Elementen – de chemische bouwstenen van de aarde

Alles op aarde bestaat uit chemische bouwstenen, de elementen. Zo is je lichaam onder meer opgebouwd uit de elementen zuurstof, waterstof en koolstof.
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.

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.

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.

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.