Der Wortlaut in Ihrem Zitat ist etwas unklar, da stimme ich zu. Eine sehr schöne Definition bietet die Jefferson Lab-Seite Wie lässt sich am einfachsten erklären, was Atome, Elemente, Verbindungen und Gemische sind?

Atome

sind die kleinsten Teile gewöhnlicher Materie

Während ein Element

eine Substanz ist, die vollständig aus einem Atomtyp

besteht

Atome selbst können in kleinere subatomare Teilchen (Protonen, Neutronen und Elektronen) zerlegt werden - deren Mengen (insbesondere die Anzahl der Protonen) definieren jedes Element.

Beispielsweise besteht das Element Kohlenstoff in seiner nichtionisierten Form vollständig aus Kohlenstoffatomen mit jeweils 6 Protonen und 6 Elektronen, und Cadmiumatome mit 48 Protonen und 48 Elektronen bilden das Element Cadmium.

Die Menge an Neutronen kann mit den Atomen eines bestimmten Elements variieren und Isotope bilden, die (aus dem Link):

Zum Beispiel Kohlenstoff- 12, Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14 sind drei Isotope des Ele Kohlenstoff mit den Massenzahlen 12, 13 bzw. 14. Die Ordnungszahl von Kohlenstoff beträgt 6, was bedeutet, dass jedes Kohlenstoffatom 6 Protonen hat, so dass die Neutronenzahlen dieser Isotope 6, 7 bzw. 8 betragen.

Unterschiedliche Anordnungen von Atomen von Einzelne Elemente können Allotrope bilden, z. B. für Kohlenstoff, mit Diamant und Graphit (unter anderem - siehe unten). Sie bestehen beide aus Atomen des Elements Kohlenstoff, jedoch in unterschiedlichen Konfigurationen.

Nachfolgend sind Diagramme der Allotrope von Kohlenstoff aufgeführt, die im Artikel Arbeitsfunktionstechnik von Graphen (Garg et al. 2014)

Angesichts der Tatsache, dass Sie ein Anfänger in Chemie zu sein scheinen, dachte ich, Sie könnten von einer Beschreibung von jemandem profitieren, der nur bis zur Chemie an der High School studiert hat.

Wir werden Wasser als Beispiel verwenden, weil Sie Ich habe wahrscheinlich gehört, dass es als H 2 O bezeichnet wird.

Ein einzelnes "Stück" Wasser, H 2 O ist ein Molekül .

Es enthält 2 Elemente : Wasserstoff und Sauerstoff.

Aber es enthält 3 Atome , 2 Wasserstoff und 1 Sauerstoff.

Atome enthalten noch kleinere Stücke, die als subatomare Partikel bezeichnet werden. Es gibt drei Arten: Protonen, Neutronen und Elektronen . Die Anzahl der Protonen definiert, was das Element ist.

1 Proton - Wasserstoff
2 Protonen - Helium
12 Protonen - Kohlenstoff usw.

Die Gesamtzahl der Protonen + Neutronen ist das Atomgewicht des Atoms

Elemente können eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen enthalten. Diese werden als Isotope bezeichnet.

Wasserstoff-1 hat 1 Proton
Wasserstoff-2 hat 1 Proton 1 Neutron
Wasserstoff-3 hat 1 Proton 2 Neutronen

Diese verschiedenen Formen von Wasserstoff sind Isotope von einander.

Offensichtlich wird es komplizierter, aber für Sie im Moment muss es nicht :)

Das Wort Element hat zwei leicht unterschiedliche Bedeutungen in der Chemie:

• ein Element als Abstraktion, eine „atomare Spezies“ ( Beispiel: $ \ ce {{} _ 8O} $ Sauerstoff) und
• eine elementare Substanz (Beispiel: $ \ ce {O2} $ Disauerstoffgas), die in der Praxis ein Element darstellt.

Lehrbücher zur Chemie spielen möglicherweise die Unterscheidung herunter, da es sich nicht um Lehrbücher zur Philosophie handelt.

Verschiedene Elemente werden durch ihre Ordnungszahl unterschieden (Beispiel: 8 für Sauerstoff). Die Ordnungszahl ist ein Merkmal eines Atoms, ob es frei oder gebunden, neutral oder ionisiert ist. Die Ordnungszahl ist die Anzahl oder die Protonen im Kern (die chemisch unveränderlich sind) und ebenso die elektrische Ladung des Kerns (in der entsprechenden Einheit). Es ist eine Invariante, die in allen chemischen Prozessen erhalten bleibt. Elemente sind eine Klassifikation von Atomen. Für jedes natürliche Z bilden alle Atome mit der Ordnungszahl Z ein chemisches Element: Eine verallgemeinerte Atomspezies (obwohl verschiedene Atome desselben Elements nicht immer identisch sind). Jedes Atom repräsentiert (bezieht sich auf) ein Element und nur auf ein Element.

Eine elementare Substanz besteht aus Atomen desselben Elements und enthält keine Atome anderer Elemente . Es kann aus freien Atomen (wie bei Edelgasen), Molekülen (wie bei $ \ ce {O2} $) oder einem Kristall bestehen. Wenn ein Chemiker versucht, ein Element zu isolieren, d.h. e. Um seine Atome an einem Ort zu sammeln, entsteht eine elementare Substanz. Daher verwenden Chemiker ein Wort „Element“ mit zwei leicht unterschiedlichen Bezeichnungen.

Wiederum der Unterschied zwischen abstrakten Elementen (Atomspezies) und elementaren Substanzen. Wenn wir fragen: "Aus welchen Elementen besteht Wasser?", Nehmen wir Spezies an (Wasserstoff und Sauerstoff, aus deren Atomen besteht das Wasser) und nehmen nicht an, dass das Wasser $ \ ce {H2} $ oder $ \ ce enthält {O2} $ (obwohl es eine kleine Menge sein könnte).

Und wie unterscheiden sich Atome von all dem? Ein Atom ist ein physischer Körper. Wir können sie als Dinge zählen: Es gibt ein Atom, zwei Atome, drei Atome usw. Wie viele Atome enthält ein Wassermolekül? Es gibt drei: Zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. Wie viele Elemente befinden sich in Wasser (Molekül)? Zwei Elemente: Wasserstoff und Sauerstoff.

Hier ist die IUPAC-Definition eines Elements:

https://doi.org/10.1351/goldbook.C01022

1. Eine Spezies von Atomen; alle Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen im Atomkern.

2. Eine reine chemische Substanz, die aus Atomen mit der gleichen Anzahl von Protonen im Atomkern besteht. Manchmal wird dieses Konzept als elementare Substanz bezeichnet, die sich von dem unter 1 definierten chemischen Element unterscheidet, aber meistens wird der Begriff chemisches Element für beide Konzepte verwendet.

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Jetzt, da wir seit über 100 Jahren Hinweise auf Atome als Kern plus Elektronen haben, besteht keine Notwendigkeit mehr für die klassische Definition ("kleinstes Teilchen, kann sich nicht trennen"), von der jetzt bekannt ist, dass sie nicht wahr ist, wenn Sie Kernkraft zulassen Reaktionen.

Atom ist ein Begriff auf der bestimmten Skala, er bezieht sich auf ein Teilchen. Element ist traditionell ein Begriff auf der makroskopischen Skala, er bezieht sich auf die Natur einer Substanz (entweder Element oder Verbindung).

Es wird jedoch auch verwendet, um sich auf einen Atomtyp zu beziehen, wie in der Aussage, dass "Essigsäure Sauerstoff enthält", was bedeutet, dass er Sauerstoffatome enthält. Natürlich ist Essigsäure kein Element und keine Mischung von Elementen. Um es aus den Elementen zu machen, benötigen Sie eine chemische Reaktion, also sind die Elemente keine Elemente mehr (aber der Sauerstoff ist immer noch ein Sauerstoff).

Die Verwirrung kommt aus dem ersten Teil der Definition : Ein Element ist eine Art von Atomen. Wir nennen jene Atome, die 8 Protonen in ihrem Kern haben, "Sauerstoffatome". Es wäre schön, getrennte Wörter für die bestimmte und die makroskopische Skala zu haben, aber wir haben keine.

Ein Element ist eine Substanz, die aus Atomen besteht, die alle die gleiche Protonenzahl haben. Ein Element kann also aus mehreren Atomen bestehen (wie Sauerstoff, der paarweise herumläuft). Ein Atom besteht aus einem Kern und einigen Elektronen.

Quelle: IGCSE Chemistry

Ein Atom ist eine Sache; Ein Element ist eine Art von Dingen.

Ein Atom ist eine Ansammlung von Protonen, Neutronen und Elektronen. Ein einzelnes isoliertes Atom in seinem neutralen Zustand hat eine bestimmte Anzahl von Protonen, die gleiche Anzahl von Elektronen und eine bestimmte Anzahl von Neutronen (ungefähr so ​​viele wie Protonen für die leichteren Elemente, bis zu ungefähr 50% mehr für schwerere Elemente). Die Anzahl der Neutronen oder Protonen in einem Atom ändert sich nur aufgrund radioaktiver Prozesse oder sehr energiereicher Wechselwirkungen, wie sie in Teilchenbeschleunigern auftreten. Und ich meine wirklich hohe Energie: Selbst wenn Sie daran denken, Dynamitstangen in die Luft zu jagen, reicht diese Energie bei weitem nicht aus, um mit den Protonen und Neutronen zu spielen. Chemie entsteht, wenn Atome zusammenkommen und Elektronen teilen oder sich gegenseitig Elektronen geben. Chemische Reaktionen finden ständig statt und viele von ihnen benötigen nicht viel Energie: Das Bewegen von Elektronen von Atom zu Atom ist oft sehr einfach.

Die Chemie eines Atoms hängt also von der Anzahl der Atome ab Elektronen und die Anzahl der Elektronen in einem isolierten Atom hängen direkt von der Anzahl der Protonen ab. Elektronen lassen sich so einfach zu Atomen hinzufügen und daraus entfernen (reiben Sie einfach einen Ballon gegen Ihr Haar: Die statische Elektrizität beruht darauf, dass Sie Elektronen zwischen Ihrem Haar und dem Ballon übertragen haben), sodass wir Atome nach der Anzahl der Protonen in ihnen klassifizieren. Neutronen sind nicht so relevant: Ich werde sie am Ende notieren.

Das Element eines Atoms wird also durch die Anzahl der Protonen bestimmt. Alle Wasserstoffatome haben ein Proton und alle Atome mit einem Proton sind Wasserstoff. Zwei Protonen sind Helium, drei sind Lithium, siebzehn sind Chlor, 79 sind Gold usw. Eine reine Probe eines Elements enthält nur Atome dieses Typs: Beispielsweise enthält eine reine Eisenprobe nur Atome mit 26 Protonen. Wasser ist dagegen kein Element: Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen (jeweils ein Proton), die Elektronen mit einem Sauerstoffatom (acht Protonen) teilen.

Was bedeutet es nun zu behaupten, dass ein Element "nicht in eine einfachere Form zerlegt werden kann", und warum sind Atome nicht "eine einfachere Form"? Nun, sie sind keine einfachere Form, weil ein Eisenatom Eisen ist: Es ist dieselbe Form, nicht einfacher. Denk darüber so. Wenn ich Ihnen einen Klumpen reines Eisen gebe, können Sie ihn nur in kleinere Eisenklumpen zerlegen oder zu einer komplexeren Substanz machen, indem Sie ihn beispielsweise rosten lassen - Rost wird aus Eisen und Sauerstoff gebildet. Der kleinstmögliche Eisenklumpen, den Sie herstellen können, ist ein einzelnes Eisenatom, aber das ist immer noch ein unglaublich kleiner Eisenklumpen. Wenn Sie einen Eisenklumpen jenseits einzelner Eisenatome abbauen möchten, müssen Sie einen Kernreaktor oder einen Teilchenbeschleuniger oder ähnliches verwenden, und schließlich können Sie etwas erhalten, das kein Eisen ist , weil Sie die Anzahl der Protonen in den Atomen geändert hätten.

Vergleichen wir das mit Wasser. Wenn ich Ihnen einen Eimer mit reinem Wasser gebe, können Sie ihn genau wie den Eisenklumpen in immer kleinere Proben aufteilen und schließlich ein einziges Wassermolekül erhalten. Sie können aber noch etwas anderes tun: Wenn Sie Elektrizität durch das Wasser leiten, spaltet sie sich in reinen Wasserstoff und reinen Sauerstoff auf. Dies sind "einfachere" Substanzen, da jedes aus Atomen nur eines Elements besteht, während Wasser Atome aus zwei Elementen hat.

Was ist mit Neutronen? In Bezug auf die Chemie machen sie nicht viel und Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber unterschiedliche Anzahlen von Neutronen sind sich viel ähnlicher (sie haben zum Beispiel im Wesentlichen die gleiche Chemie) als Atome mit der gleichen Anzahl Anzahl der Neutronen, aber unterschiedliche Anzahl der Protonen. Es ist viel sinnvoller, nach der Anzahl der Protonen zu klassifizieren, da dies die Anzahl der Elektronen und die Chemie bestimmt.

Angenommen, Sie haben stattdessen versucht, Atome nach der Anzahl der Neutronen zu klassifizieren. Nun, die meisten Argonatome (18 Protonen) haben 22 Neutronen, aber einige Chloratome (17 Protonen) und ein anständiger Anteil an Kaliumatomen (19 Protonen) haben auch 22 Neutronen. Wie Sie wahrscheinlich wissen, sind Argon, Chlor und Kalium absolut nichts miteinander zu tun. Andererseits verhalten sich Kaliumatome mit 22 Neutronen fast identisch mit der häufigsten Art von Kaliumatomen mit 21 Neutronen