عنصر: سنگبناهای جهان مادی
اتم: کوچکترین واحد سازندهٔ یک عنصر
برای فهمیدن عنصر، ابتدا باید با مفهوم اتم آشنا شویم. همهٔ مواد از ذرات ریزی به نام اتم تشکیل شدهاند. اتمها آنقدر کوچک هستند که میلیونها عدد از آنها روی نوک یک سوزن جا میشوند! هر اتم یک هستهٔ مرکزی دارد که پروتون4 و نوترون5 در آن قرار دارند و الکترون6 هم به دور هسته در حال چرخش است.
چه چیزی یک عنصر را منحصر به فرد میکند؟ پاسخ، تعداد پروتونها است. تعداد پروتونها در هستهٔ اتم یک عنصر را عدد اتمی7 مینامند. برای مثال، هر اتمی که دقیقاً 1 پروتون دارد، قطعاً اتم هیدروژن8 است. هر اتمی که 8 پروتون دارد، اکسیژن9 است. پس میتوان گفت: عنصر، مادهای خالص است که همهٔ اتمهای سازندهٔ آن عدد اتمی یکسانی دارند.
طبقهبندی و نمادگذاری عناصر
تاکنون بیش از 118 عنصر مختلف شناسایی شدهاند. دانشمندان این عناصر را در یک جدول منظم به نام جدول تناوبی عناصر10 چیدهاند. برای راحتی کار، به هر عنصر یک نماد شیمیایی11 یک یا دو حرفی اختصاص دادهاند. این نمادها بینالمللی هستند و معمولاً از حروف اول نام لاتین12 عنصر گرفته میشوند. در ادامه چند نمونه را میبینیم.
| نام عنصر | نماد شیمیایی | عدد اتمی | حالت در دمای اتاق | یک مثال ملموس |
|---|---|---|---|---|
| هیدروژن8 | H | 1 | گاز | سوخت موشکهای فضایی |
| اکسیژن9 | O | 8 | گاز | هوایی که نفس میکشیم (حدود 21%) |
| کربن13 | C | 6 | جامد | مغز مداد (گرافیت)، الماس |
| آهن14 | Fe | 26 | جامد | پایه و بدنهٔ خودروها، ریل راهآهن |
| طلا15 | Au | 79 | جامد | جواهرات، سکههای باارزش |
عنصرها در زندگی ما: از هوا تا تلفن همراه
شاید فکر کنید عنصرها فقط در آزمایشگاههای شیمی وجود دارند، اما حقیقت این است که شما در هر لحظه با عنصرهای مختلفی احاطه شدهاید! هوایی که تنفس میکنید مخلوطی از گازهای عنصری مانند اکسیژن (O) و نیتروژن16 (N) است. بدنهٔ دوچرخه یا میز فلزی از عنصر آلومینیوم17 (Al) یا آهن (Fe) ساخته شده است.
یک مثال جالب، تلفن همراه شماست. داخل آن قطعاتی از عنصرهای مختلف به کار رفته است: بدنهای از آلومینیوم، صفحهای نمایش که شامل عنصر ایندیم18 (In) است، باتریای که لیتیوم19 (Li) دارد و مدارهایی از مس20 (Cu) و طلا (Au). این نشان میدهد که تکنولوژی مدرن، ترکیب هوشمندانهای از این آجرهای سازندهٔ جهان است.
حتی بدن شما نیز از عنصرها تشکیل شده است! بیشتر وزن بدن ما را اکسیژن، کربن و هیدروژن تشکیل میدهند. کلسیم21 (Ca) برای استخوانها و دندانها ضروری است و آهن جزئی کلیدی در سلولهای قرمز خون است که اکسیژن را حمل میکنند.
پرسشهای مهم و باورهای نادرست
خیر. آب یک ترکیب22 است. آب از مولکولهایی تشکیل شده که هر کدام از دو نوع اتم مختلف (هیدروژن و اکسیژن) به هم پیوستهاند. مادهای عنصر است که فقط از یک نوع اتم ساخته شده باشد.
از نظر «عنصر» سازنده، خیر! هر دو شکلهای مختلفی از عنصر کربن هستند. تفاوت در آرایش اتمهای کربن است که باعث میشود الماس سخت و درخشان باشد، اما زغال نرم و سیاه. این پدیده را آلوتروپی23 مینامند.
در شرایط معمولی که ما با آنها سر و کار داریم (مانند پختوپز یا ذوب فلزات)، خیر. تبدیل یک عنصر به عنصر دیگر نیاز به تغییر در هستهٔ اتم (تعداد پروتونها) دارد که فقط در واکنشهای هستهای بسیار خاص، مانند آنچه در قلب خورشید یا در رآکتورهای هستهای رخ میدهد، امکانپذیر است.
پاورقی و واژهنامه
1. Element 2. Atom 3. Periodic Table of Elements 4. Proton 5. Neutron 6. Electron 7. Atomic Number 8. Hydrogen (H) 9. Oxygen (O) 10. Periodic Table 11. Chemical Symbol 12. Latin 13. Carbon (C) 14. Iron (Fe) 15. Gold (Au) 16. Nitrogen (N) 17. Aluminium (Al) 18. Indium (In) 19. Lithium (Li) 20. Copper (Cu) 21. Calcium (Ca) 22. Compound 23. Allotropy
توضیح: عدد داخل متن به معادل انگلیسی یا مفهوم توضیح داده شده در این بخش اشاره دارد.
