Как вещества, как известно, состоят из атомов. А разные виды атомов называются химическими элементами. В этом посте вы прочитаете множество интересных фактов о химических элементах.

Химических элементов значительно меньше, чем разных веществ. Стабильных элементов (атомы которых не распадаются со временем) всего 80, а также есть ещё несколько радиоактивных, но долгоживущих, которые тоже встречаются в природе. Всё многообразие веществ образуется из-за того, что атомы способны соединяться между собой. Положительно заряженные ядра атомов при сближении притягивают отрицательно заряженные электроны других атомов и из-за этого между атомами образуется устойчивая связь.

Атомы химических элементов отличаются друг от друга числом протонов в ядре атома. Протоны и нейтроны удерживаются в ядре ядерными силами, но электромагнитные силы пытаются отталкивать протоны друг от друга. Чем больше протонов в ядре, тем сильнее отталкивание, поэтому слишком большие ядра не могут долго существовать. Самый последний из химических элементов, атомы которого стабильны — свинец (номер 82), а самый последний, который встречается в природе — уран (номер 92). Все известные элементы с большими номерами получены искусственно в ядерных реакторах или на ускорителях. Самый же тяжёлый на сегодняшний день элемент, который получен искусственно, это унуноктий (номер 118). Его синтезировали российские учёные на ускорителе в Дубне. Все элементы с номером 100 и выше получены в очень малых количествах (иногда лишь в количестве нескольких атомов).

Согласно современным представлениям все элементы тяжелее водорода и гелия образовались в процессе эволюции звёзд. Ядра атомов от водорода до железа способны сливаться друг с другом с выделением энергии и постепенно образуются в течение жизни звезды. А вот все химические элементы, атомы которых тяжелее железа, как считают учёные, образовались при взрывах сверхновых или нейтронных звёзд.

Самый первый химический элемент — водород. Он является самым распространённым во Вселенной, более 90% атомов — это атомы водорода. Но на Земле водорода не так много, а самый распространённый элемент — кислород. В земной коре около 50% кислорода, затем идут кремний (26% по массе) и алюминий (7%).

Даже чистые химические элементы могут существовать в виде разных веществ, т к. атомы в них могут соединяться по-разному. Это явление называется аллотропией.

пример аллотропии — кристаллический бор (слева) и аморфный бор

Химические элементы очень сильно отличаются друг от друга по способности вступать в химические реакции. Самые химически пассивные элементы — инертные газы, особенно гелий. Всё потому, что у них полностью заполнена внешняя электронная оболочка. Гелий и неон вообще не образуют настоящих химических соединений. Также малой химической активностью отличаются т. н. благородные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы.

Самые активные химические элементы — те, которые легко отдают или присоединяют электроны. Самый активный металл — цезий, а самый активный неметалл — фтор.

Цезий настолько активен, что самопроизвольно загорается на воздухе и взрывается в воде.

видео — реакция цезия с водой (сначала в воду бросают рубидий, а потом цезий)

Фтор настолько активен, что реагирует почти со всеми известными веществами. В этом газе загораются даже такие вещества, как песок и вода. Фтор настолько опасен, что многие химики, пытаясь получить его в чистом виде, погибли во время опытов.

видео — горение асбеста и воды во фторе

видео — даже кирпич загорается во фторе

Из всех химических элементов в чистом виде 11 элементов при нормальных условиях — газы, а почти все остальные — твёрдые вещества. Лишь ртуть и бром — жидкости.

По своим свойствам многие химические элементы в чём-то похожи друг на друга. Например, среди них выделяют такие группы, как щелочные металлы, галогены, инертные газы и т. д. В то же время практически любой известный химический элемент в чём-то уникален и в некоторых областях применения незаменим. Например, титан, на основе которого делают сверхпрочные сплавы, незаменим в авиастроении. Кремний незаменим в микроэлектронике. Литий незаменим в производстве компактных аккумуляторов. Цезий незаменим как материал для инфракрасных датчиков. Уран незаменим в атомной промышленности.

Организм человека состоит из более, чем 30 химических элементов, при недостатке которых он не может нормально функционировать. Например, из соединений кальция состоят кости, железо входит в состав гемоглобина крови, йод нужен для синтеза гормонов щитовидной железы и т. д.

Футбольный клуб «Амкар» из Перми получил название от сокращения двух химических веществ - аммиака и карбамида, так как они были главной продукцией ОАО «Минеральные удобрения», создавшей клуб.

Если вязкость жидкости зависит только от её природы и температуры, как, например, у воды, такую жидкость называют ньютоновской. Если вязкость зависит ещё и от градиента скорости, её называют неньютоновской. Такие жидкости при внезапном применении силы ведут себя как твёрдые тела. Пример - кетчуп в бутылке, который не будет течь, пока не встряхнуть бутылку. Другой пример - суспензия кукурузного крахмала в воде. Если налить её в большую ёмкость, можно в буквальном смысле ходить по ней, если передвигать ногами быстро и прикладывать достаточную силу к каждому удару.

Эрнест Резерфорд занимался исследованиями в основном в области физики и однажды заявил, что «все науки можно разделить на две группы - на физику и коллекционирование марок». Однако Нобелевскую премию ему вручили по химии, что стало неожиданностью как для него, так и для других учёных. Впоследствии он замечал, что из всех превращений, которые ему удалось наблюдать, «самым неожиданным стало собственное превращение из физика в химика».

С 1990-х годов на веб-сайтах и в почтовых рассылках нередко появляются призывы запретить использование монооксида дигидрогена. В них перечисляются многочисленные опасности, которое вызывает это вещество: оно является главным компонентом кислотных дождей, ускоряет коррозию металлов, может вызывать короткое замыкание и т. п. Несмотря на опасность, вещество активно применяется в качестве промышленного растворителя, добавки к пищевым продуктам, на атомных станциях, а предприятия сбрасывают его в огромных количествах в реки и моря. Эта шутка - ведь монооксид дигидрогена есть не что иное, как вода - должна учить критическому восприятию информации. В 2007 году на неё купился новозеландский депутат. Ему пришло подобное письмо от избирателя, и он перенаправил его в правительство, потребовав запретить опасный химикат.

Земляничный альдегид с точки зрения органической химии является не альдегидом, а этиловым эфиром. Также это вещество не содержится в землянике, а только напоминает её своим запахом. Своё название вещество получило в 19 веке, когда химический анализ был ещё не очень точным.

Платина в переводе с испанского буквально означает «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название, данное этому металлу конкистадорами, исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Сейчас на мировых биржах платина дороже серебра примерно в 100 раз.

Запах мокрой земли, который мы чувствуем после дождя, - это органическое вещество геосмин, которое вырабатывают живущие на поверхности земли цианобактерии и актинобактерии.

Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента - иттрий, иттербий, тербий и эрбий - были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.

При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В честь него и назвали сам металл кобальт.

Канарейки очень чувствительны к содержанию в воздухе метана. Эту особенность использовали в своё время шахтёры, которые, спускаясь под землю, брали с собой клетку с канарейкой. Если пения давно не было слышно, значит следовало подниматься наверх как можно быстрее.

Антибиотики были открыты случайно. Александр Флеминг оставил пробирку с бактериями стафилококка без внимания на несколько дней. В ней выросла колония плесневых грибов и стала разрушать бактерии, а затем Флеминг выделил активное вещество - пенициллин.

Грифы-индейки имеют очень острый нюх, особенно хорошо они чуют этантиол - газ, который выделяется при гниении трупов животных. Искусственно полученный этантиол добавляют в природный газ, который сам по себе не имеет запаха, чтобы мы могли почуять утечку газа из незакрытой конфорки. В малонаселённых районах США инженеры-обходчики иногда обнаруживают утечки на магистральных трубопроводах именно по кружению над ними грифов-индеек, привлекаемых привычным им запахом.

Американец Чарльз Гудьир случайно открыл рецепт изготовления резины, которая не размягчается в жару и не становится хрупкой на морозе. Он по ошибке нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите (по другой версии, оставил образец резины у печи). Этот процесс получил название вулканизация.

Химия - это предмет, который известен всем школьникам. Отношение к нему разное: одним нравится наблюдать за тем, как ведут себя реагенты во время разнообразных опытов на уроке, а у других, наоборот, химия вызывает только скуку. Однако не всем известны интересные факты об этой дисциплине. Рассмотрим некоторые из них.

Танцующий кальмар

Химия - это предмет, который находит практическое применение в самых разных областях жизни. Один из интересных фактов о химии связан с японским блюдом под названием «танцующий кальмар». Его изюминка состоит в следующем: недавно пойманного кальмара подают на стол гостю, незадолго до этого полив его соевым соусом. Кальмар начинает шевелить щупальцами, будто танцуя. Этот эффект связан с тем, что в щупальцах кальмара происходит химическая реакция, заставляющая двигаться мышцы.

Скатол

Еще один интересный факт о химии связан с особым веществом под названием скатол. Это органическое соединение, которое придает фекалиям характерный запах. Его бесцветные кристаллы можно найти в различных эфирных маслах, смолах, они также образуются при разложении белка. В небольших дозах это вещество обладает приятным цветочным ароматом. Производители нередко добавляют его в состав духов, сигарет, а также разнообразных пищевых эссенций. Скатол содержится даже в пище.

Яд в алкоголе

А следующий интересный факт о химии послужит предостережением для тех, кто склонен к употреблению спиртных напитков. В их составе может присутствовать очень опасное вещество, которое по вкусу и запаху практически не отличимо от этилового спирта. Это метиловый спирт. Его небольшое количество может привести к слепоте. Доза величиной в 30 мл может спровоцировать остановку сердца. При отравлении метиловым спиртом противоядием к нему является этиловый спирт. Это объясняется тем фактом, что процессы связывания и того, и другого спирта непосредственно зависят от фермента алкогольдегидрогеназы. Данное вещество быстрее реагирует с этанолом. В результате реакции этанол исчерпывается, а большая часть метанола остается нерасщепленной, вследствие чего меньшее количество яда оказывается в крови.

Канарейки-спасатели

Немало интересных фактов о химии связано и с миром животных. К примеру, среди шахтеров широко известен факт: канарейки проявляют высокую чувствительность к запаху газа метана. Эта особенность в прошлом всегда использовалась работниками шахт, которые всегда брали с собой маленьких птичек под землю. В том случае, если канарейки прекращали петь, это означало, что следует немедленно подниматься наверх.

Открытие антибиотиков

Пожалуй, один из самых известных фактов о химии связан с открытием антибиотиков А. Флемингом в 1928 году. Ученый проводил один из своих рядовых экспериментов, которые были посвящены борьбе человеческого организма с различными бактериальными инфекциями. В пробирках он выращивал культуры под названием Staphylococcus. На несколько дней ученый случайно оставил пробирку с бактериями без внимания. В это время в ней выросла целая колония плесневых грибов. После этого А. Флеминг смог выделить отдельное активное вещество - пенициллин.

Впервые в истории человечества эти вещества были выделены из пшеничной муки итальянским ученым Бартоломео Беккари в 1728 году. Открытие ученого с той поры считается рождением целого направления в науке - химии белка. Рассмотрим несколько интересных фактов из химии о белках:

• Любой живой организм на нашей планете содержит в себе эти вещества. Белок составляет около половины сухого веса каждого организма. Например, у вирусов его содержание составляет от 50 до 95 %. Кроме того, белки являются одними из четырех главных компонентов живой материи (остальные три - это нуклеиновые кислоты, углеводы, а также жиры). Они занимают особое место по своим биологическим функциям.

• Порядка 30 % белков в организме человека находится в мышечной ткани. 20 % содержится в костях и сухожилиях. Всего 10% приходится на кожу.
• Всего в природе существует порядка тысячи разнообразных белков. Они обеспечивают возможность жизнедеятельности самых разных организмов - начиная с простейших и заканчивая человеком. Всего белки обеспечивают жизнь двум миллионам типов живых организмов.
• Мозг также является белком. При попадании в организм алкоголя нервные клетки погибают. Это происходит вследствие того, что белок денатурируется при взаимодействии с этиловым спиртом.

Еще шесть интересных фактов о химии

Рассмотрим вкратце еще несколько фактов из данной области, которые будут интересны как школьникам, так и взрослым.

• Рекордсменом среди ученых, посвятивших свои исследования открытию химических элементов, является шведский исследователь Карл Шееле. Он открыл фтор, хлор, барий, кислород, марганец, молибден, а также вольфрам.
• Самая тонкая материя, которая может быть увидена человеческим взглядом, - это мыльный пузырь. Толщина папиросной бумаги или, к примеру, человеческого волоса в тысячи раз больше, чем толщина стенки мыльного пузыря. Скорость его лопания составляет всего лишь 0,001 сек. Для сравнения: скорость ядерной реакции составляет 0.000 000 000 000 000 001 сек.
• Железо - это прочный и твердый материал, однако даже он может плавиться и превращаться в газ. Происходит это при температуре в 1539 0 С.

• Следующий интересный факт про химию связан с размером атомов. Известно, что эти частицы обладают чрезвычайно малыми размерами. К примеру, атомы водорода настолько малы, что даже если их разместить один за другим в количестве 100 миллионов штук, длина такой цепочки не будет превышать 1 см.
• В одной тонне воды Мирового океана содержится всего лишь 7 миллиграммов золота. Однако общая масса драгоценного металла, содержащегося во всех водах, достаточно внушительна и составляет 10 миллиардов тонн.
• Самые современные пассажирские самолеты в процессе своей работы используют до 75 тонн кислорода. Такое же количество данного вещества вырабатывается 25000-50000 га леса при фотосинтезе.

Впервые обнаруженный в 1817 году и использовавшийся в качестве примеси цинка, кадмий был ничем не примечателен, до начала 1900-х, когда началась добыча цинка в шахте Камиока в центральной Японии. Во время процесса очистки цинка, кадмий сбрасывался в реку Jinzu. К 1930 году, отходы затронули кости местных жителей и сделали их невероятно хрупкими; один врач сломал запястье девушки, пытаясь прощупать ее пульс. Только в 1961 году, было определено, что причиной этой болезни является кадмий. Исследования показали, что местные культуры были переполнены кадмием, который попадал на рисовые поля из речной воды.

Атомная структура кадмия позволяет ему связать металлотионеин, белок в клетках организма, который, связывает, более биологически важные металлы. Когда местные жители ели рис, кадмий сворачивал цинк, кальций и другие минеральные вещества, необходимые для укрепления костей. В 1972 году добывающая компания выплатила компенсацию 178 выжившим жителям, которые жили или работали вдоль реки. Двенадцать лет спустя, когда кинематографистам нужно было убить Годзиллу в последнем сиквеле, они использовали ракеты с кадмиевым наконечником.

Химический элемент Галлий, исчезающая ложка

Элемент для розыгрышей лабораторных шутников, галлий был обнаружен в 1875 году, его открыл французский химик Пол Эмиль Франсуа Лекок де Буабодран. Несмотря на твердое состояние при комнатной температуре, металл плавится уже при 84 ° F. Это означает, что вы гипотетически можете вылепить ложку из галлия, передать ее другу, чтобы помешать его утренний кофе, и увидеть его реакцию, когда ложка исчезнет в горячем напитке. (Несмотря на низкую токсичность галлия, твоему приятелю не следует пить этот кофе). Помимо его использования в розыгрышах, способность галлия выдерживать широкий диапазон температур в жидком виде делает его удобным для замены ртути для высокотемпературных термометров.

Химический элемент Фосфор, элемент дьявола

Один из ключевых компонентов в современных взрывчатых веществах фосфор впервые был обнаружен в малоприятном месте: в моче. В 1669 году немецкий алхимик Хенниг Бранд пытался создать «философский камень», легендарный артефакт, который мог бы превращать металл в золото. Алхимики уделяли большое значение цвету веществ, и, так как моча была (более или менее) похожа цветом на золото, Бранд, вероятно предположил, что он мог бы использовать ее, чтобы получить золото.

Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен

После кипячения и разложения большое количество жидких отходов, предположительно, взятых из местных пивных, алхимик получил черную пасту. Он смешал результат с песком, затем нагревал и дистиллировал его, получив при этом белое воскообразное вещество, которое слабо светилось в темноте, иногда даже выбрасывало пламя при контакте с воздухом! (Отсюда и прозвище: «Элемент Дьявола»). Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен; он только знал, что его неаппетитный проект не дал золото, которое он искал.

Химический элемент Кислород, секрет жизни

Будучи еще мальчиком, Джозеф Пристли заметил, что пауки запечатанные в банках, в конечном счете умирают. Он знал, что его пленники исчерпали воздух, но что осталось в банке с мертвым пауком? Годы спустя, во время работы проповедником, Пристли все еще занимает этот вопрос. Тогда его осенила идея: а что если там были различные типы воздуха? Любопытство Пристли только усилилось, когда он понял, что, в отличие от животных, растения могут выжить в герметичных банках.

Чтобы проверить свою теорию, он поместил мышей в банку с веточками мяты. Когда его подопытные продержались дольше в банке с зеленью, он пришел к выводу, что растения производят что-то жизненно важное. Пристли позднее назвал свое открытие «дефлогистированным воздухом» неуклюжим термином, который, французский химик Антуан Лавуазье заменил на слово «кислород», после проведения серии подобных экспериментов.

В начале 1770-х годов, Пристли поделился своими наблюдениями со своим другом Бенджамином Франклином, который позже написал, «Я надеюсь, что это даст повод пересмотреть яростное уничтожение деревьев, которое происходит из-за мнения, что деревья могут быть заражены. Я уверен, после длительного наблюдения, что нет ничего нездорового в воздухе лесов».

Химический элемент Сиборгий

После оказания помощи в открытии 10 элементов в Беркли, в том числе плутония, америция и кюрия, химик Гленн Сиборг был бы не против присвоить свое имя одному из них. Но в 1974 году, команда из России в городе Дубне объявила, что обнаружила элемент 106, за несколько месяцев до команды из Беркли. Развернулась холодная война за то, кто именно, впервые обнаружил этот новый элемент и какое он должен носить название, американцы записали его как Сиборгий.

Международный союз теоретической и прикладной химии вмешался, и отменил это имя в начале 90-х. Опираясь на мощные химические журналы, американцы настаивали на сохранении имени, и оно было официально восстановлено в 1997 году. Команда города Дубна тоже получила свой приз: элемент 105, дубний. Чтобы отпраздновать свою победу, Сиборг был сфотографирован рядом с большой периодической таблицей, и своим элементом в ней, единственным, когда-либо публично названым, в честь живого человека.

Удивительный мир находится вокруг нас, много интересного окружает человека, о многом он и не догадывается, достаточно просто вспомнить интересные факты о химии и понять в каком чудесном мире живет человек.

1. Достаточно вспомнить галлий и на ум сразу приходит эффект растворяющейся чайной ложки . Удивительно, при комнатной температуре этот металл похож на алюминий. Плавиться он начинает с 28 градусов по Цельсию. Ученые химики часто шутят над своими товарищами. Дают им галевые ложечки, а затем видят удивление пришедших на то, как металлический прибор просто начинает «таять» в кружке с только что заваренным чаем.
2. Ртуть, находящаяся в градуснике, остается жидкой при комнатной температуре .

   

3. Всем известен факт, что периодическая таблица химических элементов, Менделееву приснилась во сне. Но мало кто знает, сам ученый, когда речь заходила о его таблице, всегда говорил: «я работал над ней, может лет двадцать, а вы считаете, что я сел… и она просто появилась» .
4. Иногда знания по химии помогают успешно вести войны . Достаточно вспомнить пример с практически неизвестным сражением Первой мировой войны. Связан этот бой был с добычей металла молибдена. Этот металл использовался при строительстве легендарной немецкой пушки «большая Берта». Применялся он неспроста, данный металл оказался настолько прочным, что изготовленный ствол, стрелявшей на несколько километров, не деформировался снарядами от перегрева. Место добычи молибдена было только в шахте Колорадо. Узнав этот факт, группа из немецкой фирмы «Крупп», находящаяся в тех местах, с боем заполучили эту шахту. Немецкая армия была снабжена таким прочным металлом. Союзники не придали этой стычке никакого значения, и только к концу войны поняли, насколько продуманным был этот стратегический ход.

   

5. Встретить воду в её в исконно чистом виде (H2O) в природе не удастся . Вода впитывает в себя все, что только встречает на своем пути. Таким образом, выпив колодезной воды, мы употребляем «компот», состав которого не смог бы повторить никто из людей.

   

6. Вода реагирует на окружающий мир . Ученые использовали воду из одного источника в разных емкостях. Рядом с одной включали классическую музыку, а другую помещали в комнату с ругающимися людьми. В результате по составу и структуре воды можно было определить, какая емкость с жидкостью, где находилась.

   

7. Смесь горького, сладкого и кислого именно так можно описать вкус грейпфрута . Переработав 100 литров этого сока, ученым удалось выделить меркаптан. Он является вкусовым рекордсменом. Вкус от такого соединения человек может почувствовать уже при концентрации в 0,02 нг/л. Чтобы получить такую концентрацию, достаточно на танкер воды в 100000 тонн, разбавить всего 2 мг меркаптана.

   

8. Интересный процесс можно наблюдать в симбиозе смоковницы и фиговых ос, которые живут в плодах этого дерева. Созревшая ягода, увеличивает в себе концентрацию углекислого газа на 10% . Этого хватает, чтобы усыпить самок ос. Самцы остаются активными, оплодотворяют самок и улетают, проделав отверстие в плоде. СО2 выходит, проснувшиеся самки улетают и уносят пыльцу с собой.

   

9. Научное название кислорода – дефлогистированный воздух .

   

10. Воздух на 4/5 состоит из азота . Если попасть в камеру с азотом, такие камеры встречаются к примеру в шахтах, человек оказывается в ловушке. Азот без цвета и запаха, человеку кажется, он продолжает дышать, не догадываясь, что через несколько секунд он упадет замертво от недостатка воздуха.

    

11. Интересные факты встречаются и в жизни великих химиков . К примеру, в 1921 году, к знаменитому художнику Кустодиеву Дмитрию пришли два молодых человека, и попросили написать их портреты. Желание их было неспроста, Кустодиев рисовал исключительно знаменитых на тот момент людей, а юноши были уверены, что именно такими они и станут в будущем, хоть пока и неизвестны никому. Художник согласился, платой стал мешок пшена и петух. Молодые люди оказались Николаем Сименовым и Петром Капицевым, в последующем ставшие великими учеными и лауреатами Нобелевской премии по физике и химии.

    

12. Неизвестный никому великий химик . Однажды король Швеции Густав III посетил Париж. К нему на аудиенцию пришли французские ученые и стали восхищаться работой великого шведского химика Карла Вильгельма Шееле. Король порадовался, но не понимал о ком идет речь, приказал возвести Шееля в рыцарское достоинство. Но премьер-министру тоже не был известен такой человек, и по случайности в этот чин был возведен другой Шееле – артеллирист. Химик же так и остался всем неизвестным химиком.