chemische Elemẹnte
[ç-], durch chemische Verfahren nicht weiter zerlegbare Stoffe, bestehend aus Atomen mit gleicher Ordnungszahl (Kernladungszahl). Sie können zu chemischen Verbindungen zusammentreten und aus diesen durch chemische Methoden unverändert wieder isoliert werden. Die chemischen Eigenschaften eines chemischen Elements sind bestimmt durch den Aufbau der Elektronenhülle seiner Atome; die aus der Quantentheorie folgende Systematik der Elektronenhüllen liegt der Anordnung der chemischen Elemente im Periodensystem der chemischen Elemente zugrunde. Unterscheiden sich die Atome eines chemischen Elements in ihren Massenzahlen, so spricht man von den Isotopen (Nukliden) eines chemischen Elements. Die meisten chemischen Elemente treten in der Natur in Form mehrerer Isotope (als Mischelemente) auf, doch sind auch chemische Elemente bekannt, die in der Natur mit nur einem einzigen Isotop (als Reinelemente, anisotope Elemente) vertreten sind.
Von den gegenwärtig 113 bekannten chemischen Elementen sind unter Normalbedingungen elf Elemente gasförmig: Wasserstoff, Helium, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Neon, Chlor, Argon, Krypton, Xenon und Radon.Zwei chemische Elemente, Brom und Quecksilber, sind flüssig, alle übrigen chemischen Elemente sind fest. Die Elemente ab der Ordnungszahl 95 sowie das Element Technetium sind ausschließlich durch Kernreaktionen künstlich darstellbar. Die chemischen Elemente 110 und 111 wurden 1994, das Element 112 wurde 1996 und das Element 114 1999 entdeckt; die ebenfalls 1999 bekannt gegebene Entdeckung der Elemente mit den Ordnungszahlen 116 und 118 wurde revidiert (Transurane, superschwere Elemente).
In der Natur kommen 93 chemische Elemente vor, wobei sich allerdings die Elemente Neptunium und Plutonium bei radioaktiven Prozessen lediglich als Zwischenglieder in sehr geringen Mengen bilden. Die chemischen Elemente mit niedrigen Ordnungszahlen sind wesentlich häufiger in der Erdkruste vertreten als die chemischen Elemente mit hohen Ordnungszahlen. So sind die Elemente mit den Ordnungszahlen 1 bis 29 etwa 1 000-mal häufiger vertreten als der Rest. Die häufigsten Elemente der Erdkruste (einschließlich der Ozeane und der Atmosphäre) sind Sauerstoff mit 49,5, Silicium mit 28,8, Aluminium mit 7,57, Eisen mit 4,7 und Calcium mit 3,4 Gewichtsprozent, sodass diese fünf Elemente bereits einem Gewichtsanteil von mehr als 90 % entsprechen.
Die chemischen Elemente mit den höchsten Ordnungszahlen verwandeln sich stetig durch natürlichen radioaktiven Zerfall (Radioaktivität) in leichtere chemische Elemente; alle durch kernphysikalische Reaktionen erzeugten chemischen Elemente sind radioaktiv. - Die chemischen Elemente entstehen nach den heutigen Vorstellungen der Astrophysik v. a. im Inneren der Sterne und bei Supernova-Explosionen. Nach der Theorie des expandierenden Universums (Kosmologie) wurden kurz nach der kosmischen Urexplosion (Urknall) allein Helium und Deuterium gebildet.
Um eine internationale verständliche chemische Zeichen- und Formelsprache zu ermöglichen, ist jedem chemischen Element ein chemisches Symbol zugeordnet, das aus dem ersten Buchstaben seines lateinischen oder griechischen Namens, zum Teil unter Beifügung des zweiten oder eines weiteren Buchstabens besteht (chemische Zeichensprache).
Literatur:
M. Haïssinsky u. J.-P. Adloff: Radiochem. Lex. der Elemente u. ihrer Isotope (a. d. Frz., 1968);
P. R. Taube u. J. I. Rudenko: Die c. E. (a. d. Russ., 1971);
N. Figurowski: Die Entdeckung der c. E. u. der Ursprung ihrer Namen (a. d. Russ., 1981);
S. Engels u. A. Nowak: Auf der Spur der Elemente (Leipzig 31983);
G. Schwedt: C. E. auf der Spur (1985).
Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:
chemische Elemente: Vom Urstoff zum Periodensystem
kosmische Materie: Verteilung im Weltraum und physikalische Zustände
chemische Elemente: Entstehung