מהו יסוד בכימיה?

הכול עשוי מאטומים

כל מה שסביבכם, משולחן הכתיבה ועד האוויר שאתם נושמים, עשוי מחלקיקים זעירים הנקראים אטומים. הם קטנים מכדי שנוכל לראות אותם, אפילו במיקרוסקופ רגיל.

יש סוגים שונים של אטומים. יסוד הוא חומר שכל האטומים שלו מאותו סוג. מטיל זהב טהור מכיל רק אטומי זהב, ובלון מלא בהליום טהור מכיל רק אטומי הליום.

אז מה הופך שני אטומים לאותו סוג? זהו מספר הפרוטונים, החלקיקים הזעירים בעלי המטען החיובי במרכז כל אטום. בכל אטום פחמן יש 6 פרוטונים ובכל אטום חמצן יש 8. מספר זה נקרא המספר האטומי, ואין שני יסודות החולקים אותו.

יסודות הם החומרים הפשוטים ביותר

אפשר להמיס יסוד, להקפיא אותו, לחתוך אותו או לטחון אותו, והוא עדיין אותו יסוד. זהב מומס הוא עדיין זהב. שום תגובה כימית אינה יכולה לפצל יסוד לחומרים פשוטים יותר.

מים שונים. באמצעות חשמל, כימאים יכולים לפצל מים לשני גזים, מימן וחמצן. מכיוון שאפשר לפרק מים כך, הם אינם יסוד. את המימן והחמצן אי אפשר לפצל עוד, ולכן הם יסודות.

תרכובות: יסודות המחוברים יחד

תרכובת נוצרת כאשר אטומים של שני יסודות שונים או יותר מתחברים יחד בקשרים כימיים. מים הם תרכובת של מימן וחמצן. הנוסחה שלהם, H₂O, מראה שיש בהם תמיד שני אטומי מימן על כל אטום חמצן.

המתכון של תרכובת לעולם אינו משתנה. במים טהורים מקרחון ובמים טהורים מקומקום יש בדיוק אותו יחס של שניים לאחד.

תרכובת יכולה להיות שונה לגמרי מהיסודות שמהם היא עשויה. נתרן הוא מתכת רכה ומבריקה שמבעבעת ומשייטת על פני המים, וכלור הוא גז רעיל בצבע צהוב-ירוק. כשהם מתחברים, הם יוצרים נתרן כלורי (NaCl), מלח השולחן שמפזרים על האוכל.

תערובות: מעורבבות אך לא מחוברות

בתערובת, שני חומרים או יותר מעורבבים יחד אך אינם קשורים בקשרים כימיים. כל אחד שומר על התכונות שלו, והכמויות יכולות להשתנות. אפשר לערבב בתה מעט סוכר או הרבה סוכר, ועדיין מקבלים תה מתוק.

מכיוון שדבר אינו קשור, אפשר להפריד תערובות בשיטות פיזיקליות פשוטות. מגנט מושך שבבי ברזל מתוך חול, מסנן לוכד חול מתוך מים, ואידוי המים ממי מלח משאיר את המלח מאחור.

גם אוויר הוא תערובת. הוא מורכב בעיקר מחנקן וחמצן, ששניהם יסודות, וכן מכמויות קטנות של ארגון, פחמן דו-חמצני ואדי מים.

איך להבדיל ביניהם

שאלו שלוש שאלות. האם יש רק סוג אחד של אטומים? אז זה יסוד. האם יסודות שונים קשורים זה לזה ביחס קבוע? אז זו תרכובת. האם חומרים שונים פשוט מעורבבים וקל להפריד ביניהם? אז זו תערובת.

היזהרו מגז החמצן, O₂. האטומים שלו נעים בזוגות, אך שני האטומים בכל זוג הם חמצן, ולכן גז חמצן הוא עדיין יסוד. פחמן דו-חמצני, CO₂, מכיל שני יסודות שונים הקשורים זה לזה, ולכן זו תרכובת.

מבין 118 היסודות הידועים, כ-94 נמצאים באופן טבעי על פני כדור הארץ, חלקם רק בעקבות זעירים. המדענים יצרו את השאר במעבדות. ארבעת החדשים ביותר, כולל אוגנסון (118), קיבלו את שמותיהם ב-2016.