Элементы составляют всю материю во вселенной. Периодическая таблица упорядочивает элементы в соответствии с их атомным номером и группирует элементы со схожими свойствами в столбцы. Хотя свойства элементов определяются их атомной структурой, мы часто также ассоциируем их с разными цветами. Так какие же цвета соответствуют каждому из 118 известных элементов?
Цвета элементов могут различаться в зависимости от их физического состояния и формы соединения. Однако есть некоторые общепринятые цвета, используемые для их представления. В этой статье мы рассмотрим типичные цвета, используемые для каждого элемента, и почему определенные цвета стали ассоциироваться с ними с течением времени.
Благородные газы расположены в крайней правой части периодической таблицы. Они бесцветны, не имеют запаха и инертны. Наиболее распространенные благородные газы:
Неон имеет характерный красно-оранжевый цвет, когда электрически заряжен и помещен в вакуумную трубку. Это привело к его широкому использованию в неоновых вывесках и огнях. Другие благородные газы бесцветны как в своем естественном, так и в заряженном состоянии.
Щелочные металлы расположены в 1-й группе периодической таблицы. Это мягкие, реактивные металлы, которые в свежесрезанном виде имеют серебристый цвет:
Однако они быстро тускнеют и меняют цвет при контакте с воздухом. Литий становится черным, натрий – желтым, калий – сиреневым, рубидий – золотистым, а цезий – желто-коричневым. Цвета возникают в результате поверхностного окисления, которое образует цветные соединения.
Щелочноземельные металлы составляют 2-ю группу периодической таблицы. Их свежесрезанные поверхности имеют серебристо-серый металлический блеск:
Как и щелочные металлы, они быстро окисляются на воздухе, меняя цвет на серый/черный (бериллий), белый (магний), бледно-желтый (кальций), желтый (стронций) и желто-зеленый (барий). Эти цвета возникают из-за образующихся оксидов металлов.
Переходные металлы составляют группы с 3 по 12 периодической таблицы. Это твердые, блестящие металлы, которые демонстрируют ряд металлических цветов:
Переходные металлы демонстрируют самую широкую гамму цветов: от сине-серого (тантал) до оранжево-красного (медь). Это связано с уникальными электронными переходами в металлах. Сплавы переходных металлов используются в цветных ювелирных изделиях.
Металлоиды образуют диагональную линию между металлами и неметаллами в периодической таблице. Они проявляют некоторые свойства обоих классов. Цвета металлоидов в основном металлически-серые и грязно-белые:
Основными исключениями являются бор и мышьяк, которые образуют темные неметаллические твердые тела. Другие металлоиды демонстрируют металлический блеск, но они хрупкие и нековкие, как настоящие металлы. Кремний и германий образуют полупроводники, которые необходимы для электроники.
Неметаллы занимают верхний правый угол периодической таблицы. Обычно это газы или хрупкие твердые вещества, не обладающие металлическими свойствами:
Большинство неметаллов не имеют цвета, газы невидимы, а твердые вещества белые, черные или бесцветные. Исключением являются галогены (группа 17), которые образуют окрашенные двухатомные молекулы.
Лантаноиды и актиноиды образуют два нижних ряда периодической таблицы. Они обычно имеют металлический серебристый и серый цвета:
Эти металлы почти исключительно синтетические и радиоактивные. Они имеют высокую плотность и проявляют типичные металлические свойства. Их редкость затрудняет точную характеристику их цветов.
Хотя все элементы обладают уникальными химическими и физическими свойствами, их соответствующие цвета обеспечивают простой способ их визуализации и идентификации. Щелочные металлы, щелочноземельные металлы, основные металлы, переходные металлы и лантаноиды/актиноиды демонстрируют различные металлические серые и серебристые оттенки на своих блестящих поверхностях. Неметаллы обычно представляют собой бесцветные газы (например, кислород) или черно-белые твердые вещества (например, углерод). Галогены выделяются своими бледными, но отличительными цветами.
Знание типичных цветов элементов позволяет нам интуитивно связывать элементы с их положением в периодической таблице. Это также помогает идентифицировать их в изолированной или сложной форме. С учетом 118 известных элементов и еще большего количества, которые еще предстоит открыть, связывание цветов с элементами делает их более доступными и простыми для концептуализации.
| Группа элементов | Цвета |
|---|---|
| Благородные газы | Бесцветные, за исключением неона (красно-оранжевого) |
| Щелочные металлы | Серебристые, но легко окисляются на воздухе |
| Щелочноземельные металлы | Серебристо-серые, легко окисляются на воздухе |
| Переходные металлы | Различные металлические серые и серебристые |
| Металлоиды | Серовато-металлический или неметаллический |
| Неметаллы | Бесцветные, черные или белые твердые вещества/газы |
| Лантаноиды/актиноиды | Серебристо-серые и белые |