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EIN chemisch oder Chemisches Element ist ein Staub Der eine mit Chemiker Mittel und Methoden können nicht in andere Stoffe aufgespalten werden. Ein Element besteht aus einer Art von Atomen mit allem Gleichen Ordnungszahl, also mit der gleichen nummer Protonen in dem Ader.^[1] Die Anzahl der Neutronen in den Atomen eines Elements kann variieren.

Die Elemente sind unterteilt in Metall, Halbmetalle und nichtmetallisch. Die meisten Elemente sind bei Raumtemperatur a solide. Ausnahmen sind die Edelgase die gasförmig sind, und Merkur, was flüssig ist.

Ab 2010 wurden 118 Elemente identifiziert. Die ersten 98 kommen natürlich auf der Erde vor, obwohl 10 davon nur in Spuren.^[2] Die anderen 20 sind Synthetik: sie können nur in Labors oder Kernreaktoren hergestellt werden, und abgesagt sehr schnell zu stabileren Elementen. Von den 98 natürlichen Elementen haben 80 mindestens einen stabilen Isotop, die anderen haben nur radioaktiv Isotope, die im Laufe der Zeit spontan in andere Elemente zerfallen.

Symbol

Jedes Element wird durch ein Symbol gekennzeichnet, das aus einem oder mehreren Buchstaben besteht. Der erste Buchstabe wird groß geschrieben, die anderen klein geschrieben, damit es nicht zu Verwechslungen kommt, wenn mehrere Zeichen wie bei CaO hintereinander geschrieben werden. Die in der Chemie gebräuchlichen Elemente haben meist ein Ein-Buchstaben-Symbol. Die wichtigsten davon sind Wasserstoff (H), Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O). Andere Elemente haben ein Zwei-Buchstaben-Symbol. Neu synthetisierte Elemente können einen vorläufigen Namen und ein aus drei Buchstaben bestehendes vorläufiges Symbol haben. Das Symbol ist in vielen Fällen eine Abkürzung des lateinischen Namens. Die seit langem bekannten Elemente haben eigene Namen in verschiedenen Sprachen. Das internationale Symbol verhindert dann Verwechslungen.

Atomtyp

Alle Atome mit der gleichen nummer Protonen in dem Atomkern, also mit dem gleichen Ordnungszahl Z, gehören zum gleichen Element. Somit besitzen alle Atome des Elements bezitten Kohlenstoff sechs Protonen im Kern, und alle Atome mit 92 Protonen im Kern gehören zum Element Uran.

Die Ordnungszahl Z bestimmt auch die Position des Elements im Periodensystem, oft einfach als Periodensystem bezeichnet. Das Wort periodisch bedeutet in diesem System, dass sich Eigenschaften periodisch wiederholen.

Das Periodensystem wurde 1869 von den Russen entwickelt Dmitri Mendelejew konzipiert, als viele Elemente noch unentdeckt oder schlecht erforscht waren. Von da an ermöglichte das Periodensystem, viele Eigenschaften dieser noch unbekannten Elemente vorherzusagen.

Im Periodensystem werden die Elemente nach aufsteigender Ordnungszahl Z geordnet und in Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften eingeteilt.

Isotope

Atome, die zum gleichen Element gehören, können unterschiedliche Nummern haben Neutronen haben. Man spricht dann von Isotope. Der Name Isotop kommt aus dem Griechischen iso = gleich und Topos = Position, was bedeutet, dass Isotope die gleiche Position im Periodensystem einnehmen. Isotope desselben Elements haben eine unterschiedliche Neutronenzahl im Kern und damit eine unterschiedliche Massenzahl.

Zum Beispiel gibt es drei Hauptisotope von Kohlenstoff. Alle Kohlenstoffatome haben 6 Protonen im Kern, aber sie haben 6, 7 oder 8 Neutronen. Die Massenzahl dieser Isotope beträgt 12, 13 bzw. 14. Diese drei Kohlenstoffisotope werden daher als Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14. Kohlenstoff das kommt natürlich vor ist a Mischung von ¹²C (mehr als 98,9%), ¹³C (1,1%) und ab ¹⁴C (ca. 1 Atom pro Billion).

Die meisten Elemente, d. h. 66 von 94 natürlich vorkommenden Elementen, haben mehr als ein stabiles Isotop. Die Isotope eines bestimmten Elements sind chemisch fast nicht unterscheidbar. Eine Ausnahme bilden die Isotope des Wasserstoffs. Weil das, Wasserstoff, Deuterium und Tritium, sich in der relativen Masse stark voneinander unterscheiden, weisen sie unterschiedliche chemische Wirkungen auf.

Alle Elemente haben neben stabilen Isotopen auch radioaktive Isotope, auch Radioisotope genannt. Nicht alle davon kommen natürlich vor. Die Radioisotope entstehen durch den Zerfall anderer radioaktiver Elemente. Viele Radioisotope werden nur künstlich hergestellt. Einige Elemente haben keine stabilen Isotope. Für die natürlich vorkommenden Elemente gilt dies für Technetium (Ordnungszahl 43), Promethium (Ordnungszahl 61) und für die beobachteten transuranische Elemente, mit Ordnungszahlen größer als 82.

Verbindungen zwischen Elementen

Neben Protonen und Neutronen enthält ein Atom eines Elements Elektronen. Die chemischen Eigenschaften eines Elements werden fast ausschließlich durch die Anzahl der Elektronen bestimmt, die im Wesentlichen der Anzahl der Protonen im Atomkern entspricht. Ein Atom, bei dem die Anzahl der Elektronen von der festen Anzahl der Protonen pro Element abweicht, heißt a Ion erwähnt. Ionen haben also immer eine gewisse elektrische Ladung; positiv, wenn die Zahl der Elektronen kleiner als die Zahl der Protonen ist, oder negativ, wenn die Zahl der Elektronen größer als die Zahl der Protonen ist. Ein positives Ion wird von einem negativen Ion angezogen, wodurch zwei verschiedene Elemente miteinander interagieren chemische Verbindungen miteinander interagieren können. Die Atome werden dann zusammengehalten durch a chemische Bindung. Metalle und Nichtmetalle können ionische Bindungen interagieren, wobei das Produkt a Salz- ist.

Metalle können interagieren Metallbindungen bilden oder können a . bilden intermetallische Verbindung Formen. Nichtmetalle gehören zusammen kovalente Bindungen auf, wo alle Arten von molekulare Substanzen werden gebildet. Das Element Kohlenstoff spielt hauptsächlich eine Rolle bei organische Verbindungen, Chemikalien, die mit dem Leben auf der Erde verbunden sind.

Einige gasförmige Elemente wie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff haben eine starke Tendenz, sich mit sich selbst zu verbinden und dann ein zweiatomiges Molekül. Andere Elemente stellen manchmal auch eine Verbindung nur mit sich selbst her, die zu einem einfache Sache erwähnt.

Herkunft der Elemente

sehen Nukleosynthese für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Die leichtesten Elemente Wasserstoff und Helium sind nach Urknalltheorie entstehen während der Die ersten 20 Minuten des Universums in einem Verhältnis von etwa 3:1 nach Masse oder in einem Verhältnis von 12:1 nach Anzahl der Atome. Etwa zur gleichen Zeit entstanden Spuren der folgenden beiden Elemente aus dem Periodensystem, Lithium und Beryllium. Fast alle anderen Elemente werden von Kernfusion im Sterne. Auf der Erde werden kleine Mengen neuer Atome auf natürliche Weise durch radioaktiver Zerfall.

Vorkommen von Elementen in der Natur

Als einfache Substanz

EIN einfache Sache ist eine Chemikalie, die nur aus einem Element besteht. Eine kleine Anzahl von Elementen kommt auf der Erde als relativ rein, fest vor Mineralien. Zu diesen Elementen gehören Kupfer, das EdelmetalleSilber- und Gold, Kohlenstoff (in den Formularen) Graphit oder Diamant) und Schwefel. Auch der Edelgase in reiner Form auf der Erde vorkommen. Praktisch alle anderen Elemente kommen auf der Erde als chemische Verbindungen vor. Diese liegen oft in Form von Mischungen vor. Metalle treten beispielsweise in Form von Legierungen. Das Atmosphäre der Erde ist eine Mischung aus hauptsächlich Stickstoff-, Sauerstoff, Wasserdampf (a Verbundstoff) und Argon.

In chemischer Bindung mit anderen Elementen

Wenn wir Elemente in Komposite einbeziehen, dann besteht die Erdkruste aus 46,1% (Massenanteil) von Sauerstoff, für 28,2% Rabatt Silizium und vor allem von Aluminium, Eisen, Kalzium, Magnesium, Natrium und Kalium. Der menschliche Körper besteht zu 61 % aus Sauerstoff, 23 % aus Kohlenstoff, 10 % aus Wasserstoff und weiterhin hauptsächlich aus Stickstoff und Kalzium.^[3]

Künstliche Elemente

Es wird angenommen, dass alle natürlich vorkommenden stabilen Atome heute bekannt sind. Elemente mit Ordnungszahlen größer 98 (Kalifornien) kommen in der Natur nicht vor, können aber synthetisch hergestellt werden.^[2] Wenn ein neues Element zum ersten Mal künstlich erzeugt wird, muss diesem Element ein offizieller Name gegeben werden. Es gibt eine internationale Organisation, die Internationale Union für Reine und Angewandte Chemiewer entscheidet darüber. Diese Instanz nimmt normalerweise den vom Entdecker vorgeschlagenen Namen an. Dies führt manchmal zu Kontroversen, weil mehrere Personen oder Gruppen die Entdeckung oder Synthese für sich beanspruchen. Aus diesem Grund dauerte es lange, bis die Elemente mit der Ordnungszahl 104 oder höher benannt wurden.

Bis Ende 2016 hatten höhere Elemente keinen richtigen Namen, sondern wurden mit Namen wie referred bezeichnet unseptium, was übersetzt werden kann als einhundertsiebzehn, bezogen auf ihre Ordnungszahl. Mit der endgültigen Ernennung von Nihonium, Moskau, Tennis und oganesson von der IUPAC am 28. November 2016, alle Elemente bis einschließlich 7. Zeitspanne im Periodensystem benannt.

Frühe Geschichte

Das Konzept eines Elements als Baustein der Materie reicht bis in die Antike zurück, bezog sich jedoch auf hypothetische Komponenten, die mit den Elementen aus der zeitgenössischen Chemie wenig gemein haben. Thales von Milet argumentiert, dass alle Materie letztendlich aus Wasser besteht. Bei späteren Philosophen gab es noch ein Element, aber immer etwas anderes als Wasser. Empedokles Es basierte auf 4 Elementen: Erde, Luft, Feuer und Wasser. Ebenfalls Aristoteles förderte diese Theorie, betrachtete die Namen der Elemente jedoch nur als Repräsentationen von Eigenschaften (warm gegen kalt und trocken gegen nass), nicht als wörtliche Bezugnahme auf beispielsweise den Stoff Wasser. Er fügte auch ein fünftes Element "Äther" hinzu.^[4] Das griechische Wort stoicheion erschien in lateinischen Übersetzungen als elementar, aber die etymologisch Herkunft dieses lateinischen Wortes ist ungewiss. Stoffe wie Gold, Silber, Eisen und Kupfer sind seit der frühen Antike bekannt, wurden aber bis in die Neuzeit nicht mit Elementen in dem Sinne in Verbindung gebracht, wie die griechischen Philosophen sie zuordneten.

Für die moderne Elementkonzeption Robert Boylea verantwortlich. Als Empiriker bezeichnete er eine Substanz als elementar, wenn es keine Möglichkeit gibt, sie weiter zu analysieren. Mit dieser Definition ist der Status eines Elements notwendigerweise nur vorläufig: Es ist immer möglich, dass jemand eine neue Technik zum Aufbrechen eines Stoffes findet, der bis dahin nicht als Element angesehen wurde. Boyle glaubte, dass die Metalle nicht elementar seien und hoffte sogar, unedle Metalle in Gold umzuwandeln.^[5]

Antoine Lavoisier veröffentlichte seine 1789 traité élémentaire de chimie ("Elementary Treatise on Chemistry") mit der ersten systematischen Behandlung von 33 noch als solche anerkannten Elementen. Er hat auch gesprochen Gas für Stoffe, die bisher "Luft" genannt wurden.^[6]

Siehe auch

• Die Elemente

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