Ποια είναι τα Διατομικά Στοιχεία;

Το διατομικά στοιχεία, που ονομάζονται επίσης ομοπυρηνικά διατομικά μόρια, αποτελούνται μόνο από δύο άτομα των ίδιων χημικών στοιχείων (Helmenstine, 2017).

Ορισμένα στοιχεία δεν μπορούν να υπάρχουν μόνα τους, ακόμη και όταν είναι απομονωμένα από οποιοδήποτε άλλο είδος ατόμου. Στοιχεία αυτής της φύσης θα συνδυαστούν με άτομα του ίδιου στοιχείου για να είναι σταθερά.

Με άλλα λόγια, το υδρογόνο, ένα διατομικό στοιχείο, δεν μπορεί να είναι από μόνο του. Δεν μπορεί απλά να υπάρχει το Η.

Το υδρογόνο είναι τόσο δραστικό που όταν απομονώνεται από τα πάντα εκτός από το υδρογόνο, θα συνδυάζεται σε ένα διατομικό μόριο (δύο ατόμων).

Επομένως, το αέριο υδρογόνο, το οποίο μερικές φορές χρησιμοποιείται ως καύσιμο, υπάρχει ως Η₂ (Diatomic Elements, S.F.).

Διατομικά μόρια

Τα διατομικά μόρια περιέχουν δύο άτομα χημικά δεσμευμένα μαζί. Εάν τα δύο άτομα είναι ταυτόσημα, όπως για παράδειγμα, το μόριο οξυγόνου (Ο₂), συνθέτει ένα ομοπυρηνικό διατομικό μόριο, ενώ εάν τα άτομα είναι διαφορετικά, όπως στο μόριο μονοξειδίου του άνθρακα (CO), σχηματίζει ένα ετεροπυρηνικό διατομικό μόριο.

Μόρια που περιέχουν περισσότερα από δύο άτομα ονομάζονται πολυατομικά μόρια, για παράδειγμα διοξείδιο του άνθρακα (CO)₂) και νερό (Η₂Ο). Τα πολυμερή μόρια μπορούν να περιέχουν πολλές χιλιάδες άτομα συστατικών (Encyclopædia Britannica, 2016).

Υπάρχουν επτά στοιχεία που σχηματίζουν διατομικά μόρια. Τα ακόλουθα 5 αέρια των στοιχείων βρίσκονται ως διατομικά μόρια σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση:

-Υδρογόνο - Η₂

-Άζωτο - Ν₂

-Οξυγόνο - Ο₂

-Φθόριο - F₂

-Χλωριούχο - Cl₂

Το βρώμιο και το ιώδιο υπάρχουν συνήθως σε υγρή μορφή, αλλά και ως διατομικά αέρια σε ελαφρώς υψηλότερες θερμοκρασίες, κάνοντας συνολικά 7 διατομικά στοιχεία.

-Βρωμο-Βγ₂

-Ιώδιο - Ι₂

Τα διατομικά στοιχεία είναι αλογόνα (φθόριο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο) και στοιχεία με τερματικό άκρο (υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο). Η αστατίνη είναι ένα άλλο αλογόνο, αλλά η συμπεριφορά του είναι άγνωστη (Helmenstine Α., 2014).

Ιδιότητες διατομικών στοιχείων

Όλα τα διατομικά μόρια είναι γραμμικά, που είναι η απλούστερη χωρική διάταξη των ατόμων.

Είναι βολικό και κοινό να αντιπροσωπεύει ένα διατομικό μόριο ως δύο σημειακές μάζες (τα δύο άτομα) που συνδέονται με ένα άμαχο άνοιγμα.

Οι ενέργειες που ενέχονται στις κινήσεις του μορίου μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες:

• Οι μεταφραστικές ενέργειες (το μόριο που μετακινείται από το σημείο Α στο σημείο Β)
• Οι ενέργειες περιστροφής (το μόριο που περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του)
• Δονητικές ενέργειες (μόρια που δονίζουν με διάφορους τρόπους)

Όλα τα διατομικά στοιχεία είναι αέρια σε θερμοκρασία δωματίου με εξαίρεση το βρώμιο και το ιώδιο που είναι υγρά (το ιώδιο μπορεί ακόμη να είναι σε στερεή κατάσταση) και όλα τα διατομικά στοιχεία εκτός από το οξυγόνο και το άζωτο συνδέονται με έναν απλό δεσμό.

Το μόριο οξυγόνου έχει τα δύο άτομα που συνδέονται με έναν διπλό δεσμό και εκείνο του αζώτου με έναν τριπλό δεσμό (Boundless, S.F.).

Μερικά διατομικά στοιχεία

Υδρογόνο

Υδρογόνο (Η₂), με ατομικό αριθμό 1, είναι ένα άχρωμο αέριο που δεν ανακαλύφθηκε επισήμως ως στοιχείο του Henry Cavendish μέχρι το 1766, αλλά κατά λάθος βρέθηκε περίπου εκατό χρόνια νωρίτερα από τον Robert Boyle.

Είναι ένα άχρωμο, άοσμο, μη τοξικό αέριο που υπάρχει φυσικά στο σύμπαν μας. Όντας το πρώτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα, το υδρογόνο είναι το ελαφρύτερο και πιο άφθονο από όλα τα χημικά στοιχεία του σύμπαντος, αφού αποτελεί το 75% της μάζας του.

Άζωτο

Άζωτο (Ν₂) έχει ατομικό αριθμό επτά και αποτελεί περίπου το 78,05% της ατμόσφαιρας της Γης σε όγκο.

Είναι άοσμο, άχρωμο και ως επί το πλείστον αδρανές αέριο και παραμένει άχρωμο και άοσμο σε υγρή κατάσταση.

Οξυγόνο

Το οξυγόνο (Ο₂) έχει ατομικό αριθμό οκτώ. Αυτό το άχρωμο και άοσμο αέριο έχει οκτώ πρωτόνια στον πυρήνα και είναι απαλό μπλε στις υγρές και στερεές καταστάσεις του.

Το ένα πέμπτο της ατμόσφαιρας της Γης αποτελείται από οξυγόνο και είναι το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν στη μάζα.

Το οξυγόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στη μάζα στη βιόσφαιρα της Γης. Η υψηλή συγκέντρωση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα είναι το αποτέλεσμα του κύκλου οξυγόνου της Γης, η οποία καθοδηγείται κυρίως από τη φωτοσύνθεση των φυτών (Oxygen Facts, S.F.).

Φθόριο

Φθόριο (F₂) έχει έναν ατομικό αριθμό εννέα, και είναι το πιο αντιδραστικό και ηλεκτροαρνητικό όλων των στοιχείων. Αυτό το μη μεταλλικό στοιχείο είναι ένα ωχροκίτρινο αέριο που είναι μέλος της ομάδας αλογόνου.

Ο Γιώργος Γκορ ήταν προφανώς ο πρώτος επιστήμονας που απομόνωσε το φθόριο, αλλά το πείραμά του εξερράγη όταν το παραγόμενο φθορίδιο αντέδρασε με υδρογόνο.

Το 1906, ο Ferdinand Frederic Henri Moissan απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Χημείας για το έργο του σχετικά με τη μόνωση φθορίου το 1886. Είναι το πιο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα.

Χλώριο

Χλωριούχο (Cl₂) είναι μέλος της ομάδας αλογόνου με ατομικό αριθμό δεκαεπτά. Μία από τις μορφές της, NaCl, έχει χρησιμοποιηθεί από τους αρχαίους χρόνους.

Το χλώριο χρησιμοποιείται εδώ και χιλιάδες χρόνια σε πολλές άλλες μορφές, αλλά δεν ονομαζόταν μέχρι το 1810 από τον Sir Humphry Davy.

Το χλώριο στην καθαρή του μορφή είναι κιτρινωπό πράσινο, αλλά οι συνήθεις ενώσεις του είναι συνήθως άχρωμες (Chlorine Facts, S.F.).

Βρώμιο

Βρώμιο (Br₂) έχει ατομικό αριθμό τριάντα πέντε. Είναι ένα βαρύ σκούρο καφέ υγρό, το μόνο μη μεταλλικό στοιχείο που είναι υγρό.

Το βρώμιο ανακαλύφθηκε από τον Antoine J. Balard το 1826. Χρησιμοποιήθηκε για σημαντικούς σκοπούς πολύ πριν ανακαλυφθεί επισήμως.

Ιώδιο

Το ιώδιο (Ι₂) έχει ατομικό αριθμό πενήντα τριών, με πενήντα τρία πρωτόνια στον πυρήνα ενός ατόμου. Πρόκειται για ένα μη μεταλλικό μπλε-μαύρο που παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην οργανική χημεία.

Το ιώδιο ανακαλύφθηκε το 1811 από τον Barnard Courtois. Το ονόμασε ιώδιο από την ελληνική λέξη "ιώδες" που σημαίνει ιώδες. Είναι ένα μπλε-μαύρο στερεό.

Το ιώδιο παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη βιολογία όλων των ζωντανών οργανισμών, καθώς η ανεπάρκεια του οδηγεί σε ασθένειες όπως ο υπερθυρεοειδισμός και ο υποθυρεοειδισμός (Royal Society of Chemistry, 2015).

Αναφορές

1. (S.F.). Homonuclear Diatomic Molecules. Ανακτήθηκε από το boundless.com.
2. Στοιχεία Χλωρίου. (S.F.). Ανάκτηση από το softschools.com.
3. Διατομικά Στοιχεία. (S.F.). Ανακτήθηκε από ths.talawanda.org.
4. Encyclopædia Britannica. (2016, 14 Σεπτεμβρίου). Μόριο. Ανάκτηση από britannica.com.
5. Helmenstine, Α. (2014, 28 Σεπτεμβρίου). Διατομικά Στοιχεία. Ανακτήθηκε από sciencenotes.org.
6. Helmenstine, Α. Μ. (2017, 29 Μαρτίου). Ποια είναι τα επτά διατομικά στοιχεία? Ανακτήθηκε από thoughtco.com.
7. Στοιχεία οξυγόνου. (S.F.). Ανάκτηση από το softschools.com.
8. Βασιλική Εταιρεία Χημείας. (2015). μοριακό ιώδιο. Ανακτήθηκε από το chemspider.com.