Химический элемент солнечный: Состав Солнца – Статьи на сайте Четыре глаза

Содержание

Химия в солнечном свете

Ровно 150 лет назад, 18 августа 1868 года, двум ученым — Пьеру Жансену и Норману Локьеру — независимо друг от друга удалось обнаружить в спектре солнечных протуберанцев линию, которая не принадлежала ни одному из известных на тот момент химических элементов. Таким образом впервые был открыт элемент, про существование которого на Земле ничего не было известно. Имя он получил соответствующее — гелий (от древнегреческого ἥλιος — Солнце). Дальнейшая история показала, что и на нашей планете этого газа достаточно, хотя получить его непросто даже сегодня, не говоря о технических возможностях XIX века. Тем не менее, свое изначальное солнечное название элемент сохранил. Давайте разберемся, как удалось найти новый элемент с помощью исключительно оптических измерений и на что подобные измерения способны в наше время.

Обнаружить новый элемент на Солнце, ничего не зная о его присутствии на Земле, ученым помогли спектроскопические методы, основанные на том, что каждый элемент из всего непрерывного светового спектра выбирает только определенные длины волн, которые либо избирательно поглощает, либо, наоборот, избирательно испускает.

Определение металлов по цвету пламени

Основы современной спектроскопии были заложены еще в начале XIX века немецким химиком Робертом Вильгельмом Бунзеном. Ученый заметил, что если небольшие образцы металлов или их солей поместить в пламя газовой горелки (изначально практически бесцветное), то у этого пламени появляется выраженная окраска, причем для разных металлов — разная. Так, если поместить в пламя натрий, то оно станет желтым, если литий — то красным, а если калий — фиолетовым.

Именно для определения щелочных и щелочно-земельных металлов анализ цвета пламени оказался наиболее полезным. Известны все эти металлы были и ранее, но многие из них очень трудно отличить друг от друга только с помощью химических реакций. Например, ионы калия и натрия в водных растворах ведут себя практически одинаково, но вот если каплю этих растворов поместить в пламя горелки, то их сразу можно отличить друг от друга.

Тем не менее, несмотря на наглядность этого подхода и его очевидную пользу для быстрого качественного анализа, такой метод оказался весьма грубым. Во-первых, таким образом невозможно определить наличие небольших примесей. Кроме того, оказалось, что человеческий глаз не способен отличить друг от друга цвета пламени многих элементов. Например, и литий, и стронций дают один и тот же цвет — красный, и понять, чем красный цвет лития отличается от красного цвета стронция, без дополнительных приборов невозможно.

Спектроскоп Бунзена — Кирхгофа

Поэтому, чтобы сделать метод химического анализа, основанный на анализе цвета пламени, более точным, Бунзен вместе с физиком Густавом Робертом Кирхгофом разработал специальный прибор, который мог преобразовать свет, исходящий от окрашенного пламени, сразу в целый спектр — подобно тому, как стеклянная призма превращает белый свет в радугу. С помощью целой системы таких призм и увеличительных стекол ученым удалось разложить видимый свет от пламени по длинам волн.

Этот спектр проецировался на экран, но, в отличие от непрерывной радуги, которая получалась при разложения белого света, он представлял из себя набор отдельных полос. Самая яркая из них по цвету совпадала с цветом пламени, но также на экране можно было найти еще несколько линий меньшей интенсивности.

Оказалось, что набор линий в оптических спектрах однозначно характеризует каждый элемент. И если на глаз два языка пламени красного цвета отличить друг от друга невозможно, то полный набор из десятка линий в разных частях спектра даст однозначную картину элементного состава изучаемого образца. При этом анализировать таким образом можно и сложные соединения, и смеси веществ — спектроскопия точно показывает, какие элементы входят в состав минерала, раствора или смеси порошков.

С помощью своего прибора ученые могли получать спектры двух типов — на них были либо яркие линии, светящиеся на фоне более тусклого спектра (их цвет при этом соответствует положению на радуге), либо, наоборот, это были спектры, на которых определенный цвет как будто бы вырезали. Первые из них — спектры испускания (или эмиссионные спектры) — образуются за счет излучения образцом света под действием определенного внешнего возбуждения. Так, в случае с металлами возбуждением является нагревание в пламени. Спектры второго типа формируются за счет поглощения видимого света — тоже строго определенной длины волны.

Сейчас, после развития квантовой физики (толчком к которому послужили в том числе и спектроскопические данные), мы знаем, что эти линии в спектрах соответствуют энергетическим переходам в электронных оболочках атомов. Если электрон переходит с более низкого по энергии уровня на более высокий, то ему требуется дополнительная энергия. Эту энергию электрон поглощает из видимого света, которым его облучают, и таким образом приводит к появлению «вырезанных» линий в спектре поглощения. Если же в результате внешнего воздействия освобождается какой-то из низких энергетических уровней, то на него сразу же перескакивает электрон с более высокой энергией, испуская при этом энергетический избыток в виде кванта света. Этот квант оказывается в спектре в виде дополнительной яркой линии в эмиссионных спектрах.

Разница энергий ΔE электронных уровней однозначно определяет длину волны испускаемого или поглощаемого света λ согласно уравнению ΔE=hc/λ, где h — постоянная Планка, а c — скорость света. При этом поскольку спектры
поглощения и испускания образуются в результате переходов между одними и теми же энергетическими уровнями, то и положение линий в спектрах двух типов будет совпадать.

Энергетических уровней у электронов в атомах (особенно сложных) — много, поэтому и линий в их спектрах возникает тоже множество — по одной на каждую пару уровней. Вероятность перехода между ними будет влиять на яркость той или иной линии в спектре, а суммарный набор всех спектральных полос становится однозначной характеристикой каждого отдельного элемента.

Бунзен во время своих экспериментов всего этого еще не знал, однако понял, что спектроскопические данные — то есть положение полос на радуге видимого света — однозначно определяют элемент. В результате химику и его последователям удалось составить полную таблицу спектрометрических данных для всех известных на тот момент элементов. А изучив оптические спектры некоторых минералов, ученым удалось обнаружить в них новые линии, по которым были описаны и неизвестные к тому времени элементы. Первыми из них оказались щелочные металлы — рубидий и цезий.

Открытие гелия

Теперь вернемся к гелию. Поскольку выяснилось, что обнаруживать новые элементы можно, основываясь только на их свечении, а достаточно точные спектроскопы к середине 60-х годов XIX века уже стали занимать довольно мало места, к 1868 году у ученых появилась идея исследовать таким образом химический состав Солнца. При этом возникла она одновременно и независимо сразу как минимум у двух ученых — Пьера Жансена и Нормана Локьера. Делать это они решили 18 августа 1868 года — в день полного солнечного затмения.

В тот момент, когда солнечный диск полностью закрывается лунным, снаружи можно видеть выступающие изменчивые образования — протуберанцы, и именно их спектр ученые решили изучить. Потом, правда, выяснилось, что если правильно настроить спектрометр, то спектр Солнца можно спокойно изучать и в другие дни, а не только во время затмения.

В результате этих экспериментов ученые описали целую серию спектральных линий, характерных для солнечного света. Впервые все эти полосы, названные Фраунгоферовыми линиями, были обнаружены еще в начале XIX столетия, однако связать положение каждой из них с химическим составом звезды удалось лишь более полувека спустя. Изначально были описаны 570 линий, сейчас их выделяют больше тысячи.

Стоит отметить, что, в отличие от тех спектров, которые Бунзен и Кирхгоф получали в лабораторных условиях, солнечный спектр представлял собой спектр поглощения — некоторых длин волн в сплошном спектре не хватало за счет того, что часть света поглощали элементы во внешних слоях атмосферы Солнца, однако линии в нем занимали те же положения, что и в спектрах испускания различных элементов, полученных ранее на Земле.

Благодаря данным, собранным за предыдущие годы, ученым без труда удалось определить, какие именно элементы привели к образованию полученного спектра. Подавляющее большинство линий свидетельствовали о наличии на Солнце водорода, также удалось обнаружить и другие элементы — в частности, железо, натрий, кальций и хром. Однако одна из ярких спектральных линий в желтой части спектра осталась неопознанной. Сначала ее приняли за двойную линию натрия, но при ближайшем рассмотрении оказалось, что эта полоса смещена относительно известных позиций натриевых линий, поэтому она была приписана новому элементу, который ученые и назвали гелием.

Обнаружить гелий на Земле удалось намного позже — только спустя 27 лет. Сначала этот инертный газ нашли в минералах, содержащих радиоактивные элементы и производящих гелий в результате их распада, а затем благодаря усовершенствованию методов газового фракционирования смогли получить его и из воздуха.

Гелий активно используется, например, для проведения экспериментов в условиях низких температур, поэтому поиск естественных месторождений гелия и сегодня остается актуальной задачей. Так, недавно химики из Оксфордского и Даремского университетов специально разработали метод направленного поиска месторождений гелия, с помощью которого нашли крупнейшее из известных на данный момент месторождений в Восточно-Африканской рифтовой долине с емкостью около полутора миллиарда кубометров.

Более детальное изучение спектров

Изначально вся информация, которую ученые предлагали получать из спектроскопических данных, основывалась на единственном параметре — положении спектральных линий (сначала на проецируемой на экран радуге, образованной в результате дисперсии из видимого света, а затем — и по длине волны). Но оказалось, что в этих спектрах содержится значительно больше информации. Во-первых, все линии отличаются друг от друга по яркости свечения, поэтому любой спектр можно представить в виде зависимости интенсивности от длины волны. В таком виде спектр представляет из себя набор пиков с разными положением, шириной и высотой.

Если интенсивность каждого пика определяется изначальной электронной структурой атома, то по уширению спектральных линий можно делать выводы о каких-то дополнительных свойствах исследуемого объекта: например, химики могут таким образом определить параметры взаимодействия конкретного атома с кристаллической решеткой, а астрономы — измерить температуру звезды.

Кроме того, положения пиков на спектрах все-таки не совсем постоянные, они могут смещаться. Движение спектральных линий по спектру происходит из-за случившегося по какой-то причине изменения энергии волны. Такой причиной может быть и непосредственно смещение энергетических электронных уровней, и изменение параметров волны после испускания. Так, в кристаллических материалах изначальные электронные уровни могут расщепляться под влиянием соседних атомов — например, магнитное поле от соседей по кристаллической решетке может приводить к тому, что за счет эффекта Зеемана один уровень расщепляется на несколько. Таким образом в спектре пик не только смещается, но еще и множится.

Другая возможная причина изменения положения спектральных линий — эффект Доплера. Так, если волну испускает объект, движущийся с большой скоростью, например звезда, то частота излучения смещается в область более длинных волн (то есть в сторону красного цвета) при движении от наблюдателя или в область более коротких длин волн (в сторону фиолетового цвета) при движении к наблюдателю. Поскольку «правильное» положение линий (которое было бы, будь звезда неподвижной) известно, то по их смещению можно определить скорость движения нашей звезды (или галактики, или туманности).

Эффект Доплера, кстати, может приводить не только к смещению, но и к уширению пиков, если излучающих объектов одновременно много и двигаются они все случайным образом в разные стороны.

Спектроскопические методы в химическом анализе

Сейчас спектроскопические методы — один из самых распространенных методов анализа как в «земной» химии, так и при изучении различных астрономических объектов. Так, окрашивание пламени до сих пор используется для быстрого качественного определения щелочных и щелочно-земельных металлов. Более сложные спектроскопы продолжают использовать для проведения количественного химического анализа и в физических экспериментах. Количество спектроскопических методов за полтора века значительно увеличилось, и они уже давно не ограничиваются только видимой частью спектра.

Однако именно видимый диапазон и примыкающие к нему инфракрасная и ультрафиолетовые области оказались наиболее удобными для элементного
анализа и анализа молекулярного строения. Объясняется это довольно простым соображением: точно такие же электронные переходы используются
светочувствительными рецепторами в сетчатке глаза человека при улавливании солнечного света. Мы их воспринимаем как цвет, а прибор аналогичные сигналы преобразует в пики на спектре.

Сейчас спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой областях чаще используется не для элементного анализа, а для исследования электронных переходов в органических молекулах. Это позволяет изучить строение комплексных соединений в растворах, определить их люминесцентные свойства. Нередко этот же тип спектроскопических измерений используют для исследования свойств полупроводников, у которых ширина запрещенной зоны как раз соответствует излучению в видимой и ультрафиолетовой частях электромагнитного спектра.

При этом энергия электронных переходов оказывается не единственной, которую можно использовать для электромагнитной спектроскопии. Так, в прилегающей к видимому диапазону инфракрасной области лежат энергетические переходы, связанные с возбуждением колебаний молекул или их отдельных частей. Этот вид анализа оказался полезным в органической химии, где элементный анализ имеет не так много смысла (все органические молекулы состоят в первую очередь из углерода и водорода, реже в них можно найти кислород и азот, а еще реже — другие элементы). Зато пики, связанные с колебаниями связей, могу рассказать о наличии в молекуле тех или иных функциональных групп, что сразу дает важную информацию о строении исследуемого вещества.

Спектроскопические методы используют электромагнитное излучение и других длин волн — в микроволновом, терагерцовом и рентгеновском диапазонах. Это излучение взаимодействует с электронами и ядрами атомов, приводя не только к поглощению или испускания света, но также, например, к отражению, дифракции или выбиванию из вещества электронов. Так, с помощью микроволновой спектроскопии ученые могут исследовать переходы между вращательными состояниями молекул, с помощью рентгеновской дифракции — строение кристаллов, а излучение в мегагерцовом диапазоне приводит к изменению магнитного момента ядра. При этом не стоит забывать, что современная спектроскопия не ограничивается использованием электромагнитных волн — исследоваться могут акустические спектры или даже распределения ионов по массе.

Спектроскопические методы в астрономии

Пример гелия показал, что спектроскопия — один из самых эффективных инструментов для исследования астрономических объектов. Поскольку поместить звезду или галактику в измерительный прибор невозможно, то за ними остается только наблюдать, исследуя спектры тех электромагнитных сигналов, которых до нас долетают. В первую очередь, с помощью спектроскопии можно изучать именно химический состав астрономических объектов.

Основным источником данных остаются спектры в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. Именно по ним легче всего определить элементный состав звезд (который показывает, в основном, наличие самых легких элементов, водорода и гелия — их в космосе 98 процентов) или облаков межзвездного газа. Другой важной для астрономической спектроскопии частью электромагнитного спектра оказался радиодиапазон: именно там находятся энергетические переходы между вращательными состояниями молекул. С помощью этого вида спектроскопии можно определять наличие в космосе угарного газа или органических молекул. Подробнее о спектроскопических методах, которые используют сейчас для анализа химического состава астрономических объектов, вы можете прочитать в другом нашем материале
«Космическая химия».

Также для исследований используется электромагнитное излучение в гамма-диапазоне — в частности, с помощью него ученые пытаются исследовать источники космических лучей. Как и полтора века назад, основной информацией, которую астрономам удается получать с помощью спектроскопических исследований космоса, все еще остается химический состав небесных тел. Однако теперь с помощью них также можно измерять, например, температуру, светимость и скорость небесных тел или плотность их оболочек. При этом количество объектов, исследуемых с помощью спектроскопии, точность методов, количество определяемых веществ и исследуемых параметров за эти 150 лет увеличились не на один порядок.

Александр Дубов

Какой химический элемент вращается вокруг Солнца?, 4 буквы

Любое число букв2345678910111213141516171819202122232425262728293031

Ответ на вопрос в сканворде (кроссворде) «Какой химический элемент вращается вокруг Солнца?», 4 буквы (первая — у, последняя — н):

уран

(УРАН)

Другие определения (вопросы) к слову «уран» (234)

Самая холодная планета Солнечной системы
АЭС
Седьмая планета Солнечной системы
Что за химический элемент U
Стратегическое топливо
Радиоактивный химический элемент
Химическ. элемент под номером 92
92-й в таблице химических элементов
Планета, открытая в 1781 году
Элемент номер девяносто два
В 1787 году первые открытые спутники этой планеты получили имена героев пьесы «Сон в летнюю ночь» Титании и Оберона
Обогащенный
Топливо в реакторе
92-й химический элемент
Металл группы актиноидов
92-й согласно Менделееву
«легче обогатить …, чем людей» (шутка)
Седьмая планета Солнечной системы (открыта в 1781 г. английским астрономом В. Гершелем)
92-й в периодической таблице
Седьмая от Солнца большая планета солнечной системы, диаметр 51 200 км, атмосфера из водорода, гелия и метана
Предшественник нептуния в таблице
92-я ячейка химической таблицы
Кодовое название Сталинградской стратегической наступательной операции советских войск во время Великой Отечественной войны (19 ноября 1942 — 2 февраля 1943 годов)
Седьмая по счёту планета
Вокруг него вращаются Офелия и Джульетта
Химические элементы тяжелее его в природе не встречаются, так как со временем распадаются
«U» для ядерной бомбы
92-е место в химическом сообществе
Эта планета считается самой холодной
Сатурн, …, Нептун
«Атомная» планета
92-й среди химических элементов
Седьмой от Солнца
Начинка атомных бомб
Менделеев его определил 92-м
Начинка для ядерной бомбы
Менделеев поставил его на 92-е место
Какая планета Солнечной системы названа в честь греческого бога неба
U, химический элемент (92), актиноид, радиоактивен, серебристо-белый металл
Планета, вокруг которой вращается Джульетта
Ядерное топливо
Сырьё, используемое в работе атомных электростанций
Офелия и Ариэль его спутники
«Дрова» в реакторе
Менделеев его назначил 92-м
Какой планете астрологи отдали в управление знак Водолея
Топливо ракетного назначения
«Радиоак. » планета и такой же элемент
92-й по счёту химический элемент
Эту планету назвали в честь греческого бога неба
Металл, радиация
Планета из таблицы Менделеева
Эта большая планета Солнечной системы, что называется, вращается, лёжа на боку
Горючее для АЭС
Древнегреческий бог Неба
«U» для супербомбы
В таблице он перед нептунием
Что обогащают для бомб и АЭС
В греческой миф. бог неба, супруг Геи (земли), отец титанов, циклопов и сторуких гекатонхейров; был свергнут сыном — Кроносом
«Отец богов» у древних греков
7-я от Солнца планета
Первая планета, открытая с помощью телескопа
Какую планету считают самой холодной в Солнечной системе
Горючее для реактора
Бог, планета, элемент
Девяносто второй в таблице химических элементов
Дед Зевса
Эта планета единственная в нашей системе, которая двигается вокруг Солнца как бы на боку
Планета с 15 спутниками
Планета Солнечной системы; химический элемент
Одно из элементарных открытий немецкого химика Мартина Клапрота
Предтеча нептуния в таблице
Химический элемент
Обогащённый для АЭС
Бог неба в древнегреческой мифологии
«Уголь» для топки ядерных «буржуек»
Ядерное горючее
У какой планеты спутник Оберон
Отец всех циклопов
До нептуния в таблице
Олицетворение неба в древнегреческой мифологии
В римской мифологии бог времени
Какое топливо заправляют в ядерные реакторы
Какую планету открыл Уильям Гершель
Химический элемент, U
Серебристо-белый металл
Эту планету с лёгкой руки Уильяма Гершеля в Британии почти 70 лет официально именовали «Звездой Георга»
Отец Фемиды
Радиоактивный хим. элемент, серебристо-белый металл
Наименование химического элемента
Ядерный металл
Третья с краю планета
Планета и металл
Металл из таблицы
«U» для бомбы
Химический элемент и планета Солнечной системы
Химический элемент, металл, радиоактивен, используется как ядерное топливо
Бог, металл и планета
И планета, и радиоактивный химический элемент
Начинка атомной бомбы
Планета «Звезда Георга», открытая Гершелем
Химическое «U»
Титан в папашах Зевса
Радиоактивное топливо
В древнегреческой мифологии бог неба
Планета в таблице Менделеева
Металл в боеголовке
Это самый тяжелый химический элемент, обозначаемый одной буквой
На седьмом месте от Солнца
92-й по расчётам Менделеева
«Ледяная» планета
Топливо для атомных электростанций
химическ. элемент под названием U
92-й в менделеевской шеренге
В первой версии таблицы Менделеева этот металл стоял последним: более тяжёлых элементов тогда не знали
Фильм Клода Берри
Радиоактивный элемент № 92
«Топливная» планета
Этот металл был назван в честь планеты, открытой всего за восемь лет до него, назван, когда ещё звучали отголоски истории с именованием самой планеты
Химический элемент, серебристо-белый металл, обладающий радиоактивными свойствами
Эту планету первой открыли с помощью телескопа
Химический элемент и планета
92-й в химическом рейтинге
радиоакт. элемент с планетным названием
Химический элемент под названием U
Металл для ядерной бомбы
С каким богом расправились мифические титаны
Отец всех титанов
92-й элемент Менделеева
Планета Солнечной системы с наибольшим наклоном экватора к орбите
Перед Нептуном в Солнечн. системе
Боеголовка, заряд
Планета за Сатурном
Бог неба у греков
В греческой мифологии бог неба, супруг Геи
Химический элемент, радиоактивный металл
«Звезда Георга», открытая Уильямом Гершелем
Дедушка Зевса
Драма с Нуаре и Депардье
Планетарный покровитель Водолеев
92-й обитатель периодической таблицы
Планета, металл
Какой элемент Менделеев поставил на девяносто второе место
Перед Нептуном в Солнечной системе
Эта планета стала первой открытой после античных времён
Планета Солнечной системы
В химической таблице он стоит 92-м
Планета
Химический элемент с кодовым именем U
Отец титанов и циклопов
Месторождениям какого химического элемента обязан своему появлению город Учкудук с тремя колодцами?
Предпоследняя планета
92-й обитатель периодическ. таблицы
Папаша титанов
Радиоактивный элемент с планетным названием
Металл, планета, бог
Металл из актиноидов
«U» в таблице Менделеева
Какой химический элемент обозначается последней гласной буквой латинского алфавита?
Кодовое название Сталинградской стратегической наступательной операции советских войск во время Великой Отечественной войны (19 ноября 1942 — 2 февраля 1943 годов)
Самый тяжёлый химический элемент, обозначаемый одной буквой
Химический элемент с позывным U
Радиоактивный металл
Седьмая от Солнца планета
Химический элемент под номером 92
92-й в череде химических элементов
Металл, планета и бог
Отец богов
Топливо в реакторе АЭС
Для машины бензин, а что для АЭС
радиоактивн. химич. элемент
Эту планету Уильям Гершель назвал Георгиевой звездой в честь своего короля
Планета с 27 спутниками
Отец титанов (греч.)
Радиоактивный элемент
химическ. элемент по «фамилии» U
Седьмой на параде планет
Планета, названная в честь греческого бога неба
Какой элемент обогатить можно
Греческий бог неба
Перед нептунием в таблице
«U» у Менделеева
Планета номер семь
92-я графа химических элементов
Солнце, планета
Седьмая планета от Солнца
В греческой мифологии бог неба, супруг Геи (Земли), отец титанов, киклопов и сторуких исполинов
Хим. элемент
92-й «подопечный» Менделеева
Белый блестящий радиоактивный металлический элемент
Между Сатурном и Нептуном
Планета, открытая 13 марта 1781 года
Между нептунием и протактинием
92-й в химической таблице
Бог неба и супруг Геи
Какую планету открыл Уильям Гершель?
Начинка ядерной бомбы
И планета, и металл
«Легче обогатить …, чем людей» (шутка)
Металл № 92
Один из радиоактивных элементов
92-й в ряду химических элементов
92-й по Менделееву
Сосед Сатурна
Химический элемент по «фамилии» U
Из него получают изотоп плутония
Менделеев назначил его 92-м
Бог неба в Древней Греции
При изучении этого металла Анри Беккерель случайно открыл радиоактивный распад
Главное открытие Уильяма Гершеля
Ядерная планета
Топливо для АЭС
Планета, покровительница знака зодиака Водолей
Отец титанов
«Радиоактивная» планета и такой же элемент
Планета – ледяной гигант
Сырьё для получения плутония
Планета, где лето длится 21 год
Древнетюркский и казахский музыкальный духовой инструмент
Планета, чьим спутникам даны имена героев Шекспира
м. воинский крик башкир, киргизов, татар, различный, по племенам и коленам; у одного племени киргизов искони уран: орел! у другого: имя предводителяи пр. От урмак, бить, отчего и наше ура, бей
Химическ. элемент с кодовым именем U
Девяносто второй радиоактивный элемент
Его обогащают, чтобы он лучше работал
Какой химический элемент вращается вокруг Солнца
Сырье для ядерной энергетики
Какому элементу мир обязан открытием радиоактивности
Химическое вещество
Начинка Эй-бомбы
Девяносто второй элемент
«Радиоактивная планета»
Радиоактивный химический элемент, ядерное топливо
Планета или элемент
Ядерное сырьё

хим. (химическое) химический элемент с атомным номером 92, обозначается химическим символом U
простое вещество, состоящее из атомов урана, радиоактивный тяжёлый серебристо-белый глянцеватый металл, относящийся к актиноидам

Значение слова

УРА́Н,
-а, мужской род
Радиоактивный химический элемент, серебристо-белый металл.

[От греч. ο’υρανός — небо]

Уран (древне-греческое Οὐρανός — небо) — в греческой мифологии бог, олицетворяющий небо, относится к самому древнему поколению богов.

Уран — планета Солнечной системы, названа в честь греческого бога неба Урана.
Уран (латинское Uranium) — химический элемент с атомным номером 92, относится к семейству актиноидов.

Показать дальше

1. Значение слова уран. 2. Синонимы «уран». 3. Антонимы «уран». 4. Разбор по составу «уран». 5. Ассоциации «уран». 6 фонетический разбор «уран».

Поиск занял 0.033 сек. Вспомните, как часто вы ищете, чем заменить слово? Добавьте sinonim.org в закладки, чтобы быстро искать синонимы, антонимы, ассоциации и предложения.

Пишите, мы рады комментариям

Вверх ↑

Химический элемент | Определение, происхождение, распространение и факты

химический элемент

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:: Лотар Мейер
Антуан Лавуазье
Дмитрий Менделеев
Луи Бернар Гайтон де Морво
Джозеф Лошмидт

Похожие темы:: редкоземельный элемент
изотоп
переходный металл
периодическая таблица
водород

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

химический элемент , также называемый элемент , любое вещество, которое не может быть разложено на более простые вещества обычными химическими процессами. Элементы — это основные материалы, из которых состоит вся материя.

В этой статье рассматривается происхождение элементов и их изобилие во Вселенной. Подробно рассмотрено геохимическое распространение этих элементарных веществ в земной коре и недрах, их нахождение в гидросфере и атмосфере. В статье также рассматривается периодический закон и основанное на нем табличное расположение элементов. Для получения подробной информации о соединениях элементов, см. химическое соединение.

Редакторы Британской энциклопедии

Общие наблюдения

В настоящее время известно 118 химических элементов. Около 20% из них не существуют в природе (или присутствуют лишь в следовых количествах) и известны только потому, что получены синтетическим путем в лаборатории. Из известных элементов 11 (водород, азот, кислород, фтор, хлор и шесть инертных газов) являются газами при обычных условиях, два (бром и ртуть) являются жидкостями (еще два, цезий и галлий, плавятся при температуре около или около выше комнатной температуры), а остальные – твердые вещества. Элементы могут соединяться друг с другом, образуя широкий спектр более сложных веществ, называемых соединениями. Количество возможных соединений почти бесконечно; известно, возможно, миллион, и каждый день открываются новые. Когда два или более элемента объединяются, образуя соединение, они теряют свою самостоятельную идентичность, и продукт приобретает характеристики, совершенно отличные от характеристик составляющих его элементов. Газообразные элементы водород и кислород, например, с совершенно разными свойствами, могут соединяться, образуя сложную воду, свойства которой совершенно отличаются от кислорода или водорода. Вода явно не является элементом, потому что она состоит из двух веществ, водорода и кислорода, и может быть химически разложена на них; эти два вещества, однако, являются элементами, потому что они не могут быть разложены на более простые вещества ни одним известным химическим процессом. Большинство образцов природного вещества представляют собой физические смеси соединений. Морская вода, например, представляет собой смесь воды и большого количества других соединений, наиболее распространенным из которых является хлорид натрия, или поваренная соль. Смеси отличаются от соединений тем, что их можно разделить на составные части с помощью физических процессов; например, простой процесс испарения отделяет воду от других соединений в морской воде.

Историческое развитие концепции элемента

Современная концепция элемента недвусмысленна, поскольку она зависит от использования химических и физических процессов в качестве средства различения элементов из соединений и смесей. Однако существование фундаментальных субстанций, из которых состоит вся материя, было основой многих теоретических предположений с самого начала истории. Древнегреческие философы Фалес, Анаксимен и Гераклит предполагали, что вся материя состоит из одного существенного начала — или элемента. Фалес считал, что этим элементом является вода; Анаксимен предложил воздух; и Гераклит, огонь. Другой греческий философ, Эмпедокл, высказывал другое мнение, что все вещества состоят из четырех элементов: воздуха, земли, огня и воды. Аристотель соглашался и подчеркивал, что эти четыре элемента являются носителями основных свойств: сухость и тепло связаны с огнем, тепло и влага с воздухом, влага и холод с водой, холод и сухость с землей. В мышлении этих философов предполагалось, что все остальные субстанции представляют собой комбинации четырех элементов, а свойства субстанций отражали их составы элементов. Таким образом, греческая мысль заключала в себе идею о том, что вся материя может быть понята с точки зрения элементарных качеств; в этом смысле сами элементы мыслились как нематериальные. Греческое понятие элемента, которое было принято почти 2000 лет, содержало только один аспект современного определения, а именно, что элементы обладают характерными свойствами.

Во второй половине Средневековья, когда алхимики стали более изощренными в своих знаниях о химических процессах, греческие представления о составе материи стали менее удовлетворительными. Дополнительные свойства элементов были введены для учета вновь открытых химических превращений. Таким образом, сера стала представлять качество горючести, ртуть — летучести или текучести, а соль — устойчивости к огню (или негорючести). Эти три алхимических элемента или принципа также представляли собой абстракции свойств, отражающие природу материи, а не физических субстанций.

В конце концов была понята важная разница между смесью и химическим соединением, и в 1661 году английский химик Роберт Бойль признал фундаментальную природу химического элемента. Он утверждал, что четыре греческих элемента не могут быть настоящими химическими элементами, потому что они не могут соединяться с образованием других веществ и не могут быть извлечены из других веществ. Бойль подчеркивал физическую природу элементов и связывал их с соединениями, которые они образовывали современным оперативным путем.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

В 1789 году французский химик Антуан-Лоран Лавуазье опубликовал то, что можно считать первым списком элементарных веществ, основанным на определении Бойля. Список элементов Лавуазье был составлен на основе тщательного количественного изучения реакций разложения и рекомбинации. Поскольку он не мог разработать опыты по разложению некоторых веществ или их образованию из известных элементов, Лавуазье включил в свой список элементов такие вещества, как известь, оксид алюминия и кремнезем, которые теперь известны как очень устойчивые соединения. На то, что Лавуазье все еще сохранил определенное влияние древнегреческой концепции элементов, указывает его включение света и тепла (калорийных) в число элементов.

Семь веществ, признанных сегодня элементами — золото, серебро, медь, железо, свинец, олово и ртуть — были известны древним, потому что они встречаются в природе в относительно чистом виде. Они упоминаются в Библии и в раннем индуистском медицинском трактате Чарака-самхита . Шестнадцать других элементов были открыты во второй половине 18 века, когда стали лучше понятны методы отделения элементов от их соединений. Еще восемьдесят два последовали за введением методов количественного анализа.

Происхождение химических элементов

В процессе звездной эволюции происходят реакции ядерного синтеза
внутри звезды. Они приводят к образованию химических элементов.
Подсказки к задействованным процессам можно вывести из приведенного ниже графика, который
показывает космическое содержание элементов (ось Y) в зависимости от атомного номера
(ось x). Содержание измерено относительно 1 миллиона атомов кремния.
а ось Y представляет собой логарифмическую шкалу. В этом случае данные относятся к Солнечной системе.
и содержание было измерено на основе оптического анализа солнечного спектра.

На этом графике можно сделать три важных замечания:

График имеет (в целом) плавный тренд слева направо, т.е.
легкие к тяжелым элементам. Это свидетельствует о том, что содержание элементов в
Солнечной системы являются наибольшими для легких элементов и наименьшими для
тяжелые элементы.
На плавный тренд, описанный выше, наложен меньший масштаб.
неравномерность, так что элементы с четными атомными номерами имеют более высокое содержание
чем те, у которых нечетные атомные номера.
Некоторые элементы имеют аномальное содержание. Водород (H) и гелий (He)
и железо (Fe) имеют аномально высокие концентрации, а элементы литий
(Li), бор (B) и бериллий (Be) имеют аномально низкие концентрации.

Считается, что ранняя Вселенная почти полностью состояла из элемента
водород с небольшим количеством гелия. Водород, следовательно,
считается исходным материалом, из которого произошли все остальные элементы.
был построен. Это согласуется с очень высоким содержанием водорода в
профиль солнечного изобилия. Процесс можно рассматривать как серию
термоядерные реакции, которые соединяют простые атомные ядра, чтобы построить растущие
сложные атомные ядра. Способ, которым это делается, зависит от внутренней
температура звезды и ее масса.

В начале развития звезды водород используется для производства элемента
гелий. Когда водород в звезде израсходован, звезда сжимается и ее
температура повышается, так что могут происходить ядерные реакции, которые позволяют
синтез элементов углерода, азота и кислорода из гелия (см. http://chemistry.ewu.edu/breneman/origin.htm).
Когда гелий почти полностью израсходован, углерод и кислород могут быть
превращаются в элементы с массой до массы кремния. Увеличение ядерного
реакции при более высоких температурах приводят к образованию элементов с массой
вплоть до железа (Fe). За пределами этой точки более тяжелые элементы не могут образовываться.
в процессе ядерного синтеза, потому что требуемые температуры выше
чем найденные в звездах.

Элементы тяжелее железа образуются путем добавления нейтронов, которые
поглощается атомным ядром. Очень высокое содержание железа на пике предполагает
что ядра элемента железа образуются быстрее, чем используются
в процессе захвата нейтронов (см. http://www.phy.anl.gov/ria/scicase/astro/astro_text.