Element

Element Definitie

naamwoord
plural: elements
el‧e‧ment, ˈel.ɪ.mənt

(biochemie) Een stof die niet langs chemische weg in eenvoudiger stoffen kan worden ontleed, en die bestaat uit atomen die alle een identiek aantal protonen hebben
(algemeen) Een fundamenteel bestanddeel van een samengesteld geheel (zoals een zeefelement waaruit de floëems in angiospermen bestaan)

Etymologie: Latijns elementum (“rudiment”)

Chemisch element

Een chemisch element verwijst naar de zuivere substantie van één soort atoom. Een atoom is de kleinste eenheid van materie en de fundamentele bouwsteen van een chemisch element. Een element heeft hetzelfde aantal protonen in hun atoomkernen. Dit betekent dat alle atomen waaruit het element is opgebouwd, hetzelfde aantal protonen hebben. Koolstof bijvoorbeeld is een element dat bestaat uit atomen met hetzelfde aantal protonen, namelijk 6. Veel voorkomende voorbeelden van elementen zijn ijzer, koper, zilver, goud, waterstof, koolstof, stikstof en zuurstof.

Op dit moment zijn 94 natuurlijke elementen en 24 synthetische. In totaal zijn er dus tot nu toe 118 elementen geïdentificeerd. Elementen met een atoomnummer lager dan of gelijk aan 94 komen in de natuur voor. De elementen met een atoomnummer hoger dan 94 worden kunstmatig geproduceerd.

De processen die de natuurlijke elementen primordiaal zouden hebben voortgebracht, zijn de nucleosynthese in de oerknal, stellaire nucleosynthese, explosieve nucleosynthese in supernova’s, en kosmische spallatie.

Elementen van het menselijk lichaam

De meest voorkomende elementen in levende wezens zijn koolstof, waterstof, zuurstof, en stikstof. In het menselijk lichaam zijn de meest voorkomende elementen naar massa als volgt: zuurstof (65%), koolstof (18,5%), waterstof (9,5%), stikstof (3,2%), calcium (1,5%), en fosfor (1%). Deze hoofdelementen maken 99% uit van de massa van het menselijk lichaam. De 0,85% bestaat uit andere elementen zoals kalium (0,4%), zwavel (0,3%), natrium (0,2%), chloor (0,2%), en magnesium (0,1%).

Stoffen

Een stof is datgene wat een bepaalde chemische samenstelling en duidelijke eigenschappen heeft en bestaat uit elementen in combinatie met een ander of dezelfde elementen. Alle verbindingen zijn stoffen, maar niet alle stoffen zijn verbindingen, aangezien zuivere elementen ook chemische stoffen zijn.

Elementen vormen een verbinding. Bijvoorbeeld, de combinatie van natrium- en chlooratomen leidt tot de vorming van keukenzout of natriumchloride. De elementen in een verbinding worden bij elkaar gehouden door chemische bindingen. Veel van de elementen die van nature op aarde voorkomen, zijn chemisch met elkaar verbonden. Enkele van de verbindingen die cruciaal zijn voor het leven zijn water, natriumchloride, kooldioxide, enz.
Een allotroop van een element heeft betrekking op een van de vele stoffen die gevormd worden door slechts één soort element, hoewel deze stoffen in structuur kunnen verschillen. Zo vormt koolstof allotropen als steenkool, grafiet en diamant. Zij bestaan uit slechts één soort element – koolstof.

Allegeringen zijn stoffen die bestaan uit een mengsel van een metaal en een of meer andere metalen of niet-metalen elementen. Voorbeelden van legeringen zijn messing (koper en zink), brons (voornamelijk koper en tin), en witgoud (goud en meestal nikkel, mangaan, of palladium).

Mineralen

Een mineraal is een chemische verbinding, vaak in kristallijne vorm, en meestal abiogeen, d.w.z. niet geproduceerd door de activiteit van levende organismen. Niettemin zou een zuiver mineraal een soort mineraal zijn dat bestaat uit elementen in een niet-gecombineerde vorm, maar met een duidelijke minerale structuur. Voorbeelden van zuivere mineralen zijn goud, zilver, koolstof, aluminium, kobalt, koper, lood, ijzer, kwik, silicium, zwavel, tin, zink, enz.

Mineraal, in de context van voeding, wordt gedefinieerd als een chemisch element dat nodig is als een essentiële voedingsstof. Mineralen zijn slechts één van de vier groepen van essentiële voedingsstoffen; de andere zijn vitaminen, essentiële vetzuren en essentiële aminozuren. Bij de mens zijn de essentiële elementen: (1) bulkelementen, (2) macromineralen, en (3) sporenelementen. De bulkelementen, die het grootste deel van de menselijke voeding uitmaken, zijn koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof. De macromineralen, die ook essentieel zijn, maar in relatief kleinere hoeveelheden dan de bulkelementen, zijn calcium, fosfor, kalium, natrium, chloor en magnesium. Een spoorelement is een chemisch element dat nodig is om te overleven, maar dat in zeer kleine hoeveelheden nodig is. Voorbeelden van sporenelementen zijn zwavel, ijzer, chloor, kobalt, koper, zink, mangaan, molybdeen, jodium en selenium.

Isotopen

Een isotoop verwijst naar een van de verschillende vormen van een element (dus met hetzelfde aantal protonen), maar met een verschillend aantal neutronen in hun kernen. Dit betekent dat isotopen hetzelfde atoomnummer hebben, maar een verschillend massagetal. Koolstof, bijvoorbeeld, heeft drie isotopen: koolstof-12, koolstof-13, en koolstof-14. Isotopen die radioactief zijn, worden radio-isotopen genoemd. Een radio-isotoop vervalt in andere elementen door een proces dat radioactief verval wordt genoemd. Dit proces vindt plaats wanneer de onstabiele atoomkern van de radio-isotoop energie verliest door straling uit te zenden. Alle elementen hebben radio-isotopen, hoewel sommige daarvan kunstmatig zijn geproduceerd.

Radio-isotopen hebben vele toepassingen. In de biologie kunnen zij worden gebruikt om biologische processen zoals de replicatie van DNA te controleren. Zij worden ook gebruikt om verontreinigende stoffen te controleren en de waterafvoer te meten, zoals die van regen en sneeuw. Zij zijn ook nuttig bij het meten van de ouderdom van fossielen, gesteenten en mineralen. In de nucleaire geneeskunde worden radio-isotopen gebruikt voor behandelingen en diagnoses.

Andere biologische definities

De term “element”, in de algemene context, verwijst naar de fundamentele component van een samengestelde entiteit. Een voorbeeld hiervan is de term zeefelement. Bij angiospermen is het floëem het vasculaire weefsel dat betrokken is bij het translocatieproces. Het bestaat uit de volgende hoofdbestanddelen: zeefelement, begeleidende cel, floëemschelpenthernia en floëmparenchym. Het zeefelement is de belangrijkste geleidende cel in het floëem. Het is een levende cel met een protoplast, hoewel de kern bij rijpheid afwezig is.

Zie ook

• Compound
• Atom
• Isotoop

Verder lezen

• How Elements Are Formed (Een artikel met een schematisch diagram van de universele elementvorming, van Science Learning Hub).