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Lexikon Chemie

chemische Elemente

Chemische Elemente sind Grundstoffe, die sich mit chemischen Methoden nicht in einfachere Stoffe zerlegen lassen. Die kleinsten Teilchen eines chemische Elements sind die Atome. Ein chemisches Element ist dadurch gekennzeichnet, dass es ausschließlich Atome derselben Ordnungszahl (Protonenzahl) enthält. So wird z. B. das chemisch Element Schwefel ausschließlich von Atomen der Ordnungszahl 16 gebildet.

Bis heute sind 118 Elemente bekannt, das schwerste von ihnen hat die Ordnungszahl 118. Mit der Ordnungszahl ändern sich die Eigenschaften der Elemente periodisch. Die meisten Elemente sind Gemische mehrerer Isotope, d. h., die einzelnen Atome haben zwar die gleiche Protonenzahl, unterscheiden sich jedoch in ihrer Neutronenzahl und haben somit eine unterschiedliche Massenzahl. Solche Elemente werden Mischelemente genannt. Nur wenige Elemente sind isotopenrein. Sie werden Reinelemente genannt.

In der Natur kommen 94 Elemente vor (natürliche Elemente), und zwar die Elemente mit den Ordnungszahlen 1 bis 94. (Allerdings bilden sich die Elemente Technetium, Promethium, Neptunium und Plutonium nur bei radioaktiven Prozessen als Zwischenglieder in äußerst geringen Mengen.) Die übrigen Elemente sind künstliche Elemente.

Die natürlichen Elemente treten auf der Erde mit unterschiedlicher Häufigkeit auf. Die Erdrinde, worunter die Lithosphäre (Gesteinshülle) bis 16 km Tiefe, die Hydrosphäre (Wasserhülle) und die Atmosphäre (Lufthülle) bis 15 km Höhe verstanden werden, baut sich zu über 99 % aus nur zehn Elementen auf. Den größten Anteil an der Erdrinde haben Sauerstoff mit rund 50 % (teils elementar, teils gebunden, z. B. in Oxiden) und Silicium mit rund 25 % (gebunden in Gesteinen). Es folgen Aluminium, Eisen, Calcium, Natrium, Kalium, Magnesium, Wasserstoff und Titan. Die restlichen 84 natürlichen Elemente haben zusammen weniger als 1 % Anteil an der Erdrinde. Im Kosmos ist Wasserstoff das weitaus häufigste Element, gefolgt von Helium. Alle künstlichen Elemente sind radioaktiv, d. h., ihre Atome zerfallen unter Aussendung von Strahlen mehr oder weniger rasch in andere Atome. Die meisten in der Natur auftretenden Atome sind aber stabil.

Bei etwa 80 der chemischen Elemente handelt es sich um Metalle, bei den übrigen um Halbmetalle (z. B. Arsen, Silicium) oder Nichtmetalle (z. B. Wasserstoff, Chlor). Jedes Element kann alle drei Aggregatzustände annehmen. Bei Raumtemperatur (20 °C) und Normaldruck (1013 mbar) sind 11 Elemente gasförmig (Argon, Chlor, Fluor, Helium, Krypton, Neon, Radon, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Xenon), zwei Elemente sind flüssig (Brom und Quecksilber), die übrigen sind fest. Zur Kennzeichnung wurde jedem Element ein Elementsymbol zugeordnet.
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