Kemijski elementi i njihovo označivanje te Mendeljejevljev periodni sustav elemenata

Uvod

Čime se međusobno razlikuju atomi?

Kemijski element

Atomi se međusobno razlikuju brojem protona i neutrona u jezgri te brojem elektrona u elektronskom omotaču.
Svi atomi istog protonskog broja pripadaju istom kemijskom elementu.
Tako, primjerice, atomi ugljika uvijek sadrže šest protona, a atomi kalcija 20 protona u jezgri.

Imena i simboli kemijskih elemenata

Imena kemijskih elemenata različitog su podrijetla. Često su to latinizirana imena prema znanstveniku koji ih je otkrio ili prema mjestu gdje su otkriveni. Neki su kemijski elementi poznati od davnine i ne zna se podrijetlo njihovih imena.

U radu i opisu svojih pokusa kemičari rabe simbole češće od imena kemijskih elemenata.

Alkemičari su za sedam poznatih metala onog vremena koristili simbole planeta Sunčeva sustava.

Potkraj 18. stoljeća bili su otkriveni mnogi novi kemijski elementi pa se javila potreba za njihovim jasnim označivanjem.

Engleski kemičar John Dalton predložio je označivanje slikovnim simbolima u obliku kružića. Ta se simbolika pokazala nepraktičnom pa je kemičari nisu prihvatili.

Kemijske simbole koje danas rabe kemičari širom svijeta uveo je švedski kemičar Jöns Jakob Berzelius.

Prema njegovu prijedlogu kemijski se elementi označuju jednim ili dvama slovima iz latinskih naziva elemenata. Ako se neki element označuje jednim slovom, tada se za simbol uzima veliko početno slovo latinskog naziva.

Ako je potrebno razlikovati elemente s istim početnim slovom u nazivu, tada se dodaje još jedno malo slovo.

Primjerice, latinski naziv dušika jest nitrogenium pa je simbol za dušik N. Natriju je latinski naziv natrium, a kako već postoji element s početnim slovom N u imenu, natrij označujemo simbolom Na.

Znakovi kojima se označuju kemijski elementi nazivaju se kemijski simboli.

Kemijski simboli elemenata međunarodno su dogovoreni znakovi. Kod čitanja simbola svako se slovo čita pojedinačno.

Značenje simbola kemijskih elemenata

Kemijski simbol ima dvojako značenje: kvalitativno i kvantitativno.

Kvalitativno značenje označuje vrstu atoma (tj. element kojem pripada atom prikazan tim simbolom), a kvantitativno određuje točno jedan atom tog elementa.

Veći broj atoma označuje se koeficijentom. To je broj koji se piše ispred simbola kemijskog elementa.

Periodni sustav elemenata

Kemijske elemente otkrivene do sredine 19. stoljeća trebalo je radi lakšeg snalaženja sustavno poredati.

Najuspješniji u tome bio je ruski kemičar Dmitrij Ivanovič Mendeljejev. On je 1869. objavio prvu tablicu u kojoj su bila razvrstana tada poznata 62 elementa. Elemente je poredao po rastućim atomskim masama i svojstvima. Prvi je utvrdio da se svojstva elemenata periodično ponavljaju. Tablicu je podijelio na redove i stupce.

Svaki je stupac obuhvaćao skupinu elemenata sličnih svojstava.
Duž vodoravnih redova svojstva elemenata periodično su se ponavljala pa je redove nazvao periodama.

Tako dobivena tablica naziva se periodni sustav elemenata .
Mendeljejev je smatrao da se svojstva elementa mogu opisati na temelju njihova položaja u periodnom sustavu elemenata.

Razvojem znanosti i znanja o građi atoma uvidjelo se da svojstva atoma ovise o broju protona i elektrona. Danas su kemijski elementi u periodnom sustavu poredani prema rastućem protonskom broju. U nizu kemijskih elementa svaki sljedeći u jezgri ima jedan proton više, a u elektronskom omotaču jedan elektron više.

Suvremeni periodni sustav elemenata jest tablica u kojoj su elementi poredeni u nizove (periode) prema rastućem protonskom (rednom) broju.

U periodnom sustavu elementa (PSE) svaki kvadratić (kućica ili polje) pripada jednom kemijskom elementu, tj. jednoj vrsti atoma.

Elementi su svrstani uspravno u 18 skupina i vodoravno u sedam perioda. U lijevom dijelu PSE-a smješteni su metali, a u desnom dijelu smješteni su nemetali. Prijelaz između metala i nemetala čine polumetali.

Svaki kvadratić u PSE sadrži najmanje tri podatka o vrsti atoma: kemijski simbol elementa, protonski broj i relativnu atomsku masu.

Protonski je broj uvijek cijeli broj, a relativna atomska masa decimalni je broj.

Rasprostranjenost elemenata u prirodi

U PSE-u poredano je 118 kemijskih elementa. Od toga ih je u prirodi nađeno 90, a ostali su dobiveni umjetnim putem u laboratoriju.
Kemijski su elementi u prirodi raznoliko rasprostranjeni. Tako je u Zemljinoj kori najviše kisika i silicija, u zraku dušika i kisika, a u živim organizmima kisika, ugljika i vodika. Sunce je pak sastavljeno samo od vodika i helija.