愛伊米

科普知識(3)——元素是什麼?

我們知道物質都是由分子所構成的,而分子又是由原子所構成的,所以我們也可以說物質是由原子所構成。這樣就帶來了一個新的疑惑?

科普知識(3)——元素是什麼?

我們有的時候常常會聽到一句話,即物質是由元素構成的。那麼元素又是什麼東西呢?難道它是原子進一步細分的事物的名稱嗎?

答案當然是否定的。事實上,元素和原子之間既有聯絡,又有著很大的區別。

首先,元素是一個宏觀概念,而原子則是一個微觀概念。

對於元素我們只講種類,不講個數。舉個例子,我們說水分子是由氫元素和氧元素所構成的,我們不會說水分子是由兩個氫元素和一個氧元素所構成的。

更為

重要的一點是,元素其實是一大類原子的統稱。

我們知道原子是由質子,中子和電子所構成的。以碳原子為例,所有種類的碳原子均有六顆質子,

但是其內部的中子數則並不相同。因為中子數不一樣,所以我們不能說這些碳原子都是一樣的,它們各有各的名字。

但是它們都可以叫一個共同的名字,碳元素

也就是說不同種類的碳原子在元素的角度上是歸於一起的。

科普知識(3)——元素是什麼?

這樣除了從微觀的角度來看待這個世界外,我們又學會了一種以元素的宏觀角度來觀察世界。

從元素的角度來看,世界上所有的東西都是由一些最基本的物質組成,而這些最基本的物質就叫做元素。水是由氫元素和氧元素構成的,人的骨頭主要是由鈣元素構成的……

科普知識(3)——元素是什麼?

目前人們總共發現了118種元素,其中1~94號元素是天然存在的,而94~118號元素都是人造的。

儘管元素的種類不多,但是透過將他們以各種形式組合起來所形成的化合物則是無窮無盡的。我們將各種元素組合起來所形成的物質稱為化合物。

科普知識(3)——元素是什麼?

比如同樣是碳元素C和氫元素H,如果是一個C和一個H組合就可以生成一氧化碳CO,這是做飯用的煤氣的主要組成部分。而如果是一個C和兩個O就可以組成CO2,這就是我們在呼吸中一直撥出的氣體。

科普知識(3)——元素是什麼?

目前已經有了118種元素,那麼元素這張表是否會有一個盡頭呢?

這就要介紹元素週期表了,元素週期表是由俄國化學家門捷列夫,將當時已發現的63種元素按原子量的大小進行排列所製成的。目前元素週期表是按照原子核內質子數目的多少來排列的。

科普知識(3)——元素是什麼?

雖然不同種類的原子中中子的數目是不一樣的,但是質子的數量是不變的。所以我們以質子的數量來界定一個元素,同樣也按照質子的數量來對元素進行排列。

比如氫元素只有一個質子,所以它排在第一個,而氦元素擁有兩個質子,所以它排在第二個,以此類推。

而目前原子核內最多可以容納多少個質子和中子還沒有定論。所以具體存在著多少個元素也是不清楚的。

在元素週期表中,我們還發現了另外一個規律。

即越在後面的元素,它的半衰期越短。具體是什麼意思呢?

就是從93號元素開始,之後的元素都具有放射性。這些元素會對外放出各種射線,然後變成另外一種元素。

科普知識(3)——元素是什麼?

換句話說就是原來的這樣一種元素死亡了。而我們定義的半衰期就是放射性元素使自己原子數目的一半蛻變為別的元素所需要的時間。換句話說就是這個元素生命週期的一半時間。

所以從93號元素開始,剩餘的元素存在的時間非常短暫。其中93號,94號在地球上還有微量存在,而94號以後就需要人造也是因為上述的原因。