Chemický prvok

Desať najrozšírenejších prvkov vo vesmíre
Prvok	Perc. zastúpenie
Vodík	73,900 %
Hélium	24,000 %
Kyslík	1,070 %
Uhlík	0,460 %
Neón	0,134 %
Železo	0,109 %
Dusík	0,097 %
Kremík	0,065 %
Horčík	0,058 %
Síra	0,044 %

Chemický prvok alebo prvok je látka zložená z atómov s rovnakým protónovým číslom. Ide o chemicky čisté látky, ktoré už nemožno rozložiť na jednoduchšie látky. V minulosti používaná definícia prvku ako látky, ktorá je nedeliteľná na ďalšie zložky s inými chemickými vlastnosťami, bola zamietnutá, lebo nebrala do úvahy rozdielne vlastnosti izotopov (najmä pri atómoch s nízkym protónovým číslom), ani alotropné modifikácie niektorých prvkov.

Rozhodujúcim kritériom odlišnosti jednotlivých prvkov je protónové číslo, štruktúra elektrónových obalov jednotlivých prvkov zasa determinuje ich chemické vlastnosti. Vďaka tomuto periodickému zákonu možno prvky usporiadať do periodickej tabuľky. V súčasnosti poznáme 118 chemických prvkov, z toho 94 sa vyskytuje na Zemi, zvyšných 24 bolo umelo pripravených (technécium ako prvý umelý prvok v roku 1937).

Chemické značky prvkov

Jednotlivé chemické prvky sa označujú značkami (symbolmi), táto tradícia pochádza už od alchymistov. Súčasný systém značenia zaviedol Berzelius, ktorý použil písmená latinskej abecedy a značky odvodil od latinských názvov prvkov, pričom značky sa uvádzajú veľkými písmenami, v prípade viacpísmenových kombinácií je veľké iba prvé písmeno (napr. Hydrogenium - vodík, Ferrum - železo).

Odlíšenie izotopov jednotlivého prvku sa vyznačuje horným indexom pred prvkom (napr. ²³⁵U, ²³⁸U). Výnimku tvorí deutérium (symbol D) a trícium (symbol T).

Vznik prvkov

Vznik a vývoj vesmíru začína podľa dnes všeobecne uznávanej teórie veľkým treskom. Predpokladá sa, že všetka hmota vesmíru bola obsiahnutá v prajadre obrovskej hustoty a teploty, ktoré explodovalo a hmota bola rovnomerne rozdelená do priestoru. Podľa jedného modelu bola na počiatku hustota vesmíru 10⁹⁶ g · cm^-3 a teplota 10³² K. Priestor vtedy obsahoval elementárne častice, ktoré sa vplyvom priaznivých podmienok začali spojovať. Vznikli jadrá deutéria a hélia. Tak sa začal proces tvorenia prvkov. Telesá, pri ktorých môžeme určiť relatívne zastúpenie aspoň niektorých prvkov, sú:

Slnko a ďalšie hviezdy
plynné hmloviny
medzihviezdna hmota
častice kozmického žiarenia
Zem, Mesiac a meteority
iné planéty, asteroidy a kométy slnečnej sústavy

Relatívne rozšírenie prvkov klesá približne exponenciálne so vzrastajúcim hmotnostným číslom A až k hodnote A » 100
Medzi Z = 23 až 28, kam patria V, Cr , Mn, Fe, Co a Ni, je výrazné maximum pri Fe, ktoré je 103 krát rozšírenejšie, než by sa z obecného priebehu očakávalo.
Deutérium, Li, Be a B sú v porovnaní so susednými prvkami H, He, C a N vzácnejšie.
Medzi ľahkými jadrami sú rozšírenejšie tie, ktoré majú hmotnostné číslo deliteľné štyrmi, než atómy susedné.
Atómy s párnym A sú rozšírenejšie ako atómy s A nepárnym.
Atómy ťažkých prvkov majú sklon byť bohatšie na neutróny
Maximum s dvoma vrcholmi sa objavuje u A = 80, 90 A = 130, 138 a A = 196, 208

Syntéza prvkov

Na objasnenie vzniku a vývoja rôznych typov hviezd a na vysvetlenie relatívneho zastúpenia prvkov boli navrhnuté tieto druhy jadrových reakcií:

1. Exotermické deje, ktoré prebiehajú vo vnútri hviezd a zahrňujú vodíkové, héliové, uhlíkové horenie, a-proces a rovnovážny alebo e-proces.
2. Záchyty neutrónov zahrňujúce s-proces (záchyt pomalých neutrónov) a r-proces (záchyt rýchlych neutrónov).
3. Rôzne ďalšie procesy, medzi ktoré patrí p-proces (záchyt protónov) a štiepenie vo vnútri hviezd, a x-proces, ktorý zahrňuje štiepenie galaktickými kozmickými lúčmi v medzihviezdnom priestore.

¹H + ¹H → ²H + e⁺ + ν_e
²H + ¹H → ³He + γ
³He + ³He → ⁴He + 2 ¹H (Vodíkové horenie)
⁴He + ⁴He ↔ ⁸Be
⁸Be + ⁴He ↔ ¹²C* → ¹²C + γ
¹²C + ¹²C → ²⁴Mg + γ

→ ²³Na + ¹H

→ ²⁰Ne + ⁴He (Héliové a uhlíkové horenie)

Iné projekty

Commons ponúka multimediálne súbory na tému Chemický prvok

Externé odkazy

Chemický portál