Myślę, że najbardziej pomocna może okazać się znajomość historii odkrywania pierwiastków i teorii atomowej.

Pierwszą czystą substancją zawierającą tylko pierwiastek tlenu do wyizolowania był tlen class = "math-container"> $ \ ce {O2} $ ), w 1774 r., choć nazywano to „pozbawionym zapłodnienia powietrzem” aż do 1777 r., kiedy Lavoisier po raz pierwszy użył terminu „tlen”. Było to około 30 lat zanim John Dalton w ogóle zaproponował pierwszą empiryczną teorię atomową. W tamtych czasach ledwo rozumieliśmy stechiometrię, tak że Dalton słynie z twierdzenia, że ​​wzór cząsteczkowy wody to $ \ ce {HO} $ . Fakt, że ditlen jest substancją zbudowaną z cząsteczek zawierających dwa atomy tlenu, prawdopodobnie nie był szeroko rozpowszechniony aż do co najmniej 1811 r., W przypadku eksperymentów Amadeo Avogadro ze stechiometrią gazów.

Zasadniczo przez pewien czas, wiedzieliśmy, że istnieje substancja składająca się z jednego typu atomu, którego nie da się rozbić na nic prostszego. To pasuje do dominującej wówczas definicji elementu; „ czysta substancja, której nie można rozłożyć na żadną prostszą substancję ”. Wiedzieliśmy, że "tlen" Lavoisiera musiał być $ \ ce {O_n} $ , dla jakiegoś n, ale nie mieliśmy powodu zakładać, że $ n \ neq 1 $ od dziesięcioleci. Zanim odkryliśmy $ n = 2 $ , nazwa „tlen” była już szeroko używana w odniesieniu do tlenu ditlenowego. Fakt, że $ n = 3 $ również tworzy stabilny związek w warunkach otoczenia (ozon) również nie byłby znany aż do 1867 r. Podobna historia miała miejsce z (di) azotem (okta) siarka, (tetra) fosfor i tak dalej. Jedynymi pierwiastkami, które tworzą stabilne substancje monoatomowe w rozsądnych warunkach, są gazy szlachetne.

Za tym wszystkim kryje się interesujący aspekt. Niektórzy (tacy jak Eric Scerri) twierdzą, że wyrządzamy chemii krzywdę, mieszając razem właściwości pierwiastków i czystych substancji, które wytwarzają. Obecnie nasza definicja pierwiastka zależy wyłącznie od liczby protonów w jądrze atomowym, bez odniesienia do reaktywności lub formy, w jakiej można znaleźć czystą substancję. W tym sensie elementy nie mają „reaktywności”, „temperatury topnienia” itp .; to są wszystkie właściwości czystych substancji. Jedynymi prawdziwymi właściwościami pierwiastków są takie rzeczy, jak dystrybucja elektronowa, energie jonizacji i tak dalej. Jednak często spotyka się okresowe tabele podające temperaturę topnienia i wrzenia czystych substancji każdego pierwiastka chemicznego, a nawet Wikipedia łączy właściwości fizyczne ditlenu z właściwościami atomowymi tlenu pierwiastkowego. Na dobre i na złe utknęliśmy z tą subtelną niejednoznacznością nazewnictwa.

Z technicznego punktu widzenia $ \ ce {O2} $ to tlen cząsteczkowy. $ \ ce {O} $ , tlen atomowy, występuje tylko w rzadkich przypadkach; na przykład przez bardzo krótki czas po dysocjacji cząsteczki przez promieniowanie lub gdy ciśnienie powietrza jest tak niskie, że zdysocjowany tlen nie znajduje partnera do szybkiej rekombinacji.

Ilekroć ktoś odnosi się do pierwiastka, ma on prawdopodobnie postać cząsteczek lub jest związany metalicznie, z wyjątkiem (zwykle) gazów obojętnych. Popularną żółtą postacią siarki są cząsteczki $ \ ce {S8} $ . Jednak nadal jest uważana za elementarną siarkę, a nie za związek , ponieważ wszystkie atomy są tego samego typu.

Nawiasem mówiąc, późniejsze komentarze wskazują na niektóre zamieszanie z liczbą protonów znalezionych w jądrze i znajdującą się wokół niego chmurę elektronów. Wyobraź sobie atom jako puszystą kulkę waty cukrowej (chmura elektronów) z kilkoma kryształami cukru (neutronami i protonami) w środku. Kiedy atomy łączą się w cząsteczkę, skleja się tylko wata cukrowa; Jądra są oddzielne, z taką samą liczbą protonów i neutronów (choć bez grzbietów), jak w pierwiastku atomowym. Jądra jądrowe mogą się łączyć przy wystarczającym ciśnieniu, a tym procesem jest fuzja jądrowa - co można lepiej omówić w sekcji fizyki w StackExchange.

W w skrócie, pierwiastek można znaleźć w cząsteczkach; to wciąż element.

To po prostu potoczny język ułatwiający odniesienie. To trochę tak, jak nazywamy kupę kukurydzy, kukurydzę. Zamiast kukurydzy, jak żartuje komik Mitch Hedberg. Mówi, że „kukurydza” powinna oznaczać „kukurydza na kłosie”, a kupa ziaren kukurydzy powinna nazywać się „kukurydza z kolby”, ale ponieważ spotykamy „kukurydzę z kolby” znacznie częściej niż duży stary kłos kukurydzy, nazywamy to po prostu kukurydzą.

Im coś jest bardziej powszechne, tym mniej prawdopodobne jest, że zostanie to dokładnie nazwane i bardziej prawdopodobne, że zostanie potoczne.

Byłoby bardzo dziwne, gdybyśmy spróbowali odmówić wszystkim alotropom pierwiastka o nazwie tego pierwiastka lub zażądać dodatkowego opisu, jak w przypadku wyrażeń „tlen cząsteczkowy” lub (aby wykluczyć alotropy niemodalne) „tlen dwuatomowy”. Dlaczego miałoby to być dziwne? Ponieważ może to wymagać bardzo konkretnych opisów, które szybko stają się rozpraszające, trudne do wykonania i nieważne w tym, co chcesz zrobić. Jest to szczególnie prawdziwe, jeśli pierwiastek istnieje w wielu alotropach, których reakcje chemiczne mogą obchodzić tylko ogólną liczbę obecnych atomów.

Łatwo jest przyzwyczaić się do jednoatomowych i dwuatomowych form pierwiastków (metale zwykle traktowane jako honorowe przykłady tych pierwszych) i zapomnij o takich stworzeniach jak:

• $ \ ce {As4} $ i wiele alotropów które nie uznają za zgrabną formułę (która będzie tematem),
• $ \ ce {B12} $ i inne alotropy boru
• $ \ ce {O3} $ , $ \ ce {O4} $ i $ \ ce {O8} $
• $ \ ce {P2} $ vs $ \ ce {P4} $ i wiele polimerycznych form fosforu
• $ \ ce {Se8 } $ i jego krystaliczne i polimerowe odpowiedniki
• $ \ ce {S_n} $ , gdzie $ n $ może być dowolnym z 2 $ do 9 $ , 15 $ , 18 $ span > lub 20 $
• i niektóre elementy praktycznie pozbawione naturalnego $ X _ {\ mathrm {small } \, n} $ alotropy, takie jak antymon, węgiel, german i tellur.

Jak chcesz je wszystkie nazwać?

„Tlen” to zestaw zawierający „tlen atomowy” i „tlen cząsteczkowy” jako pierwiastki (w zestawie). To tak, jakby zapytać, dlaczego „samochód Forda” i „samochód Chevy”, z których każdy nazywa się „samochodem ”. Zatem nazywanie „atomowym tlenem” „tlenem” nie jest sprzeczne. Ani też niekonsekwentne jest określenie „tlenu cząsteczkowego” tlenu. Możemy do tego dodać ozon, tak jak możemy powiedzieć: „ozon jest triatomiczną formą tlenu”. Nie ma tu żadnych niespójności. Twoje pytanie nie dotyczy nauki, ale gramatyki. Pierwiastki chemiczne w liczbie pojedynczej i mnogiej są takie same. Nie mówimy „tlenami” ani „glinami”, chyba że mówimy o właściwości, takiej jak „temperatura topnienia tlenu wynosi…”. To pytanie tak naprawdę nie należy tutaj, ale należy do kategorii gramatyki angielskiej.

Diament i grafit to układy atomów węgla, z których każdy ma bardzo różne właściwości, a mimo to oba są czystym węglem, tak jak oczywiście pojedynczy atom węgla. Podobnie $ \ ce {O2} $ zawiera tyle tlenu, ile tlenu atomowego. Jedyną komplikacją jest to, że to, co zwykle uważamy za tlen, to tlen jako gaz złożony z cząsteczek $ \ ce {O2} $ . Podobnie jak Humpty Dumpty w Alicji w Krainie Czarów, „słowo oznacza to, co wybraliśmy jako znaczące” i często musimy dodawać modyfikatory lub alternatywne terminy, aby uniknąć dwuznaczności. Taki jest język ...