Elementen
Het periodiek systeem der elementen
Een element is een stof, die uit slechts één soort atomen bestaat. Een heleboel verschillende stoffen ken je uit het dagelijks leven: hout, suiker, ijzer, water, goud, enz.
Al die stoffen bestaan uit zeer kleine deeltjes, die atomen heten. Sommige stoffen bestaan uit een aantal verschillende atomen. Water bijvoorbeeld bestaat uit twee soorten atomen: vrij grote atomen, en twee keer zo veel kleinere atomen. Die atomen zitten steeds in groepjes bij elkaar. Eén groot atoom is verbonden met twee kleintjes.
Zo'n groepje atomen is het kleinste waterdeeltje dat bestaat. Het heet een water- molecuul. Zou je het water molecuul in kleinere deeltjes gaan opsplitsen, dan heb je geen water meer. De atomen zijn dan namelijk niet meer met elkaar verbonden. Je begrijpt nu vast wel, waarom we water een verbinding noemen. Een water-molecuul bestaat immers uit twee soorten atomen, die met elkaar zijn verbonden. Het zijn zuurstof-atomen (de grote) en waterstof-atomen (de kleintjes). Water is een verbinding van waterstof en zuurstof.
Nu nemen we eens een kijkje bij ijzer. Natuurlijk bestaan er ook ijzer-moleculen. Het zijn de kleinste ijzer-deeltjes die je je voor kunt stellen. Maar als we zo'n ijzer-molecuul goed gaan bekijken, zien we iets bijzonders. Het ijzer molecuul bestaat NIET uit verschillende atomen! IJzer is geen verbinding. Het kleinste ijzerdeeltje is zélf een atoom. Natuurlijk een ijzeratoom. We noemen alle stoffen, die géén verbinding zijn, elementen. IJzer is een element.
Weet je nog waar water een verbinding van is? Van zuurstof en waterstof. In een water-molecuul waren immers zuurstof en waterstof-atomen met elkaar verbonden. Water is een verbinding, maar zuurstof en waterstof zijn elementen.
Elementen kunnen dus zelf wel een verbinding vormen. We krijgen dan een andere stof. Zo kan ijzer een verbinding vormen met zuurstof. IJzer en zuurstof zijn allebei elementen. Als ze met elkaar verbonden zijn, is er een andere stof ontstaan. Het is roest. Elementen zijn dus stoffen, die maar uit één soort atomen bestaan. Er zijn ruim honderd verschillende atomen bekend. Dan zijn er natuurlijk net zo veel verschillende elementen. De meeste er van zullen je onbekend voorkomen. Weet je hoe dat komt? Bijna alle stoffen om je heen zijn verbindingen. Soms zeer ingewikkelde. Zoals hout. Elementen kom je haast nooit zo maar tegen.
Sommige elementen ken je vast wel van naam. In dit verhaal over elementen vind je een lange lijst van bijna alle elementen die bekend zijn. Ernaast staat het scheikundig symbool van ieder element. Het zijn vaak afkortingen van de latijnse namen. Zo is het symbool van lood Pb. Pb is de afkorting van plumbum. Plumbum is latijn voor lood. In Engeland heet een loodgieter een plumber! In de achterste kolom van de lijst vind je een omschrijving van de meeste elementen. Soms geeft die duidelijk aan hoe de stof er uit ziet. Er zijn echter ook wat minder duide lijke omschrijvingen. Zo is een zeldzaam-aarde-element een stof die op aarde haast niet voorkomt. Er is niet zoveel bekend over de zeldzaam-aarde-elementen. Zo is het ook met de trans-uranische elementen. Die stoffen zijn radio-actief. Dat betekent dat ze vanzelf uiteenvallen in andere elementen. Bij dat uiteenvallen komt gevaarlijke straling vrij. Radio-aktieve elementen zijn zeer gevaar lijk voor de mens.
1 Waterstof H kleurloos, brandbaar gas
2 Helium He edelgas
3 Lithium Li zilver-wit metaal
4 Beryllium Be hard, wit metaal
5 Boor B bruine, poederige stof
6 Koolstof C komt in drie vormen voor; onder
andere als diamant en grafiet
7 Stikstof N onzichtbaar gas
8 Zuurstof O onzichtbaar gas
9 Fluor F gele vloeistof
10 Neon Ne edelgas
11 Natrium Na metaal (natrium zit in keukenzout
12 Magnesium Mg wit metaal
13 Aluminium Al wit metaal
14 Silicium Si oranje kristallijne stof
15 Fosfor P witte kristallijne stof (giftig!!)
16 Zwavel S gele kristallijne stof
17 Chloor Cl zwaar, groen-geel gas
18 Argon Ar edelgas
19 Kalium K zacht, zilver-wit metaal
20 Calcium Ca zacht, wit metaal
21 Scandium Sc zeldzaam-aarde-element
22 Titaan Ti ijzerachtig metaal
23 Vanadium V hard, wit metaal
24 Chroom Cr grijs metaal
25 Mangaan Mn grijs metaal
26 IJzer Fe zacht, zilver-wit metaal
27 Kobalt Co zilver-wit metaal
28 Nikkel Ni hard, wit metaal
29 Koper Cu roodachtig metaal
30 Zink Zn wit kristallijn metaal
31 Gallium Ga zilver-wit metaal
32 Germanium Ge broos, wit metaal
33 Arseen As grijze, zwarte of gele vaste stof
34 Seleen Se zilver-grijze kristallijne vaste stof
35 Broom Br donkerrode vloeistof
36 Krypton Kr edelgas
37 Rubidium Rb metaal
38 Strontium Sr metaal
39 Yttrium Y zeldzaam-aarde-element
40 Zirconium Zr zeldzaam metaal
41 Niobium Nb zeldzaam, grijs metaal
42 Molybdeen Mo hard, wit metaal
43 Technetium Tc zeer zeldzaam element
44 Ruthenium Ru hard, broos metaal
45 Rhodium Rh hard, zilver-wit metaal
46 Palladium Pd zilver-wit metaal
47 Zilver Ag wit metaal
48 Cadmium Cd wit metaal
49 Indium In zacht, zilver-wit metaal
50 Tin Sn wit metaal
51 Antimoon Sb donker grijs metaal
52 Telluur Te broze, zilver-witte vaste stof
53 Jood I grijze vaste stof
54 Xenon Xe edelgas
55 Cesium Cs metaal
56 Barium Ba snel reagerend wit metaal
57 Lanthaan La zeldzaam-aarde-element
58 Cerium Ce zeldzaam-aarde-element
59 Praseodynium Pr zeldzaam-aarde-element
60 Neodymium Nd zeldzaam-aarde-element
61 Promethium Pm zeldzaam-aarde-element
62 Samarium Sm zeldzaam-aarde-element
63 Europium Eu zeldzaam-aarde-element
64 Gadolinium Gd zeldzaam-aarde-element
65 Terbium Tb zeldzaam-aarde-element
66 Dysprosium Dy zeldzaam-aarde-element
67 Holmium Ho zeldzaam-aarde-element
68 Erbium Er zeldzaam-aarde-element
69 Thulium Tm zeldzaam-aarde-element
70 Ytterbium Yb zeldzaam-aarde-element
71 Lutecium Lu zeldzaam-aarde-element
72 Hafnium Hf zeldzaam metaal
73 Tantalum Ta grijs-wit metaal
74 Wolfraam W hard, grijs metaal
75 Rhenium Re hard, zwaar, grijs metaal
76 Osmium Os hard, wit, kristallijn metaal
77 Iridium Ir zeer hard, zeldzaam metaal
78 Platina Pt hard, zilver-wit metaal
79 Goud Au zacht, heldergeel metaal
80 Kwik Hg wit metaal; vloeibaar bij normale
temperaturen
81 Thallium Tl zacht, wit metaal
82 Lood Pb blauw-grijs metaal
83 Bismut Bi rose-wit metaal
84 Polonium Po Radio-actieve stof
85 Astaat At halogeen
86 Radon Rn edelgas
87 Francium Fr radioactief metaal
88 Radium Ra zeldzaam radio-actief metaal
89 Actinium Ac radio-actieve stof
90 Thorium Th donkergrijs radio-actief metaal
91 Protactinium Pa radio-actieve stof
92 Uranium U hard, wit, radio-actief metaal
93 Neptunium Np trans-uranisch element
94 Plutonium Pu trans-uranisch element
95 Americium Am trans-uranisch element
96 Curium Cm trans-uranisch element
97 Berkelium Bk trans-uranisch element
98 Californium Cf trans-uranisch element
99 Einsteinium Es trans-uranisch element
100 Fermium Fm trans-uranisch element
101 Mendelevium Md trans-uranisch element
102 Nobelium No trans-uranisch element
103 Lawrencium Lw trans-uranisch element
104 Rutherfordium Rf trans-uranisch element
105 Dubnium Dd trans-uranisch element
106 Seaborgium Sg trans-uranisch element
107 Bohrium Bh trans-uranisch element
108 Hassium Hs trans-uranisch element
109 Meitnerium Mt trans-uranisch element
110 Darmstadtium Ds trans-uranisch element
111 Röntgenium Rg trans-uranisch element
112 Copernicium Cn trans-uranisch element
113 Nihonium Nh trans-uranisch element
114 Flerovium Fl trans-uranisch element
115 Moscovium Mc trans-uranisch element
116 Livermorium Lv trans-uranisch element
117 Tennesine Ts trans-uranisch element
118 Oganesson Og trans-uranisch element
Behalve de elementen uit deze lijst zijn er nog een aantal nóg zwaardere elementen bekend. De allereerste kolom van de lijst geeft het atoomnummer van ieder element. Het wordt ook wel eens het atoomgetal genoemd. Het atoomnummer geeft aan hoeveel protonen er in de kern van het atoom zitten. Zo heeft waterstof (H) één proton in de kern. Zuurstof (O) heeft er acht. Meestal kun je zeggen: hoe hoger het atoomnummer, hoe zwaarder het atoom is. De zwaarste atomen staan dus achter in de lijst.
Uranium noemen we bijvoorbeeld een zwaar element. Het heeft een hoog atoomnummer, namelijk 92. Behalve protonen zitten er in de atoomkern ook neutronen. Rond de kern bewegen. Meer over protonen, neutronen en elektronen kun je lezen bij atomen.
In een atoom zijn evenveel elektronen als protonen. Dus aan het atoomnummer kun je ook zien hoeveel elektronen er zijn.
In het waterstof-atoom is maar één elektron. In het zuur stofatoom zijn er acht. In het lawrencium-atoom maar liefst 103!. Je begrijpt, dat een lawrencium-atoom véél en véél groter is dan een waterstof-atoom. Maar toch nog zó klein dat we het nooit kunnen zien. Aan het atoomnummer in de eerste kolom kun je dus zien hoeveel protonen en elektronen er in het atoom zitten.
Nu wil je misschien ook het aantal neutronen in de atoom kern weten. Maar dat staat niet in de lijst. Het is niet altijd hetzelfde. Uranium heeft bijvoorbeeld in de meeste gevallen 146 neutronen in de kern. Maar er bestaat ook uranium met maar liefst 141 neutronen. En ook uranium met 148 neutronen. Zo is het met ieder element. Daarom staat het aantal neutronen niet in de lijst.
Er zijn ruim honderd verschillende elementen bekend. Ieder element heeft weer andere scheikundige eigenschappen. Maar soms lijken die eigenschappen erg veel op elkaar. De Russische scheikundige Dmitri Mendelejev heeft een handig systeem bedacht. Hij zette alle elementen zó neer in een lijst, dat elementen met dezelfde eigenschappen bij elkaar staan. Het systeem heet het periodiek systeem der elementen.
Toen Mendelejev het opstelde, bleven er een paar plaatsen open. Net alsof daar óók wat zou horen te staan. En ja hoor, in de tijd daarna werden de ontbrekende elementen gevonden.
Niemand weet precies hoeveel elementen er zijn. Nog steeds worden er in de scheikundige laboratoria nieuwe gevonden.
Wel zijn het allemaal elementen die direct weer uiteen vallen in andere, lichtere elementen. Weet je hoe zulke stoffen heten? We noemen ze radio-actief. De nieuw gevonden elementen komen in de natuur niet voor. Alleen in schei kundige laboratoria kunnen ze gedurende korte tijd gemaakt worden.