Element

Definition af elementer

nonun
flertal: elementer
el‧e‧ment, ˈel.ɪ.mənt

(biokemi) Et stof, der ikke kan nedbrydes til enklere stoffer med kemiske midler, og som består af atomer, der alle har et identisk antal protoner
(generelt) En grundlæggende bestanddel af en sammensat enhed (f.eks. et si-element, der udgør floemerne i angiospermer)

Etymologi: Latin elementum (“rudiment”)

Kemisk element

Et kemisk element betegner det rene stof af en type atom. Et atom er den mindste enhed af stof og den grundlæggende byggesten i et kemisk element. Et grundstof vil have det samme antal protoner i deres atomkerner. Det betyder, at alle de atomer, der udgør grundstoffet, vil have det samme antal protoner. F.eks. er kulstof et grundstof, der består af atomer med det samme antal protoner, dvs. 6. Almindelige eksempler på grundstoffer er jern, kobber, sølv, guld, hydrogen, kulstof, nitrogen og oxygen.

På nuværende tidspunkt er 94 grundstoffer naturlige, mens 24 er syntetiske. Der er således i alt 118 grundstoffer blevet identificeret indtil videre. Elementer med et atomnummer under eller lig med 94 forekommer i naturen. De, der har et atomnummer over 94, fremstilles kunstigt.

De processer, der menes at have frembragt de naturlige grundstoffer oprindeligt, er nukleosyntese i Big Bang, stjernernes nukleosyntese, eksplosiv nukleosyntese i supernovaer og kosmisk strålespallation.

Grundstoffer i menneskekroppen

De mest almindelige grundstoffer i levende væsener er kulstof, hydrogen, oxygen og nitrogen. I menneskekroppen er de mest hyppige grundstoffer efter masse følgende: ilt (65 %), kulstof (18,5 %), brint (9,5 %), nitrogen (3,2 %), calcium (1,5 %) og fosfor (1 %). Disse hovedelementer udgør 99 % af menneskekroppens masse. De 0,85 % består af andre grundstoffer som kalium (0,4 %), svovl (0,3 %), natrium (0,2 %), klor (0,2 %) og magnesium (0,1 %).

Stoffer

Et stof vedrører det, der har en bestemt kemisk sammensætning og tydelige egenskaber og består af grundstoffer i kombination med et andet eller de samme grundstoffer. Alle forbindelser er stoffer, men ikke alle stoffer er forbindelser, da rene grundstoffer også er kemiske stoffer.

Elementer danner en forbindelse. F.eks. resulterer kombinationen af natrium- og kloratomer i dannelsen af bordsalt eller natriumchlorid. Elementerne i en forbindelse holdes sammen af kemiske bindinger. Mange af de grundstoffer, der forekommer naturligt på Jorden, er kemisk forbundet. Nogle af de forbindelser, der er afgørende for livet, er vand, natriumklorid, kuldioxid osv.
En allotrope af et grundstof vedrører et af de mange stoffer, der dannes af kun én type grundstof, selv om disse stoffer kan være forskellige i struktur. F.eks. danner kulstof allotroper som kul, grafit og diamanter. De består kun af én type grundstof – kulstof.

Legeringer er stoffer, der er fremstillet af en blanding af et metal og et eller flere andre metaller eller ikke-metalliske grundstoffer. Eksempler på legeringer er messing (kobber og zink), bronze (hovedsagelig kobber og tin) og hvidguld (guld og normalt nikkel, mangan eller palladium).

Mineraler

Et mineral er en kemisk forbindelse, ofte i krystallinsk form, og normalt abiogen, dvs. ikke produceret af levende organismers aktivitet. Ikke desto mindre vil et rent mineral være en type mineral, der består af grundstoffer i ukombineret form, men som har en tydelig mineralstruktur. Eksempler på rene mineraler er guld, sølv, kulstof, aluminium, kobolt, kobolt, kobber, bly, jern, kviksølv, silicium, svovl, tin, zink osv.

Mineral er i ernæringssammenhæng defineret som et kemisk grundstof, der er nødvendigt som et essentielt næringsstof. Mineraler er blot en af de fire grupper af essentielle næringsstoffer; de andre er vitaminer, essentielle fedtsyrer og essentielle aminosyrer. Hos mennesker er de essentielle grundstoffer (1) bulkelementer, (2) makromineraler og (3) sporstoffer. Bulkelementerne, som udgør hovedparten af den menneskelige kost, er kulstof, brint, ilt og kvælstof. Makromineralerne, som også er essentielle, men i relativt lavere mængder end grundstofferne, er calcium, fosfor, kalium, natrium, klor og magnesium. Et sporstof er et kemisk grundstof, der er nødvendigt for at overleve, men som kun er nødvendigt i meget små mængder. Eksempler på sporstoffer er svovl, jern, klor, kobolt, kobber, zink, mangan, molybdæn, jod og selen.

Isotoper

En isotop henviser til en af de forskellige former af et grundstof (som således har det samme antal protoner), men som har et forskelligt antal neutroner i deres kerner. Det betyder, at isotoper vil have det samme atomnummer, men et forskelligt massetal. Kulstof har f.eks. tre isotoper: kulstof-12, kulstof-13 og kulstof-14. Isotoper, der er radioaktive, kaldes radioisotoper. En radioisotop henfalder til andre grundstoffer ved en proces, der kaldes radioaktivt henfald. Processen sker, når den ustabile atomkerne i radioisotopen mister energi ved at udsende stråling. Alle grundstoffer har radioisotoper, selv om nogle af dem er blevet fremstillet kunstigt.

Radioisotoper har mange anvendelsesmuligheder. I biologien kan de bruges til at overvåge biologiske processer som f.eks. DNA-replikation. De bruges også til at overvåge forurenende stoffer og måle vandafstrømning, f.eks. fra regn og sne. De er også nyttige til at måle alderen på fossiler, bjergarter og mineraler. Inden for nuklearmedicin anvendes radioisotoper til behandlinger og diagnoser.

Andre biologiske definitioner

Udtrykket “element” henviser i den generelle sammenhæng til den grundlæggende komponent i en sammensat enhed. Et eksempel herpå er udtrykket si-element. Hos angiospermer er phloem det karvæv, der er involveret i translokationsprocessen. Det består af følgende hovedkomponenter: si-element, ledsagecelle, floemsklerenchym og floemparenchym. Si-elementet er den vigtigste ledende celle i floem. Det er en levende celle med en protoplast, selv om kernen er fraværende ved modenhed.

Se også

• Sammensætning
• Atom
• Isotop

Yderligere læsning

• Hvordan grundstoffer dannes (En artikel med et skematisk diagram over den universelle grundstofdannelse, fra Science Learning Hub).