在化学的奇妙世界里,元素与原子这两个概念,犹如一对让人容易混淆的 “孪生兄弟”,但实际上它们有着清晰且重要的区别。今天,就让我们一同深入探究元素与原子各自的独特之处。
一、定义概念
(一)元素:具有相同核电荷数的一类原子的总称
元素是纯物质的基本组成部分,是化学反应中不可再分的基本单位 。目前人类已知的元素有 118 种,它们依据原子号有序排列在元素周期表中 。像我们日常生活中常见的氢、氧、碳、金等,都是元素的典型例子。从宏观视角看,元素代表着一种物质的基本化学组成成分。例如,水这种物质,从元素层面描述,就是由氢元素和氧元素组成的。元素就如同一个庞大的家族,家族中的成员(原子)虽然在某些细节上可能有所差异,但都具有相同核电荷数这一关键特征。
(二)原子:化学变化中的最小粒子
原子堪称物质的基本组成单元 。它由位于中心的原子核以及围绕原子核旋转的电子云构成。原子核中包含质子和中子 ,而电子则在核外特定轨道上运动。比如氢原子、氧原子、碳原子,分别是氢元素、氧元素、碳元素对应的原子个体 。在化学反应中,原子是不可再分的最小单位,它可以独自存在,也能够与其他原子相互结合形成分子。可以说,原子是构成世间万物的微观基石。
二、不同点
(一)元素只讲种类不讲个数;原子既讲种类又说个数
当我们提及元素时,关注的是其类别。例如,我们会说水中含有氢元素和氧元素,不会说有几个氢元素和几个氧元素。而在描述原子时,既会明确原子的种类,也会说明其数量。比如一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成,这里对氢原子和氧原子的种类及个数都有清晰表述。
(二)元素属于宏观概念;原子是微观概念
从宏观层面,我们用元素来阐述物质的组成。像铁这种金属,我们会说它是由铁元素组成,这是从整体、宏观的角度来界定物质的基本成分。而从微观角度,原子用于描述物质的微观构成细节。比如金属铁,从微观上看,是由无数个铁原子紧密排列堆积而成 。元素就像一个大的分类标签,用于宏观概括物质的组成成分;原子则像是微观世界里的小砖块,具体构建出物质的微观结构。
(三)物质的宏观组成用元素;物质的微观构成用分子(分子由原子构成),原子和离子,绝不能用元素
在描述物质宏观组成时,元素是恰当的用语。例如二氧化碳气体,宏观上我们表述为二氧化碳由碳元素和氧元素组成。而从微观构成来看,一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。当涉及到金属单质时,微观上直接由原子构成,如铜是由铜原子构成;对于一些离子化合物,像氯化钠,微观上是由钠离子和氯离子构成 。这里需要明确,在微观构成的描述中,不能用元素来替代原子、分子或离子,否则会造成概念混淆。
(四)元素是抽象概念,只有通过原子,离子才能体现其具体意义;原子往往说明的是微观本质
元素是对具有相同核电荷数的一类原子的抽象概括,相对较为抽象。比如我们说氧元素,它本身不具有具体的物质形态,但当以氧原子的形式存在,或者与其他原子结合形成像氧气分子(O₂)、水分子(H₂O)等物质时,氧元素的性质和意义才得以具体体现。而原子直接深入到物质的微观层面,揭示物质的微观本质。例如,通过研究原子的结构、原子间的相互作用等,我们能深入理解化学反应的微观过程以及物质的各种性质。