هلیوم (He)

هلیوم (He) — عنصر شماره ۲ جدول تناوبی

هلیوم (Helium) یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو، بی‌طعم و غیرسمی است که به‌عنوان دومین عنصر سبک‌ترین و دومین گاز فراوان در جهان شناخته می‌شود. این عنصر شیمیایی با نماد He در جدول تناوبی قرار دارد و شماره اتمی آن ۲ است. هلیوم در دمای اتاق به‌صورت گاز است و در دماهای بسیار پایین به‌صورت مایع یا جامد در می‌آید.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی هلیوم:

1. رنگ، بو و طعم: هلیوم بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌طعم است، بنابراین به‌راحتی نمی‌توان آن را با حواس انسانی تشخیص داد.

2. حالت فیزیکی: در شرایط دمایی معمولی (در دمای اتاق و فشار استاندارد)، هلیوم به‌صورت گاز است. این گاز تحت فشار و دماهای بسیار پایین (حدود -۲۵۸.۹ درجه سانتی‌گراد) به مایع تبدیل می‌شود. دمای تبدیل هلیوم به مایع بسیار پایین‌تر از بیشتر عناصر دیگر است.

کدام عناصر با عناصر دیگر ترکیب نمی شوند؟

عناصر شیمیایی که به طور طبیعی در شرایط معمولی ترکیب نمی‌شوند، عموماً گازهای نجیب هستند. این گروه از عناصر در دوره ۱۸ جدول تناوبی قرار دارند و شامل هلیوم (He)، نئون (Ne)، آرگون (Ar)، کریپتون (Kr)، زنون (Xe) و رادون (Rn) می‌باشند.

ویژگی‌های گازهای نجیب که مانع ترکیب آن‌ها با سایر عناصر می‌شود:

1. ساختار الکترونی پایدار: این عناصر دارای لایه بیرونی کاملاً پر شده از الکترون‌ها هستند (با دو الکترون برای هلیوم و هشت الکترون برای سایر گازهای نجیب). این ساختار باعث می‌شود که تمایلی به گرفتن یا دادن الکترون‌ها نداشته باشند و به همین دلیل بسیار پایدار و غیرواکنش‌پذیر هستند.

هیدروژن (Hydrogen) چیست؟

هیدروژن: عنصر بنیادی و کاربردهای آن

تعریف هیدروژن

هیدروژن (Hydrogen) با نماد (H) ساده‌ترین و سبک‌ترین عنصر در جدول تناوبی است و با عدد اتمی 1 شناخته می‌شود. این عنصر در دما و فشار معمولی به صورت گاز بی‌رنگ، بی‌بو و غیرسمی وجود دارد. هیدروژن در گروه 1 (گروه آلکالی) قرار دارد و به عنوان یک عنصر غیرفلزی طبقه‌بندی می‌شود. هیدروژن به عنوان یک عنصر بنیادی، نقش مهمی در شیمی و فیزیک دارد و در بسیاری از ترکیبات شیمیایی و فرآیندهای طبیعی حضور دارد.

1. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی هیدروژن

• خصوصیات فیزیکی:

  • حالت فیزیکی: هیدروژن در دما و فشار معمولی به صورت گاز است.
  • چگالی: هیدروژن دارای چگالی بسیار کم است و به همین دلیل به عنوان سبکترین گاز شناخته می‌شود.
  • نقطه ذوب و جوش: نقطه ذوب هیدروژن -259.16 درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش آن -252.87 درجه سانتی‌گراد است.

جدول تناوبی عناصر (Periodic Table of Elements)

جدول تناوبی عناصر (Periodic Table of Elements) یک جدول سازمان‌یافته است که عناصر شیمیایی را بر اساس شماره اتمی (Atomic Number)، ساختار الکترونی و ویژگی‌های شیمیایی آن‌ها مرتب می‌کند. در زیر یک جدول ساده از عناصر اصلی تناوبی آورده شده است. برای سادگی، ما فقط عناصر اصلی و شماره اتمی آن‌ها را ذکر می‌کنیم:

شماره اتمی	نماد	نام عنصر
1	H	هیدروژن
2	He	هلیوم
3	Li	لیتیم
4	Be	بریلیم
5	B	بور
6	C	کربن
7	N	نیتروژن
8	O	اکسیژن
9	F	فلور
10	Ne	نئون
11	Na	سدیم
12	Mg	منیزیم
13	Al	آلومینیوم
14	Si	سیلیکون
15	P	فسفر
16	S	گوگرد
17	Cl	کلر
18	Ar	آرگون
19	K	پتاسیم
20	Ca	کلسیم
21	Sc	اسکنیدیم
22	Ti	تیتانیوم
23	V	وانادیوم
24	Cr	کروم
25	Mn	منگنز
26	Fe	آهن
27	Co	کبالت
28	Ni	نیکل
29	Cu	مس
30	Zn	روی
31	Ga	گالیوم
32	Ge	ژرمانیوم
33	As	آرسنیک
34	Se	سلنیم
35	Br	برم
36	Kr	زنون
37	Rb	روبیدیوم
38	Sr	استرونسیوم
39	Y	ایترم
40	Zr	زیرکونیوم
41	Nb	نیوبیوم
42	Mo	مولیبدن
43	Tc	تکنسیم
44	Ru	روتنیم
45	Rh	رودیوم
46	Pd	پالادیوم
47	Ag	نقره
48	Cd	کادمیوم
49	In	ایندیم
50	Sn	قلع
51	Sb	آنتیموان
52	Te	تلوریم
53	I	ید
54	Xe	زنون
55	Cs	سزیم
56	Ba	باریم
57	La	لانتان
58	Ce	سریم
59	Pr	پرسیوم
60	Nd	نئودیمیوم
61	Pm	پرومتیوم
62	Sm	ساماریوم
63	Eu	Europium
64	Gd	گادولینیوم
65	Tb	ترابیوم
66	Dy	دیسپروزیم
67	Ho	هولمیوم
68	Er	ارابیوم
69	Tm	تالیوم
70	Yb	یترابیوم
71	Lu	لوتتیوم
72	Hf	هافنیوم
73	Ta	تانتالوم
74	W	تنگستن
75	Re	رنیوم
76	Os	اواسیم
77	Ir	ایریدیوم
78	Pt	پلاتین
79	Au	طلا
80	Hg	جیوه
81	Tl	تالیوم
82	Pb	سرب
83	Bi	بیسموت
84	Po	پولونیوم
85	At	آستاتین
86	Rn	رادون
87	Fr	فرانسیوم
88	Ra	رادیوم
89	Ac	آکتینیوم
90	Th	توریم
91	Pa	پروتاکتینیوم
92	U	اورانیوم
93	Np	نپتونیوم
94	Pu	پلوتونیوم
95	Am	امریکیم
96	Cm	کوریوم
97	Bk	برکلیوم
98	Cf	کالیفرنیوم
99	Es	اینشتینیم
100	Fm	فرمیوم
101	Md	ماندلیوم
102	No	نوبلیوم
103	Lr	لورنسیم
104	Rf	رادیم
105	Db	دوبنیم
106	Sg	سُبوکیم
107	Bh	بوهریم
108	Hs	هاسیم
109	Mt	متنیم
110	Ds	دارمشتاتیم
111	Rg	رونتگنیم
112	Cn	کپیریم
113	Nh	نیهونیوم
114	Fl	فلیوریوم
115	Mc	ماسکوفیوم
116	Lv	لورنتیوم
117	Ts	تنیسین
118	Og	اوگانسون

توضیحات:

• شماره اتمی: نمایانگر تعداد پروتون‌ها در هسته اتم است.
• نماد: علامت اختصاری عنصر است که معمولاً از یک یا دو حرف تشکیل شده است.
• نام عنصر: نام کامل عنصر شیمیایی است.

 

اتم (Atom)

اتم (Atom) کوچک‌ترین واحد سازنده ماده است که خواص شیمیایی یک عنصر (Element) را حفظ می‌کند. اتم‌ها از ذرات زیراتمی شامل پروتون‌ها (Protons)، نوترون‌ها (Neutrons) و الکترون‌ها (Electrons) تشکیل شده‌اند. هسته (Nucleus) اتم شامل پروتون‌ها و نوترون‌ها است، در حالی که الکترون‌ها در اوربیتال‌ها (Orbitals) در اطراف هسته حرکت می‌کنند.

اتم‌ها به عنوان واحدهای بنیادی در شیمی، به تشکیل مولکول‌ها (Molecules) و ترکیب‌ها (Compounds) می‌پردازند. هر عنصر دارای تعداد مشخصی پروتون است که به آن عدد اتمی (Atomic Number) می‌گویند. 

ساختار اتم

دی‌اکسید کربن (CO₂)

دی‌اکسید کربن (CO₂): یک بررسی جامع

دی‌اکسید کربن با فرمول شیمیایی CO₂، گازی بی‌بو و بی‌طعم است که به طور طبیعی در جو زمین وجود دارد. این گاز در بسیاری از فرآیندهای زیستی و شیمیایی نقش دارد و تاثیرات زیادی بر محیط زیست و اقلیم دارد.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی:

1. حالت فیزیکی:
   - در دمای استاندارد و فشار محیط، دی‌اکسید کربن به صورت گاز وجود دارد.
   - با کاهش دما و افزایش فشار، CO₂ به مایع و سپس به حالت جامد تبدیل می‌شود، که به نام "یخ خشک" شناخته می‌شود.

2. خصوصیات شیمیایی:
   - CO₂ در آب حل شده و به اسید کربنیک (H₂CO₃) تبدیل می‌شود، که یک اسید ضعیف است.
   - این گاز غیر قابل اشتعال است و در دماهای بالا می‌تواند به گاز کربن منوکسید (CO) و کربنات‌های دیگر تبدیل شود.

نقش‌های دی‌اکسید کربن:

1. فرآیندهای زیستی:

اکسیژن (Oxygen) چیست؟

اکسیژن (Oxygen) یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نماد O و عدد اتمی 8 نمایش داده می‌شود. این گاز بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه در دمای استاندارد و فشار عادی به صورت دو اتمی (O₂) وجود دارد و بخش بزرگی از جو زمین را تشکیل می‌دهد. اکسیژن برای بقای بیشتر موجودات زنده ضروری است، زیرا در فرآیند تنفس سلولی نقش حیاتی ایفا می‌کند. این عنصر همچنین در ترکیب با سایر عناصر به صورت اکسیدها وجود دارد و در فرآیندهای مختلف شیمیایی مانند احتراق و فرایندهای زیستی نقش دارد. اکسیژن یکی از عناصر اصلی تشکیل‌دهنده آب (H₂O) و بسیاری از ترکیب‌های زیستی دیگر است.

اکسیژن (O₂) با عدد اتمی ۸، یکی از فراوان‌ترین و مهم‌ترین عناصر کره زمین است که:

• در سال 1774 توسط جوزف پریستلی و به طور مستقل توسط کارل ویلهلم شیله کشف شد.
• آنتوان لاووازیه نام "اکسیژن" را از ریشه یونانی (ὀξύς به معنی "اسید" و γενής به معنی "تولیدکننده") انتخاب کرد.
• سومین عنصر فراوان در جهان پس از هیدروژن و هلیوم.
• تشکیل‌دهنده 21% جو زمین، 89% آب و 46% پوسته زمین.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی

ویژگی‌های کلیدی

نیتروژن (Nitrogen) چیست؟

نیتروژن یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۷ و نماد N است. این عنصر در گروه ۱۵ (نیتروژن‌ها) و دوره ۲ جدول تناوبی قرار دارد. نیتروژن به عنوان یک گاز بی‌رنگ، بی‌بو و بی‌مزه شناخته می‌شود و حدود ۷۸٪ از حجم هوا را تشکیل می‌دهد. این عنصر نقش حیاتی در چرخه نیتروژن و فرآیندهای زیستی دارد.

---

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی:

• حالت فیزیکی: گاز در دمای اتاق.

• چگالی: ۱٫۲۵۱ گرم بر لیتر در شرایط استاندارد (STP).

• نقطه ذوب: ۲۱۰- درجه سانتیگراد.

• نقطه جوش: ۱۹۶- درجه سانتیگراد.

• واکنش‌پذیری: نیتروژن به دلیل پیوند سه‌گانه قوی بین اتم‌هایش (N≡N)، در شرایط عادی واکنش‌پذیری کمی دارد.

---

تاریخچه:

• کشف: نیتروژن در سال ۱۷۷۲ توسط شیمیدان اسکاتلندی، دنیل رادرفورد، کشف شد.

• نام‌گذاری: نام نیتروژن از واژه یونانی "nitron" (به معنای شوره) و "genes" (به معنای تشکیل‌دهنده) گرفته شده است.

کربن (Carbon) چیست؟

کربن (Carbon) به عنوان یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین عناصر در جهان، در بسیاری از زمینه‌های علمی و صنعتی نقش برجسته‌ای دارد. این عنصر با عدد اتمی ۶ و نماد C، نه تنها چهارمین عنصر فراوان در کره زمین است بلکه پایه و اساس تمام اشکال شناخته‌شدهٔ حیات نیز محسوب می‌شود.

ویژگی‌های شگفت‌انگیز کربن، توانایی آن در تشکیل میلیون‌ها ترکیب مختلف را به‌وجود آورده است. از الماس درخشان تا گرافیت نرم، از ساختار پیچیدهٔ DNA گرفته تا سوخت‌های فسیلی که خودروها را به حرکت درمی‌آورد—همه و همه از کربن ساخته شده‌اند. به همین دلیل است که کربن به‌عنوان "پادشاه عناصر" شناخته می‌شود.

---

ویژگی‌های منحصربه‌فرد کربن

۱. چندظرفیتی بودن

کربن قادر است ۴ پیوند کووالانسی با دیگر اتم‌ها تشکیل دهد. این ویژگی به کربن این امکان را می‌دهد که ترکیبات پیچیده‌ای را با عناصری چون هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن بسازد. این ویژگی باعث می‌شود که کربن قادر به ایجاد ساختارهای پیچیده و متنوعی باشد که در حیات و فناوری کاربرد دارند.

فسفر (به انگلیسی: Phosphorus)

فسفر (به انگلیسی: Phosphorus)  یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نماد P و عدد اتمی 15 شناخته می‌شود. این عنصر در دماهای معمولی به صورت غیر فلزی و با دو شکل آلوتروپی عمده به نام‌های فسفر سفید و فسفر قرمز وجود دارد. فسفر در بسیاری از ترکیبات شیمیایی و فرآیندهای بیولوژیکی، مانند DNA و ATP، نقش کلیدی دارد.

فسفر یک عنصر شیمیایی غیر فلزی است که در دو فرم اصلی یافت می‌شود: فسفر سفید و فسفر قرمز. فسفر سفید، که به صورت مایع یا جامد در دمای اتاق است، بسیار واکنش‌پذیر و در معرض هوا به سرعت مشتعل می‌شود.