Элемент химический

Элемент химический, совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Известно 109 элементов химических (1993) из которых состоят более 15 млн. известных веществ; 21 из них впервые были получены искусственно (Tc, Pm, At, Fr, Np, Pu и 15 элементов от N 95 до 109), причем Tc, Pm, Fr, Np позже в ничтожных количествах обнаружены в природе. Наиболее распространены O, Si, Al, Fe, Cu, Na, K, Mg, Ti, Mn; эти химические элементы составляют 99,92% массы земной коры.

Таблица 1. Названия и символы химических элементов. Знаки состоят из первой буквы или первой и одной из следующих букв латинского названия элементов.

Атомный номер	Знак	Название		Чтение	Происхождение	Атомная масса(округ)
Атомный номер	Знак	Латинское	Русское	Чтение	Происхождение	Атомная масса(округ)
1	H	Hydrogenium	Водород	«аш»	От греч. «рождающий воду»	1
2	He	Helium	Гелий	«гелий»	От греч. «Солнце»	4
3	Li	Lithium	Литий	«литий»		7
4	Be	Beryllium	Бериллий	«бериллий»		9
5	B	Borum	Бор	«бор»	От арабск. «белый минерал»	11
6	С	Carboneum	Углерод	«цэ»	От лат. «уголь»	12
7	N	Nitrogenium	Азот	«эн»	От греч.«рождающий селитру»	14
8	O	Oxygenium	Кислород	«о»	От греч. «рождающий кислоты»	16
9	F	Fluorum	Фтор	«фтор»	От лат. глагола «течь»	19
10	Ne	Neon	Неон	«неон»	От греч. «новый»	20
11	Na	Natrium	Натрий	«натрий»	От арабск, «моющее средство»	23
12	Mg	Magnesium	Магний	«магний»	От назв. полуострова Магнезия	24
13	Al	Aluminium	Алюминий	«алюминий»	От лат. «квасцы»	27
14	Si	Silicium	Кремний	«силициум»	От лат. «кремень»	28
15	P	Phosphorus	Фосфор	«пэ»	От греч. «несущий свет»	31
16	S	Sulfur	Сера	«эс»	От санскритского «горючий порошок»	32
17	Cl	Clorum	Хлор	«хлор»	От греч. «зеленоватый»	35,5
18	Ar	Argon	Аргон	«аргон»	От греч. «недеятельный»	40
19	К	Kalium	Калий	«калий»	От арабск. «щёлочь»	39
20	Ca	Calcium	Кальций	«кальций»	От лат. «известняк»	40
21	Sc	Scandium	Скандий	«скандий»		45
22	Ti	Titanium	Титан			48
23	V	Vanadium	Ванадий			51
24	Cr	Chromium	Хром	«хром»	От греч. «краска»	52
25	Mn	Manganum	Марганец	«марганец»	От греч. «очищающий»	55
26	Fe	Ferrum	Железо	«феррум»	От лат. «меч»	56
27	Co	Cobaltum	Кобальт			59
28	Ni	Niccolum	Никель	«никель»	От нем. «медь святого Николая»	59
29	Сu	Cuprum	Медь	«купрум»	От греч. назв. о. Кипр
30	Zn	Zincum	Цинк	«цинк»	От нем. «олово»
31	Ga	Gallium	Галлий			70
32	Ge	Germanium	Германий			73
33	As	Arsenicum	Мышьяк			75
34	Se	Selenium	Селен			79
35	Br	Bromum	Бром	«бром»	От греч. «зловонный»	80
36	Kr	Kryptonum	Криптон	«криптон»	От греч. «скрытый»	84
37	Rb	Rubidium	Рубидий			85
38	Sr	Strontium	Стронций			88
39	Y	Yttrium	Иттрий			89
40	Zr	Zirconium	Цирконий			91
41	Nb	Niobium	Ниобий			93
42	Mo	Molebdaenum	Молибден			96
43	Tc	Technetium	Технеций			99
44	Ru	Ruthenium	Рутений			101
45	Rh	Rhodium	Родий			103
46	Pd	Palladium	Палладий			106
47	Ag	Argentum	Серебро	«аргентум»	От греч. «светлый»
48	Cd	Cadmium	Кадмий			112
49	In	Indium	Индий			115
50	Sn	Stannum	Олово			119
51	Sb	Stibium	Сурьма			122
52	Te	Tellurium	Теллур			128
	I	Iodum	Йод	«йод»	От греч. «фиолетовый»
54	Xe	Xenonum	Ксенон			131
55	Cs	Caesium	Цезий	«цезий»	От лат. «небесно-голубой»	133
56	Ba	Barium	Барий	«барий»	От греч. «тяжелый»
72	Hf	Hafnium	Гафний			178
73	Ta	Tantalum	Тантал			181
74	W	Wolframium	Вольфрам			184
75	Re	Rhenium	Рений			186
76	Os	Osmium	Осмий			190
77	Ir	Iridium	Иридий			192
78	Pt	Platinum	Платина			195
79	Au	Aurum	Золото	«аурум»	От лат. «горящий»
80	Hg	Hydrargyrum	Ртуть	«гидраргирум»	Лат. «жидкое серебро»
81	Tl	Thallium	Таллий			204
82	Pb	Plumbum	Свинец	«плюмбум»	От лат. названия сплава свинца с оловом.	207
83	Bi	Bismuthum	Висмут			209

Кисло́ты – сложные вещества, которые состоят из атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов и кислотных остатков. Они получили своё название из-за кислого вкуса большинства кислот. В водных растворах они диссоциируют на катион водорода (протон) и анион кислотного остатка.

Слабые – константа диссоциации меньше 1×10⁻³ (уксусная кислота K_д= 1,7×10⁻⁵).

По принадлежности к классам химических соединений

Взаимодействие с оксидами металлов с образованием соли и воды:

$\mathrm{BaCl_2 + \ H_2SO_4 \longrightarrow \ BaSO_4 \downarrow + 2 \ HCl \uparrow}$

Сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

$\mathrm{Na_2CO_3 + 2 \ HCl \longrightarrow 2 \ NaCl + \ H_2O + \ CO_2 \uparrow}$

$\mathrm{Mg + 2 \ H_2SO_4 \longrightarrow \ MgSO_4 + \ SO_2 \uparrow + 2 \ H_2O}$

Средние (нормальные) соли – все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример: $~\mathrm{Na_2CO_3}$ , $~\mathrm{K_3PO_4}$ .

Кислые соли – атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты.

Основные соли – гидроксогруппы основания (OH⁻) частично замещены кислотными остатками. Пример: $~\mathrm{(CuOH)_2CO_3}$ .

Двойные соли – в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами,

Смешанные соли – в их составе присутствует два различных аниона. Пример: $~\mathrm{Ca(OCl)Cl}$ .

Гидратные соли (кристаллогидраты) – в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: $~\mathrm{Na_2SO_4 \cdot 10 \ H_2O}$ .

Комплексные соли – в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Пример: $~\mathrm{K_3[Fe(CN)_6]}$ , $~\mathrm{[Cu(NH_3)_4](OH)_2}$ .

Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей. Некоторые из них можно отнести к особенному классу органических солей, так называемых ионных жидкостей или по-другому «жидких солей», органических солей с температурой плавления ниже 100 °C.

Названия солей образуются из двух слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже: $~\mathrm{Na_2SO_4}$ – сульфат натрия. Для металлов с переменной степенью окисления её указывают в скобках и без пробела: $~\mathrm{FeSO_4}$ – сульфат железа(II), $~\mathrm{Fe_2(SO_4)_3}$ – сульфат железа(III).

Названия основных солей начинаются с приставки «гидроксо-» или «дигидроксо-». Например, $~\mathrm{Mg(OH)Cl}$ – гидроксохлорид магния, $~\mathrm{Al(OH)_2Cl}$ – дигидроксохлорид алюминия.

В гидратных солях на наличие кристаллической воды указывает приставка «гидрат-». Степень гидратации отражают численной приставкой. Например, $~\mathrm{CaCl_2 \cdot 2 \ H_2O}$ – дигидрат хлорида кальция.

На низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если их больше двух) указывает приставка «гипо-». Приставка «пер-» указывает на высшую степень окисления (для солей кислот с окончаниями «-овая», «-евая», «-ная»). Например: $~\mathrm{NaClO}$ – гипохлорит натрия, $~\mathrm{NaClO_2}$ – хлорит натрия, $~\mathrm{NaClO_3}$ – хлорат натрия, $~\mathrm{NaClO_4}$ – перхлорат натрия.

Существуют различные методы получения солей:

Взаимодействие солей c кислотами, другими солями (если образуется выходящий из сферы реакции продукт):

$\mathrm{2Na_2CO_3 + 2 \ MgCl_2 + H_2O \longrightarrow \ [Mg(OH)]_2CO_3 + CO_2 \uparrow + 4 \ NaCl}$

Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав.

Соли взаимодействуют с кислотами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (осадок, газ, мало диссоциирующие вещества, например, вода):

Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции (образуется газ, осадок или вода); в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:

$\mathrm{K_2Cr_2O_7 + 3 \ Na_2SO_3 + 4 \ H_2SO_4 \longrightarrow \ Cr_2(SO_4)_3 + 3 \ Na_2SO_4 + \ K_2SO_4 + 4 \ H_2O}$

Названия кислородсодержащих солей имеют окончания "ат", а названия бескислородных солей – окончания "ид".

В некоторых случаях для кислородсодержащих солей может использоваться окончание "ит". Например, Na₂SO₃ – сульфит натрия. Это делается для того, чтобы различать соли серной кислоты (H₂SO₄) и сернистой кислоты (H₂SO₃) и в других таких же случаях.

Кислые соли образуются многоосновными кислотами. Одноосновные кислоты кислых солей не образуют.

Кислые соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат ионы водорода.

Названия кислых солей содержат приставку "гидро" (от слова hydrogenium – водород). Например:

Основные соли образуются при неполной нейтрализации основания. Названия основных солей образуют с помощью приставки "гидроксо". Ниже приведен пример, показывающий отличие основных солей от обычных (средних):

Основные соли, помимо ионов металла и кислотного остатка, содержат гидроксильные группы.

Основные соли образуются только из многокислотных оснований. Одноокислотные основания таких солей образовать не могут.

В таблице 8-6 приведены международные названия солей. Однако полезно знать также русские названия и некоторые исторически сложившиеся, традиционные названия солей, имеющих важное значение (таблица 8-7).

Таблица 8-7. Международные, русские и традиционные названия некоторых важных солей.

Формула кислоты	Название кислоты	Кислотный остаток	Валентность остатка	Название соответствующей соли	Примеры
HAlO₂	Метаалюминиевая	AlO₂^-	I	Метаалюминат	KAlO₂ - метаалюминат калия
HBO₂	Метаборная	BO₂^-	I	Метаборат	NaBO₂ – метаборат натрия
H₃BO₃	Борная (ортоборная)	BO₃^3-	III	Ортоборат	KBO₃ – ортоборат калия
HBr	Бромоводородная	Br^-	I	Бромид	FeBr₂ – бромид железа II
HCOOH	Муравьиная	COOH^-	I	Формиат	NaCOOH – формиат натрия
HCN	Циановодородная	CN^-	I	Цианид	KCN – цианид калия
H₂CO₃	Угольная	CO₃^2-	II	Карбонат	CaCO₃ – карбонат кальция
H₂C₂O₄	Щавелевая	C₂O₄^2-	II	Оксолат	CaC₂O₄ – оксолат кальция
H₄C₂O₂ или (CH₃COOH)	Уксусная	CH₃COO^-	I	Ацетат	CH₃COOLi – ацетат лития
HCl	Хлороводородная (соляная)	Cl^-	I	Хлорид	NaCl – хлорид натрия
HClO	Хлорноватистая	ClO^-	I	Гипохлорит	KClO – гипохлорит калия
HClO₂	Хлористая	ClO₂^-	I	Хлорит	Cu(ClO₂)₂– хлорит меди II
HClO₃	Хлорноватая	ClO₃^-	I	Хлорат	Zn(ClO₃)₂ – хлорат цинка
HClO₄	Хлорная	ClO₄^-	I	Перхлорат	NaClO₄ – перхлорат натрия
HCrO₂	Метахромистая	CrO₂^-	I	Метахромит	Fe(CrO₂)₃– метахромит железа III
HCrO₄	Хромовая	CrO₄^-	I	Хромат	Mg(CrO₄)₂– хромат магния
H₂Cr₂O₇	Дихромовая (двухромовая)	Cr₂O₇^-	I	Дихромат	Ba(Cr₂O₇)₂– дихромат бария
HI	Иодоводородная	I^-	I	Иодид	KI – иодид калия
HMnO₄	Марганцевая	MnO₄^-	I	Перманганат	KMnO₄ – перманганат калия
H₂MnO₄	Марганцовистая	MnO₄^2-	II	Манганат	CoMnO₄ – манганат кобальта
H₂MoO₄	Молибденовая	MoO₄^2-	II	Молибдат	Na₂MoO₄ – молибдат натрия
HNO₂	Азотистая	NO₂^-	I	Нитрит	Pb(NO₂)₄– нитрит свинца
HNO₃	Азотная	NO₃^-	I	Нитрат	Sr(NO₃)₂– нитрат стронция
HPO₃	Метафосфорная	PO₃^-	I	Метафосфат	CuPO₃ – метафосфат меди I
H₄P₂O₇	Двуфосфорная (Пирофосфорная)	P₂O₇^4-	IV	Дифосфат (Пирофосфат)	Ca₂P₂O₇– дифосфат кальция
H₃PO₃	Фосфористая	PO₃^3-	III	Фосфит	Na₃PO₃ – фосфит натрия
H₃PO₄	Фосфорная (ортофосфорная)	PO₄^3-	III	Фосфаты	Li₃PO₄ – фосфат лития
H₃PO₂	Фосфорноватистая	PO₂^3-	III	Гипофосфит	Ca₃(PO₂)₂– гипофосфит кальция
H₂S	Сероводородная	S^2-	II	Сульфид	Na₂S – сульфид натрия
H₂SO₃	Сернистая	SO₃^2-	II	Сульфит	K₂SO₃ – сульфит калия
H₂SO₄	Серная	SO₄^2-	II	Сульфат	MnSO₄ – сульфат марганца
H₂S₂O₃	Тиосерная	S₂O₃^2-	II	Тиосульфат	Na₂S₂O₃ – тиосульфат натрия
HF	Фтороводородная (плавиковая) кислота	F^-	I	Фторид	KF – фторид калия
H₂Se	Селеноводородная	Se^2-	II	Селенид	K₂Se – селенид калия
H₂SiO₃	Кремниевая (метакремниевая)	SiO₃^2-	II	Силикат	Na₂SiO₃ – силикат натрия
HVO₃	Ванадиевая	VO₃^-	I	Ванадат	Be(VO₃)₂– ванадат бериллия
H₂WO₄	Вольфрамовая	WO₄^2-	II	Вольфрамат	ZnWO₄ – вольфрамат цинка

Mg(OH)₂	+		2 HCl		=		MgCl₂	+	2 H₂O
							хлорид магния (средняя соль)
Mg(OH)₂	+	HCl		=		Mg(OH)Cl		+	H₂O
						гидроксохлорид магния (основная соль)

Соль	Международное название	Русское название	Традиционное название	Применение
Na₂CO₃	Карбонат натрия	Натрий углекислый	Сода	В быту – как моющее и чистящее средство
NaHCO₃	Гидрокарбонат натрия	Натрий углекислый кислый	Питьевая сода	Пищевой продукт: выпечка кондитерских изделий
K₂CO₃	Карбонат калия	Калий углекислый	Поташ	Применяется в технике
Na₂SO₄	Сульфат натрия	Натрий сернокислый	Глауберова соль	Лекарственное средство
MgSO₄	Сульфат магния	Магний сернокислый	Английская соль	Лекарственное средство
KClO₃	Хлорат калия	Калий хлорнова-токислый	Бертолетова соль	Применяется в зажигательных смесях для головок спичек