Периодическая таблица содержит 118 химических элементов, из которых 92 встречаются в природе на Земле. Остальные 26 элементов являются синтетическими, созданными искусственно в лабораториях. Итак, подведем итог: да, в природе встречается 92 природных химических элемента.
Периодическая таблица упорядочивает химические элементы в порядке увеличения атомного номера. Каждый элемент имеет уникальное количество протонов в своем атомном ядре, от 1 протона для водорода до 118 протонов для оганесона, самого тяжелого элемента. Элементы далее классифицируются на металлы, неметаллы и металлоиды в соответствии с их общими физическими и химическими свойствами.
Большинство элементов до урана (атомный номер 92) встречаются в природе. К ним относятся такие распространенные элементы, как углерод, кислород и железо, которые составляют материалы на Земле. Более тяжелые элементы от нептуния (93) и далее нестабильны и могут быть получены искусственно только в ускорителях частиц или ядерных реакторах.
Таким образом, из 118 общих элементов 92 возникают естественным образом из звезд или других космических процессов. Остальные 26 были изготовлены и не существовали до 20-го века, пока люди не смогли их синтезировать.
92 природных элемента включают все элементы до урана в периодической таблице. Многие из них были известны с древних времен, например, золото, серебро, медь, свинец, железо, углерод, сера и ртуть. Другие были открыты совсем недавно, когда химия и физика продвинулись в развитии в 18-20 веках.
Природные элементы образуются в основном посредством звездного нуклеосинтеза — ядерных реакций синтеза внутри звезд, которые создают все более и более тяжелые ядра. Начиная с водорода и гелия, звезды синтезируют более легкие элементы в более тяжелые вплоть до железа. Еще более тяжелые элементы образуются во взрывных звездных событиях, таких как сверхновые.
Наиболее распространенными природными элементами в земной коре и атмосфере являются кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Микроэлементы встречаются в гораздо меньших количествах, но все равно необходимы для жизни и питания.
| Атомный номер | Элемент | Распространенность в земной коре (ppm) |
|---|---|---|
| 1 | Водород | 1400 |
| 8 | Кислород | 461 000 |
| 14 | Кремний | 277 200 |
| 13 | Алюминий | 81 300 |
| 26 | Железо | 50 000 |
| 20 | Кальций | 36 300 |
| 11 | Натрий | 28 300 |
| 19 | Калий | 25 900 |
| 12 | Магний | 22 900 |
Другие природные элементы имеют следовые содержания ниже 100 частей на миллион в земной коре. Но небольшие количества имеют большое значение для жизненных функций и промышленного использования.
Никаких элементов за пределами урана с атомным номером больше 92 не встречается в природе. Они изначально нестабильны из-за избытка протонов и нейтронов в их ядрах. Но ученые искусственно создали более тяжелые элементы, добавляя протоны к урану и другим ядрам.
Нептуний, первый трансурановый элемент с атомным номером 93, был синтезирован в 1940 году путем бомбардировки атомов урана нейтронами. В течение следующих десятилетий были созданы и подтверждены новые элементы вплоть до оганесона (элемент 118), который был впервые получен в 2002 году. Все трансурановые элементы радиоактивны и быстро распадаются на более легкие атомы.
Эти нестабильные синтетические элементы не имеют практического применения, поскольку за один раз можно получить только несколько атомов. Но они расширяют наши знания в области ядерной физики и химии.
Значительные синтетические трансураны включают плутоний (94), америций (95) и калифорний (98). Делящиеся свойства плутония используются в ядерных реакторах и оружии. Америций обеспечивает ионизирующее излучение дымовых извещателей. Калифорний является сильным излучателем нейтронов, используемым для определения золотых или серебряных руд.
Подводя итог, можно сказать, что периодическая таблица содержит 118 известных химических элементов. 92 из них встречаются в природе в результате космического нуклеосинтеза и геологических процессов. Остальные 26 были искусственно созданы в лабораториях, начиная с 20-го века, что расширило наши знания о сверхтяжелых элементах.
Независимо от того, созданы ли они в звездах или руками человека, разнообразие химических элементов управляет реакционной способностью и сложностью нашей Вселенной. Их уникальные свойства лежат в основе всей материи и жизни.