Elemento

Definizione di elemento

noun
plurale: elementi
el‧e‧ment, ˈel.ɪ.mənt

(biochimica) Sostanza che non può essere decomposta in sostanze più semplici per via chimica, ed è costituita da atomi tutti con un identico numero di protoni
(generale) Componente fondamentale di un’entità composita (come un elemento setaccio che costituisce i floemi nelle angiosperme)

Etimologia: Latino elementum (“rudimento”)

Elemento chimico

Un elemento chimico si riferisce alla sostanza pura di un tipo di atomo. Un atomo è la più piccola unità della materia e l’elemento costitutivo fondamentale di un elemento chimico. Un elemento avrebbe lo stesso numero di protoni nei suoi nuclei atomici. Ciò significa che tutti gli atomi che compongono l’elemento avrebbero lo stesso numero di protoni. Per esempio, il carbonio è un elemento composto da atomi che hanno lo stesso numero di protoni, cioè 6. Esempi comuni di elementi sono ferro, rame, argento, oro, idrogeno, carbonio, azoto e ossigeno.

Al momento, 94 sono elementi naturali mentre 24 sono sintetici. Così, un totale di 118 elementi sono stati identificati finora. Gli elementi che hanno un numero atomico inferiore o uguale a 94 sono presenti in natura. Quelli che hanno un numero atomico superiore a 94 sono prodotti artificialmente.

I processi che si ritiene abbiano prodotto primordialmente gli elementi naturali sono la nucleosintesi nel Big Bang, la nucleosintesi stellare, la nucleosintesi esplosiva nelle supernove e la spallazione dei raggi cosmici.

Elementi del corpo umano

Gli elementi più comuni negli esseri viventi sono carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Nel corpo umano, gli elementi più abbondanti per massa sono i seguenti: ossigeno (65%), carbonio (18,5%), idrogeno (9,5%), azoto (3,2%), calcio (1,5%) e fosforo (1%). Questi elementi principali costituiscono il 99% della massa del corpo umano. Lo 0,85% è composto da altri elementi come il potassio (0,4%), lo zolfo (0,3%), il sodio (0,2%), il cloro (0,2%) e il magnesio (0,1%).

Sostanze

Una sostanza si riferisce a ciò che ha una composizione chimica definita e proprietà distinte e costituita da elementi in combinazione con un altro o gli stessi elementi. Tutti i composti sono sostanze, ma non tutte le sostanze sono composti, poiché anche gli elementi puri sono sostanze chimiche.

Gli elementi formano un composto. Per esempio, la combinazione di atomi di sodio e cloro porta alla formazione del sale da cucina o cloruro di sodio. Gli elementi in un composto sono tenuti insieme da legami chimici. Molti degli elementi che si trovano naturalmente sulla Terra sono combinati chimicamente. Alcuni dei composti cruciali per la vita sono l’acqua, il cloruro di sodio, l’anidride carbonica, ecc.
Un allotropo di un elemento si riferisce a qualsiasi sostanza multipla formata da un solo tipo di elemento, sebbene queste sostanze possano differire nella struttura. Per esempio, il carbonio forma allotropi come il carbone, la grafite e i diamanti. Essi sono costituiti da un solo tipo di elemento – il carbonio.

Le leghe sono sostanze fatte da una miscela di un metallo e uno o più altri metalli o elementi non metallici. Esempi di leghe sono l’ottone (rame e zinco), il bronzo (principalmente rame e stagno) e l’oro bianco (oro e solitamente nichel, manganese o palladio).

Minerali

Un minerale è un composto chimico, spesso in forma cristallina, e solitamente abiogeno, cioè non prodotto dall’attività di organismi viventi. Tuttavia, un minerale puro sarebbe un tipo di minerale costituito da elementi in forma non combinata ma con una struttura minerale distinta. Esempi di minerali puri sono oro, argento, carbonio, alluminio, cobalto, rame, piombo, ferro, mercurio, silicio, zolfo, stagno, zinco, ecc.

Minerale, nel contesto della nutrizione, è definito come un elemento chimico che è necessario come nutriente essenziale. I minerali sono solo uno dei quattro gruppi di nutrienti essenziali; gli altri sono le vitamine, gli acidi grassi essenziali e gli aminoacidi essenziali. Nell’uomo, gli elementi essenziali sono (1) gli elementi di massa, (2) i macrominerali e (3) gli oligoelementi. Gli elementi alla rinfusa, che comprendono la maggior parte della dieta umana, sono carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. I macrominerali, che sono anch’essi essenziali ma in quantità relativamente inferiori rispetto agli elementi di base, sono calcio, fosforo, potassio, sodio, cloro e magnesio. Un oligoelemento è un elemento chimico richiesto per la sopravvivenza ma necessario in quantità molto piccole. Esempi di oligoelementi sono zolfo, ferro, cloro, cobalto, rame, zinco, manganese, molibdeno, iodio e selenio.

Isotopi

Un isotopo si riferisce a qualsiasi forma diversa di un elemento (quindi, avendo lo stesso numero di protoni) ma avendo un diverso numero di neutroni nei loro nuclei. Questo significa che gli isotopi avrebbero lo stesso numero atomico ma un diverso numero di massa. Il carbonio, per esempio, ha tre isotopi: carbonio-12, carbonio-13 e carbonio-14. Gli isotopi che sono radioattivi sono chiamati radioisotopi. Un radioisotopo decade in altri elementi attraverso un processo chiamato decadimento radioattivo. Il processo avviene quando il nucleo atomico instabile del radioisotopo perde energia emettendo radiazioni. Tutti gli elementi hanno radioisotopi anche se alcuni di essi sono stati prodotti artificialmente.

I radioisotopi hanno molti usi. In biologia, possono essere usati per monitorare i processi biologici come la replicazione del DNA. Sono anche usati per monitorare gli inquinanti e misurare i deflussi d’acqua, come quelli della pioggia e della neve. Sono anche utili per misurare l’età di fossili, rocce e minerali. In medicina nucleare, i radioisotopi sono usati per trattamenti e diagnosi.

Altre definizioni biologiche

Il termine “elemento”, nel contesto generale, si riferisce al componente fondamentale di un’entità composta. Un esempio è il termine elemento setaccio. Nelle angiosperme, il floema è il tessuto vascolare coinvolto nel processo di traslocazione. È costituito dai seguenti componenti principali: elemento setaccio, cellula compagna, sclerenchima del floema e parenchima del floema. L’elemento a setaccio è la principale cellula conduttrice nel floema. È una cellula vivente con un protoplasto anche se il nucleo è assente a maturità.

Vedi Anche

• Composto
• Atomo
• Isotopo

Ulteriori letture

• Come si formano gli elementi (Un articolo con un diagramma schematico della formazione universale degli elementi, da Science Learning Hub).