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Chemisches-Element

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Bedeutung:

Als ein chemisches Element werden Stoffe bezeichnet die nur aus Atomen mit gleicher Anzahl an Protonen im Kern (sogenannte Kernladungszahl) bestehen. Die Chemischen Elemente sind daher chemisch nicht weiter trennbare Stoffe, die so genannten Reinstoffe.
Früher war die Definition des Elementbegriffs einfacher: Robert Boyle definierte ein chemisches Element nur als einen Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegt werden kann. Diese Definition hat den Nachteil, dass man nie sicher sein kann, ob man die chemischen Methoden völlig ausgeschöpft hat. Wäre es z. B. nicht gelungen, Wasser in seine Bestandteile zu zerlegen, so hätte man es als Element einordnen müssen.
Der heutige Element-Begriff nimmt für die Stoffe eine Einteilung nach ihren Bestandteilen, den Atomen, vor. Er geht auf John Dalton und seine Atomhypothese zurück. Seine Bedeutung liegt darin, dass er Atome mit selben chemischen Verhalten (dem Verhalten bei chemischen Reaktionen) zusammenfasst. Das physikalische Verhalten von Atomen ein und desselben Elements kann dabei durchaus unterschiedlich sein, z. B. können sich die Atome eines Elements in der Masse unterscheiden (Isotope) und bei nuklearen Reaktionen anders verhalten.

Eigenschaften:

Die Atome die als chemische Elemente gelten, haben im elektrisch ungeladenen Zustand die gleiche Anzahl an Elektronen in der Elektronenhülle wie Protonen (Protonen sind positiv geladen), daher sind sie elektrisch gesehen neutral (Die Neutronen haben von sich aus keine elektrische Ladung).
Die chemischen Elemente an sich treten im Universum mit einer bestimmten Elementhäufigkeit auf (Kosmochemie). Wasserstoff zum Beispiel ist nicht nur das einfachste Element, sondern auch das häufigste im Universum.

Kernladungszahl und Masse:

Die Massenzahl der Elemente entspricht nicht genau dem Vielfachen der Masse des Wasserstoffatoms (1 Proton + 1 Elektron = Deuterium (Wasserstoff besteht normalerweise aus 2 Deuteriumatomen) aber: 26 Protonen und 26 Elektronen (Eisen) ist nicht 26-mal so schwer…); Erklärungen dafür sind:
Protonen und Neutronen, die den Hauptanteil der Masse bilden, sind fast, jedoch nicht genau gleich schwer.
  • Natürliche Elemente bestehen aus einer Mischung von Atomen mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Eine Atomart überwiegt meist bei weitem, diese bestimmt dann die Massenzahl.
  • Das natürliche Mischverhältnis ist bei einem Element meist gleich (Ausnahme ist Blei, das unterschiedliche Atommassen aufweist, je nachdem, aus welcher Lagerstätte es stammt).
  • Bei sehr genauen Messungen zeigt sich die Bindungsenergie als Massendefekt, so dass die Kernmasse stets minimal kleiner ist als die Summe der Massen der Protonen und Neutronen.

 




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