Elemente – ciudate și minunate

Natiunile Unite au proclamat anul 2019 ca fiind Anul Internațional al Tabelului Periodic al Elementelor Chimice. Acest lucru are ca scop comemorarea a 150 de ani de la eforturile lui Dmitri Mendeleev de a crea un tabel periodic al elementelor.

Tabloul periodic al elementelor chimice este una dintre cele mai importante realizări ale științei, capturând esența nu numai a chimiei, ci și a fizicii și biologiei.

Organizația Națiunilor Unite pentru Educație, Știință și Cultură

Oamenii cunosc și folosesc forme pure de elemente precum sulful de mii de ani, dar știința izolării și identificării elementelor a luat cu adevărat avânt în anii 1700. Pe măsură ce oamenii de știință au adunat mai multe informații, au recunoscut modele în proprietățile elementelor. Fiind oameni de știință, următorii lor pași au fost să clasifice elementele și să creeze o anumită ordine – așa cum este detaliat în articolul Dezvoltarea tabelului periodic.

Un element este un element este un element

Un element este o substanță care constă din atomi cu același număr atomic. Elementul fier este alcătuit numai din atomi de fier, iar atomii de fier sunt aceiași peste tot – atomii de fier de pe Pământ sunt aceiași cu atomii de fier de pe Marte.

Aceste informații – și ordonarea tabelului periodic – pot face ca elementele să pară oarecum previzibile și plictisitoare, dar multe dintre elemente au unele aspecte neobișnuite în ceea ce le privește. În cele ce urmează sunt doar câteva fapte ciudate și minunate despre elemente.

Elemente solide

Majoritatea elementelor sunt solide în condiții standard (temperatura și presiunea camerei):

• Iodul (I) este solid, dar când este încălzit, se sublimează cu ușurință – trece direct în stare gazoasă – și degajă un vapor purpuriu.
• Galiul (Ga) se poate transforma din solid în lichid prin simpla ședere în mâna dumneavoastră. Are un punct de topire de 29,8 ℃. Temperatura medie a corpului uman este de 37℃. Cu toate acestea, punctul său de fierbere este destul de ridicat – 2.229°C – ceea ce face ca galiul să fie util în termometrele de înaltă temperatură.
• Chiar toate metalele elementare au culoarea argintie. Aurul (Au) și cuprul (Cu) sunt singurele două excepții.
• Cel mai rar element prezent în natură este astatina (At). În scoarța terestră există aproximativ 28 g din acesta. Astatina și-a primit numele de la cuvântul grecesc astatos, care înseamnă instabil.
• Carbonul (C) reacționează cu alte elemente pentru a produce 10 milioane de compuși diferiți. Carbonul reprezintă 20% din masa ființelor vii.
• Elementele fermiu (Fm) și einsteiniu (Es) au fost descoperite ca urmare a primului test cu bombă cu hidrogen din 1952. Dronele au transportat hârtie de filtru pentru a colecta mostre din atmosferă, iar cele două elemente au fost găsite în resturile de pe hârtie. Ambele elemente sunt sintetice și radioactive și sunt produse doar în cantități foarte, foarte mici. Ambele elemente poartă, de asemenea, numele unor oameni de știință celebri.
• Potasiul (K) este atât de reactiv încât nu se găsește în mod natural ca atare. Potasiul pur trebuie să fie depozitat în ulei sau kerosen pentru a nu reacționa în aer.
• Caesiul (Cs) este un alt element reactiv. Acesta se aprinde spontan în aer și reacționează exploziv cu apa. De obicei, este depozitat și transportat în ulei mineral.
• Magneziul (Mg) este necesar pentru mai mult de 300 de reacții biochimice din corpul nostru. Roțile de magneziu – mai bine cunoscute sub numele de roți magnetice – au fost folosite în anii 1960. Erau ușoare, ceea ce le făcea ideale pentru curse. Dezavantajul era că erau predispuse la coroziune și se credea (în mod incorect) că sunt inflamabile. Jantele de curse competitive sunt acum fabricate dintr-un aliaj de magneziu.

Elemente lichide

Există doar două elemente care există sub formă lichidă în condiții standard – mercurul și bromul:

• Mercurul (Hg) dizolvă și/sau corodează multe metale și, ca urmare, nu este de obicei permis la bordul aeronavelor.
• Bromul (Br) este dăunător pentru atmosferă. Este responsabil pentru până la jumătate din pierderea de ozon deasupra Antarcticii. Oamenii sunt responsabili pentru aproximativ 30% din bromul din atmosferă.

Elemente gazoase

Există 11 elemente gazoase în condiții standard:

• Heliu (He) este al doilea cel mai abundent element din univers, dar este de fapt destul de rar pe Pământ. Viteza sunetului în heliu este de aproximativ trei ori mai mare decât viteza sunetului în aer. Acest lucru face ca vocea oamenilor să devină ascuțită și stridentă atunci când respiră heliu.
• Hidrogenul (H) este cel mai ușor element și cea mai abundentă substanță chimică din univers. El a asigurat ascensorul pentru prima formă fiabilă de călătorie cu avionul. Este, de asemenea, foarte inflamabil, astfel încât majoritatea serviciilor de zbor cu hidrogen au încetat la sfârșitul anilor 1930.
• Asociem neonul (Ne) cu semnele luminoase. Neonul este responsabil pentru lumina roșiatică-portocalie, dar un alt gaz nobil numit kripton (Kr) poate fi de fapt responsabil pentru panourile multicolore „neon”. Tuburile sunt vopsite cu culoarea dorită, iar descărcarea albă a kriptonului creează efectul luminos.

Elemente cu stare necunoscută

Elementele din a 7-a perioadă (rând) de la rutherfordiu (Rf) la tennessină (Ts) au o durată de viață atât de scurtă încât oamenii de știință nu sunt capabili să le clasifice în mod fiabil ca solide, lichide sau gaze:

• Tennessina (Ts) a fost numită oficial în 2016. Este produsă în mod artificial, iar cel mai stabil izotop al său are un timp de înjumătățire de aproximativ 80 de milisecunde.

Pustietatea elementelor

Într-o notă mai serioasă, există îngrijorarea că lumea riscă să rămână fără unele elemente din cauza stocurilor limitate și a lipsei de reciclare. Unele elemente se află în zone în care conflictele fac periculoasă exploatarea minieră.Societatea Europeană de Chimie notează că aproximativ 10 milioane de smartphone-uri sunt aruncate sau înlocuite în Uniunea Europeană în fiecare lună. Având în vedere că fiecare smartphone necesită 30 de elemente pentru fiecare telefon – aceasta este o parte substanțială a materialelor elementare pe care ar trebui să le reciclăm.

.