Ein Element ist ein Stoff, der aus Atomen der gleichen Art besteht. Alle Atome eines bestimmten Elements haben die gleiche Ordnungszahl. Elemente können durch chemische Reaktionen nicht weiter in kleinere Stoffe zerlegt werden. Sie können nur durch nukleare Vorgänge in andere Elemente umgewandelt werden. Die Atome eines Elements enthalten die gleiche Anzahl von Protonen, aber die Anzahl der Neutronen variiert. Wenn sich die Anzahl der Protonen in einem Atom ändert, dann ändert sich das Element.
Eigenschaften der Elemente
Jedes bekannte Element hat einen Namen und eine Nummer, die im Periodensystem aufgeführt sind. Das Periodensystem beschreibt die Elektronenkonfiguration jedes Elements, die Ordnungszahl des Elements und die chemischen Eigenschaften des Elements. Die Ordnungszahl bezieht sich auf die Anzahl der Protonen im Atom eines Elements. Die Elemente können in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: Metalle, Nichtmetalle und Metalloide. Bei den Elementen auf der linken Seite des Periodensystems handelt es sich in der Regel um Metalle. Die Elemente auf der rechten Seite des Periodensystems sind dagegen Nichtmetalle. Einige Elemente wie Wasserstoff und Natrium sind weit verbreitet, während andere wie Dysprosium unbekannt bleiben, weil sie selten verwendet werden. Elemente wie Kupfer, Kohlenstoff und Silber gibt es schon seit Tausenden von Jahren.
Aktuelle Anzahl der Elemente
Das Periodensystem enthält insgesamt 118 Elemente. Vier davon wurden im Jahr 2016 neu in die Liste aufgenommen. Es handelt sich um Nihonium (113), Moskovi (115), Tennessine (117) und Oganesson (118). Die ersten 98 Elemente, die im Periodensystem aufgeführt sind, kommen in der Natur vor, während die übrigen nur in Kernbeschleunigern und Laboratorien gefunden werden können. Zweiunddreißig der 98 Elemente liegen in reiner Form vor. Die übrigen kommen als Verbindungen vor. Achtzig der natürlichen Elemente sind stabil, das heißt, sie können nicht radioaktiv zerfallen. Zehn der 98 Elemente kommen nur in Spuren vor. Bezeichnenderweise sind alle Elemente des Periodensystems mit einer höheren Ordnungszahl als Blei instabil und unterliegen somit dem radioaktiven Zerfall. Obwohl mehrere der entdeckten Elemente in der Natur vorkommen, gibt es nur wenige von ihnen in ihrer ursprünglichen Form. Zu den wenigen gehören die Edelgase, die nicht so leicht Verbindungen eingehen, sowie Metalle wie Kupfer, Silber und Gold. Zu den Nichtmetallen, die in diese Kategorie fallen, gehören Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Zu den Elementen, die nicht in ihrer natürlichen Form vorkommen, gehören Alkali- und Alkalimetalle sowie die Seltenen Erden.
Seltene und einheimische Elemente
Seltene Elemente werden durch den radioaktiven Zerfall einiger gewöhnlicher Elemente gewonnen. Zum Beispiel entsteht Francium aus zerfallenem Actinium. Eine Reihe der Elemente, die seit kurzem im Periodensystem aufgeführt sind, sind möglicherweise durch den Zerfall unbekannter Elemente entstanden, die schon seit langem vorhanden sind. Native Elemente hingegen sind natürlich vorkommende Elemente in ungebundener Form. Allerdings kommen nur wenige native Elemente in gebundener Form vor.
Die Zukunft des Periodensystems
Zwischen 2012 und 2016 wurden sechs neue Elemente entdeckt, die die Lücken am unteren Ende des Periodensystems füllten. Das Jahr 2019 markiert das 150. Jahr seit der Aufstellung des Periodensystems. Da sich die chemischen Eigenschaften der bekannten Elemente weiterhin verändern, werden auch weiterhin neue Elemente entdeckt. Die meisten Veränderungen im Periodensystem werden durch vom Menschen geschaffene Elemente verursacht, die von Wissenschaftlern mit Hilfe von Hochenergiebeschleunigern hergestellt wurden. Im Gegensatz zu natürlichen Elementen, die gehandhabt werden können, sind diese synthetischen Elemente jedoch wahrscheinlich instabil und zerfallen daher schnell. Nichtsdestotrotz gibt es die Möglichkeit für weitere aufregende Entdeckungen in der Welt der Atome.