توسط Alchemist-hp (گفتگو) www.pse-mendelejew.de – اثر شخصی، CC BY-SA 3.0 de , Wikimedia Commons
قبل از اینکه شیمیدان ها وجود داشته باشند، کیمیاگرانی بودند که به دنبال کسب درآمد از فلزات ارزان تر به طلا بودند. در حالی که کیمیاگری پایه های شیمی مدرن و شاخه های مختلف آن را تشکیل می داد ، همیشه موضوعی محکوم به فنا بود. همانطور که اکنون می دانیم، طلا یک عنصر یا نوع خاصی از اتم است که با شمارش پروتون تعریف می شود . عناصر مواد اساسی هستند که ماده را تشکیل می دهند . یک نوع از طریق تغییرات شیمیایی نمی تواند به نوع دیگری تبدیل شود .
توسط Armtuk – اثر شخصی، CC BY-SA 3.0 ، Wikimedia Commons
هر عنصر با تعداد پروتون هایی که دارد تعریف می شود. جدول تناوبی با هیدروژن که دارای یک پروتون است شروع می شود و ادامه می یابد. عدد اتمی یا تعداد پروتون ها در بالای نام مخفف نوشته شده است.
پروتون ها در هسته اتم قرار دارند که در طی واکنش های شیمیایی تغییر نمی کند . به همین دلیل، یک نوع عنصر از نظر شیمیایی نمی تواند به نوع دیگری تبدیل شود.
در عوض، اتم های متعدد می توانند با به اشتراک گذاشتن یا از بین بردن الکترون های خود، ایجاد ترکیبات یا مواد شیمیایی ساخته شده از چندین عنصر، پیوندهای شیمیایی ایجاد کنند. اینها خواص متفاوتی نسبت به تک اتمها دارند.
عنصر ساده‌ترین شکل ماده است که از اتم‌هایی از یک نوع تشکیل شده و از نظر شیمیایی قابل تجزیه نیست. بیش از 90 نوع مختلف در طبیعت وجود دارد و تعداد بیشتری نیز در آزمایشگاه سنتز شده اند.
نوع عنصر با تعداد پروتون هایی که دارد تعیین می شود، اما تعداد الکترون ها یا نوترون ها می تواند متفاوت باشد. هنگامی که یک اتم از عنصر دارای تعداد نوترون متفاوت باشد، به آن ایزوتوپ می گویند . وقتی اتم تعداد الکترون های متفاوتی داشته باشد، یون نامیده می شود . اگر تعداد الکترونها از پروتون‌ها بیشتر باشد، یون منفی است و اگر تعداد پروتون‌ها از الکترونها بیشتر باشد، یون مثبت است. اگر تعداد پروتون ها و الکترون ها مساوی باشند، باری وجود ندارد!
عناصر بسته به دما می توانند در فازها یا حالت های مختلفی مانند جامد ، مایع یا گاز باشند . آنها همچنین می توانند بسته به میزان بسته بندی آنها متفاوت باشند. برای مثال، کربن می‌تواند زغال‌سنگ، گرافیت یا حتی الماس بسازد که بستگی به بسته‌بندی آنها دارد!
وقتی دو یا چند عنصر با هم ترکیب می شوند ، یک ترکیب شیمیایی می سازند. یک مثال آب با فرمول مولکولی است که از هیدروژن و اکسیژن ساخته شده است. هنگامی که دو یا چند ماده با هم مخلوط می شوند اما از نظر شیمیایی با هم ترکیب نمی شوند، مخلوطی ایجاد می کنند . یک مثال زمانی است که در قهوه خود خامه یا شکر می ریزید. این مواد با هم مخلوط می شوند تا محلولی درست شود ، اما از نظر شیمیایی با هم ترکیب نمی شوند. به علاوه، با مخلوط ها، می توانید مواد جداگانه را جدا کنید .
نمک نمونه ای از ترکیب است، ترکیبی از سدیم و کلرید!
عناصر را نمی توان به مواد ساده تری تجزیه کرد. گفته می‌شود اتم‌هایی که تعداد پروتون‌های یکسانی دارند، همان نوع عنصر هستند. آنها می توانند از نظر تعداد نوترون ها و الکترون ها متفاوت باشند، اما برای اینکه یک نوع باشند باید تعداد پروتون های یکسانی داشته باشند. در حال حاضر 118 نوع شناخته شده وجود دارد و آنها در جدول تناوبی سازماندهی شده اند .
تا سال 2012rc – کار شخصی این گرافیک PNG با Inkscape.، دامنه عمومی، Wikimedia Commons ایجاد شد.
از آنجایی که عناصر با پروتون تعریف می شوند، هر اتمی که 20 پروتون داشته باشد کلسیم است و هر اتم کلسیم دارای 20 پروتون است. تعداد پروتون ها نیز با عدد اتمی نشان داده می شود.
به تفاوت تعداد نوترون ها ایزوتوپ می گویند. یعنی اگر اتمی با 1 پروتون و 1 نوترون هیدروژن باشد و اتمی با 1 پروتون و 2 نوترون هم همینطور است. این دو اتم ایزوتوپ های یکدیگر هستند زیرا هر دو هیدروژن هستند، اما تعداد نوترون های متفاوتی دارند.
تفاوت در تعداد الکترونها الکترونها را یون می نامند. به عنوان مثال، یک اتم گوگرد باید 16 الکترون داشته باشد، اما اگر 17 الکترون داشته باشد، یون گوگرد نامیده می شود.