Elementen

Elementen van de aarde

De elementen op aarde zijn de chemische bouwstenen waaruit alles is opgebouwd. Ze bestaan uit atomen, die op hun beurt bestaan uit protonen, neutronen en elektronen. Op deze pagina leer je meer over (radioactieve) elementen en isotopen.

Wat zijn elementen?

Elementen bestaan uit atomen met hetzelfde aantal protonen in de kern. Atomen worden daarnaast gevormd door neutronen en elektronen. Het aantal protonen en neutronen bepaalt de massa van het atoom. De elementen zijn genummerd naar het aantal protonen in de kern ervan, ofwel het atoomnummer, dat in het periodiek systeem wordt gebruikt.

Een voorbeeld is koolstof. Dit bestaat uitsluitend uit koolstofatomen, waarvan de atoomkern 6 protonen bevat. Daarom heeft koolstof atoomnummer 6 in het periodiek systeem.

Wat zijn atomen?

In 1913 publiceerde Niels Bohr zijn atoomtheorie, waarin hij beschreef dat een atoom uit een kern bestaat met een of meer protonen. De kern bevat meestal ook een of meer neutronen. Het aantal protonen en neutronen bepaalt de massa van het atoom, en de elementen zijn gerangschikt volgens het aantal protonen in de atoomkern. Dit wordt het atoomnummer van het element genoemd.

Rondom de kern bevindt zich een aantal elektronenschillen of orbitalen, waarin de elektronen georganiseerd zijn. In de binnenste schil is er 'plaats' voor twee elektronen, en in de buitenste schillen passen er in totaal acht.

Als de buitenste schil met acht elektronen gevuld is, is er sprake van een zeer stabiel element dat nauwelijks met andere elementen reageert. Edelgassen hebben een volledig gevulde buitenste elektronenschil en zijn dus erg stabiel.

De atoomtheorie van Niels Bohr wordt nog steeds gehanteerd, alleen spreken we niet meer van elektronenschillen, maar van een soort vibrerende elektronenwolk.

Atoom

Elementen bestaan uit atomen, die weer zijn opgebouwd uit protonen, neutronen en elektronen.

© Shutterstock

Hoeveel elementen zijn er?

In totaal zijn er 118 verschillende elementen. 92 ervan komen voor in de natuur, de overige zijn gesynthetiseerd. Alle elementen kunnen op talloze manieren met elkaar reageren en verbindingen vormen.

Water, H2O, is een voorbeeld van een chemische verbinding waarbij twee waterstofatomen hebben gereageerd met een zuurstofatoom. Het atoomnummer, de chemische eigenschappen en het vermogen om verbindingen te vormen zijn vastgelegd in het periodiek systeem.

De elementen in het periodiek systeem

In het periodiek systeem zijn de elementen zo gerangschikt dat je snel kunt zien hoe verschillende stoffen met elkaar reageren.

© Shutterstock

Radioactieve elementen

Bepaalde elementen hebben de eigenschap radioactiviteit. De atoomkern van deze elementen bevat te veel neutronen in verhouding tot het aantal protonen. Dat maakt de atomen instabiel, en om de stabiliteit te herstellen zenden ze straling uit. Dit heet radioactief verval.
Er zijn drie soorten straling:

  • Alfastraling
  • Bètastraling
  • Gammastraling

Radioactieve stoffen zijn gevaarlijk doordat ze straling met zo'n hoge energie uitzenden dat er elektronen van atomen en moleculen losgeslagen kunnen worden, die dan elektrisch geladen worden: zogeheten ionen. Als het lichaam, een orgaan of lichaamscellen aan radioactieve straling worden blootgesteld, kunnen er beschadigingen ontstaan.

Wat is een isotoop?

Zoals gezegd hebben atomen die tot hetzelfde element behoren altijd hetzelfde aantal protonen. Het aantal neutronen kan echter variëren. Atomen met hetzelfde aantal protonen maar een verschillend aantal neutronen worden isotopen genoemd. Isotopen kunnen zwaarder of lichter zijn dan het oorspronkelijke element. Als een isotoop minder neutronen heeft, is hij lichter, en als hij er meer heeft, is hij zwaarder.

Met behulp van de koolstof 14-methode is bepaald dat de lijkwade van Turijn niet uit de tijd rond de dood van Jezus stamt, maar uit de middeleeuwen. Hij is ergens tussen 1260 en 1390 gemaakt

Isotopen van hetzelfde element hebben dezelfde chemische eigenschappen. Als het aantal protonen en neutronen in de kern erg uit balans is, kunnen de isotopen radioactief en instabiel zijn, en daardoor vervallen tot andere stoffen. Dat gegeven wordt onder andere benut met de radioactieve isotoop koolstof-14, waarmee archeologische vondsten worden gedateerd.

Het lichtste element, waterstof, heeft slechts drie isotopen. Daarmee is het het element met de minste varianten. Cesium en xenon hebben met 36 de meeste isotopen.

Lees ook:

Het periodiek systeem – Het periodiek systeem der elementen
Periodiek systeem

Het periodiek systeem in 5 minuten

5 minuten
Element 115
Periodiek systeem

Periodiek systeem - Onderzoekers maken een nieuw element

0 minuten
Supernova
Periodiek systeem

Waar komen de zware elementen vandaan?

2 minuten

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!