Интересные факты о химии для детей. Интересные факты о химических элементах

Даже если вы внимательно все слушали на уроках в школе и на парах в университете, вы знаете далеко не все интересные факты о химических элементах. В этой статье мы расскажем о интересных моментах в истории, связанных с химическими элементами, а также о необычных свойствах оных.

1. Водород

В земной коре водорода содержится совсем мало – около 0.15 процентов, в то время как этот же элемент составляет около 50% массы Солнца. Еще кое-что интересное – в жидком виде водород является самым плотным веществом, а в газообразном наоборот – самым неплотным.

2. Натрий

Натрий (известный больше, как соль) изначально имел другое название. Вплоть до XVIII века люди называли этот элемент содий. По этой причине соли натрия носили такое странное название, как гидрохлоровая сода, или же сернокислая сода. У нас, в России, это название прижилось благодаря Герману Гессу.

3. Металлы

Мало кто знает, но железо может перейти в газообразное состояние, для этого его нужно нагреть аж до 50 000 градусов цельсия.

4. Золото

Один из самых драгоценных металлов, который знают все – золото, содержится в таких местах, о которых вы не подозревали. Так, в тонне обычной воды из океана его порядка 7 мг. Всего же в океане находится более 10 миллиардов тонн этого металла.

5. Платина

Поначалу платине, ввиду схожести с серебром, дали подобное название – «серебришко». Она стоила куда дешевле серебра. Позже, когда придумали, где можно применять данный металл, все кардинально изменилось. Сейчас платина в десятки раз дороже серебра.

6. Серебро

Кстати, о серебре – его бактерицидные свойства были открыты случайно. Войско Македонского подверглось эпидемии, однако коснулась она лишь обычных военных, начальники были здоровы. Оказалось, что все связанно с посудой. У начальников она была серебренная, у военных – из олова.

7. Металлы в жидком состоянии

Есть несколько металлов, которые находятся в жидком состоянии при «комнатной» температуре: ртуть, цезий, франций и галлий.

8. Металлы и планеты

Ранее люди знали лишь 7 металлов и столько же планет, поэтому поделили их «попарно». Луна означала серебро, Марс – железо, Ртути присвоили Меркурий, Солнцу, естественно, золото. Юпитер стал оловом, Венера – медью, а Сатурн свинцом.

Змея из песка. Интересный химический эксперимент в домашних условиях:

Впервые обнаруженный в 1817 году и использовавшийся в качестве примеси цинка, кадмий был ничем не примечателен, до начала 1900-х, когда началась добыча цинка в шахте Камиока в центральной Японии. Во время процесса очистки цинка, кадмий сбрасывался в реку Jinzu. К 1930 году, отходы затронули кости местных жителей и сделали их невероятно хрупкими; один врач сломал запястье девушки, пытаясь прощупать ее пульс. Только в 1961 году, было определено, что причиной этой болезни является кадмий. Исследования показали, что местные культуры были переполнены кадмием, который попадал на рисовые поля из речной воды.

Атомная структура кадмия позволяет ему связать металлотионеин, белок в клетках организма, который, связывает, более биологически важные металлы. Когда местные жители ели рис, кадмий сворачивал цинк, кальций и другие минеральные вещества, необходимые для укрепления костей. В 1972 году добывающая компания выплатила компенсацию 178 выжившим жителям, которые жили или работали вдоль реки. Двенадцать лет спустя, когда кинематографистам нужно было убить Годзиллу в последнем сиквеле, они использовали ракеты с кадмиевым наконечником.

Химический элемент Галлий, исчезающая ложка

Элемент для розыгрышей лабораторных шутников, галлий был обнаружен в 1875 году, его открыл французский химик Пол Эмиль Франсуа Лекок де Буабодран. Несмотря на твердое состояние при комнатной температуре, металл плавится уже при 84 ° F. Это означает, что вы гипотетически можете вылепить ложку из галлия, передать ее другу, чтобы помешать его утренний кофе, и увидеть его реакцию, когда ложка исчезнет в горячем напитке. (Несмотря на низкую токсичность галлия, твоему приятелю не следует пить этот кофе). Помимо его использования в розыгрышах, способность галлия выдерживать широкий диапазон температур в жидком виде делает его удобным для замены ртути для высокотемпературных термометров.

Химический элемент Фосфор, элемент дьявола

Один из ключевых компонентов в современных взрывчатых веществах фосфор впервые был обнаружен в малоприятном месте: в моче. В 1669 году немецкий алхимик Хенниг Бранд пытался создать «философский камень», легендарный артефакт, который мог бы превращать металл в золото. Алхимики уделяли большое значение цвету веществ, и, так как моча была (более или менее) похожа цветом на золото, Бранд, вероятно предположил, что он мог бы использовать ее, чтобы получить золото.

Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен

После кипячения и разложения большое количество жидких отходов, предположительно, взятых из местных пивных, алхимик получил черную пасту. Он смешал результат с песком, затем нагревал и дистиллировал его, получив при этом белое воскообразное вещество, которое слабо светилось в темноте, иногда даже выбрасывало пламя при контакте с воздухом! (Отсюда и прозвище: «Элемент Дьявола»). Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен; он только знал, что его неаппетитный проект не дал золото, которое он искал.

Химический элемент Кислород, секрет жизни

Будучи еще мальчиком, Джозеф Пристли заметил, что пауки запечатанные в банках, в конечном счете умирают. Он знал, что его пленники исчерпали воздух, но что осталось в банке с мертвым пауком? Годы спустя, во время работы проповедником, Пристли все еще занимает этот вопрос. Тогда его осенила идея: а что если там были различные типы воздуха? Любопытство Пристли только усилилось, когда он понял, что, в отличие от животных, растения могут выжить в герметичных банках.

Чтобы проверить свою теорию, он поместил мышей в банку с веточками мяты. Когда его подопытные продержались дольше в банке с зеленью, он пришел к выводу, что растения производят что-то жизненно важное. Пристли позднее назвал свое открытие «дефлогистированным воздухом» неуклюжим термином, который, французский химик Антуан Лавуазье заменил на слово «кислород», после проведения серии подобных экспериментов.

В начале 1770-х годов, Пристли поделился своими наблюдениями со своим другом Бенджамином Франклином, который позже написал, «Я надеюсь, что это даст повод пересмотреть яростное уничтожение деревьев, которое происходит из-за мнения, что деревья могут быть заражены. Я уверен, после длительного наблюдения, что нет ничего нездорового в воздухе лесов».

Химический элемент Сиборгий

После оказания помощи в открытии 10 элементов в Беркли, в том числе плутония, америция и кюрия, химик Гленн Сиборг был бы не против присвоить свое имя одному из них. Но в 1974 году, команда из России в городе Дубне объявила, что обнаружила элемент 106, за несколько месяцев до команды из Беркли. Развернулась холодная война за то, кто именно, впервые обнаружил этот новый элемент и какое он должен носить название, американцы записали его как Сиборгий.

Международный союз теоретической и прикладной химии вмешался, и отменил это имя в начале 90-х. Опираясь на мощные химические журналы, американцы настаивали на сохранении имени, и оно было официально восстановлено в 1997 году. Команда города Дубна тоже получила свой приз: элемент 105, дубний. Чтобы отпраздновать свою победу, Сиборг был сфотографирован рядом с большой периодической таблицей, и своим элементом в ней, единственным, когда-либо публично названым, в честь живого человека.

Некоторые интересные факты из истории химии
Открытие галогенов
Открытие фтора

Выделение газообразного фтора из фторсодержащих веществ оказалось одной из самых трудных экспериментальных задач. Фтор обладает исключительной реакционной способностью; причем часто его взаимодействие с другими веществами происходит с воспламенением и взрывом.

Первыми жертвами фтора были два члена Ирландской Академии наук братья Георг и Томас Нокс. Томас Нокс скончался от отравления фтороводородом, а Георг стал инвалидом. Следующей жертвой стал бельгийский химик П. Лайет. Мученическую смерть при проведении опытов по выделению фтора принял французский химик Джером Никлес. Отравились, надышавшись небольшими количествами фтороводорода, а также получили серьезные ожоги французские химики Жозеф Гей-Люссак, Луи Тенар и английский химик Гемфри Дэви. При попытках выделить фтор при помощи электролиза его соединений нанесли ущерб своему здоровью французский химик Эдмон Фреми и английский электрохимик Георг Гор. Только в 1886 году французскому химику Анри Муассану сравнительно безболезненно удалось получить фтор. Муассан случайно обнаружил, что при электролизе смеси жидкого безводного HF и гидродифторида калия (KHF2) в платиновом сосуде на аноде выделяется светло-желтый газ со специфическим резким запахом. Однако, когда Муассан докладывал Парижской академии наук о своем открытии, один глаз ученого был закрыт черной повязкой:

Нобелевская премия по химии была присуждена Муассану в 1906 г "в признание большого объема исследований - получения элемента фтора и введения в лабораторную и промышленную практику электрической печи, названной его именем".

Открытие хлора

Первооткрывателем хлора оказался шведский аптекарь Карл Шееле, химическая интуиция которого была поистине поразительной, по словам французского химика Жана Батиста Дюма, Шееле "не мог прикоснуться к какому-либо телу без того, чтобы сделать открытие". В 32 года он был удостоен звания члена Стокгольмской академии наук, хотя был всего лишь аптекарским помощником, в том же году он получил место управляющего аптекой, принадлежавшей вдове Маргарите Соннеман, которая за два дня до смерти Шееле стала его женой.

Вот как описал Шееле свой опыт, выполненный в 1774 году: "Я поместил смесь черной магнезии с муриевой кислотой в реторту, к горлышку которой присоединил пузырь, лишенный воздуха, и поставил ее на песчаную баню. Пузырь наполнился газом, окрасившим его в желтый цвет: Газ имел желто-зеленый цвет, пронзительный запах":

Современное обозначение этой реакции таково: MnO2 + 4HCl = Cl2 + MnCl2 + 2H2O.

В 1812 году французский химик Гей-Люссак дал этому газу современное название - хлор, что в переводе с греческого означает желто-зеленый.

Открытие брома

Бром был открыт двадцатичетырехлетним лаборантом Антуаном-Жеромом Баларом. Балар изучал маточные рассолы южных соляных болот Франции. Во время одного из опытов, когда он подействовал на рассол хлором, он заметил появление весьма интенсивной желтой окраски, вызванной реакцией взаимодействия содержащегося в растворе бромида натрия с хлором. Через несколько лет напряженной работы Балар выделил необходимое количество темно-бурой жидкости, названной им муридом. В Парижской Академии наук Гей-Люссак и Тенар подтвердили открытие Баларом нового простого вещества, но нашли название неудачным и предложили свое - "бром", что в переводе с греческого означало зловонный.

Впоследствии французский химик Шарль Жерар, не получивший кафедру химии во Французском колледже, которую передали Балару, высоко оценив открытие им брома, не смог удержаться от резкого восклицания: "Это не Балар открыт бром, а бром открыл Балара!"

Открытие иода

В 1811 году французский химик-технолог и фармацевт Бернар Куртуа открыл иод. Друзья его рассказывают любопытные подробности этого открытия. У Куртуа был любимый кот, который во время обеда сидел обычно на плече своего хозяина. Куртуа часто обедал в лаборатории. В один из дней во время обеда кот, чего-то испугавшись, прыгнул на пол, но попал на бутылки, стоявшие около лабораторного стола. В одной бутылке Куртуа приготовил для опыта суспензию золы водорослей (содержащей иодид натрия) в этаноле, а в другой находилась концентрированная серная кислота. Бутылки разбились и жидкости смешались. С пола стали подниматься клубы сине-фиолетового пара, которые оседали на окружающих предметах в виде мельчайших черно-фиолетовых кристалликов с металлическим блеском и едким запахом. Это и был новый химический элемент иод.

(Факты взяты из следующих книг: М. Джуа. История химии. 1975.; Б. Д. Степин, Л. Ю. Аликберова. Книга по химии для домашнего чтения. 1995. К. Манолов. Великие химики. (том 1, том 2), 1976.).

Как вещества, как известно, состоят из атомов. А разные виды атомов называются химическими элементами. В этом посте вы прочитаете множество интересных фактов о химических элементах.

Химических элементов значительно меньше, чем разных веществ. Стабильных элементов (атомы которых не распадаются со временем) всего 80, а также есть ещё несколько радиоактивных, но долгоживущих, которые тоже встречаются в природе. Всё многообразие веществ образуется из-за того, что атомы способны соединяться между собой. Положительно заряженные ядра атомов при сближении притягивают отрицательно заряженные электроны других атомов и из-за этого между атомами образуется устойчивая связь.

Атомы химических элементов отличаются друг от друга числом протонов в ядре атома. Протоны и нейтроны удерживаются в ядре ядерными силами, но электромагнитные силы пытаются отталкивать протоны друг от друга. Чем больше протонов в ядре, тем сильнее отталкивание, поэтому слишком большие ядра не могут долго существовать. Самый последний из химических элементов, атомы которого стабильны — свинец (номер 82), а самый последний, который встречается в природе — уран (номер 92). Все известные элементы с большими номерами получены искусственно в ядерных реакторах или на ускорителях. Самый же тяжёлый на сегодняшний день элемент, который получен искусственно, это унуноктий (номер 118). Его синтезировали российские учёные на ускорителе в Дубне. Все элементы с номером 100 и выше получены в очень малых количествах (иногда лишь в количестве нескольких атомов).

Согласно современным представлениям все элементы тяжелее водорода и гелия образовались в процессе эволюции звёзд. Ядра атомов от водорода до железа способны сливаться друг с другом с выделением энергии и постепенно образуются в течение жизни звезды. А вот все химические элементы, атомы которых тяжелее железа, как считают учёные, образовались при взрывах сверхновых или нейтронных звёзд.

Самый первый химический элемент — водород. Он является самым распространённым во Вселенной, более 90% атомов — это атомы водорода. Но на Земле водорода не так много, а самый распространённый элемент — кислород. В земной коре около 50% кислорода, затем идут кремний (26% по массе) и алюминий (7%).

Даже чистые химические элементы могут существовать в виде разных веществ, т к. атомы в них могут соединяться по-разному. Это явление называется аллотропией.

пример аллотропии — кристаллический бор (слева) и аморфный бор

Химические элементы очень сильно отличаются друг от друга по способности вступать в химические реакции. Самые химически пассивные элементы — инертные газы, особенно гелий. Всё потому, что у них полностью заполнена внешняя электронная оболочка. Гелий и неон вообще не образуют настоящих химических соединений. Также малой химической активностью отличаются т. н. благородные металлы — золото, серебро, платина и металлы платиновой группы.

Самые активные химические элементы — те, которые легко отдают или присоединяют электроны. Самый активный металл — цезий, а самый активный неметалл — фтор.

Цезий настолько активен, что самопроизвольно загорается на воздухе и взрывается в воде.

видео — реакция цезия с водой (сначала в воду бросают рубидий, а потом цезий)

Фтор настолько активен, что реагирует почти со всеми известными веществами. В этом газе загораются даже такие вещества, как песок и вода. Фтор настолько опасен, что многие химики, пытаясь получить его в чистом виде, погибли во время опытов.

видео — горение асбеста и воды во фторе

видео — даже кирпич загорается во фторе

Из всех химических элементов в чистом виде 11 элементов при нормальных условиях — газы, а почти все остальные — твёрдые вещества. Лишь ртуть и бром — жидкости.

По своим свойствам многие химические элементы в чём-то похожи друг на друга. Например, среди них выделяют такие группы, как щелочные металлы, галогены, инертные газы и т. д. В то же время практически любой известный химический элемент в чём-то уникален и в некоторых областях применения незаменим. Например, титан, на основе которого делают сверхпрочные сплавы, незаменим в авиастроении. Кремний незаменим в микроэлектронике. Литий незаменим в производстве компактных аккумуляторов. Цезий незаменим как материал для инфракрасных датчиков. Уран незаменим в атомной промышленности.

Организм человека состоит из более, чем 30 химических элементов, при недостатке которых он не может нормально функционировать. Например, из соединений кальция состоят кости, железо входит в состав гемоглобина крови, йод нужен для синтеза гормонов щитовидной железы и т. д.