Hou je van chocoladekoekjes? De meesten van ons wel. Net zoals je chocoladekoekje uit verschillende ingrediënten bestaat - meel, suiker, cacao, bakpoeder en chocoladeschilfers, bestaat alles in deze wereld uit verschillende ingrediënten. Deze ingrediënten worden elementen genoemd en in deze les gaan we meer over 'elementen' onderzoeken.
leerdoelen
Laten we beginnen.
Een element is een pure substantie die is gemaakt van een enkel type atoom en niet kan worden opgesplitst in eenvoudigere chemische substanties. Elementen zijn de bouwstenen voor de rest van de materie in de wereld.
Voorbeelden van elementen zijn ijzer, zuurstof, waterstof, goud en helium.
Er zijn 118 verschillende elementen, hoewel er slechts 98 van nature op aarde voorkomen. Alle 118 elementen worden weergegeven op een standaardkaart van de elementen, het periodiek systeem der elementen. Simpel gezegd, het periodiek systeem is een manier om de elementen op te sommen. Het ziet er zo uit:
Waterstof is het meest voorkomende element in het universum. Het is ook het lichtste element.
Helium is het op een na meest voorkomende element in het universum, maar is zeer zeldzaam op aarde.
Deze gassen worden gebruikt in heteluchtballonnen omdat ze lichter zijn dan lucht en drijfvermogen kunnen geven aan de ballon, zodat deze zal opstijgen en in de atmosfeer zal zweven.
Elk element wordt vertegenwoordigd door een code van één of twee letters, waarbij de eerste letter altijd een hoofdletter is en, als er een tweede letter aanwezig is, deze in kleine letters wordt geschreven. Het symbool voor waterstof is bijvoorbeeld H en het symbool voor koolstof is C. Sommige lettercodes zijn afgeleid van Latijnse terminologie, zoals het symbool voor natrium (Na) is afgeleid van het Latijnse woord 'natrium' wat natriumcarbonaat betekent.
De chemische elementen zijn onderverdeeld in drie - metalen, metalloïden en niet-metalen.
Metalen, meestal te vinden aan de linkerkant van het periodiek systeem, zijn dat wel
Aluminium, ijzer, koper, goud, kwik en lood zijn metalen.
Daarentegen zijn niet-metalen aan de rechterkant van het periodiek systeem:
Voorbeelden van elementaire niet-metalen zijn koolstof en zuurstof.
Metalloïden hebben enkele kenmerken van metalen en sommige kenmerken van niet-metalen. De zes algemeen erkende metalloïden zijn boor, silicium, germanium, arseen, antimoon en tellurium.
De elementen variëren sterk in overvloed. In het heelal als geheel is waterstof het meest voorkomende element (ongeveer 90%), gevolgd door helium (de meeste van de resterende 10%). Alle andere elementen zijn in relatief kleinere hoeveelheden aanwezig, voor zover we kunnen detecteren.
Op de planeet aarde vormt zuurstof 46,1% van de massa van de aardkorst, meestal in combinatie met andere elementen, terwijl silicium 28,5% uitmaakt. Waterstof, het meest voorkomende element in het universum, vormt slechts 0,14% van de aardkorst.
De massa-abundantie van de negen meest voorkomende elementen in de aardkorst is ongeveer
Andere elementen komen voor bij minder dan 0,15%
Elementen gevonden op aarde en Mars zijn precies hetzelfde.
Ongeveer 96% van het lichaamsgewicht bestaat uit slechts vier elementen: zuurstof, koolstof, waterstof en stikstof.
Calcium, fosfor, magnesium, natrium, kalium, chloor en zwavel zijn macronutriënten of elementen die het lichaam in een aanzienlijke hoeveelheid nodig heeft. De overige elementen zijn sporenelementen, bijvoorbeeld kobalt, lithium, mangaan, selenium, jodium, koper, enz. Deze worden als noodzakelijk voor het leven beschouwd. Elke hoeveelheid van 0,01% of minder wordt beschouwd als een spoorelement.
Het kleinste deeltje van een element is 'atoom' en elk afzonderlijk atoom bestaat uit kleinere deeltjes - elektronen, protonen en neutronen. Het aantal protonen in elk atoom wordt het atoomnummer genoemd. Het is een belangrijk getal in een element. Elk element heeft een uniek atoomnummer. Waterstof is het eerste element en heeft één proton, dus het heeft atoomnummer 1. Goud heeft 79 protonen in elk atoom en heeft atoomnummer 79. Elementen in hun standaardtoestand hebben ook hetzelfde aantal elektronen als protonen.
Als er meer dan één type atoom aanwezig is, is een stof geen element. Verbindingen en legeringen zijn geen elementen.
Een chemische verbinding is een chemische stof die is samengesteld uit veel identieke moleculen die zijn samengesteld uit atomen van meer dan één element dat bij elkaar wordt gehouden door chemische bindingen. Zuiver water is bijvoorbeeld een chemische verbinding gemaakt van twee elementen: waterstof en zuurstof. De verhouding tussen waterstof en zuurstof in water is altijd 2:1.
Een legering is een stof die wordt gemaakt door twee of meer elementen samen te smelten, waarvan er tenminste één van metaal is. Voorbeelden van gebruikelijke legeringen – Staal, een combinatie van ijzer (metaal) en koolstof (niet-metaal); brons, een combinatie van koper (metaal) en tin (metaal); en messing een combinatie van koper (metaal) en zink (metaal).
Evenzo zijn een groep elektronen en neutronen geen elementen. Een deeltje moet protonen bevatten om een voorbeeld van een element te zijn.
Niet-elementen omvatten - water, staal, elektronen en messing.
Ook al zijn elementen allemaal gemaakt van hetzelfde type atomen, ze kunnen nog steeds in verschillende vormen voorkomen. Afhankelijk van hun temperatuur kunnen ze vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Ze kunnen ook verschillende vormen aannemen, afhankelijk van hoe dicht de atomen op elkaar zijn gepakt. Dit worden allotropen genoemd. Een voorbeeld hiervan is koolstof. Afhankelijk van hoe koolstofatomen in elkaar passen, kunnen ze diamant, steenkool of grafiet vormen. Soms hebben atomen van hetzelfde element een verschillend aantal neutronen, dit worden isotopen genoemd. In een aparte les Isotopen leren we meer over isotopen.
