Kõige tavalisem keemiline element maa peal. Tähtsamate keemiliste elementide ja ühendite hinnang

1825. aastal sai Rootsi keemik Jons Jakob Berzelius kaaliummetalli toimel ränifluoriidile SiF4 puhta elementaarse räni. Uuele elemendile anti nimi "räni" (ladinakeelsest sõnast silex - tulekivi). Venekeelse nimetuse "räni" võttis 1834. aastal kasutusele vene keemik German Ivanovitš Hess. Kreeka keelde tõlgitud kremnos - "kalju, mägi".

Levimuse poolest maakoores on räni kõigi elementide seas (hapniku järel) teisel kohal. Maakoore mass on 27,6-29,5% räni. Räni on mitmesaja erineva loodusliku silikaadi ja alumosilikaadi komponent. Kõige tavalisem on ränidioksiid või ränioksiid (IV) SiO2 (jõeliiv, kvarts, tulekivi jne), mis moodustab umbes 12% maakoorest (massi järgi). Räni looduses vabal kujul ei esine.

Räni kristallvõre on kuuppinnakeskne nagu teemant, parameeter a = 0,54307 nm (kõrgetel rõhkudel on saadud ka teisi räni polümorfseid modifikatsioone), kuid tänu Si-Si aatomite vahelisele sideme pikkusele on pikem kui silikoon. C-C side, räni kõvadus on oluliselt väiksem kui teemandil. Räni on habras, kui seda kuumutatakse üle 800 °C, muutub see plastiliseks aineks. Huvitav on see, et räni on infrapunakiirgusele läbipaistev.

Elementaarne räni on tüüpiline pooljuht. Ribavahe toatemperatuuril on 1,09 eV. Laengukandjate kontsentratsioon sisejuhtivusega ränis toatemperatuuril on 1,5·1016m-3. Kristallilise räni elektrilisi omadusi mõjutavad suuresti selles sisalduvad mikrolisandid. Aukjuhtivusega räni monokristallide saamiseks viiakse elektroonilise juhtivusega räni III rühma elementide lisandid - boor, alumiinium, gallium ja indium - V rühma elementide lisandid - fosfor, arseen või antimon. Räni elektrilisi omadusi saab muuta, muutes monokristallide töötlemistingimusi, eelkõige töödeldes räni pinda erinevate keemiliste ainetega.

Praegu on elektroonika peamine materjal räni. Monokristalliline räni on materjal gaaslaserpeeglite jaoks. Mõnikord kasutatakse vesiniku tootmiseks põllul räni (kaubanduslik kvaliteet) ja selle sulamit rauaga (ferrosilicon). Metalliühendeid räniga – silitsiide – kasutatakse laialdaselt tööstuses (näiteks elektroonika- ja tuumatööstuses) materjalides, millel on lai valik kasulikke keemilisi, elektrilisi ja tuumaomadusi (oksüdatsioonikindlus, neutronid jne), ning mitmesugused silitsiidid elemendid on olulised termoelektrilised materjalid. Räni kasutatakse metallurgias malmi, terase, pronksi, silumiumi jm sulatamisel (desoksüdeerijana ja modifikaatorina ning ka legeeriva komponendina).

Vesinik on universumis kõige levinum element. Aga miks?

Sellele küsimusele vastamiseks peame minema tagasi Suure Paugu juurde, ütles Maya Nyman, Oregoni osariigi ülikooli keemiaprofessor.

Suur pauk viis kõigi elementide loomiseni, mida leiame perioodilisuse tabelist. Need on ehituskivid, mis aitavad luua universumit. Igal elemendil on kordumatu arv elementaarosakesi – prootoneid (positiivselt laetud), neutroneid (neutraalne) ja elektrone (negatiivselt laetud).

Lihtsaim ja levinum element

Vesinikul on ainult üks prooton ja üks elektron (see on ainus element, millel pole neutronit). See on universumi kõige lihtsam element, mis selgitab, miks see on ka kõige rikkalikum, ütles Nyman. Vesiniku isotoop, mida nimetatakse deuteeriumiks, sisaldab aga ühte prootonit ja ühte neutronit ning teises, triitiumis, on üks prooton ja kaks neutronit.

Tähtedes sulanduvad vesinikuaatomid heeliumiks, mis on universumi leviku poolest teine element. Heeliumil on kaks prootonit, kaks neutronit ja kaks elektroni. Koos moodustavad heelium ja vesinik 99,9 protsenti kogu universumi teadaolevast ainest.

Universumis on aga umbes 10 korda rohkem vesinikku kui heelium, ütleb Nyman. "Hapnikut, mis on suuruselt kolmas element, on umbes 1000 korda vähem kui vesinikku," lisas ta.

Üldiselt võib öelda, et mida suurem on elemendi aatomnumber, seda vähem seda universumis leidub.

Vesinik Maal

Maa koostis on aga universumi omast erinev. Näiteks hapnik on maakoores massi järgi kõige enam esinev element. Sellele järgnevad räni, alumiinium ja raud. Inimkehas on massi järgi kõige rohkem hapnikku, millele järgnevad süsinik ja vesinik.

Roll inimkehas

Vesinikul on inimkehas mitu võtmerolli. Vesiniksidemed aitavad DNA-l keerduda. Lisaks aitab vesinik säilitada õiget pH-d maos ja teistes organites. Kui teie kõht muutub liiga aluseliseks, vabaneb vesinik, kuna see on seotud selle protsessi reguleerimisega. Kui mao keskkond on liiga happeline, seob vesinik teiste elementidega.

Vesinik vees

Lisaks võimaldab vesinik jääl vee pinnal hõljuda, kuna vesiniksidemed suurendavad jäätunud molekulide vahelist kaugust, muutes need vähem tihedaks.

Tavaliselt on aine tihedam, kui see on tahkes olekus, mitte vedelas, ütles Nyman. Vesi on ainus aine, mis muutub tahkeks muutudes vähem tihedaks.

Mis on vesiniku oht

Samas võib vesinik olla ka ohtlik. Selle reaktsioon hapnikuga põhjustas Hindenburgi õhulaeva katastroofi, milles hukkus 1937. aastal 36 inimest. Lisaks võivad vesinikupommid olla uskumatult hävitavad, kuigi neid pole kunagi relvana kasutatud. Nende potentsiaali näitasid aga 1950. aastatel sellised riigid nagu USA, NSVL, Suurbritannia, Prantsusmaa ja Hiina.

Vesinikpommid, nagu aatomipommid, kasutavad hävitamiseks tuumasünteesi ja lõhustumise reaktsioonide kombinatsiooni. Kui need plahvatavad, tekitavad nad mitte ainult mehaanilisi lööklaineid, vaid ka kiirgust.

Enamiku teadlaste arvates toimus keemiliste elementide tekkimine universumis pärast Suurt Pauku. Samas tekkis osa aineid rohkem, osa vähem. Meie top-loend sisaldab loendit kõige levinumate keemiliste elementide kohta Maal ja universumis.

Vesinik saab reitingu liidriks. Perioodilises tabelis on see tähistatud sümboliga H ja aatomnumbriga 1. Avastas 1766. aastal G. Cavendish. Ja 15 aastat hiljem sai sama teadlane teada, et vesinik osaleb enamiku planeedi ainete moodustumisel.

Vesinik pole looduses mitte ainult kõige rikkalikum, vaid ka kõige plahvatusohtlikum ja kergeim keemiline element universumis. Maakoores on selle maht 1%, kuid aatomite arv on 16%. Seda elementi leidub paljudes looduslikes ühendites, näiteks naftas, maagaasis, kivisöes.

Vesinikku vabas olekus praktiliselt ei leidu. Maa pinnal esineb seda mõnedes vulkaanilistes gaasides. Seda leidub õhus, kuid väga väikestes annustes. Vesinik hõivab peaaegu poole tähtede struktuurist, enamiku tähtedevahelisest sfäärist ja udukogude gaasidest.

Teine kõige levinum element universumis on heelium. Seda peetakse ka teiseks kõige lihtsamaks. Lisaks on heeliumil teadaolevatest ainetest madalaim keemispunkt.

Selle avastas 1868. aastal prantsuse astronoom P. Jansen, kes avastas päikeseümbruse atmosfääris erekollase joone. Ja 1895. aastal tõestas inglise keemik W. Ramsay selle elemendi olemasolu Maal.

Välja arvatud äärmuslikud tingimused, on heelium saadaval ainult gaasina. Kosmoses tekkis see esimestel hetkedel pärast Suurt Pauku. Tänapäeval ilmub heelium tähtede sügavustesse termotuumasünteesi teel vesinikuga. Maal tekib see pärast raskete elementide lagunemist.

Maakoores on kõige rohkem (49,4%) hapnikku. Esindatud sümboliga O ja numbriga 8. Inimeksistentsi jaoks hädavajalik.

Hapnik on keemiliselt inaktiivne mittemetall. Standardtingimustes on see värvitu gaasilises olekus, ilma maitse ja lõhnata. Molekul sisaldab kahte aatomit. Vedelal kujul on see helesinine toon, tahkel kujul näeb see välja nagu sinaka varjundiga kristallid.

Hapnik on vajalik kõigi Maal elavate asjade jaoks. See on osalenud ainete ringis üle 3 miljardi aasta. Mängib olulist rolli majanduses ja looduses:

Osaleb taimede fotosünteesis;
Hingamise ajal imenduvad elusorganismid;
Toimib oksüdeeriva ainena käärimis-, mäda-, roostetamisprotsessides;
Sisaldub orgaanilistes molekulides;
Vajalik väärtuslike ainete saamiseks orgaanilisest sünteesist.

Veeldatud olekus kasutatakse hapnikku metallide lõikamiseks ja keevitamiseks, maa-alusteks ja veealusteks töödeks ning töödeks kõrgel õhuvabas ruumis. Hapnikupadjad on raviprotseduuride läbiviimisel asendamatud.

4. kohal on lämmastik – kaheaatomiline, värvitu ja maitsetu gaas. See ei eksisteeri mitte ainult meie, vaid ka mitmel teisel planeedil. Peaaegu 80% Maa atmosfäärist koosneb sellest. Isegi inimkeha sisaldab seda elementi kuni 3%.

Lisaks gaasilisele lämmastikule on vedelat lämmastikku. Seda kasutatakse laialdaselt ehituses, tööstuses ja meditsiinis. Seda kasutatakse seadmete jahutamiseks, orgaanilise aine külmutamiseks ja tüükadest vabanemiseks. Vedelal kujul ei ole lämmastik plahvatusohtlik ega mürgine.

Element blokeerib oksüdatsiooni ja lagunemist. Kasutatakse laialdaselt kaevandustes plahvatuskindla keskkonna loomiseks. Keemiatootmises kasutatakse seda ammoniaagi, väetiste, värvainete valmistamiseks ning toiduvalmistamisel külmutusagensina.

Neoon on inertne, värvitu ja lõhnatu aatomigaas. Avastasid 1989. aastal inglased W. Ramsay ja M. Travers. Saadakse veeldatud õhust, eemaldades muud elemendid.

Gaasi nimetus on tõlgitud kui "uus". See on Universumis jaotunud äärmiselt ebaühtlaselt. Maksimaalne kontsentratsioon tuvastati kuumadel tähtedel, meie süsteemi välisplaneetide õhus ja gaasilistes udukogudes.

Maal leidub neooni peamiselt atmosfääris, mujal on see tühine. Meie planeedi neoonipuudust selgitades on teadlased püstitanud hüpoteesi, et maakera kaotas kunagi oma esmase atmosfääri ja koos sellega ka inertgaaside põhimahu.

Süsinik on Maa kõige levinumate keemiliste elementide edetabelis 6. kohal. Perioodilises tabelis tähistatakse seda tähega C. Sellel on erakordsed omadused. See on planeedi juhtiv biogeenne element.

Tuntud iidsetest aegadest. Sisaldub kivisöe, grafiidi, teemantide struktuuris. Maakera sisaldus on 0,15%. Kontsentratsioon ei ole liiga kõrge, kuna looduses käib süsinik pidevas ringluses.

Seda elementi sisaldavad mitmed mineraalid:

antratsiit;
õli;
Dolomiit;
Lubjakivi;
Põlevkivi;
Turvas;
Pruun ja kivisüsi;
Maagaas;
Bituumen.

Süsinikurühmade hoidla on elusolendid, taimed ja õhk.

Räni on mittemetall, mida sageli leidub maakoores. Selle töötasid 1811. aastal vabas vormis välja J. Tenard ja J. Gay-Lussac. Planeedi kesta sisaldus on 27,6-29,5 massiprotsenti, ookeanivees – 3 mg/l.

Juba iidsetest aegadest on teada mitmesuguseid räniühendeid. Kuid puhas element jäi pikaks ajaks inimeste teadmistest kaugemale. Kõige populaarsemad ühendid olid ränioksiidil põhinevad poolvääriskivid ja vääriskivid:

Rhinestone;
Oonüks;
Opaal;
Kaltsedon;
Krüsopraas jne.

Looduses leidub elementi:

Massiivsed kivimid ja ladestused;
Taimed ja mereelanikud;
Sügaval pinnases;
Elusolendite organismides;
Veehoidlate põhjas.

Ränil on inimkeha moodustamisel tohutu roll. Iga päev tuleb alla neelata vähemalt 1 gramm elementi, vastasel juhul hakkavad ilmnema ebameeldivad vaevused. Sama võib öelda taimede ja loomade kohta.

Magneesium on tempermalmist kerge hõbedase tooniga metall. Perioodilises tabelis on see tähistatud sümboliga Mg. Selle sai 1808. aastal inglane G. Davy. See on maapõues mahult 8. kohal. Looduslike allikate hulka kuuluvad maavarad, soolveed ja merevesi.

Standardseisundis on see kaetud magneesiumoksiidi kihiga, mis laguneb temperatuuril +600-650 0 C. Põlemisel eraldub helevalge leek koos nitriidi ja oksiidi moodustumisega.

Magneesiumi kasutatakse paljudes valdkondades:

Titaani regenereerimisel;
Kergvalusulamite tootmisel;
Süütavate ja valgustavate rakettide loomisel.

Magneesiumisulamid on transpordi- ja lennutööstuses kõige olulisem ehitusmaterjal.

Magneesiumit ei nimetata asjata "elu metalliks". Ilma selleta on enamik füsioloogilisi protsesse võimatu. See mängib juhtivat rolli närvi- ja lihaskoe talitluses ning osaleb lipiidide, valkude ja süsivesikute ainevahetuses.

Raud on tempermalmist hõbevalge metall, millel on kõrge keemilise reaktsiooni tase. Tähistatakse tähtedega Fe. Roostetab kiiresti kõrgel temperatuuril/niiskusel. Süttib puhastatud hapnikus. Võimeline isesüttimiseks peenes õhus.

Igapäevaelus nimetatakse rauda sulamiteks minimaalse koguse lisanditega, mis säilitavad puhta metalli elastsuse:

teras;
malm;
Legeerteras.

Arvatakse, et raud moodustab suurema osa maakera tuumast. Sellel on mitu oksüdatsioonitaset, mis on kõige olulisem geokeemiline omadus.

Maal levinumate keemiliste elementide nimekirjas on kümnendal kohal väävel. Tähistatakse tähega S. Sellel on mittemetallilised omadused. Oma olekus näeb see välja nagu helekollane pulber, millel on iseloomulik lõhn või läikivad klaaskollased kristallid. Iidse ja hiljutise vulkanismi piirkondades leidub murenevaid väävli ladestusi.

Ilma väävlita on võimatu teha paljusid tööstuslikke toiminguid:

Ravimite tootmine põllumajanduse vajadusteks;
Teatud tüüpi terastele eriomaduste andmine;
Väävelhappe teke;
Kummi tootmine;
Sulfaatide ja muude tootmine.

Meditsiiniline väävel sisaldub nahasalvides, seda kasutatakse reuma ja podagra raviks ning see sisaldub nahahoolduseks mõeldud kosmeetilistes preparaatides. Seda kasutatakse kipsi, lahtistite ja antihüpertensiivsete ravimite valmistamisel.

Video

Meie hämmastaval planeedil on kõige levinum keemiline element ja kõige levinum aine ning Universumi avarustes on kõige levinum keemiline element.

Kõige levinum keemiline element Maal

Meie planeedil on külluse liider hapnik. See suhtleb peaaegu kõigi elementidega. Selle aatomeid leidub peaaegu kõigis kivimites ja mineraalides, mis moodustavad maakoore. Keemia kaasaegne arenguperiood algas just selle olulise ja esmase keemilise elemendi avastamisega. Selle avastuse au jagavad Scheele, Priestley ja Lavoisier. Arutelu selle üle, kumb neist on avastaja, on kestnud sadu aastaid ega ole veel peatunud. Kuid sõna "hapnik" võttis kasutusele Lomonosov.

See moodustab veidi rohkem kui nelikümmend seitse protsenti maakoore kogumassist. Seotud hapnik moodustab peaaegu kaheksakümmend üheksa protsenti mage- ja merevee massist. Atmosfääris leidub vaba hapnikku, mis moodustab umbes kakskümmend kolm massiprotsenti ja peaaegu kakskümmend üks mahuprotsenti. Vähemalt poolteist tuhat maakoore ühendit sisaldavad hapnikku. Maailmas pole elusrakke, mis ei sisaldaks seda ühist elementi. Iga elusraku massist moodustab kuuskümmend viis protsenti hapnik.

Tänapäeval saadakse seda ainet tööstuslikult õhust ja tarnitakse 15 MPa rõhu all terassilindrites. Selle saamiseks on ka teisi viise. Kasutusalad: toiduainetööstus, meditsiin, metallurgia jne.

Kust leidub kõige levinum element?

Looduses on peaaegu võimatu leida nurka, kus poleks hapnikku. See on kõikjal – sügavustes ja kõrgel Maa kohal ja vee all ja vees endas. Seda leidub mitte ainult ühendites, vaid ka vabas olekus. Tõenäoliselt on see element teadlastele alati huvi pakkunud just seetõttu.

Geoloogid ja keemikud uurivad hapniku olemasolu koos kõigi elementidega. Botaanikud on huvitatud taimede toitumise ja hingamise protsesside uurimisest. Füsioloogid ei ole täielikult välja selgitanud hapniku rolli loomade ja inimeste elus. Füüsikud püüavad leida uut viisi selle kasutamiseks kõrgete temperatuuride tekitamiseks.

On teada, et olenemata sellest, kas tegemist on kuuma lõunamaise või põhjapoolsete piirkondade külma õhuga, on hapnikusisaldus selles alati sama ja ulatub kahekümne ühe protsendini.

Kuidas kasutatakse kõige levinumat ainet?

Vett kui planeedi kõige levinumat teadaolevat ainet kasutatakse kõikjal. See aine katab ja läbib kõike, kuid seda on vähe uuritud. Kaasaegne teadus hakkas seda põhjalikult uurima suhteliselt hiljuti. Teadlased on avastanud palju selle omadusi, mida pole veel võimalik seletada.

Ükski inimtegevus ei saa toimuda ilma selle kõige tavalisema aineta. Põllumajandust või tööstust on raske ette kujutada ilma veeta, ilma selle aineta ei töötaks tuumareaktorid, turbiinid ja elektrijaamad, kus jahutamiseks kasutatakse vett. Majapidamisvajaduste jaoks kasutavad inimesed seda ainet aasta-aastalt üha suuremas koguses. Seega piisas kiviaja mehele kümnest liitrist veest päevas täiesti. Tänapäeval kasutab iga Maa elanik päevas vähemalt kakssada kakskümmend liitrit. Inimene koosneb kaheksakümnest protsendist veest, igaüks tarbib iga päev vähemalt poolteist liitrit vedelikku.

Universumi kõige levinum keemiline element

Kolmveerand kogu universumist on vesinik, teisisõnu, see on universumi kõige levinum element. Vesi, mis on meie planeedi kõige levinum aine, koosneb enam kui üheteistkümne protsendi vesinikust.

Maakoores on vesinikku üks massiprotsent, aatomite arvu järgi aga lausa kuusteist protsenti. Sellised ühendid nagu maagaasid, nafta ja kivisüsi ei saa hakkama ilma vesiniku olemasoluta.

Tuleb märkida, et see ühine element on vabas olekus äärmiselt haruldane. Meie planeedi pinnal esineb seda väikestes kogustes mõnedes maagaasides, sealhulgas vulkaanilistes. Atmosfääris on vaba vesinikku, kuid selle esinemine seal on äärmiselt väike. Just vesinik on element, mis loob kiirguse sisemise maavöö, nagu prootonite voog.
Kuid universumi suurima tähe läbimõõt on 1 391 000.
Tellige meie kanal Yandex.Zenis

Me kõik teame, et vesinik täidab meie universumi 75%. Kuid kas teate, millised keemilised elemendid on veel meie olemasolu jaoks mitte vähem olulised ja mängivad olulist rolli inimeste, loomade, taimede ja kogu meie Maa elus? Selle reitingu elemendid moodustavad kogu meie universumi!

Väävel (arvukus räni suhtes – 0,38)
See keemiline element on perioodilisuse tabelis loetletud sümboli S all ja seda iseloomustab aatomnumber 16. Väävel on looduses väga levinud.

Raud (rohkus räni suhtes – 0,6)
Tähistatakse sümboliga Fe, aatomarv - 26. Raud on looduses väga levinud, tal on eriti oluline roll Maa tuuma sise- ja väliskesta kujunemisel.

Magneesium (rohkus räni suhtes – 0,91)
Perioodilises tabelis võib magneesiumi leida sümboli Mg all ja selle aatomnumber on 12. Kõige hämmastavam selle keemilise elemendi juures on see, et kõige sagedamini vabaneb see tähtede plahvatamisel supernoovadeks muutumise käigus.

Räni (arvukus räni suhtes – 1)
Tähistatakse kui Si. Räni aatomarv on 14. Seda sinakashalli metalloidi leidub puhtal kujul maakoores väga harva, kuid teistes ainetes on see üsna tavaline. Näiteks võib seda leida isegi taimedes.

Süsinik (arvukus räni suhtes – 3,5)
Süsinik keemiliste elementide perioodilisustabelis on toodud sümboli C all, selle aatomnumber on 6. Süsiniku kuulsaim allotroopne modifikatsioon on üks ihaldatumaid vääriskive maailmas – teemandid. Süsinikku kasutatakse aktiivselt ka muudel tööstuslikel eesmärkidel igapäevasematel eesmärkidel.

Lämmastik (sisaldus räni suhtes – 6,6)
Sümbol N, aatomnumber 7. Esmakordselt avastas šoti arst Daniel Rutherford, lämmastik esineb kõige sagedamini lämmastikhappe ja nitraatide kujul.

Neoon (arvukus räni suhtes – 8,6)
Seda tähistatakse sümboliga Ne, aatomnumber on 10. Pole saladus, et see konkreetne keemiline element on seotud kauni säraga.

Hapnik (rohkus räni suhtes – 22)
Keemiline element sümboliga O ja aatomnumber 8, hapnik on meie olemasolu jaoks hädavajalik! Kuid see ei tähenda, et see on olemas ainult Maal ja teenib ainult inimese kopse. Universum on täis üllatusi.

Heelium (arvukus räni suhtes – 3100)
Heeliumi sümbol on He, aatomnumber on 2. See on värvitu, lõhnatu, maitsetu, mittetoksiline ja selle keemistemperatuur on madalaim kõigist keemilistest elementidest. Ja tänu temale tõusevad pallid taeva poole!

Vesinik (arvukus räni suhtes – 40 000)
Meie loendi tõeline number üks, vesinik, on perioodilisuse tabelis sümboli H all ja selle aatomnumber on 1. See on perioodilisuse tabeli kergeim keemiline element ja kogu teadaoleva universumi kõige levinum element.