Поняття «хімічний елемент» і «хімічна сполука» з точки зору сучасності - студопедія

Вихідним в навчанні про склад є питання: «Що вважати хімічним елементом - елементарним, нерозкладним« цеглинкою »речовини? Відправною точкою вирішення цієї проблеми стало формулювання Д.І. Менделєєвим знаменитого Періодичного закону. В основу систематизації властивостей хімічних елементів Менделєєва була покладена ідея залежності властивостей елемента від атомної маси. Він довів, що ознакою елемента є не експериментально встановлюється неразложимость даної речовини (як вважалося раніше), а місце в періодичній системі, яке визначається атомною масою. Пізніше, в зв'язку з успіхами квантової теорії, фізика допомогла скласти уявлення про атом елемента як про складну квантово-механічної системі. Місце елемента отримало нового змісту, опинившись обумовленим зарядом ядра атома (Z). На цій основі були з'ясовані особливості будови електронних орбіт всіх елементів і розкритий фізичний зміст періодичного закону. Хімічний елемент - це вид атомів з однаковим зарядом ядра, тобто сукупність ізотопів. Під це сучасне визначення потрапляють як окремі атоми, так і що знаходяться в хімічній зв'язку з іншими атомами.

З часів Д.І. Менделєєва було відомо 62 елемента.
У 1930-ті роки система елементів закінчувалася ураном (Z = 92). З початку 1940-х років таблиця Менделєєва поповнювалася принципово новим шляхом - шляхом фізичного синтезу. До середини 50-х років було синтезовано 9 елементів. Елемент під номером 101 був названий «Менделєєва». У наступні роки синтез ядер нових елементів тривав, але ядра з номером від 102 і далі виявилися вкрай нестійкими. Найважчий з відомих на сьогоднішній день елементів (порядковий номер 112) був отриманий при злитті ядра цинку з ядром свинцю. Його час життя вимірюється тисячними частками секунди. Однак, за оцінками фізиків, в ряду важких ядер можуть існувати «острівці стабільності» елементів при Z = 126, 164 і навіть 184.

У фізично доступному шарі Землі всього вісім хімічних елементів представлені в значній кількості. Це кисень 47,0%, кремній 27,5%, алюміній 8,8%, залізо 4,6%, кальцій 3,6%, натрій 2,6%, калій 2,5% і магній 2,1%.

Практично всі елементи проявляються в земних умовах в
складі тих чи інших хімічних систем - хімічних сполук.
В даний час відомо більше восьми мільйонів з'єднань.
З них абсолютна більшість (близько 96%) - органічних.

Які з багатокомпонентних тіл слід віднести до хімічній сполуці, а що вважати простими сумішами?

Проблема хімічної сполуки традиційно вирішувалася з позицій атомістичної концепції. На початку XIX ст. англійський хімік
Дж. Дальтон обгрунтував закон сталості складу, що відображає незмінне співвідношення компонентів даної речовини. Довгий час не допускалось відхилення від цього закону. Однак вже сучасник Дальтона французький хімік К. Бертолле вказував на можливість існування з'єднань змінного складу в формі розчинів і розплавів. Згодом були знайдені докази існування хімічних сполук змінного складу.

Відповідно до сучасної точкою зору, хімічна сполука - це речовина, атоми якого за рахунок хімічних зв'язків об'єднані в молекули, комплекси, макромолекули, монокристали чи інші квантово-механічні системи. В даний час склад будь-якої речовини в строго математичному сенсі змінний. Ясно, що класифікація деякого конкретного речовини цілком залежить від точності методів визначення складу.

Таким чином, проблема хімічної сполуки, так само як і проблема хімічного елемента, вирішена в сучасній хімії на основі уявлень квантової фізики.