Element

Definition av element

nonun
plural: element
el‧e‧ment, ˈel.ɪ.mənt

(biokemi) Ett ämne som inte kan sönderdelas till enklare ämnen med kemiska medel, och som består av atomer som alla har ett identiskt antal protoner
(allmänt) En grundläggande komponent i en sammansatt enhet (t.ex. ett sållelement som utgör floem i angiospermer)

Etymologi: Latin elementum (”rudiment”)

Kemiskt element

Ett kemiskt element avser den rena substansen av en typ av atom. En atom är den minsta enheten av materia och den grundläggande byggstenen i ett kemiskt element. Ett grundämne skulle ha samma antal protoner i sina atomkärnor. Detta innebär att alla atomer som utgör grundämnet skulle ha samma antal protoner. Kol är till exempel ett grundämne som består av atomer med samma antal protoner, dvs. 6. Vanliga exempel på grundämnen är järn, koppar, silver, guld, väte, kol, kväve och syre.

För närvarande är 94 naturliga grundämnen medan 24 är syntetiska. Således har totalt 118 grundämnen identifierats hittills. Grundämnen med ett atomnummer under eller lika med 94 förekommer i naturen. De som har ett atomnummer över 94 framställs artificiellt.

De processer som man tror att de naturliga grundämnena ursprungligen har producerats är nukleosyntesen i Big Bang, stjärnornas nukleosyntes, den explosiva nukleosyntesen i supernovor och spallation av kosmisk strålning.

Grundämnen i människokroppen

De vanligaste grundämnena i levande varelser är kol, väte, syre och kväve. I människokroppen är de vanligaste grundämnena i vikt följande: syre (65 %), kol (18,5 %), väte (9,5 %), kväve (3,2 %), kalcium (1,5 %) och fosfor (1 %). Dessa huvudelement utgör 99 % av massan i människokroppen. De 0,85 % består av andra grundämnen som kalium (0,4 %), svavel (0,3 %), natrium (0,2 %), klor (0,2 %) och magnesium (0,1 %).

Ämnen

En substans avser det som har en bestämd kemisk sammansättning och distinkta egenskaper och som består av grundämnen i kombination med andra eller samma grundämnen. Alla föreningar är ämnen men inte alla ämnen är föreningar eftersom rena grundämnen också är kemiska ämnen.

Elementar bildar en förening. Till exempel resulterar kombinationen av natrium- och kloratomer i bildandet av bordsalt eller natriumklorid. Elementen i en förening hålls samman av kemiska bindningar. Många av de grundämnen som förekommer naturligt på jorden är kemiskt förenade. Några av de föreningar som är avgörande för livet är vatten, natriumklorid, koldioxid etc.
En allotrope av ett grundämne avser något av de många ämnen som bildas av endast en typ av grundämne även om dessa ämnen kan skilja sig åt i struktur. Kol bildar till exempel allotroper som kol, grafit och diamanter. De består av endast en typ av grundämne – kol.

Legeringar är ämnen som består av en blandning av en metall och en eller flera andra metaller eller icke-metalliska grundämnen. Exempel på legeringar är mässing (koppar och zink), brons (huvudsakligen koppar och tenn) och vitguld (guld och vanligen nickel, mangan eller palladium).

Mineraler

Ett mineral är en kemisk förening, ofta i kristallin form, och vanligen abiogen, dvs. som inte produceras genom levande organismers aktivitet. Trots detta skulle ett rent mineral vara en typ av mineral som består av grundämnen i okombinerad form men med en distinkt mineralstruktur. Exempel på rena mineraler är guld, silver, kol, aluminium, kobolt, koppar, bly, järn, kvicksilver, kisel, svavel, tenn, zink etc.

Mineral definieras i näringssammanhang som ett kemiskt grundämne som behövs som ett essentiellt näringsämne. Mineraler är bara en av de fyra grupperna av essentiella näringsämnen; de andra är vitaminer, essentiella fettsyror och essentiella aminosyror. Hos människor är de essentiella elementen (1) bulkelement, (2) makromineraler och (3) spårelement. Bulkelementen, som utgör huvuddelen av människans kost, är kol, väte, syre och kväve. Makromineralerna, som också är viktiga men i relativt sett mindre mängder än grundämnena, är kalcium, fosfor, kalium, natrium, klor och magnesium. Ett spårämne är ett kemiskt grundämne som krävs för överlevnad men som behövs i mycket små mängder. Exempel på spårämnen är svavel, järn, klor, kobolt, koppar, zink, mangan, molybden, jod och selen.

Isotoper

En isotop avser någon av de olika formerna av ett grundämne (som alltså har samma antal protoner) men som har ett annat antal neutroner i sina kärnor. Detta innebär att isotoper skulle ha samma atomnummer men olika masstal. Kol har till exempel tre isotoper: kol-12, kol-13 och kol-14. Isotoper som är radioaktiva kallas radioisotoper. En radioisotop sönderfaller till andra grundämnen genom en process som kallas radioaktivt sönderfall. Processen sker när den instabila atomkärnan i radioisotopen förlorar energi genom att avge strålning. Alla grundämnen har radioisotoper även om vissa av dem har framställts artificiellt.

Radioisotoper har många användningsområden. Inom biologin kan de användas för att övervaka biologiska processer som DNA-replikation. De används också för att övervaka föroreningar och mäta vattenavrinning, t.ex. från regn och snö. De är också användbara för att mäta åldern på fossiler, stenar och mineraler. Inom nukleärmedicinen används radioisotoper för behandlingar och diagnoser.

Andra biologiska definitioner

Tecknet ”grundämne” avser i allmänna sammanhang den grundläggande komponenten i en sammansatt enhet. Ett exempel på detta är termen siktelement. Hos angiospermer är floemet den kärlvävnad som är involverad i translokationsprocessen. Den består av följande huvudkomponenter: silelement, kompanjoncell, floemsklerenchym och floemparenkym. Sikteelementet är den viktigaste ledningscellen i floemet. Det är en levande cell med en protoplast, även om kärnan saknas vid mognad.

Se även

• Förening
• Atom
• Isotop

Vidare läsning

• Hur grundämnen bildas (En artikel med ett schematiskt diagram över den universella grundämnesbildningen, från Science Learning Hub).