元素的基本概念
古代与现代对元素的理解
古代观点:希腊哲学家认为,地上的世界由 土、水、气、火 四大元素组成。(这种说法虽然有趣,但不科学哦!)
近代观点:英国科学家波义耳提出,组成物体的最基本物质是元素,但它们不是土、水、气、火。
现代科学:现代科学认为,物质是由元素组成的。元素是指具有相同核电荷数(质子数)的一类原子的总称。
例子:氧元素是所有核电荷数为 8 的原子的总称。
元素的特点
- 一种元素的原子核电荷数(质子数)是固定的。
- 原子核内的质子数 = 核外电子数。
同位素
定义:同一种原子,质子数和电子数相同,但中子数不同。
特点
- 化学性质:相同(因为化学反应主要与电子有关)。
- 物理性质:有差别(因为中子数不同会影响质量)。
例子:氢原子有三种:
- 普通氢(无中子)
- 氘(1个中子)
- 氚(2个中子)
元素的种类
种类 | 特点 | 例子 |
---|---|---|
金属元素 | 导电、导热、延展性强,通常有光泽。 | 铁、铝、铜 |
非金属元素 | 不导电、不导热,通常没有金属光泽。 | 氧、碳、氮 |
生活例子:二氧化碳(CO₂)和一氧化碳(CO)是两种完全不同的物质,但它们都是由碳元素和氧元素组成的。
人造元素
定义:科学家用某种元素的原子核作为“炮弹”轰击另一种元素的原子核,产生新元素。
例子:锝(Tc)、钷(Po)。
生活中的人造元素:核能发电会利用某些人造元素,如钚(Pu)。
放射性元素
特点:放射性元素可以放射射线,对人体有害,但也可以用于医学治疗。
例子:
- 癌症治疗:通过“放疗”,将射线集中在肿瘤区域,杀死癌细胞。
- 生活警示:放射性元素的射线对人体有害,需避免接触。
元素的分布
地壳中的元素
地壳中含量最高的元素是氧,其次是硅。
地壳主要元素 | 含量排名 |
---|---|
氧 | 1 |
硅 | 2 |
铝 | 3(金属中最高) |
铁 | 4 |
人体中的元素
人体主要元素:氧、碳、氢。
元素 | 功能 |
---|---|
氧、氢、碳 | 构成人体主要成分(如水、糖、脂肪等)。 |
钙 | 构成骨骼和牙齿。 |
铁 | 参与血液中氧的运输(血红蛋白)。 |
磷 | 构成DNA和细胞膜。 |
钾、钠 | 调节体液平衡,维持神经信号传递。 |
微量元素(锌、硒等) | 激活酶、调节免疫功能。 |