Главная > Идеи > Интересные химические элементы. Всё что делает нашу жизнь проще


Интересные химические элементы. Всё что делает нашу жизнь проще




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.

Как несовершенное знание английского языка помогло открыть один из заменителей сахара?

Один из самых эффективных заменителей сахара - сукралоза - был открыт случайно. Профессор Лесли Хью из Королевского колледжа в Лондоне дал указание работавшему с ним студенту Шашиканту Пхаднису испытать (по-английски «test») полученное в лаборатории вещество трихлорсахароза. Студент знал английский на далёком от совершенства уровне и вместо «test» услышал «taste», немедленно попробовав вещество на вкус и найдя его очень сладким.

Какая деталь автомобиля была изобретена случайно?

Небьющееся стекло было изобретено случайно. В 1903 году французский химик Эдуард Бенедиктус нечаянно уронил колбу, заполненную нитроцеллюлозой. Стекло треснуло, но не разлетелось на мелкие кусочки. Поняв, в чём дело, Бенедиктус изготовил первые лобовые стёкла современного типа, чтобы уменьшить количество жертв автомобильных аварий.

Кем по профессии был человек, названный москвичами в легендах светящимся монахом?

Академик Семён Вольфкович был в числе первых советских химиков, проводивших опыты с фосфором. Тогда необходимые меры предосторожности ещё не принимались, и газообразный фосфор в ходе работы пропитывал одежду. Когда Вольфкович возвращался домой по тёмным улицам, его одежда излучала голубоватое свечение, а из-под ботинок высекались искры. Каждый раз за ним собиралась толпа и принимала учёного за потустороннее существо, что привело к распространению по Москве слухов о «светящемся монахе».

Как Менделеев открыл периодический закон?

Широко распространена легенда, что мысль о периодической таблице химических элементов пришла к Менделееву во сне. Однажды его спросили, так ли это, на что учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Какому знаменитому физику вручили Нобелевскую премию в области химии?

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».

Какие птицы помогали шахтёрам?

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.

Как была открыта вулканизация?

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.

Какие существа виновны в цвете Кровавого водопада в Антарктиде?

В Антарктиде из ледника Тейлора временами выходит Кровавый водопад. Вода в нём содержит двухвалентное железо, которое, соединяясь с атмосферным воздухом, окисляется и образует ржавчину. Это и придаёт водопаду кроваво-рыжий цвет. Однако двухвалентное железо в воде возникает не просто так - его производят бактерии, живущие в изолированном от внешнего мира водоёме глубоко подо льдом. Эти бактерии сумели организовать жизненный цикл при полном отсутствии солнечного света и кислорода. Они перерабатывают остатки органики, а «дышат» трёхвалентным железом из окружающих пород.

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.

Достижения этой науки окружают человека всюду: от лекарств и антипригарных сковородок до магическим образом исчезающих чернил на чеках. Химия тяжело дается школьникам – возможно, она неинтересна? Ничего подобного! В статье подобраны самые любопытные факты о химии и химиках. Узнайте о самом известном московском привидении, о том, как сварливая жена помогла изобрести резину и о главной ценности острова Итуруп.

Растворить и перемешать

Царская водка – это не напиток монархов, а смесь, состоящая на четверть из азотной и на три четверти из соляной кислот. Эта жидкость насыщенного морковного цвета растворяет даже такие плохо поддающиеся травлению металлы, как золото и платина.

Кислота "Царская водка"

В 1940 году царская водка спасла от уничтожения нобелевские медали двух немецких физиков: Джеймса Франка и Макса фон Лауэ. Нацисты запрещали принимать эту награду, потому что ее имел непримиримый оппонент национал-социалистических идей Карл фон Осецкий. Химики копенгагенского Института Нильса Бора бросили медали в бутыль с царской водкой и даже поставили емкость на видное место.

Награды растворились бесследно. Сотрудники абвера ходили мимо и ничего не заметили. После войны золото было извлечено из кислоты, а медали отлиты заново.

Исчезающая ложка

"Ложки нет", - говорил Нео из фильма "Матрица", ожидая приема у пророчицы. Но даже он был бы удивлен, если бы к чаю с печеньем пророчица подала бы приборы из галлия.


Чтобы расплавить этот металл, доменная печь не нужна. Его достаточно подогреть до 28 градусов, и он потечет. Даже в руках галлий тает, как мороженое, что уж говорить о кипятке!

Светящийся монах и собака Баскервилей

Морда собаки Баскервилей из повести была вымазана фосфором в преступных целях. А советский академик Семён Вольфкович, рьяно изучавший этот элемент, просто пренебрегал техникой безопасности. В результате его костюм и обувь пропитались газообразным фосфором.


Идя домой по ночной Москве, Вольфкович излучал мистическое свечение. За ученым на почтительном расстоянии каждый раз шли изумленные люди, которым "светящийся монах" внушал одновременно ужас и любопытство.

Химия и призраки

Кентервильское привидение и множество призраков, населяющих Хогвартс, – не совсем выдумки. До сих пор тысячи обитателей старинных домов и замков жалуются на заунывные голоса и таинственные шаги в темноте, не могут нормально спать и даже продают особняки.


Виновник ночных кошмаров найден: им оказался угарный газ. Устаревшая конструкция отопления в домах прошлых столетий выпускает его в комнаты в таком количестве, которое вызывает слуховые и зрительные галлюцинации.

Можно ли ходить по воде

Можно, если это не чистая вода, а смесь ее с крахмалом. Если налить такую крахмальную суспензию в бассейн, то она будет вести себя как жидкость. Но стоит резко ударить по ее поверхности или даже прыгнуть на нее, как она мгновенно загустеет под ногами, а потом снова растечется. Быстро бегущий человек буквально прокладывает себе твердую дорожку на жидкости.


Дело в том, что вязкость крахмальной суспензии зависит не только от температуры, но и от применения силы. Таким же образом ведут себя сливки, густеющие при взбивании. А вот кетчуп, наоборот, соизволит потечь только после удара по бутылке.

Рекордсмены периодической системы

Созданная таблица элементов – альфа и омега химической науки. В ней много интересного, поищем в ее клеточках самые необычные экземпляры:

  • астат – наиболее редкий из встречающихся в природе элементов: на всей планете его менее 1 г;
  • рений – самый редкий металл: для получения 1 кг рения перерабатывают 2000 тонн руды; месторождение этого металла обнаружено на острове Итуруп, который в числе прочих японцы оспаривают у России;

  • калифорний – дороговизна этого радиоактивного элемента не имеет равных: за 1 г вещества придется выложить 27 миллионов долларов;
  • вольфрам – рекордсмен по тугоплавкости: температуру для его плавления приходится поднимать выше 3400 градусов;

  • золото – чемпион по ковкости: из 1 г золота ювелир вытянет проволоку длиной свыше 2 км;
  • азот – атмосфера на 78 % состоит из азота, при этом он не используется никем из живых организмов, кроме азотфиксирующих бактерий;
  • водород – Вселенная принадлежит водороду, который составляет в ней 90 %.

Как разбитая колба послужила самолетостроению

Французский художник и химик Эдуард Бенедиктус в 1903 году стал автором изобретения, спасшего не одну жизнь. В тот день он проводил опыты с нитроцеллюлозой и неосторожно выронил колбу. Стекло растрескалось, но склянка сохранила форму. Однако Бенедиктус был настолько раздосадован, что просто выбросил ее.

Вечером ученый стал свидетелем автомобильной аварии. Лобовое стекло, разлетевшееся острыми осколками, изуродовало лицо выжившего водителя. И перед глазами химика всплыла разбитая колба... Она была бережно извлечена из мусорного ведра и послужила науке. Так человечество получило триплекс – материал для стекол транспортных средств, стеклянных навесов и дверей.

Сварливая жена и рождение резины

Американский химик Чарльз Гудиер много лет безрезультатно пытался улучшить свойства каучука, смешивая его с различными веществами. Супруга ученого была недовольна его работой, поскольку денег изобретательство не приносило, а вонь в доме стояла приличная. Гудиер нервничал, стал скрывать от жены свои опыты, но надежды не терял.


Однажды он смешал каучук с серой, но из этой затеи опять ничего не вышло. Заслышав шаги миссис Гудиер, ученый бросил смесь на горячие угли печки, пытаясь сделать вид, что ничем таким он не занимался. Выслушав очередную нотацию жены и дождавшись ее ухода, изобретатель достал из печки именно то, что хотел увидеть много лет, – вулканизированную резину.

Искусство давать имена

Крохотный шведский городок Иттербю четыре раза упоминается в периодической системе. От этого топонима образованы названия элементов иттербия, иттрия, эрбия и тербия. Все они найдены в составе необычайно тяжелого минерала, который добывают в окрестностях городка.


Горняки из Норвегии до сих пор поклоняются горному духу Кобольду, во власти которого завалить шахты или отпустить людей живыми. При переплавке серебряных руд в прежние времена часто случались отравления, которые тоже приписывали вредности горного духа. Металл, добываемый из этой руды, в его честь назвали кобальтом, хотя в отравлениях был виноват оксид мышьяка.


Звучное имя "Амкар" пермского футбольного клуба вводит в заблуждение всех, кто не знаком с историей его создания. А ведь это имя, словно шарада, состоит из первых слогов, входящих в слова "аммиак" и "карбамид". Объясняется это просто: компания, создавшая клуб, выпускает минеральные удобрения.

Маленькая добавка – совсем другие свойства

Немецкая мортира "Большая Берта", созданная для разрушения фортов и крепостей, обладала серьезным недостатком – легендарная крупповская сталь ствола деформировалась от перегрева. Для исправления ситуации требовалось легировать сталь молибденом. Наиболее крупное месторождение на тот момент было открыто в американском штате Колорадо. Хитростью, уговорами и даже, как поговаривают, чуть ли не рейдерским захватом путь молибдена был проложен в Германию.


Немецкая мортира "Большая Берта"

Конструктор "Лего" – одна из любимейших детских игрушек. И чем мельче его детальки, тем интереснее с ним возиться. Однако существует опасность, что, заигравшись, ребенок проглотит элемент конструктора. Создатели игры подумали об этом и добавили к пластмассе безвредный сульфат бария. Теперь проглоченную деталь обнаруживают при помощи рентгена.

Химики шутят

Большинству ученых так надоели дилетантские ужастики о ГМО, что в ответ химики стали рассылать призывы о полном и бесповоротном запрете монооксида дигидрогена. Они пишут, что это опасное соединение приводит к коррозии металлов и порче большинства прочих материалов, входит в состав кислотных дождей и сбросов с предприятий. Человек, в чей организм попадает монооксид дигидрогена, неминуемо умирает, иногда даже спустя минуту.


В 2007 году дело дошло до подлинного курьеза: получив от избирателей гневное описание жуткого яда, который повсеместно добавляют в пищу, один новозеландский депутат обратился с запросом к правительству, требуя полного запрета подобной "химии". А ведь речь шла о воде.

Химия – это наша жизнь. Мы сами состоим из "монооксида дигидрогена" и десятков тысяч других веществ, которые постоянно друг с другом взаимодействуют, рождая новые соединения. И сколько еще чудесных открытий и изобретений ждет увлеченных людей в прожженных халатах – узнаем, когда начнем использовать их.

У многих будние дни проходят практически однообразно: дом, работа, дом… И часто это вгоняет людей в депрессию, ибо не хватает какого-то разнообразия, событий, приключений, чего-то интересного! Но на самом деле, вокруг нас каждый день происходят миллионы событий и различных занятных явлений, на которые мы не обращаем внимания не только из-за того, что невнимательны, а потому что человеческий глаз этого просто не видит.

Например, вокруг нас постоянно проходят различные химические процессы. Это иллюзия, что химия – что-то сложное и непонятное. На самом деле, химия - это часть нашей жизни, без которой жизнь человека была бы не просто гораздо скучнее, а вообще невозможна.

Удивительные факты о химии:

1. Мыльный пузырь – это самая тонкая материя, которую может увидеть человеческий глаз. Мыльный пузырь лопается за 0,001 секунды. При этом, если надуть пузырь в -15 С о, то он замерзнет при соприкосновении с поверхностью, а при -25 С о – замерзнет в воздухе и разобьется при ударе.

2. В водах океана содержится золото. На одну тонну океанской воды приходится 7 миллиграммов золота.

3. Во время полета самолеты используют до 75 тонн кислорода, такое количество кислорода вырабатывает 30000 ГА леса.

4. Железо можно превратить в газ при температуре 1539 С 0 .

5. Каждый живой организм на нашей планете содержит в себе белок, но в разных соотношениях. Мозг человека – это тоже белок.

6. Смертельная доза метилового спирта составляет 30 мл, при этом антидотом является этиловый спирт.

7. Металл не пахнет. Всем знаком запах не обработанного (не крашеного) металла, так пахнут, например, металлические деньги, перила, старые качели, арматура или просто кусок метала. Но этот запах выделяет не сам металл, это результат соприкосновения металла с органическим веществом, к примеру, с нашей ладонью или пальцем, который выделяет пот.

8. Помидоры – очень умные растения, они умеют кричать «SOS!» В момент, когда насекомое – например, гусеница – начинает грызть листочек помидора, он выделяет химическое вещество с определенным запахом, который привлекает птиц.

9. Чарльз Гудьир – ученый, который совершенно случайно изобрел резину, которая не плавится в жару и не ломается в мороз. Он забыл убрать с включённой плиты смесь серы и каучука, так был изобретен процесс изготовления резины, который назвали вулканизацией.

10. В головном мозге человека ежеминутно происходит около 100 тысяч химических реакций.

Химия, постоянно окружает нас. Она находится не только вокруг нас, но и внутри нашего организма, и даже наш мыслительный процесс, в сущности, химия. Так что химия помогает нам не только узнать много интересного и удивительного, но и приносит нам пользу во всех смыслах.