Kimyəvi element

Kimyəvi element — eyni cins atomlardan ibarət olan, fiziki və ya kimyəvi yollarla özündən daha sadə və fərqli maddələrə ayrıla bilməyən saf maddələrə element deyilir. Məsələn su bir element deyil. Lakin suyun elektrolizindən əldə edilən hidrogen və oksigen elementdirlər.

Elementi meydana gətirən bütün atomların böyüklükləri və atomların arasındakı uzaqlıq eynidir. Lakin bir elementin atomları ilə başqa bir elementin atomlarının böyüklükləri və atomları arasındakı məsafə fərqlidir. Eyni elementdən düzəldilən fərqli maddələr də eyni cins atomlardan meydana gəlirlər. Elementi meydana gətirən atomların bir-birinə olan uzaqlığı elementin qatı, maye və qaz halına görə dəyişə bilər. Canlı və cansız varlıqların hamısı elementlərdən meydana gəlirlər. Kimyəvi element nüvəsinin yükü eyni olan atom növüdür. Kimyəvi elementlər bir-biri ilə birləşərək bizi əhatə edən aləmin bütün mürəkkəb maddələrini əmələ gətirirlər. Hər bir kimyəvi element nüvəsində eyni sayda elektrik yükü və atom örtüyündə eyni sayda elektron olan atomlardan ibarətdir. Atom kimyəvi elementin bütün xassələrini özündə saxlayan ən kiçik hissəcikdir və bütün maddələrin ilkin materialıdır. Atommüsbət yüklü nüvədən və onun ətrafında hərəkət edən mənfi yüklü elektronlardan ibarətdir. Atomların nüvəsi isə proton və neytronlardan təşkil olunmuşdur. Proton müsbət yüklü, neytron isə yüksüz zərrəcikdir. Dövri sistemdə elementin sıra nömrəsi protonların sayını, kütlə ədədi isə nuklonların sayını göstərir. Proton və neytron birlikdə nuklon adlanır.

Dövri sistem cədvəlini 1 mart 1869-cu ildə rus alimi D.İ.Mendeleyevtərtib etmişdir. Həmin cədvəldə cəmi 63 element mövcud idi. Mendeleyev elementləri atom kütlələrinin artması sırası ilə yerləşdirərək dövri qanunu belə ifadə etmişdir: Kimyəvi elementlərin və onların əmələ gətirdiyi kimyəvi birləşmələrin forma və xassələri atom kütlələrinin artmasından dövri surətdə asılıdır. Mendeleyev bəzi hallarda bu qanundan kənara çıxaraq elementlərin cədvəldə yerini onların atom kütlələrinin artması ardıcıllığına deyil, xassələrinin qanunauyğun dəyişməsinə görə müəyyən etmişdir. Daha sonra 1913-cü ildə ingilis alimi Mozli müəyyən etmişdir ki, elementlərin xassələri onların atom kütlələrinin artması ilə deyil, nüvələrinin yükü ilə bilavasitə müəyyən olunur. Dövri qanunun müasir ifadəsi belədir: Kimyəvi elementlərin və onların əmələ gətirdiyi birləşmələrin forma və xassələri atom yükündən dövri surətdə asılıdır.

Bəzi kimyəvi elementlər yer qabığında geniş yayılmışdır. Elementlərin yer qabığında yayılması miqdarının tədqiqi ilə ilk dəfə amerika alimi Klark məşğul olmuşdur. O, 50-yə qədər elementin yer qabığında yayılmasını faizlə hesablamışdır.  Elementlərin yer qabığında yayılma xarakteri və qanunauyğunluqları ilə geokimya elmi məşğul olur. Yer qabığında ən geniş yayılmış element oksigendir və kütləcə yarısını təkcə o təşkil edir. Ümumiyyətlə yer qabığında ən çox yayılmış elementlər bunlardır: O - 49,1%, Si - 26,0%, Al - 7,5%, Fe - 4,2%, Ca - 3,2%, Na - 2,4%, K - 2,3%, Mg - 2,3%, H - 1,0%, Ti - 0,9%. Kimyəvi elementlərin bir qrupu ümumi ad ilə "Nadir elementlər" adlandırılır. Nadir element dedikdə, yer qabığında miqdarı adi elementlərdən xeyli az olan və xassələrinin lazımi dərəcədə öyrənilməməsi ilə əlaqədar olaraq, tətbiqi məhdud çərçivədə olan elementlər nəzərdə tutulur: Li, Be, Ga, Ge, V, Se, Re, Rb, Sr, Sc, Kr, Nb, Te, Cs, İn, Hf, Ta, Y, Tl, La və lantanoidlər. Nadir elementlərin siyahısı sabit qalmayaraq tədricən dəyişir, yəni istehsalı və tətbiqi genişləndikcə onlar adi elementlər qrupuna keçir. Elementlərin canlı orqanizmdə yayılma xarakterinin öyrənilməsi ilə biokimya məşğul olur. İndiyə kimi canlı orqanizmdə 70-dən artıq elementin mövcudluğu müəyyən edilmişdir. Orqanizmdə O, C, H və N daha çox yayılmışdır. Bu dörd elementin orqanizmdə atomlarının miqdar faizi belədir: H- 63%, O- 25,5%, C- 9,5%, N- 2%.

Hidrogen-H(haş) Oksigen-O(O) Karbon-C(Se) Azot-N(En) Flüor-F(Flüor) Yod-J(yod) Brom-Br(Brom) Silisium-Si(silisium) Barium-Ba(barium) Xlor-Cl(Xlor) Manqan-Mn(manqan) Sink-Zn(Sink) Natrium-Na(Natrium) Kalium-K Kalsium-Ca Maqnezium-Mg Alüminium-Al Dəmir-Fe(Ferrum) Mis-Cu(Kuprum) Gümüş-Ag(argentium) Kükürd-S(Es) Qurğuşun-Pb(Qurğuşun) Civə-Hg(Civə) Qızıl-Au(Qızıl) Fosfor-P(Pe)

Elementlərin xassələri

D.İ.Mendeleyevin tərtib etdiyi dövri cədvəlin qısa variantı

Elementlər metallar, qeyri-metallar və təsirsiz qazlar olmaqla üç əsas təsnifə bölünür. Dövri sistemdə yerləşən elementlər yuxarıdan aşağıya doğru qrupları, soldan sağa doğru isə dövrləri təşkil edir. Cədvəldə 7 dövr, 8 qrup var. Hidrogen atomu və ya qələvi metalla başlayıb, təsirsiz qazla qurtaran və nüvələrinin yükünün artması sırası ilə üfüqi vəziyyətdə düzülmüş elementlər ardıcıllığına dövr deyilir. Birinci üç dövr kiçik dövr, qalanları böyük dövr adlanır. Kiçik dövrlər bir sıradan, böyük dövrlər isə iki sıradan ibarətdir. Dövrün nömrəsi bu dövrdə yerləşən elementlərin atomlarındakı energetik səviyyələrin sayına bərabərdir. Qruplar və dövrlər ayrılıqda müvafiq olaraq əsas və əlavə yarımqruplara, böyük və kiçik dövrlərə bölünür. Həm böyük, həm kiçik dövr elementlərindən təşkil olunmuş qrupa əsas yarımqrup (A qrupu) deyilir. Yalnız böyük dövr elementlərindən təşkil olunmuş qrupa isə, əlavə yarımqrup (B qrupu) deyilir.

Məlumdur ki, 110-dan çox kimyəvi elementin 80-dən çoxu metallara aiddir. I, II, III qrupların həm əsas, həm də əlavə yarımqruplarının (H və B-dan başqa), həmçinin IV, V, VI, VII və VIII qrupların əlavə yarımqrup elementlərinin hamısı metaldır. Dövri sistemdə əsas yarımqrupda yerləşən metallar bor-astat (B-At) diaqonalından aşağıda yerləşir. Metalların atomları xarici elektronlarını asan verir. Bu səbəbdən metallar güclü reduksiyaedicilərdir və birləşmələrində yalnız müsbət oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər. Onların reduksiyaedicilik xassəsi metalların aktivlik sırasında qızıldan kaliumadək artır. Aktivlik sırası üzrə isə reduksiyaedicilik azalır. Metalların aktivlik sırası belədir: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Au. Həmçinin metallar müxtəlif xassələrə (fiziki, kimyəvi, mexaniki, texnoloji və s.) malikdir. Metalların istilik keçirməsi onların təbiətindən asılı olaraq dəyişir. Saf metalların istilik keçirməsi yaxşı, bunlardan alınan ərintilərin istilik keçirməsi isə aşağı olur. Həmçinin metallar elektrik keçirmə qabiliyyətinə də malikdir. Onların elektrik keçirməsi tərkib, temperatur və strukturundan asılı olaraq dəyişir. Temperatur artdıqca elektrik keçiriciliyi azalır. Temperatur azaldıqda isə əksinə, elektrik keçiriciliyi artır. Metalların hər birinin özünəməxsus ərimə temperaturu var. Ən aşağı ərimə temperaturu olan metal Civə-dir. Civənin ərimə temperaturu "−38.8290°C"-dir. Ən yüksək ərimə temperaturu olan metal isə Volfram-dır. Onun ərimə temperaturu 3422 °C-dir. Qızdırıldıqda metalların bərk haldan maye halına keçmə temperaturuna ərimə temperaturu deyilir. Ərimə temperaturu 700 °C-dək olan metallara asanəriyən, 700 °C-dən yüksək olan metallara isə çətinəriyən metallar deyilir.

Dövri sistemdə olan elementlərin 16-sı qeyri-metallara aiddir. Qeyri-metallar bərk halda bir qayda olaraq ya dielektrik, ya da elektrik cərəyanını və istiliyi pis keçirən, plastikliyi və metal parıltısı olmayan kövrək maddələrdir. Bor və silisium yarımkeçirici xassəyə malikdir. Metallarla qarşılıqlı təsirdə qeyri-metallar həmişə oksidləşdirici olur, yəni özlərinə elektron birləşdirir. Ən güclü oksidləşdirici element ftordur. Ftorla qarşılıqlı təsirdə bütün elementlər oksidləşir, yəni reduksiyaedici olur. Çünki, Ftor ən yüksək elektromənfiliyi olan elementdir. Elementlərin elektromənfilikləri azaldıqca qeyri-metalların oksidləşdiricilik xassələri zəifləyir. Qeyri-metallar oksigenlə turşu oksidləri əmələ gətirir. Elementlərin dövri sistemində qeyri-metalların baş oksidlərinin xassələrinin dəyişməsi ümumi qaydaya əsasən soldan sağa doğru turşu xassələri artır, yuxarıdan aşağıya doğru isə zəifləyir.

Təsirsiz qazlar dövri sistemdə VIII qrupun əsas yarımqrupunda yerləşir. Bu qazlar oxşar kimyəvi quruluşa malik, çox aşağı kimyəvi reaktivliyi olan, qoxusuz, rəngsiz biratomlu qazlardır. Həmçinin ərimə və qaynama temperaturu da aşağı olub, sadəcə 10 °C ilə fərqlənir. Bu elementləriən sayı metallar və qeyri-metallara nisbətən çox azdır. Cəmi 6 təsirsiz qaz var, həmin qazlar bunlardır: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Elementlərin elektron formullarının yazılışı zamanı energetik yarımsəviyyələrdəki elektronların sayı müvafiq hərfi işarələrin üst indeksində göstərilir. Elektronların sayı eyni zamanda energetik səviyyə və yarımsəviyyələrdə göstərildikdə s, p, d, f hərflərinin əvvəlində müvafiq olaraq energetik səviyyənin nömrəsi yazılır.

Elementlərin dövrlər üzrə bəzi xassələri:

• Atom nüvəsinin yükü artır
• Xarici təbəqədə elektronların sayı artır
• Atomun radiusu azalır
• Elektromənfilik artır
• Metallıq xassələri zəyifləyir, qeyri-metallıq xassələri güclənir
• Reduksiyaedicilik xassə azalır, oksidləşdirici xassə artır

Elementlərin A qrupları üzrə bəzi xassələri:

• Atom nüvəsinin yükü artır
• Xarici təbəqədə elektronların sayı dəyişmir
• Atomun radiusu artır
• Elektromənfilik azalır
• Metallıq xassələri güclənir, qeyri-metallıq xassələri zəyifləyir
• Reduksiyaedicilik xassə artır, oksidləşdirici xassə azalır

Kimyəvi elementlərin miqrasiyası

Kimyəvi elementlərin miq­rasiyası yer qabığında və onun səthində gedən geokimyəvi proseslər nəticəsində elementlərin köçürü­lməsi və istənilən yerdəyişməsi (terri­gen komponentlərin mexaniki daşınması istisna olunmaqla). Kimyəvi elementin xassələrindən (atomunun quruluşu, ölçüsü, valentliyi və b.) asılı olan daxili; temperatur, təzyiq və mühitin tərkibi (qələvilik və ya turşluq, oksidləşmə-bərpaedici şərait və b.) nisbətindən asılı olan xarici miqrasiya amillərinə ayrılır. Geokimyəvi şəraitdən asılı olaraq elementlərin miqrasiya qabiliyyətinin də­yi­şməsinə baxmayaraq, çox mütəhərrik, mü­təhərrik və inert elementləri ayırmaq müm­kündür. Burada elementin mütəhərrikliyi onun diffuziya əmsalının maksimal konsentrasiyaya hasili kimi başa düşülür. Ən yüksək miqrasiya qabiliyyəti olan elementlər - Cl, Br, I, N, B, Ra, Na; yüksək - K, Ca, Ge, U, Fe; orta - Al, Si, Mg, TR; aşağı - Zr, Nb, Ta, Sb; ən aşağı - platin qrupu metallarıdır. Kimyəvi elementlərin miq­rasiyası qabiliyyəti, kim­yəvi elementin ana süxurdan daşınma məsafəsi, onun konsentrasiyasının azalma qradiyenti, müx­təlif mənşəli mineralların əmələ gəlməsində iştirakı, uçuculuğu və ya onun birləşmələrinin həll olma qabiliyyəti ilə qiymətləndirilir. Kimyəvi elementlərin miq­rasiyası sərbəst atomlar (inert qazlar, civə buxarları), molekullar (azot, oksigen, su buxarları və b.), sadə və kompleks ionlar (məhlul və ərintilər), nəhayət, kolloid hissəciklər (kül, lil hissəcikləri və b.) şəklində, yəni maye, qaz və bərk halda baş verir və kimyəvi elementlərin yenidən paylanması ilə nəticələnir. Kimyəvi elementlərin miq­rasiyası bütün geoloji proseslərdə baş verir və təbiətdə maddələrin fasiləsiz dövranının əsasını təşkil edir.

Kimyəvi elementlər