元素定义化学

化学元素或元素是仅由一种原子组成的纯化合物。纯元素的原子核中的质子数等于原子中的电子数。每个化合物和其他物质都可以在这里找到，因为它们都包含不同的元素。目前有118种化学元素，因为到目前为止，地球上只发现了118种，其中一些是通过研究产生的合成元素，另一些是天然元素。地球上自然存在的元素有94种；其余的元素要么是从其他行星进口的，要么是人工生产的。2007年，化学元素总数达到118种。原子序数较高的元素偶尔会因诱导核过程而产生，被称为人造元素。

我们的科学家利用光谱学计算了我们银河系中每种元素的丰度。根据他们的计算，在银河系中发现了12种最丰富的元素，包括氢、氦、氧、氮、碳、氖、铁、镍、钾、硫、镁、硅等。上图显示了自然界中发现的化学元素以及人工合成的化学元素的原子序数、原子量和符号。

元素分类

迄今为止已知的所有元素状态都不同，它们属于以下类型：

金属

金属是那些容易与其他元素形成键的元素。金属比非金属更有用，并且由于其形成键的能力而更昂贵。大多数天然金属可以在由钙、钾、钛、铁和铝等矿物制成的矿石中找到。只有矿物和矿石用于生产大多数金属。金属是容易通过放弃电子来建立键的物质。

化学中的元素分为金属和非金属两类。金属是有效的电导体。通常，金属只以固态存在。换句话说，金属是那些具有光泽外观和高抗拉强度，同时也是良好的热和电导体。

人类直到最近才了解金属。旧石器时代晚期首次发现了铜金属。在后期吠陀时代，铁被更多地识别出来。然而，有许多这样的例外，例如汞或水银，它们被称为金属，但不具有金属的特性。可以说汞是一种金属，但即使在液态下，它也会变成红糖。

有多少种金属

根据元素周期表，迄今为止已发现约118种元素，其中91种是金属。黑色金属和有色金属是金属的两大主要类别。这两种金属都有其独特的特性和分类。拉丁语是“ferrous”或“iron”一词的来源。“黑色金属”是指含有高浓度纯铁的金属。如果金属中含有铁而不是纯铁。

黑色金属比有色金属使用得更多。它根据其含量和糖蜜量以各种方法制造。大多数商业和工业部门广泛使用铁金属。黑色金属包括铸铁、不锈钢、轻钢等。这些金属具有极高的抗拉强度。

有色元素是指除铁以外的所有纯金属。有色金属包括铝、铅、铜、锌和镍等。顾名思义，有色金属是不使用铁的物质。

金属的性质及其在化学中的应用

金属是最丰富的元素。重要的是，金属容易形成键，这增强了它们的化学特性。 金属的应用和化学特性如下：

• 金属具有比它们更高的固有反应性。当金属与空气结合时，会生成金属氧化物。由于它们的反应性，金属有时被用作易燃物质。汞是反应性最低的金属，而钠和锂是易燃性最高的金属。
• 金属经常形成键，并且反应性更强。它们与水相互作用时会释放氢，导致在那里形成碱。
• 金属和酸结合生成盐。
• 沸水用于使反应性更强的金属与反应性较弱的金属发生反应。在这种情况下，通过反应生成这些金属氧化物。

金属的物理特性

金属具有广泛的化学和物理特性。这些特性将金属与非金属区分开来。 金属的物理特性如下：

• 金属具有延展性，这意味着它们可以被敲打成薄片。屋顶的锡板就是这样制成的。
• 金属也具有闪光的能力。金属比普通元素更闪耀并反射光线。
• 延展性是金属的另一个特性。它们可以被拉成线，因为它们具有拉伸性。铜线，您可能已经注意到。您知道2克黄金可以拉伸2公里吗？
• 与金属相反，非金属不具备转换能力。非金属吸收入射光。
• 同素异形体修饰：金属与非金属的区别在于它们形成键的能力。金属因其形成键的能力而独特，也就是说，任何金属都可以以多种形式存在。

金属的用途

大多数装饰品由金、银等金属制成。同时，家居装饰品也由金属制成。如果观察到，大多数金属都用于所有工作中。它还制造铁、黄铜、铜和其他金属器皿。通常，金属用于建造房屋，以制造门、窗、格栅等。

世界上几乎所有制造的东西都由金属制成。金属在商业中、大型企业和工厂中经常使用。如果观察，金属工业在现代已经证明非常重要和成功。因为金属是良好的热导体，它也用于各种电工任务中生产的电线。此外，金属的沸点也非常高，还有其熔点。

非金属

它们位于元素周期表右上方象限的第14族（XIV）到第18族（XVIII）。此外，第一族最顶部的元素是非金属。除氢外，非金属还包括锌、铁、土、硫、磷、卤素和惰性气体。元素周期表中只有18种元素通常被归类为非金属，而80多种元素属于金属组。然而，非金属构成了地球水圈、大气层和地壳的大部分。此外，非金属构成了生物体中的大多数元素。

元素周期表中的非金属

非金属位于元素周期表的右上角。非金属元素组通常由以下物质组成，包括理想气体和卤素。

• 碳、氮、氧、磷、硫、硒和氢。
• 氟、氯、溴、碘和砹都是卤素元素。
• 氦、氖、氩、氪、氙和氡是理想气体元素的例子。

非金属的物理性质

• 非金属的电离能高。
• 它们的电负性高。
• 非金属是绝缘体，因此是差的电导体。
• 它们缺乏金属的光泽，颜色暗淡。
• 热的差导体。
• 它们是差的声导体，敲击时不会发出声音。
• 它们迅速获得电子。
• 此外，非金属可以以固体、液体或气体形式存在。
• 非金属可以形成酸性氧化物。
• 非金属不能被制成薄片或拉成线，因为它们通常很脆。换句话说，非金属缺乏延展性和可塑性。非金属在压力下会断裂成碎片。
• 一般来说，非金属是热和电的差导体。石墨是这个规则的一个例外。它被用来制造电极，因为它是一种优秀的电导体。
• 在室温下，非金属可以以固体、液体或气体形式存在。例如，碳、硫和磷在室温下是固体。
• 非金属通常是无光泽的，颜色暗淡。碘和石墨是例外。它们具有光泽的表面，这使它们看起来有光泽。
• 非金属的抗拉强度低。它们脆弱且不坚固。
• 金属比非金属重。
• 一般来说，非金属是软的。钻石是一种碳的形式，是例外。钻石非常坚硬。实际上，钻石被认为是地球上最坚硬的天然材料。
• 除了石墨，所有非金属都具有低熔点和沸点。尽管石墨是非金属，但它具有高熔点。

非金属的化学性质

• 非金属氧化物本质上是酸性的。
• 它们与氢结合形成稳定的分子。
• 水完全水解其氯化物。
• 氧气和非金属反应生成酸性或中性氧化物。
• 非金属与水（蒸汽）相互作用时不会产生氢气。
• 由于非金属具有带负电荷的电子，因此它们不与酸反应。
• 非金属不与盐溶液相互作用；相反，它们会推出反应性较弱的非金属。
• 当非金属与氯反应时，会产生共价氯化物，它们是非电解质。

非金属的用途

以下是非金属的一些主要应用

• 硫金属有时被称为“酸之王”，它产生硫酸。
• 一些非金属，如钻石，也可以制成珠宝。
• 相机胶卷也含有硝酸银。
• 氯是一种用于消毒水的非金属。
• 铅笔用碳制成。
• 我们必需的空气也被称为氧气。
• 碘是抗菌产品（如碘伏）的成分。
• 许多有机元素含有含氮非金属。除这些之外，氮还可以存在于蛋白质、酶、激素和核酸中。

金属和非金属有什么区别？

• 金属与氧结合生成氧化物时呈碱性。而非金属生成氧化物时呈酸性。
• 除惰性气体外，非金属具有高电子亲和力，而金属具有低电子亲和力。
• 非金属没有抗拉强度；拉扯它们会导致它们断裂。然而，金属具有抗拉性，可以被拉成细线。
• 除汞金属外，所有金属在自然界中都以固体形式存在。非金属可以以所有三种状态存在，即固体、液体和气体。
• 金属可以导热导电，而非金属缺乏这种特性。除石墨外，非金属是热和电的差导体。
• 金属具有可塑性。然而，非金属具有脆弱的特性。
• 非金属具有低熔点和沸点，而金属具有高熔点和沸点。
• 金属展现出一种独特的闪光，称为金属光泽。除钻石和石墨外，非金属没有光泽。
• 金属被敲击时会发出声音。非金属被敲击时不会发出声音。
• 金属密度高，而非金属密度低。
• 金属结合形成合金，汞和金属结合形成酸性树胶。非金属不表现出这种反应；因此它们不产生合金。

类金属

类金属是具有金属和非金属两种性质的元素。它们位于门捷列夫元素周期表中的金属和类金属之间。金属可以生成既能作酸又能作碱的化合物，称为两性物质，所有类金属都具有半导体性质。

类金属示例

1. 硼

硼是一种化学半金属元素，呈黑色有光泽，由宇宙射线撞击宇宙中的物体产生。硼是门捷列夫元素周期表第13族p区元素，原子序数为5，原子量为10.80，熔点为2200°C，沸点为2550°C。硼存在于地球上的化合物中。硼的化合物B₂O₃用于制造硼酸，一种用于玻璃工业的药物。

2. 硅

硅是地球上最普遍的类金属元素，原子序数为14，原子量为28，熔点为1414摄氏度，沸点为3265摄氏度。有几种硅化合物被广泛使用。硅最常用于电力、钻石和电子工业，这就是为什么计算机中心被称为硅谷的原因。

3. 锑

锑是一种化学半金属元素，天然以不同化合物的形式存在。它是p区的一部分。它是一种有光泽的灰色金属，原子序数为51，原子量为121.7，熔点为630摄氏度，沸点为1587摄氏度。Sb₂S₃是一种锑化合物，用作火柴头和烟花中的易燃物质。硫化锑也用于橡胶硫化。

4. 锗

锗也被称为脆性化学半金属元素，原子序数为32，原子量为72.6。锗的熔点为958摄氏度，沸点为2833摄氏度。锗的行为类似于半导体。因此，它用于生产晶体管、光纤、光电电池和太阳能电池，作为聚合的催化剂，以及各种其他实验室操作。

5. 钋

钋是一种过渡金属元素，原子序数为84，原子量为209。钋是具有最多同位素的半金属之一。

6. 砷

砷是一种化学半金属元素，主要呈灰色和黄色。灰色砷脆而 opaque，而黄色砷半透明。砷的原子量为74，原子序数为33。砷可以多种方式使用，因为它可以生成一系列化合物。砷的使用镓砷化物是最新物质，用于制造计算机芯片。

7. 碲

碲是一种脆性、有毒的锡状金属元素，可以在元素周期表的P区找到。它的原子量为170，原子序数为52。碲用于生产各种合金以提高机械性能和在其他实验室过程中。