Sách kỹ sư/Nguyên tố hóa chất

Mọi vật chất được tạo ra từ vật chất nhỏ nhất vẩn còn giữ tính chất của vật chất được gọi là Nguyên tố .

Tính chất

Đơn vị đo lường nguyên tố

Mô - Nguyên tử lượng là đơn vị đo lường nguyên tố

1 Mô =

N_{A}=6,02\times 10^{23}

nguyên tử

Tên gọi	Ký hiệu	Số nguyên tố	Khối lượng
Hydrogen	H	1	$E$

Bảng nguyên tố tuần hoàn

Ký hiệu

Mọi nguyên tố đều có các tính chất sau ký hiệu, tên gọi, số nguyên tố và khối lượng

Bảng nguyên tố

Bảng liệt kê các nguyên tố đả được phát hiện của các hàng ngang cho biết đặc tính chu kỳ của nguyên tố cùng với các cột dọc cho biết đặc tính nhóm của nguyên tố . Bảng nguyên tố có 18 nhóm và 9 chu kỳ

Nhóm tuần hoàn

Một nhóm, còn gọi là một họ, là một cột thẳng đứng trong bảng tuần hoàn. Các nhóm được coi là phương thức quan trọng nhất trong phân loại các nguyên tố. Trong cùng một nhóm, các nguyên tố có các tính chất rất giống nhau và thể hiện một xu hướng rõ ràng (mạnh dần lên hay yếu dần đi) trong các tính chất dọc theo chiều tăng của nhóm — các nhóm này được đặt các tên gọi chung, chẳng hạn nhóm các kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp, halogen và khí trơ. Một số nhóm trong bảng tuần hoàn thể hiện sự giống nhau ít hơn và/hoặc các xu hướng theo chiều đứng cũng ít hơn (ví dụ các nhóm 14 và 15). Các thuyết về cấu trúc nguyên tử trong cơ học lượng tử hiện đại giải thích rằng các nguyên tố trong cùng một nhóm có cấu hình electron như nhau trong lớp hóa trị của chúng, và đây là yếu tố lớn nhất trong việc xem xét sự giống nhau của chúng về các tính chất hóa học.

Khí trơ . Tất cả các nguyên tố của nhóm 8A (8 hay 0 nếu không kể đến các nguyên tố chuyển tiếp), là các khí trơ (khí quý), có lớp hóa trị được điền đầy. Điều này có nghĩa là chúng không cần thiết phải phản ứng với các nguyên tố khác để điền đầy lớp điện tử hóa trị, và như thế là trơ về mặt hóa học. Hêli là nguyên tố trơ nhất trong các khí trơ và khả năng phản ứng trong nhóm này tăng dần lên theo chu kỳ: có thể làm cho các khí trơ nặng nhất phản ứng do chúng có các lớp electron lớn hơn. Tuy nhiên, khả năng phản ứng của chúng về tổng thể vẫn là rất thấp và kém.

Halogen . Trong nhóm 7A, (7 nếu loại đi các kim loại chuyển tiếp) được biết đến như là nhóm các halogen, các nguyên tố đều chỉ còn thiếu 1 electron là điền đầy lớp điện tử hóa trị. Vì thế, trong các phản ứng hóa học chúng có xu hướng thu thêm điện tử (xu hướng thu thêm điện tử gọi là độ âm điện). Thuộc tính này là rõ nét nhất ở flo (nguyên tố có độ âm điện lớn nhất trong tất cả các nguyên tố) và nó giảm dần theo sự tăng lên của chu kỳ.

Kết quả là tất cả các halogen tạo ra các axít với hiđrô, chẳng hạn axít flohiđric, axít clohiđric, axít brômhiđric và axít iốthiđric, tất cả đều trong dạng HX. Độ axít của chúng tăng lên theo sự tăng của chu kỳ, do ion I^- lớn là ổn định hơn trong dung dịch khi so với ion F^- nhỏ.

Kim loại chuyển tiếp . Trong các kim loại chuyển tiếp (các nhóm từ 3 đến 12), sự khác nhau giữa các nhóm là không quá lớn, và các phản ứng diễn ra ở trạng thái hỗn hợp, tuy nhiên, vẫn có thể thực hiện các dự đoán có ích tại đây được.

Các nhóm Lantan và Actini . Các tính chất hóa học của nhóm Lantan (các nguyên tố từ 58 đến 71) và nhóm Actini (các nguyên tố từ 90 đến 103) là rất giống nhau trong nội nhóm hơn là giống các kim loại chuyển tiếp khác, và việc tách hỗn hợp các nguyên tố này có thể là rất khó. Nó là quan trọng trong sự làm tinh khiết hóa học cho urani (số nguyên tử bằng 92), một nguyên tố quan trọng trong năng lượng phan tu.

Chu kỳ tuần hoàn

Một chu kỳ là một hàng ngang trong bảng tuần hoàn gồm những nguyên tố có cùng số lớp electron. Trong một chu kì theo chiều tăng của Z, bán kính nguyên tử giảm dần, độ âm điện và năng lượng ion hóa tăng dần, do đó khả năng nhường e của nguyên tố giảm, đồng thời khả năng nhận e của nguyên tố tăng dần. Do đó trong một chu kì thì tính kim loại giảm còn tính phi kim tăng dần.

Mặc dù nhóm là cách thức thông dụng nhất để phân loại các nguyên tố, nhưng ở đây có một vài vùng trong bảng tuần hoàn mà các xu hướng theo chiều ngang và sự giống nhau trong các tính chất lại là đáng kể hơn so với các xu hướng theo chiều đứng. Điều này có thể là đúng trong khối d (hay "các kim loại chuyển tiếp"), và đặc biệt là trong khối f, trong đó các nguyên tố thuộc các nhóm lanthanoid và actinoid tạo ra hai nhóm cùng gốc giống nhau một cách đáng kể theo chiều ngang. Số chu kỳ cũng chỉ ra là có bao nhiêu lớp điện tử có trong nguyên tố thuộc chu kỳ đó.

Liên kết hóa chất

Liên kết hóa chất đại diện cho liên kết giửa các nguyên tố hóa chất để tạo ra một hóa chất

Ký hiệu

Nguyên tố 1 + Nguyên tố 2 → Hóa chất

Thí dụ

Liên kết giửa 2 nguyên tố H và O tạo ra hóa chất nước

2H+O

→

H_{2}O

Liên kết giửa 2 nguyên tố Fe và O tạo ra hóa chất sắt rỉ sét

Fe+O_{2}

→

FeO_{2}

Loại liên kết hóa chất

Phương trình hóa chất

Phương trình hóa chất là một phương trình toán dùng để biểu diển tương tác giửa hai chất hóa học để tạo ra chất mới . Mọi phương trình hóa học có 2 vệ Vế trái bao gồm các chất tham gia phản ứng hóa hoc . Vế phải bao gồm chất mới tạo từ phản ứng hóa học .

Cân bằng phương trình hóa chất

Phương trình hóa học được cân bằng khi các phân tử vế trái bằng các phân tử vế phải

Cu+H_{2}SO_{4}=CuSO_{4}+2H

Phân tử vật chất

Phân tử là phần tử nhỏ nhất của một chất hóa học tinh khiết mà vẫn còn giữ được thành phần hợp chất hóa học cùng với các tính chất của hợp chất này .

Phân tử	Cấu tạo	Công thức
1 Phân tử Nước	tạo từ 2 nguyên tố Hy Dro và 1 nguyên tố Ô Xy	$H_{2}O=H_{2}+O$
2 Phân tử Nước	tạo từ 2x2=4 nguyên tố Hy Dro và 2 nguyên tố Ô Xy	$2H_{2}O=2H_{2}+O_{2}$
n Phân tử Nước	tạo từ nx2=2n nguyên tố Hy Dro và 2 nguyên tố Ô Xy	$nH_{2}O=2H_{2}+O_{n}$