu u pretpostavci da tokom Velikog praska nisu nastali elementi po atomskom broju teži od bora. Rezultat toga je da se primodijalni sastav atoma ili iona sastoji iz oko 75% 1H, 25% 4He i 0,01% deuterija, uz tragove litija, berilija i možda bora.[17] Naknadno obogaćivanje galaktičkog sferoida desilo se usljed zvjezdane nukleosinteze i nukleosinteze tokom supernovi.[18] Međutim, zastupljenost elemenata u međugalaktičkom prostoru i dalje je vrlo slična primordijalnim uslovima, osim ako nije obogaćena nekim drugim procesima.

Na Zemlji, između ostalog, i danas nastaju određeni elementi u vrlo malim količinama kao proizvod procesa nuklearne transmutacije drugih elemenata. To uključuje neke elemente koji nastaju djelovanjem kosmičkih zraka ili drugih nuklearnih reakcija, dok neki elementi nastaju kao proizvod radioaktivnog raspada dugoživućih primordijalnih nuklida.[19] Naprimjer, vrlo male količine ugljika-14 (14C), kontinuirano nastaju u atmosferi u procesu u kojem kosmički zraci padaju na atome dušika, ili primjer kada kontinuirano nastaje argon-40 (40Ar) procesom raspada primordijalnog ali nestabilnog kalija-40 (40K). Također, tri primordijalna ali radioaktivna aktinoida: torij, uranij i plutonij raspadaju se u nizu raspada kojim stalno nastaju nestabilni radioaktivni elementi poput radija i radona, a koji su uvijek prisutni u bilo kojem uzorku ovih metala, njihovih ruda ili spojeva. Druga tri radioaktivna elementa: tehnecij, prometij i neptunij javljaju se samo sporadično u prirodnim materijalima, a nastaju kao zasebni atomi putem nuklearne fisije atomskih jezgara raznih težih elemenata ili u nekim drugim rijetkim nuklearnim procesima.

Ljudskom tehnologijom nastali su raznih drugi vještački elementi koji su po atomskom broju teži od prvih 94, a među kojim je do danas najteži element sa atomskim brojem 118.

Rasprostranjenost

Na donjem prikazu (na logaritamskoj skali) prikazana je rasprostranjenost elemenata u Sunčevom sistemu. Tabela pokazuje dvanaest najčešćih elemenata u našoj galaksiji (procijenjeno na osnovu spektroskopije), tako što su mjerene mase elemenata u miliontim dijelovima.[20] Susjedne galaksije koje su se razvijale na sličan način kao i Mliječni put imaju odgovarajuće obogaćenje elemenata težih od vodika i helija. Međutim, udaljenije galaksije koje zbog velike udaljenosti posmatramo onako kako su izgledale u prošlosti, tako i njihov sastav elemenata izgleda dosta sličnije kako je izgledala i primordijalna smjesa. Kako se fizički zakoni i procesi ponavljaju širom vidljivog svemira, naučnici smatraju da su sve galaksije razvile elemente u sličnim omjerima i količinama.

Element-haeufigkeit
Rasprostranjenost hemijskih elemenata u Sunčevom sistemu. Vodik i helij su najčešći i potiču iz vremena Velikog praska. Sljedeća tri elementa (Li, Be, B) su rijetka jer su se vrlo slabo sintetizirali u Velikom prasku a također i u zvijezdama.
Elementi u
našoj galaksiji
Udio u milion atoma
po masi
Vodik 739.000
Helij 240.000
Kisik 10.400
Ugljik 4.600
Neon 1.340
Željezo 1.090
Dušik 960
Silicij 650
Magnezij 580
Sumpor 440
Kalij 210
Nikl 100

Rasprostranjenost elemenata u Sunčevom sistemu u skladu je sa njegovim porijeklom od nukleosinteze tokom Velikog praska i brojnih zvijezdi koje su postale supernove. Vrlo rasprostranjeni su helij i vodik kao proizvodi Velikog praska, ali su sljedeća tri elementa rijetka jer su imala vrlo malo vremena da se kreiraju tokom Velikog praska a ne nastaju ni u zvijezdama (međutim nastaju u malim količinama tokom raspada težih elemenata u međuzvjezdanoj prašini kao rezultat djelovanja kosmičkih zraka). Počev od ugljika, ostali elementi nastaju u zvijezdama tako što se spajaju iz alfa čestica (jezgara helija), što rezultira neznatno većim udjelom onih elemenata koji imaju parne atomske brojeve (a koji su ujedno i stabilniji). Općenito, svi elementi zaključno sa željezom kreirani su u velikim zvijezdama koje postepeno postaju supernove. Izotop željeza-56 je naročito čest, jer je to najstabilniji element koji vrlo lahko nastaje iz alfa čestica (a proizvod je raspada radioaktivnog nikla-56, a konačno nastaje iz 14 jezgara helija). Elementi koji su po atomskom broju teži od željeza nastali su u procesima koji zahtijevaju apsorbiranje energije u zvijezdi, pa njihova rasprostranjenost u svemiru (i na Zemlji) općenito opada rastom njihovog atomskog broja.

Rasprostranjenost hemijskih elemenata na Zemlji varira od zraka preko Zemljine kore do okeana, te u različitim oblicima života. Udio elemenata u Zemljinoj kori razlikuje se od onog u Sunčevom sistemu (kako je izmjereno na Suncu i težim planetama kao što je Jupiter) uglavnom u selektivnom gubitku najlakših elemenata (vodika i helija), a također i lahko pokretnih neona, ugljika (u vidu ugljikovodika), dušika i sumpora, kao rezultata sunčevog zagrijavanja u doba formiranja Sunčevog sistema. Kisik, kao najčešći element na Zemlji po masi, ostao je na Zemlji u kombinaciji sa silicijem. Aluminij sa 8% udjela po masi je dosta češći u Zemljinoj kori nego u svemiru i Sunčevom sistemu, ali je sastav daleko čvršćeg omotača Zemljinog jezgra sastavljenog od magnezija i željeza koje zamjenjuje aluminij (a kojeg tamo ima samo 2% po masi) mnogo bliže oslikava elementarni sastav Sunčevog sistema, s razlikom od spomenutog gubitka lahkih elemenata izgubljenih u svemiru, te gubitka željeza koje je potonulo dublje prema Zemljinom jezgru.

Za razliku od ovog, sastav ljudskog organizma, pobliže slijedi sastav morske vode, s razlikom da ljudsko tijelo ima dodatne količine ugljika i dušika potrebne za izgradnju bjelančevina i nukleinskih kiselina, zajedno s fosforom u DNK i RNK te ATP, molekulom za prijenos energije u tijelu (adenozin-trifosfat) prisutnom u ćelijama svih živih organizama.

Za određene vrste organizama neophodni su određeni dodatni elementi, naprimjer magnezij za hlorofil u zelenim biljkama, kalcij u školjkama te željezo za hemoglobin u crvenim krvnim ćelijama kod kičmenjaka.

Također pogledajte

Reference

  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.
  9. ^ "IUPAC Announces Start of the Name Approval Process for the Element of Atomic Number 112". IUPAC. 20. 7. 2009. Pristupljeno 27. 8. 2009.
  10. ^ "IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry): Element 112 is Named Copernicium". IUPAC. 20. 2. 2010. Arhivirano s originala, 24. 2. 2010.
  11. ^ Schewe P.; Stein B. (17. 10. 2000). "Elements 116 and 118 Are Discovered". Physics News Update. American Institute of Physics. Arhivirano s originala, 1. 1. 2012. Pristupljeno 19. 10. 2006.
  12. ^ Oganessian Yu. Ts.; Utyonkov V.; Lobanov Yu.; Abdullin F. (2006). "Evidence for Dark Matter". Physical Review C 74 (4): 044602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602.
  13. ^ Greiner W. "Recommendations". 31st meeting, PAC for Nuclear Physics. Joint Institute for Nuclear Research. Arhivirano s originala, 14. 4. 2010.
  14. ^ urednici (30. 11. 2016). "IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118". IUPAC. Pristupljeno 1. 12. 2016.
  15. ^ St. Fleur Nicholas (1. 12. 2016). "Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements". New York Times. Pristupljeno 1. 12. 2016.
  16. ^ Wilford J. N. (14. 1. 1992). "Hubble Observations Bring Some Surprises". New York Times.
  17. ^ Wright E. L. (12. 9. 2004). "Big Bang Nucleosynthesis". UCLA, Division of Astronomy. Pristupljeno 22. 2. 2007.
  18. ^ Wallerstein George; Iben Icko; Parker Peter; Boesgaard Ann (1999). "Synthesis of the elements in stars: forty years of progress". Reviews of Modern Physics 69 (4): 995–1084. Bibcode:1997RvMP...69..995W. doi:10.1103/RevModPhys.69.995. Arhivirano s originala, 28. 9. 2006.
  19. ^ Earnshaw A.; Greenwood N. (1997). Chemistry of the Elements (2. iz.). Butterworth-Heinemann.
  20. ^ Croswell K. (1996). Alchemy of the Heavens. Anchor. ISBN 0-385-47214-5.
Americij

Americij (latinski: americium) jeste sintetički hemijski element sa simbolom Am i atomskim brojem 95. U periodnom sistemu nalazi se u grupi aktinoida (7. perioda, f-blok) te se ubraja u transuranijske elemente. Americij je, pored europija, jedini hemijski element nazvan po nekom kontinentu. To je radioaktivni srebreno-sjajni metal, koji se vrlo lahko može oblikovati. Ne postoji niti jedan stabilni izotop americija. Na Zemlji se javlja isključivo kao sintetički, vještački element. Prvi put je dobijen u jesen 1944. godine, ali njegovo otkriće nije odmah objavljeno. Međutim, njegovo postojanje indirektno je objavio njegov pronalazač, čuveni američki hemičar Glenn T. Seaborg tokom gostovanja u jednoj radioemisiji za djecu.

Americij također nastaje i u nuklearnim reaktorima, gdje se prosječno u jednoj toni potrošenog nuklearnog goriva nalazi oko 100 grama ovog elementa. Najčešće se koristi kao izvor ionizirajućeg zračenja, naprimjer, u spektroskopiji fluorescencijom i u detektorima dima na bazi ionizacije. Izotop americija 241Am se razmatrao za korištenje u radionuklidnim baterijama (RTG) za svemirske letjelice i sonde, gdje bi zamijenio plutonij (238Pu) zbog znatno dužeg vremena poluraspada od 432,2 godine, čime bi se takve letjelice mogle napajati električnom energijom više stotina godina.

Barij

Barij (latinski: barium) jeste hemijski element sa simbolom Ba i atomskim brojem 56. On je peti element u drugoj grupi periodnog sistema, mehki srebrenasti metal, koji spada u grupu zemnoalkalnih metala. Zbog svoje izuzetno velike hemijske reaktivnosti, barij se nikad ne javlja u prirodi u elementarnom stanju. Njegov hidroksid je još u prahistoriji bio poznat kao barita; ova supstanca se ne javlja kao mineral, ali se može dobiti zagrijavanjem barij-karbonata.

Među najčešćim mineralima barija u prirodi javljaju se barit (barij-sulfat, BaSO4) i viterit (barij-karbonat, BaCO3), oba nerastvorljiva u vodi. Ime ovog elementa potječe iz alhemijskih derivata "barita", čiji dalje naziv dolazi od grčke riječi βαρύς (barys) u značenju "težak". Kao novi hemijski element, barij je otkriven 1774. ali sve do 1808. nije reduciran u metalni oblik, nakon razvitka elektrolize.

Barij se u industriji koristi u samo nekoliko aplikacija. Historijski, koristio se kao geter ("sakupljač gasova") u vakuumskim cijevima. On je i jedna od komponenta YBCO (visokotemperaturnih superprovodnika) i elektrokeramike, te se dodaje u čelik i lijevano gvožđe radi smanjenja veličine ugljikovih čestica unutar mikrostrukture metala. Spojevi barija se dodaju u vatromet za postizanje zelene boje. Barij-sulfat se koristi kao nerastvorljivi teški aditiv u tečnosti za bušenje naftnih bušotina, kao i u veoma čistom obliku kao kontrastno sredstvo pri fotografisanju x-zračenjem ljudskog probavnog sistema. Rastvorljivi spojevi barija su otrovni zbog otpuštanja rastvorljivih iona barija te se zbog toga oni koriste kao rodenticid.

CAS registarski broj

CAS registarski broj ili kratko CAS broj je jedinstveni identifikacijski broj koji je uvela CAS (Chemical Abstract Service) za svaki hemijski element opisan u naučnoj literaturi.

Trenutno ovaj broj uključuje sve supstance opisane od 1957. do danas, plus neke supstance iz ranih ili srednjih 1900-ih kao što su: organska i neorganska jedinjenja, minerale, izotope, legure i nestrukturne materijale (UVCB-e, supstance nepoznatog ili promjenljivog sastava, kompleksne reakcijske proizvode, ili supstance biološkog porijekla).

Svaki CAS broj je jedinstven i označava samo jednu supstancu. Sam broj nema nikakvo hemijsko značenje u smislu označavanja hemijskih osobina označene supstance.Chemical Abstracts Service (skraćenica CAS), kao dio Američkog hemijskog društva (American Chemical Society), dodjeljuje ove numeričke identifikatore svakom spoju koje je do sada objavljeno u naučnoj literaturi. Namjera je bila da se stvori jedinstvena baza podataka i da se pretraga olakša, budući da mnogi hemijski spojevi imaju po nekoliko imena. Skoro svaka hemijska baza podataka danas dozvoljava pretragu preko CAS broja.

CAS također vodi i prodaje bazu podataka svih supstanci, poznatu kao CAS registar.

Krajem marta 2006. godine, u CAS registru se nalazilo 27.631.785 supstanci. Svakog dana se dodaje oko 15.000 novih supstanci.

Darmštatij

Darmštatij je vještački hemijski element sa simbolom Ds i atomskim brojem 110. To je ekstremno radioaktivni sintetički hemijski element. Najstabilniji poznati izotop mu je darmštatij-281, čije vrijeme poluraspada iznosi oko deset sekundi. Ovaj element prvi put je sintetiziran 1994. godine u Centru za istraživanje teških iona GSI Helmholtz u blizini njemačkog grada Darmstadta, po kojem je i dobio ime. U periodnom sistemu nalazi se u d-bloku transaktinoidnih elemenata. Član je sedme periode PSE a nalazi se u 10. grupi hemijskih elemenata, iako nisu provedeni hemijski eksperimenti kojim bi se dokazalo da se darmštatij ponaša kao teži homolog platine u grupi 10, odnosno kao osmi član 6d serije prelaznih metala. Izračuni pokazuju da bi darmštatij trebao imati slične osobine kao njegovi lakši homolozi: nikl, paladij i platina.

Helij

Helij (latinski: helium) jeste hemijski element sa simbolom He i atomskim brojem 2. On je bezbojni, neotrovni monoatomski gas, bez ukusa i mirisa. Spada u plemenite gasove. Njegova tačka topljenja i ključanja su najniže među svim hemijskim elementima, a u prirodi postoji isključivo kao gas, dok pod ekstremnim uslovima temperature i pritiska može se prevesti u tečno stanje. On je drugi hemijski element po lahkoći, odmah poslije vodika, te drugi po rasprostranjenosti u svemiru, čineći oko 24% ukupne elementarne mase, odnosno više od 12 puta veću masu nego svi teži elementi zajedno.

Njegova rasprostranjenost je sličnih vrijednosti i na Suncu i Jupiteru. To je iz razloga visoke nuklearne vezujuće energe helija 4 He (po nukleonu) u odnosu na sljedeća tri elementa nakon helija. Ova vezujuća energija helija 4He je razlog zašto je on proizvod i nuklearne fuzije i radioaktivnog raspada. Najveći dio helija u svemiru je upravo izotop 4He, a vjeruje se da je nastao tokom Velikog praska. Velike količine novog helija se stvaraju nuklearnom fuzijom vodika u zvijezdama.

Helij je dobio ime po grčkom božanstvu Helios koje je predstavljalo Sunce. Prvi put je zapažen proučavanjem nepoznate žute spektralne linije u sunčevoj svjetlosti tokom pomračenja Sunca 1868. godine koje je primijetio francuski astronom Jules Janssen. Janssen zajedno sa Normanom Lockyerom se smatra otkrivačem elementa. Lockyer je prvi objavio da bi te žute linije mogle biti naznaka novog elementa, kojem je on i dao ime. Formalno otkriće helija uslijedilo je 1895. godine, kada su dvojica švedskih hemičara Per Teodor Cleve i Nils Abraham Langlet pronašli helij kojeg je otpuštala uranijeva ruda cleveit. Godine 1903. velike rezerve helija su pronađene u poljima prirodnog gasa u dijelovima SAD, koje su i danas najveći proizvođač helija na svijetu.

Helij se koristi u kriotehnici (što je najveća oblast njegove upotrebe, trošeći oko četvrtine ukupne proizvodnje), naročito za hlađenje superprovodničnih magneta, što se najviše koristi za skenere magnetne rezonance. Druge industrijske upotrebe helija, kao što je gas za pritisak i čišćenje, za stvaranje zaštite atmosfere i lučno zavarivanje te procese rasta kristala, koriste oko polovine svjetske proizvodnje gasa. Dobro poznato korištenje helija je i kao gasa za balone i cepeline, međutim u tu svrhu koriste se zanimarive količine proizvodnje. Kao i kod bilo kojeg gasa čija se gustoća razlikuje od običnog zraka, udisanjem male količine helija privremeno se mijenja boja i kvalitet ljudskog glasa. U naučnom istraživanju, ponašanje dvije fluidne faze helija 4 He (helij I i helij II) je važno za istraživače koji proučavaju kvantnu mehaniku (naročito osobine superfluidnosti) te one koji istražuju fenomene poput superprovodljivosti koja se javlja kod supstanci blizu apsolutne nule.

Na Zemlji je on relativno rijedak, samo 0,00052% po zapremini u atmosferi. Najveći dio zemaljskog helija koji danas postoji stvoren je prirodnim radioaktivnim raspadom težih radioaktivnih elemenata (torija i uranija, mada postoje i drugi primjeri), jer se alfa čestica emitirana tokom takvih raspada sastoji od nukleona helija-4. Ovaj radiogenski helij je zarobljen zajedno sa prirodnim gasom u koncentracijama koje dostižu i do 7% po zapremini, a takav helij se danas komercijalno vadi procesom odvajanja na niskim temperaturama zvanim frakciona destilacija. Helija ima u organičenim količinama i jedan je od malobrojnih elemenata koji mogu, nakon što dospiju u atmosferu, podignu se u najviše slojeve atmosfere i odu u svemir.

Hemijski simbol

Hemijski simbol je oznaka za odgovarajući hemijski element. Sastoji se od jednog ili dva slova, s tim da je prvo slovo uvijek veliko. Neki od hemijskih simbola potiču od latinskih naziva:

Željezo – Ferrum –Fe

Bakar – Cuprum – Cu

Srebro – Argentum – Ag

Zlato – Aurum – Au

Živa – Hydrargyrum – Hg

Antimon – Stibium – Sb

Kalaj – Stannum – Sn

Olovo – Plumbum – Pb

Kisik

Kisik ili oksigen (latinski: oxygenium, iz grčkog ὀξύς ‚oxys‘, oštar, kiseo i γεννάω ‚gen-‘ koji stvara, odnosno onaj koji stvara kiselinu) jeste hemijski element koji se označava simbolom O i ima atomski broj 8. U periodnom sistemu nalazi se u šestoj glavnoj grupi, odnosno pripada halkogenim nemetalima. On je najrasprostranjeniji element u Zemljinoj kori sa udjelom od 48,9% do 49,4%, odnosno oko 30% po masenom udjelu, po čemu je poslije željeza drugi po rasprostranjenosti. Također čini i 20,8% Zemljine atmosfere.

U elementarnom obliku kisik se pretežno javlja kao kovalentni homodimer, tj. kao spoj iz dva atoma sumarne formule O2, što označava molekularni kisik, dioksigen ili dikisik. On je bezbojan gas bez mirisa i okusa, a u čistom zraku ga ima oko 20,942%. Neophodan je za sagorijevanje i koroziju. Potreban je za život gotovo svih živih bića na Zemlji. Stvaraju ga biljke u procesu fotosinteze, ali ga i same troše za disanje, mada ne toliko koliko ga proizvedu fotosintezom. Za disanje biljke uzimaju kisik direktno iz zraka ili resorpcijom iz vode (rastvoreni kisik). U visokim koncentracijama kisik je za većinu živih bića otrovan. Metastabilni, vrlo reaktivni alotropski oblik kisika sa tri atoma kisika O3 naziva se ozon.

Atomarni kisik, odnosno kisik u obliku slobodnih, pojedinačnih atoma je stabilan samo pod ekstremnim uslovima, naprimjer u vakuumu u svemiru ili u vrelim atmosferama zvijezda. On ima određeni značaj kao međuproizvod u mnogim reakcijama u hemiji atmosfere.

Mendelevij

Mendelevij (latinski: mendelevium) jest sintetički hemijski element sa simbolom Md (ranije Mv) i atomskim brojem 101. On je metalni radioaktivni transuranijski element iz serije aktinoida. Mendelevij se uglavnom sintetizira bombardiranjem jezgra atoma ajnštajnija alfa česticama. Ime je dobio po ruskom hemičaru Dimitriju Mendeljejevu, poznatom po sastavljanju periodnog sistema, koji je i danas standardni način klasifikacije svih hemijskih elemenata.

Metal (hemija)

Metal je hemijski element koji dobro provodi električnu struju i toplotu, a sa nemetalima gradi katione i ionske veze.

U hemiji, metal (iz grč. "μέταλλον" - métallon, rudnik) je hemijski element, spoj ili legura koji ima osobinu velike električne provodljivosti. U metalima, atomi otpuštaju elektrone i grade pozitivne ione (katione). Ti ioni su okruženi delociranim elektronima, koji su odgovorni za osobinu provodljivosti. Čvrsto tijelo koje je građeno na taj način se održava elektrostatičnim međudjelovanjima između iona i oblaka elektrona, a takva veza među atomima se naziva metalna veza.

U astronomiji, pojam metala se definira sasvim drugačije.

Molarni volumen

Molarni volumen (Vm) je volumen koji zauzima jedan mol supstance (hemijski element ili hemijski spoj) pri određenoj temperaturi i pritisku. Jednak je količniku molarne mase i gustoće supstance (SI jedinica: m3/mol, ali se mogu koristiti i druge jedinice, npr. Lmol-1):

Molarni volumen idealnog plina je:

Pri standardnoj temperaturi i pritisku (0°C i 1 atm) molarni volumen idealnog plina je Vm = 22,414 Lmol-1.

Neodij

Neodij (ponekad i neodimij, latinski - neodymium) jeste hemijski element sa simbolom Nd i atomskim brojem 60. U periodnom sistemu nalazi se u grupi lantanoida pa se tako ubraja u metale rijetkih zemalja. Ime ovog elementa izvodi se iz grčkih riječi νέος (neos, nov) i δίδυμος (didymos, blizanac) koje spojene imaju značenje "novi blizanac" (kao blizanac lantana). Najčešće se koristi u obliku legura neodij-željezo-bor za izradu snažnih stalnih magneta.

Neptun (mitologija)

Neptun (latinski: Neptūnus) je bog vode i mora u rimskoj mitologiji. On je identičan Posejdonu, grčkom bogu. Rimsko shvaćanje Neptuna se temelji na etrušćanskoj mitologiji, gdje je bog mora Nethuns. U ranijim je vremenima Neptun bio znan kao Portunes ili Fortunes. Po Neptunu ime nosi planeta Neptun i hemijski element neptunijum.

Oganeson

Oganeson je vještački hemijski element sa atomskim brojem 118 i simbolom Og. To je do danas (stanje: mart 2018), element sa najvišim atomskim brojem i najvećom atomskom masom od svih elemenata koji su do danas otkriveni. U periodnom sistemu elemenata nalazi se u 18. grupi elemenata po IUPACu, član je 7. periode i p-bloka pa se zbog toga ubraja u plemenite plinove. Ranije je bio poznat i kao eka-radon, element 118 i ununoktij. Ime je dobio po ruskom hemičaru koji ga je i prvi sintetizirao, Juriju Ogenesjanu. U periodnom sistemu nalazi se između elemenata 117Ts (prvi put sintetiziran 2010. godine) i hipotetskog 119Uue (koji još nije uspješno sintetiziran). Do 2005. godine otkrivena su i dokazana samo tri atoma izotopa 294Og.

Prazeodij

Prazeodij (lat. - praseodymium) jeste hemijski element sa simbolom Pr i atomskim brojem 59. U periodnom sistemu se nalazi u grupu lantanoida, pa se stoga ubraja u metale rijetkih zemalja. Zbog obojenosti njegovih spojeva dobio je i ime: iz grčke riječi prásinos što znači "zeleno" i didymos - "dvostruk" ili "blizanac".

Samarij

Samarij je hemijski element sa hemijski simbolom Sm i atomskim brojem 62. To je osrednje tvrdi, srebrenasti metal, koji lahko oksidira stanjem na zraku. On je tipični član serije elemenata lantanoida, pa kao i oni, obično ima oksidacijsko stanje +3. Poznati su i spojevi samarija(II), među kojim su najpoznaiji monoksid SmO, monohalkogenidi SmS, SmSe i SmTe, kao i samarij(II)-jodid. Navedeni jodid je vrlo uobičajeno redukciono sredstvo u mnogim reakcijama hemijske sinteze. Samarij nema nikakvu značajnu biološku ulogu, ali je neznatno otrovan.

Otkrio ga je francuski hemičar Paul Émile Lecoq de Boisbaudran 1879. godine a ime je dobio po mineralu samarskitu iz kojeg je i izdvojen. Međutim, taj mineral je ranije dobio ime po ruskom upravniku rudnika, pukovniku Vasiliju Samarskom-Bihovecu, pa je on postao i prva osoba po kojem je neki hemijski element dobio ime, istina posredno. Iako je samarij klasificiran kao rijetki zemni element, po zastupljenosti je 40. najzastupljeniji u Zemljinoj kori te ga ima više nego naprimjer kalaja. Javlja se u koncentraciji i do 2,8% u nekim relativno rijetkim mineralima poput cerita, gadolinita, samarskita, monacita i bastnesita. Posljednja dva minerala su najčešći industrijski izvori ovog elementa. Ovih minerala najviše je nađeno u Kini, SAD, Brazilu, Indiji, Šri Lanki i Australiji. Prema količini iskopane rude i proizvodnji samarija, ubjedljivo prvo mjesto zauzima Kina.

Najznačajniji vid upotrebe samarija je u samarij-kobalt magnetima koji imaju drugu po jačini stalnu magnetiziranost, odmah nakon neodijskih magneta. Međutim, za razliku od neodija, spojevi samarija mogu izdržati znatno više temperature i do 700 °C ne gubeći svoje magnetne osobine, jer je kod njegovih legura Kirijeva tačka znatno viša. Radioaktivni izotop samarij-153 je aktivni sastojak lijeka "samarij (153Sm) leksidronam" (trgovačko ime "kvadramet"), koji se koristi za uništavanje ćelija raka pri liječenju tumora na plućima, prostati i tumoru dojke, te osteosarkoma. Drugi izotop, samarij-149, je vrlo jak apsorber neutrona pa se zbog toga dodaje kontrolnim šipkama u nuklearnim reaktorima. Također, on nastaje kao proizvod raspada tokom rada reaktora te je jedan od vrlo važnih faktora kada se razmatra dizajn i rad nekog reaktora. Drugi načini primjene samarija su, između ostalih, kao katalizator za hemijske reakcije, radioaktivno datiranje i rendgenski laseri.

Samorodni elementi

Samorodni elementi su minerali koji su po hemijskom sastavu čisti hemijski element, npr. zlato, sumpor, dijamant (ugljik), itd. Prema klasifikaciji J. D. Dana i H. Strunza tretiraju se kao zasebna klasa. Kao samorodni elementi u prirodi dolaze: bakar, srebro, zlato, platinski metali, antimon, arsen, željezo, živa, selen, telur, sumpor, ugljik i aluminij.

Tenesin

Tenesin (hemijski simbol Ts) je superteški umjetni hemijski element. Njegovo ranije ime bilo je ununseptij. Šest atoma ovog elementa je otkriveno tokom 2009. i 2010. godine u zajedničkom rusko-američkom eksperimentu u ruskom gradu Dubni, Moskovska oblast. Iako je trenutno uvršten u periodni sistem elemenata kao najteži član porodice halogenih elemenata, nema naučne potvrde da će hemijske osobine tenesina odgovarati osobinama lakših halogenih elemenata poput hlora i joda, a teoretske analize daju pretpostavku da bi moglo biti značajnih razlika među njima.

Tenesin bi se mogao nalazi u blizini takozvanog "ostrva stabilnosti", pretpostavljenog koncepta kojim se pokušava objasniti zašto su neki od superteških elemenata stabilniji u odnosu na opći trend smanjenja stabilnosti za elemente koji slijede nakon bizmuta u periodnom sistemu elemenata. Sintetizirani atomi tenesina imaju "životni vijek" (vrijeme poluraspada) od deset do stotinu milisekundi. U periodnom sistemu elemenata, za tenesin se očekuje da bude član 17. grupe, u kojoj su svi drugi članovi halogeni elementi. Međutim, pretpostavlja se da bi neke od njegovih osobina mogle biti značajno drugačije od osobina halogenih elemenata zbog relativističkih efekata. Kao rezultat toga, za tenesin se očekuje da bi mogao biti volatilan metal koji ne gradi anione niti ima visoka oksidacijska stanja. Uprkos toga, za neke od osnovnih osobina, poput njegove tačke topljenja i ključanja te prve energije ionizacije, očekuje se da će slijediti periodne trendove halogenih elemenata.

Ugljik

Ugljik ili karbon (od latinski: carboneum) jeste hemijski element sa simbolom C i atomskim brojem 6. U periodnom sistemu elemenata nalazi se u IV glavnoj grupi, nazvanoj po njemu, i u 2. periodi. Spada u nemetale.

U prirodi se javlja u samorodnoj formi u obliku dijamanta i grafita, a mnogo više u obliku brojnih hemijskih spojeva (karbonata, ugljik-dioksida, prirodne nafte i plina, uglja i drugih). Zbog svoje posebne elektronske konfiguracije (polupopunjena L-ljuska), posjeduje mogućnost stvaranja izuzetno kompleksnih molekula, i među svim hemijskim elementima pokazuje najveću raznolikost u stvaranju brojnih hemijskih spojeva. Spojevi ugljika čine molekularnu osnovu za cjelokupni živi svijet na Zemlji.

Vodik

Vodik (hidrogen, vodonik) jest hemijski element sa hemijskim simbolom H (po latinskom nazivu hydrogenium - onaj koji proizvodi vodu, odnosno iz starogrčkog ὕδωρ hydōr „voda“ i γίγνομαι gignomai „nastajati“) i atomskim brojem 1. U periodnom sistemu elemenata nalazi se u 1. periodi i 1. grupi, odnosno stoji na prvom mjestu.

Vodik je najčešći element u svemiru, ali ne i u Zemljinoj kori. On je sastavni dio vode i nalazi se u gotovo svim organskim spojevima. Tako vezani vodik se nalazi i u gotovo svim živim bićima. Vodik je hemijski element sa najmanjom atomskom masom. Njegov najčešći izotop, ponekad nazvan i protij, ne sadrži neutrone, već se sastoji iz samo jednog protona i jednog elektrona. U uslovima, koji normalno važe na Zemlji (takozvani standardni uslovi), vodik se ne javlja u atomarnom stanju već u dimernom obliku molekule H2. On je gas bez boje, okusa i mirisa. Samo u određenim hemijskim reakcijama se privremeno javlja u atomarnom stanju kao atom H, u hemijskoj praksi naziva se i nascentni vodik. U ovom obliku reagira izuzetno jako sa ostalim spojevima ili elementima.

Hemijski elementi nazvani po naučnicima
Direktno
Indirektno
Također
pogledajte

Drugi jezici

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.