יסוד כימי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

יסוד כימי או בקיצור, יסוד, הוא חומר שלא ניתן להרכיבו, לפרקו או לשנותו לחומר אחר בתהליכים כימים רגילים. זאת בניגוד למולקולה המורכבת מיסודות. היסוד הוא המרכיב הבסיסי של כל החומרים. החלק הקטן ביותר של היסוד הוא האטום המוגדר על ידי מספר אטומי. המדע העוסק בחקר היסודות ותכונותיהם הוא מדע הכימיה.

גופרית

[עריכה] שמות היסודות הכימיים

[עריכה] סמל כימי

ערך מורחב – סמל כימי

סמל כימי הוא קיצור שמו של יסוד, המייצג אותו בטבלה המחזורית ובנוסחאות כימיות. שם זה ניתן לו לפי שמו באנגלית או בלטינית. לדוגמה ברזל נקרא בלטינית Ferous, ועל כן הסימן הכימי של היסוד ברזל הוא Fe. לכל יסוד סמל כימי ייחודי. לכל היסודות הטבעיים סמל כימי בן אות אחת או שתיים. לאחדים מהיסודות המלאכותיים סמל בן שלוש אותיות.

דוגמה: חמצן מיוצג על ידי הסמל הכימי O ומימן על ידי H. לכן נתאר את התגובה הכימית בה חמצן ומימן יוצרים מולקולת מים כך:

H₂ + 1/2 O₂ → H₂O

האות הראשונה של הסמל תמיד תהיה אות גדולה ואם קיימות אותיות נוספות, תמיד יהיו קטנות (לדוגמה: Fe, ולא FE).

[עריכה] מאפייני היסודות הכימיים

מבנה אטום על-פי המודל הפלנטרי (לא בקנה מידה)

המאפיינים הפיזיקליים של היסודות הכימיים מסייעים לאדם להבדיל בין יסוד ליסוד.

[עריכה] מספר אטומי

מספר אטומי (atomic number) הוא התכונה הבסיסיות ביותר של היסוד הכימי. תכונה זו מתארת את מספר הפרוטונים שבגרעין האטום, ולכן גם את מספר האלקטרונים שבאטום במצבו הנייטרלי. אופיו הכימי של האטום נקבע לחלוטין על ידי מספר זה. לדוגמה: המספר האטומי של מימן הוא 1 והמספר האטומי של דרמשטטיום הוא 110.

[עריכה] משקל אטומי

המשקל האטומי הוא הממוצע המשוקלל של מסות האטומים של כל האיזוטופים של אותו יסוד, על פי שכיחותם בטבע. דלטון, יחידת המסה הבסיסית במדידת משקל אטומי, נקבעה כ-(1/12) של מסת אטום פחמן.

[עריכה] טמפרטורת התכה ורתיחה

בדומה לכל חומר, גם ליסודות הכימיים יש טמפרטורות שבהן הם עוברים ממצב צבירה אחד לאחר, טמפרטורות אלו נקראות נקודת ההתכה, למעבר ממוצק לנוזל, ונקודת רתיחה, למעבר מנוזל לגז. בדרך כלל מודדים נקודת התכה ורתיחה בקלווין. טונגסטן הוא היסוד הכימי בעל נקודת ההתכה הגבוה ביותר (3695 קלווין) ורניום הוא בעל נקודת הרתיחה הגבוהה ביותר (5869 קלווין).

[עריכה] אלקטרושליליות

אלקטרושליליות (או אלקטרונגטיביות, Electronegativity) היא מידת יכולתו היחסית של אטום למשוך אלקטרונים אליו בקשר קוולנטי. מערך האלקטרונים באטום הוא אשר קובע את האלקטרושליליות - האטומים הקרובים להשלמת קליפתם החיצונית למבנה של גז אציל (ניאון למשל) על-ידי הוספת אלקטרונים, הם בעלי אלקטרושליליות גבוהה יותר מאשר אלו המגיעים לקליפה חיצונית שלמה בעזרת מסירת אלקטרונים. אלקטרושליליות נמדדת תמיד בערכים חיוביים והאטום בעל האלקטרושליליות הגבוהה ביותר הינו הפלואור - אנרגיית יינון גבוהה וזיקה אלקטרונית גבוהה, בעל ערך אלקטרושליליות 4. למתכות לעומת זאת, יש נטייה למסירת אלקטרונים ולכן הן מקבלות את הערכים הנמוכים ביותר של אלקטרושליליות - לדוגמה פרנציום, מתכת אלקלית, מקבלת ערך 0.7, הנמוך ביותר.

[עריכה] קיבולת חום סגולית

קיבול חום סגולי (או חוֹם סגולי) של חומר מסוים הוא מונח המתאר את כמות החום (Q) שיש להשקיע ביחידת מסה של אותו חומר על מנת להעלות את הטמפרטורה שלו ביחידה אחת. את קיבול החום הסגולי מסמנים באות C. ביחידות סטנדרטיות קיבול חום סגולי נמדד בג'אול לקילוגרם מעלות (צלזיוס או קלווין). כלומר - $(C = J / (K g * o K$ .

[עריכה] מוליכות חשמלית

מוליכותו החשמלית של חומר מסוים היא מידת היכולת של זרם חשמלי לעבור בחומר. ככל שמוליכות של החומר תהיה גבוהה יותר, היכולת של הזרם לעבור בו תהיה גבוהה יותר, ככל שמוליכותו של החומר תהיה קטנה יותר, היכולת של הזרם לעבור בו תהיה קטנה יותר. היפוכה של המוליכות החשמלית היא ההתנגדות החשמלית. המוליכות החשמלית של חומר נובעת מכמות נשאי מטען חשמלי החופשיים הקיימים בו (לרוב, אלקטרונים), כיוון שנשאי המטען הם המאפשרים יצירת זרם חשמלי. יחידת המידה של ההתנגדות החשמלית היא האוהם (Ω), המוליכות נמדדת על ידי היחידה ההופכית - סימנס (או MHO).

[עריכה] מוליכות תרמית

מוליכות תרמית היא כמות החום המועברת בחומר בעקבות שיפוע הטמפרטורות ביחידת זמן ובתנאים קבועים בניצב לפני השטח, כאשר העברת החום תלויה רק בשיפוע הטמפרטורות. יחידת המידה התקנית של המוליכות הטרמית היא ואט למטר קלווין $\frac{W}{(m \cdot K )}$

[עריכה] אנרגיית יינון

יינון הוא תהליך שבו מוצא אלקטרון מהרמה האחרונה של האטום. האנרגייה הדרושה לתהליך זה מכונה אנרגיית יינון. המדד ההפיך של היינון הוא הזיקה האלקטרונית - האנרגיה הדרושה להכנסת אלקטרון לאטום. אפשר להוציא יותר מאלקטרון אחד. לדוגמה הוצאת האלקטרון השני במערך נקראת אנרגיית היינון השנייה וכן הלאה. אנרגית היינון גדלה ככל שמתקדמים ימינה ולמעלה במערכה המחזורית.

[עריכה] הטבלה המחזורית

ערך מורחב – הטבלה המחזורית

הדרך המקובלת ביותר להציג את רשימת היסודות בדרך מסודרת היא הטבלה המחזורית של היסודות. לפי הטבלה אפשר לראות איזה סוג, איזה מצב צבירה ובאיזה קבוצה כל יסוד: ליסודות הנמצאים באותה השורה יש מספר זהה של קליפות אלקטרונים, כשהקליפה החיצונית של היסודות בקצה השמאלי של הטבלה מכילה אלקטרון בודד, ואילו זו של היסודות בקצה הימני מכילה 8 אלקטרונים (המספר המקסימלי האפשרי; כלומר, קליפתם מלאה לגמרי באלקטרונים). לדוגמה, ליתיום וניאון מכילים שניהם שתי קליפות אלקטרונים, כיוון ששניהם מצויים בשורה השנייה של הטבלה; הקליפה החיצונית של ליתיום מכילה אלקטרון בודד, וזו של ניאון - 8 אלקטרונים.

ליסודות הנמצאים באותו הטור (מכונה בהקשר זה קבוצה) יש מספר זהה של אלקטרונים בקליפה החיצונית. היות ולמספר האלקטרונים בקליפה החיצונית השפעה מכרעת על התכונות הכימיות של היסוד, מגלים כל היסודות באותו הטור תכונות דומות ומהווים ברוב המקרים קבוצה מוגדרת בעלת שם (הלוגנים, מתכות אלקליות ועוד). לכלל זה (בנוגע למספר האלקטרונים בקליפה החיצונית) יש יוצאים מן הכלל במתכות המעבר. הטבלה המחזורית מחולקת לשלוש קבוצות עיקריות (מתכות, מתכות למחצה (מטלואידים) ואל מתכות) ולמספר קבוצות משנה.

[עריכה] מתכות אלקליות

מתכת אלקלית (ליתיום, נתרן, אשלגן, רובידיום, צזיום ופרנציום) היא יסוד מתכתי, לרוב מוצק בטמפרטורת החדר, רך ופעיל מאוד. המתכות האלקליות הן המתכות הנמצאות בטור הראשון בטבלה המחזורית. מתכות אלה לא נמצאות אף פעם בטבע כיסוד אלא הן תמיד בצורת תרכובת עם יסודות אחרים. מתכות אלה הן בצבע כסף, רכות (במיוחד כאשר יורדים בטבלה המחזורית), בעלות צפיפות נמוכה ומתרכבות במהירות רבה. לכולן יש אלקטרון אחד ברמה האחרונה, כך שעדיפותם האנרגטית היא לאבד את האלקטרון.

[עריכה] מתכות אלקליות עפרוריות

המתכות האלקליות-עפרוריות (בריליום, מגנזיום, סידן, סטרונציום, בריום ורדיום) הן יסודות מוצקים ובעלי צבע אפור עם ברק מתכתי אופייני. יסודות אלו מוליכים חשמל וחום וניתנים לריקוע. לקבוצה זו משתייכים ששת היסודות הנמצאים בטור השני של הטבלה המחזורית. היסוד האחרון בקבוצה - רדיום - הינו רדיואקטיבי. בשל נטייתן החזקה של המתכות האלקליות עפרוריות להגיב עם יסודות אחרים הן אינן נמצאות בצורתן החופשית בטבע. בימי הביניים האלכימאים התייחסו לחומרים שאינם מסיסים במים ושאינם משתנים בבעירה כאל "חומרי אדמה", עפר, ומכאן השם.

[עריכה] מתכות מעבר

מתכת מלובנת

מתכת היא יסוד כימי המורכב מאטומים שלאלקטרונים שלהם, אשר נמצאים ברמה האחרונה, אנרגית יינון נמוכה. כתוצאה מכך חלק או כל האלקטרונים של הרמה האחרונה נמשכים בצורה חלשה לגרעין האטום. בקבוצת מתכות המעבר יש כי הרבה יסודות: 28 (סקנדיום, איטריום, טיטניום, ונדיום, כרום, מנגן, ברזל, קובלט, ניקל, נחושת, אבץ, מוליבדן, ניאוביום, צירקוניום, רודיום, רותניום, פלדיום, כסף, קדמיום, הפניום, טנטלום, טונגסטון, רניום, אירידיום, אוסמיום, פלטינה, זהב וכספית) ובטבלה המחזורית מתכות המעבר משתרעות על 10 קבוצות. יש גם כ-10 מתכות מעבר הוכנו במעבדה (טכנציום, רתרפורדיום, דובניום, סיבורגיום, בוהריום, האסיום, מייטנריום, דרמשטטיום, רונטגניום ויונונביום). כל מתכות המעבר הן מוצקות, מלבד הכספית הנוזלית.

[עריכה] Poor Metals

Poor Metals או Post-transition metals (מתכת מעבר עמידה) היא קבוצה של מתכות, שבטבלה המחזורית משתרעת על 3 קבוצות (5 קבוצות אם מחשיבים גם את היסודות שטרם גולו). המתכות הן: אלומיניום, אינדיום, בדיל, גליום, תליום, עופרת וביסמוט. שאר המתכות שהוכנו במעבדה הן: אונונטריום, אונונקוואדיום, אונונפנטיום, אונונהקסיום, אונונספטיום ואונונאוקטיום.

[עריכה] מתכות למחצה

המתכות למחצה (בורון, צורן, גרמניום, ארסן, אנטימון, טלור, פולוניום) הן אחד משלושת הסוגים של היסודות, שכוללים גם מתכות ואל מתכות. למתכות למחצה (נקראות גם מטלואידים), תכונות ביניים בין מתכות ואל מתכות. אין דרך מיוחדת להבדיל בין מתכת למחצה למתכת רגילה. ההבדל העיקרי הוא שמתכות למחצה הן בדרך כלל גם מוליכות למחצה, בעוד מתכות רגילות הן מוליכות. לעתים מוסיפים מתכות למחצה לסגסוגות. בטבלה המחזורית, המטלואידים חוצים בקו אלכסוני את הגבול בין מתכות ואל מתכות.

[עריכה] אל מתכת

האל-מתכות (מימן, חנקן, חמצן, פלואור, כרום, ברום ויוד) הן דו-אטומיות. יש עוד 13 אל מתכות, אבל הן רב-אטומיות. האל-מתכות נמצאות בצד הימני העליון של הטבלה המחזורית. יוצא דופן הוא המימן, שמופיע בדרך כלל בצד השמאלי העליון יחד עם המתכות האלקליות, אבל הוא מתנהג ברוב המקרים כאל-מתכת. שלא כמו מתכות, שמוליכות חשמל, רב אל-מתכות הן מבודדות או מבודדות למחצה. אל-מתכות יכולות ליצור סריג יוני עם מתכות, או לחילופין קשר קוולנטי עם אל-מתכות ומתכות אחרות. תחמוצת של אל-מתכת יוצרת חומצה.

[עריכה] הלוגנים

הלוגן הוא כל יסוד השייך למשפחת ההלוגנים: קבוצת יסודות אל-מתכתיים, רעילים, המאכלסים את העמודה ה-7והלפני אחרונה בטבלה המחזורית. ההלוגנים הם: פלואור, כלור, ברום, יוד ואסטטין. ההלוגנים מצויים בטבע בצורת מולקולות דו-אטומית ובתרכובות רבות. להלוגנים יש שבעה אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית (7 אלקטרוני ערכיות); דבר זה גורם להלוגנים להיות פעילים במיוחד, ולהגיב בעוצמה עם חומרים רבים. פלואור, בנוסף, הוא היסוד האלקטרושלילי ביותר בכל הטבלה המחזורית; גם עובדה זו אחראית לכך שזהו אחד היסודות הפעילים ביותר.

[עריכה] גזים אצילים

גז אציל

גזים אצילים הם יסודות כימיים שלהם קליפה חיצונית מלאה של אלקטרונים, ולכן אינם מתרכבים בקלות עם יסודות אחרים (השם גזים אצילים ניתן להם בזמן שהדעה הייתה שאינם מתרכבים כלל). יסודות אלה הם: הליום, נאון, ארגון, קריפטון, קסנון ורדון. כל היסודות הללו הם גזים בטמפרטורת החדר, ולהם נקודות היתוך ונקודות רתיחה נמוכות מאוד. הגזים האצילים מופיעים בטור ה-18 בטבלה המחזורית.

[עריכה] לנתנידים

קבוצת הלנתנידים היא קבוצה של 15 מתכות מעבר נדירות ביותר, הדומות מאוד אחת לשנייה והנמצאות לעתים קרובות אחת ליד השנייה. קבוצת הלנתנידים מכילה את היסודות לנתן, צריום, פרסאודימיום, נאודימיום, פרומטיום, סמריום, אירופיום, גדוליניום, טרביום, דיספרוסיום, הולמיום, ארביום, תוליום, איטרביום ולוטציום, אשר נמצאים בטבלה המחזורית במקומות 57-71 ומסודרים בשורה נפרדת מתחת לטבלה הראשית, שורת הלנתנידים.

[עריכה] אקטינידים

סדרת האקטינידים היא סדרה כימית של 15 יסודות דומים ביותר. הסדרה כוללת את היסודות אקטיניום, תוריום, פרוטקטיניום, אורניום, נפטוניום, פלוטוניום, אמריציום, קוריום, ברקליום, קליפורניום, איינשטייניום, פרמיום, מנדלביום, נובליום, לורנסיום. האקטינידים נמצאים בטבלה המחזורית במקומות 89-103 והם מרוכזים בשורה נפרדת מתחת לגוף הטבלה, שורת האקטינידים. היסודות האקטינידים מאופיינים ברדיואקטיביות ומשך חיים קצר למדי; רק אורניום ותוריום לא נוצרו באופן מלאכותי (במעבדה), וכל האקטינידים מוצקים בטמפרטורת החדר.

[עריכה] יסודות מלאכותיים

קיימים כ-30 יסודות כימיים מלאכותיים אשר נוצרו בחלקיקים. מתוכם עשרה הם מתכות מעבר, חמש Poor Metals, הלוגן אחד, לנתניד אחד ו-13 אקטינידים. כל היסודות המלאכותיים הם מוצקים בטמפרטורת החדר.

[עריכה] ראו גם

יוד

מקור: http://he.wikipedia.org../../../%D7%99/%D7%A1/%D7%95/%D7%99%D7%A1%D7%95%D7%93_%D7%9B%D7%99%D7%9E%D7%99.html

קטגוריה: יסודות כימיים