Chemisches Element - Chemical element

In der Chemie ist ein Element eine reine Substanz, die nur aus Atomen besteht , die alle die gleiche Anzahl von Protonen in ihren Kernen haben . Im Gegensatz zu chemischen Verbindungen können chemische Elemente durch keine chemische Reaktion in einfachere Stoffe zerlegt werden. Die Anzahl der Protonen im Kern ist die bestimmende Eigenschaft eines Elements und wird als seine Ordnungszahl bezeichnet (dargestellt durch das Symbol Z ) – alle Atome mit derselben Ordnungszahl sind Atome desselben Elements. Die gesamte baryonische Materie des Universums besteht aus chemischen Elementen. Wenn verschiedene Elemente chemische Reaktionen eingehen , werden Atome zu neuen Verbindungen umgeordnet , die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden . Nur eine Minderheit von Elementen, wie Silber und Gold , wird unverbunden als relativ reine native Elementmineralien gefunden . Fast alle anderen natürlich vorkommenden Elemente kommen in der Erde als Verbindungen oder Mischungen vor . Luft ist in erster Linie ein Gemisch der Elemente Stickstoff , Sauerstoff und Argon , enthält aber auch Verbindungen wie Kohlendioxid und Wasser .

Die Geschichte der Entdeckung und Verwendung der Elemente begann mit primitiven menschlichen Gesellschaften , die einheimische Mineralien wie Kohlenstoff , Schwefel , Kupfer und Gold entdeckten (obwohl das Konzept eines chemischen Elements noch nicht verstanden wurde). Versuche, solche Materialien zu klassifizieren, führten zu den Konzepten der klassischen Elemente , der Alchemie und verschiedener ähnlicher Theorien in der gesamten Menschheitsgeschichte. Ein Großteil des modernen Verständnisses von Elementen entwickelte sich aus der Arbeit von Dmitri Mendeleev , einem russischen Chemiker, der 1869 das erste erkennbare Periodensystem veröffentlichte. Diese Tabelle organisiert die Elemente durch Erhöhen der Ordnungszahl in Reihen (" Perioden "), in denen die Spalten (" Gruppen ") teilen sich wiederkehrende ("periodische") physikalische und chemische Eigenschaften . Das Periodensystem fasst verschiedene Eigenschaften der Elemente zusammen, sodass Chemiker Beziehungen zwischen ihnen ableiten und Vorhersagen über Verbindungen und potenzielle neue treffen können.

Bis November 2016 hat die International Union of Pure and Applied Chemistry insgesamt 118 Elemente anerkannt. Die ersten 94 kommen natürlich auf der Erde vor und die restlichen 24 sind synthetische Elemente, die in Kernreaktionen hergestellt werden . Abgesehen von instabilen radioaktiven Elementen ( Radionukliden ), die schnell zerfallen , sind fast alle Elemente in unterschiedlichen Mengen industriell verfügbar. Die Entdeckung und Synthese weiterer neuer Elemente ist ein ständiges Forschungsgebiet der Wissenschaft.

Beschreibung

Die leichtesten chemischen Elemente sind Wasserstoff und Helium , erzeugt sowohl von Big Bang nucleosynthesis während der ersten 20 Minuten des Universums in einem Verhältnis von etwa 3: 1 Massen- (oder 12: 1 bezogen auf die Anzahl der Atome), zusammen mit winzigen Spuren der nächsten zwei Elemente, Lithium und Beryllium . Fast alle anderen in der Natur vorkommenden Elemente wurden durch verschiedene natürliche Methoden der Nukleosynthese hergestellt . Auf der Erde werden kleine Mengen neuer Atome natürlicherweise in nukleogenen Reaktionen oder in kosmogenen Prozessen wie der kosmischen Strahlungsspallation produziert . Neue Atome werden auch auf der Erde natürlicherweise als radiogene Tochterisotope von laufenden radioaktiven Zerfallsprozessen wie Alpha-Zerfall , Beta-Zerfall , spontane Spaltung , Clusterzerfall und andere seltenere Zerfallsarten produziert.

Von den 94 natürlich vorkommenden Elementen haben diejenigen mit den Ordnungszahlen 1 bis 82 jeweils mindestens ein stabiles Isotop (außer Technetium , Element 43 und Promethium , Element 61, die keine stabilen Isotope haben). Als stabil gelten Isotope, bei denen noch kein radioaktiver Zerfall beobachtet wurde. Elemente mit den Ordnungszahlen 83 bis 94 sind so instabil , dass radioaktiver Zerfall aller Isotope nachgewiesen werden kann. Einige dieser Elemente, insbesondere Wismut (Ordnungszahl 83), Thorium (Ordnungszahl 90) und Uran (Ordnungszahl 92), haben ein oder mehrere Isotope mit Halbwertszeiten, die lang genug sind, um als Überbleibsel der explosiven stellaren Nukleosynthese zu überleben , die die Schwermetalle vor der Entstehung unseres Sonnensystems . Mit über 1,9 × 10 19 Jahren, über eine Milliarde Mal länger als das derzeit geschätzte Alter des Universums, hat Wismut-209 (Ordnungszahl 83) die längste bekannte Halbwertszeit des Alpha-Zerfalls aller natürlich vorkommenden Elemente und wird fast immer berücksichtigt auf Augenhöhe mit den 80 stabilen Elementen. Die allerschwersten Elemente (außer Plutonium, Element 94) zerfallen radioaktiv mit so kurzen Halbwertszeiten, dass sie in der Natur nicht vorkommen und synthetisiert werden müssen .

Mittlerweile sind 118 Elemente bekannt. "Bekannt" bedeutet in diesem Zusammenhang, bereits von wenigen Zerfallsprodukten gut genug beobachtet zu werden, um von anderen Elementen unterschieden zu werden. Zuletzt wurde im Oktober 2006 über die Synthese von Element 118 (seitdem Oganesson genannt ) und im April 2010 über die Synthese von Element 117 ( Tennessine ) berichtet. Von diesen 118 Elementen kommen 94 natürlicherweise auf der Erde vor. Sechs davon kommen in extremen Spuren vor: Technetium , Ordnungszahl 43; Promethium , Nummer 61; Astat , Nummer 85; Francium , Nummer 87; Neptunium , Nummer 93; und Plutonium , Nummer 94. Diese 94 Elemente wurden im gesamten Universum entdeckt, in den Spektren von Sternen und auch Supernovae, wo kurzlebige radioaktive Elemente neu gebildet werden. Die ersten 94 Elemente wurden direkt auf der Erde als Urnuklide aus der Entstehung des Sonnensystems oder als natürlich vorkommende Spalt- oder Transmutationsprodukte von Uran und Thorium nachgewiesen.

Die restlichen 24 schwereren Elemente, die heute weder auf der Erde noch in astronomischen Spektren zu finden sind, wurden künstlich hergestellt: Diese sind alle radioaktiv, mit sehr kurzen Halbwertszeiten; wenn irgendwelche Atome dieser Elemente bei der Entstehung der Erde vorhanden waren, sind sie mit Sicherheit bereits zerfallen, und wenn sie in Novae vorhanden waren, waren sie in Mengen zu klein, um bemerkt zu werden. Technetium war das erste angeblich nicht natürlich vorkommende Element, das 1937 synthetisiert wurde, obwohl seitdem Spuren von Technetium in der Natur gefunden wurden (und das Element könnte auch 1925 natürlich entdeckt worden sein). Dieses Muster der künstlichen Produktion und späteren natürlichen Entdeckung wurde mit mehreren anderen natürlich vorkommenden radioaktiven seltenen Elementen wiederholt.

Liste der Elemente sind nach Name, Ordnungszahl, Dichte, Schmelzpunkt, Siedepunkt und nach Symbol sowie Ionisierungsenergien der Elemente verfügbar . Die Nuklide stabiler und radioaktiver Elemente sind auch als Nuklide-Liste erhältlich , sortiert nach Halbwertszeit für die instabilen. Eine der bequemsten und sicherlich traditionellsten Darstellungen der Elemente ist das Periodensystem , das Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften (und normalerweise auch ähnlichen elektronischen Strukturen) zusammenfasst.

Ordnungszahl

Die Ordnungszahl eines Elements ist gleich der Anzahl der Protonen in jedem Atom und definiert das Element. Zum Beispiel enthalten alle Kohlenstoffatome 6 Protonen in ihrem Atomkern ; die Ordnungszahl von Kohlenstoff ist also 6. Kohlenstoffatome können unterschiedliche Neutronenzahlen haben; Atome desselben Elements mit unterschiedlichen Neutronenzahlen werden als Isotope des Elements bezeichnet.

Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt auch seine elektrische Ladung , die wiederum die Elektronenzahl des Atoms im nichtionisierten Zustand bestimmt. Die Elektronen werden in Atomorbitale platziert , die die verschiedenen chemischen Eigenschaften des Atoms bestimmen . Die Anzahl der Neutronen in einem Kern hat normalerweise einen sehr geringen Einfluss auf die chemischen Eigenschaften eines Elements (außer bei Wasserstoff und Deuterium ). Somit haben alle Kohlenstoffisotope nahezu identische chemische Eigenschaften, da sie alle sechs Protonen und sechs Elektronen haben, obwohl Kohlenstoffatome beispielsweise 6 oder 8 Neutronen haben können. Aus diesem Grund wird die Ordnungszahl und nicht die Massenzahl oder das Atomgewicht als identifizierendes Merkmal eines chemischen Elements angesehen.

Das Symbol für die Ordnungszahl ist Z .

Isotope

Isotopen sind Atome desselben Elemente (das heißt, mit der gleichen Anzahl von Protonen in ihrem Atomkern ), aber mit unterschiedlichen Anzahlen von Neutronen . So gibt es beispielsweise drei Hauptisotope von Kohlenstoff. Alle Kohlenstoffatome haben 6 Protonen im Kern, aber sie können entweder 6, 7 oder 8 Neutronen haben. Da diese Massenzahlen 12, 13 bzw. 14 betragen, sind die drei Kohlenstoffisotope als Kohlenstoff-12 , Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14 bekannt , oft abgekürzt mit 12 C, 13 C und 14 C. Kohlenstoff in Alltag und in der Chemie ist eine Mischung aus 12 C (ca. 98,9%), 13 C (ca. 1,1%) und ca. 1 Atom pro Billion 14 C.

Die meisten (66 von 94) natürlich vorkommenden Elemente haben mehr als ein stabiles Isotop. Abgesehen von den Isotopen von Wasserstoff (die sich in ihrer relativen Masse stark voneinander unterscheiden – genug, um chemische Effekte hervorzurufen) sind die Isotope eines bestimmten Elements chemisch nahezu nicht unterscheidbar.

Alle Elemente haben einige radioaktive Isotope ( Radioisotope ), obwohl nicht alle dieser Radioisotope natürlich vorkommen. Die Radioisotope zerfallen typischerweise in andere Elemente, wenn sie ein Alpha- oder Betateilchen bestrahlen . Enthält ein Element nicht radioaktive Isotope, werden diese als „stabile“ Isotope bezeichnet. Alle bekannten stabilen Isotope kommen in der Natur vor (siehe Primordialisotop ). Die vielen in der Natur nicht vorkommenden Radioisotope wurden nach künstlicher Herstellung charakterisiert. Bestimmte Elemente haben keine stabilen Isotope und bestehen nur aus radioaktiven Isotopen: Insbesondere die Elemente ohne stabile Isotope sind Technetium (Ordnungszahl 43), Promethium (Ordnungszahl 61) und alle beobachteten Elemente mit Ordnungszahlen größer als 82.

Von den 80 Elementen mit mindestens einem stabilen Isotop haben 26 nur ein einziges stabiles Isotop. Die mittlere Anzahl stabiler Isotope für die 80 stabilen Elemente beträgt 3,1 stabile Isotope pro Element. Die größte Anzahl stabiler Isotope, die für ein einzelnes Element vorkommen, beträgt 10 (für Zinn Element 50).

Isotopenmasse und Atommasse

Die Massenzahl eines Elements, A , ist die Anzahl der Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Atomkern. Verschiedene Isotope eines gegebenen Elements werden durch ihre Massenzahlen unterschieden, die üblicherweise als hochgestellter Index auf der linken Seite des Atomsymbols geschrieben werden (zB 238 U). Die Massenzahl ist immer eine ganze Zahl und hat Einheiten von "Nukleonen". Beispielsweise ist Magnesium-24 (24 ist die Massenzahl) ein Atom mit 24 Nukleonen (12 Protonen und 12 Neutronen).

Während die Massenzahl einfach die Gesamtzahl der Neutronen und Protonen zählt und somit eine natürliche (oder ganze) Zahl ist, ist die Atommasse eines einzelnen Atoms eine reelle Zahl , die die Masse eines bestimmten Isotops (oder "Nuklids") des Element, ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten (Symbol: u). Im Allgemeinen weicht die Massenzahl eines gegebenen Nuklids im Wert geringfügig von seiner Atommasse ab, da die Masse jedes Protons und Neutrons nicht genau 1 u beträgt; da die Elektronen einen geringeren Anteil zur Atommasse beitragen, da die Neutronenzahl die Protonenzahl übersteigt; und (endlich) wegen der nuklearen Bindungsenergie . Zum Beispiel beträgt die Atommasse von Chlor-35 mit fünf signifikanten Stellen 34,969 u und die von Chlor-37 36,966 u. Die Atommasse in u jedes Isotops liegt jedoch ziemlich nahe an seiner einfachen Massenzahl (immer innerhalb von 1%). Das einzige Isotop, dessen Atommasse genau eine natürliche Zahl ist , ist 12 C, das per Definition eine Masse von genau 12 hat, weil u definiert ist als 1/12 der Masse eines freien neutralen Kohlenstoff-12-Atoms im Grundzustand.

Das Standardatomgewicht (allgemein als "Atomgewicht" bezeichnet) eines Elements ist der Durchschnitt der Atommassen aller Isotope des chemischen Elements in einer bestimmten Umgebung, gewichtet nach Isotopenhäufigkeit, relativ zur atomaren Masseneinheit. Diese Zahl kann ein Bruch sein, der einer ganzen Zahl nicht nahe kommt. Zum Beispiel beträgt die relative Atommasse von Chlor 35,453 u, was stark von einer ganzen Zahl abweicht, da sie durchschnittlich etwa 76 % Chlor-35 und 24 % Chlor-37 beträgt. Wenn ein relativer Atommassenwert um mehr als 1% von einer ganzen Zahl abweicht, ist dies auf diesen Mittelungseffekt zurückzuführen, da in einer Probe dieses Elements natürlich erhebliche Mengen von mehr als einem Isotop vorhanden sind.

Chemisch rein und isotopenrein

Chemiker und Nuklearwissenschaftler haben unterschiedliche Definitionen eines reinen Elements . In der Chemie bedeutet ein reines Element eine Substanz, deren Atome alle (oder in der Praxis fast alle) die gleiche Ordnungszahl oder Anzahl von Protonen haben . Nuklearwissenschaftler definieren jedoch ein reines Element als ein Element, das nur aus einem stabilen Isotop besteht .

Zum Beispiel ist ein Kupferdraht zu 99,99 % chemisch rein, wenn 99,99 % seiner Atome aus Kupfer mit jeweils 29 Protonen bestehen. Es ist jedoch nicht isotopenrein, da gewöhnliches Kupfer aus zwei stabilen Isotopen besteht, 69 % 63 Cu und 31 % 65 Cu, mit unterschiedlichen Neutronenzahlen. Ein reiner Goldbarren wäre jedoch sowohl chemisch als auch isotopenrein, da gewöhnliches Gold nur aus einem Isotop, 197 Au, besteht.

Allotrope

Atome chemisch reiner Elemente können sich auf mehr als eine Weise chemisch aneinander binden, wodurch das reine Element in mehreren chemischen Strukturen ( räumliche Anordnungen von Atomen ), den sogenannten Allotropen , existieren kann, die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden. Kohlenstoff kann beispielsweise als Diamant gefunden werden , der eine tetraedrische Struktur um jedes Kohlenstoffatom hat; Graphit , das übereinander gestapelte Schichten von Kohlenstoffatomen mit einer hexagonalen Struktur aufweist; Graphen , das eine einzelne Graphitschicht ist, die sehr stark ist; Fullerene , die fast kugelförmige Formen haben; und Kohlenstoffnanoröhren , die Röhren mit einer hexagonalen Struktur sind (selbst diese können sich in ihren elektrischen Eigenschaften voneinander unterscheiden). Die Fähigkeit eines Elements, in einer von vielen Strukturformen zu existieren, wird als „Allotropie“ bezeichnet.

Der Standardzustand , auch Referenzzustand genannt, eines Elements ist definiert als sein thermodynamisch stabilster Zustand bei einem Druck von 1 bar und einer gegebenen Temperatur (typischerweise bei 298,15 K). In der Thermochemie wird ein Element so definiert, dass es im Standardzustand eine Bildungsenthalpie von Null hat. Der Referenzzustand für Kohlenstoff ist beispielsweise Graphit, da die Struktur von Graphit stabiler ist als die der anderen Allotrope.

Eigenschaften

Auf die Elemente lassen sich mehrere Arten beschreibender Kategorisierungen anwenden, einschließlich ihrer allgemeinen physikalischen und chemischen Eigenschaften, ihrer Aggregatzustände unter vertrauten Bedingungen, ihrer Schmelz- und Siedepunkte, ihrer Dichten, ihrer Kristallstrukturen als Feststoffe und ihrer Herkunft.

Allgemeine Eigenschaften

Mehrere Begriffe werden häufig verwendet, um die allgemeinen physikalischen und chemischen Eigenschaften der chemischen Elemente zu charakterisieren. Eine erste Unterscheidung ist zwischen Metallen , die leicht Elektrizität leiten , Nichtmetallen , die dies nicht tun, und einer kleinen Gruppe (den Metalloiden ), die Zwischeneigenschaften haben und sich oft wie Halbleiter verhalten .

Eine verfeinerte Einteilung wird oft in farbigen Darstellungen des Periodensystems gezeigt. Dieses System beschränkt die Begriffe "Metall" und "Nichtmetall" auf nur bestimmte der weiter gefassten Metalle und Nichtmetalle, wobei zusätzliche Ausdrücke für bestimmte Gruppen der allgemeiner betrachteten Metalle und Nichtmetalle hinzugefügt werden. Die Version dieses in den periodischen Tabellen verwendete Klassifizierung präsentiert hier beinhaltet: Actiniden , Alkalimetalle , Erdalkalimetalle , Halogene , Lanthaniden , Übergangsmetallen , Post-Übergangsmetallen , Metalloiden , reaktive Nichtmetalle und Edelgase . In diesem System sind die Alkali-, Erdalkali- und Übergangsmetalle sowie die Lanthanide und die Actiniden spezielle Gruppen der Metalle im weiteren Sinne. Ebenso sind die reaktiven Nichtmetalle und die Edelgase Nichtmetalle im weiteren Sinne. In einigen Präsentationen werden die Halogene nicht unterschieden, wobei Astat als Halbmetall und die anderen als Nichtmetalle identifiziert werden.

Aggregatzustände

Eine weitere häufig verwendete grundlegende Unterscheidung zwischen den Elementen ist ihr Aggregatzustand (Phase), ob fest , flüssig oder gasförmig , bei einer ausgewählten Standardtemperatur und -druck (STP). Die meisten Elemente sind bei herkömmlichen Temperaturen und Atmosphärendruck Feststoffe, während einige Gase sind. Nur Brom und Quecksilber sind bei 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit) und normalem atmosphärischem Druck flüssig; Cäsium und Gallium sind bei dieser Temperatur Feststoffe, schmelzen jedoch bei 28,4 ° C (83,2 ° F) bzw. 29,8 ° C (85,6 ° F).

Schmelz- und Siedepunkte

Schmelz- und Siedepunkte , typischerweise ausgedrückt in Grad Celsius bei einem Druck von einer Atmosphäre, werden üblicherweise zur Charakterisierung der verschiedenen Elemente verwendet. Während für die meisten Elemente bekannt ist, ist eine oder beide dieser Messungen für einige der radioaktiven Elemente, die nur in winzigen Mengen verfügbar sind, noch unbestimmt. Da Helium auch beim absoluten Nullpunkt bei Atmosphärendruck flüssig bleibt , hat es in herkömmlichen Darstellungen nur einen Siedepunkt und keinen Schmelzpunkt.

Dichten

Die Dichte bei ausgewählter Standardtemperatur und -druck ( STP ) wird häufig zur Charakterisierung der Elemente verwendet. Dichte wird oft in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm 3 ) ausgedrückt . Da mehrere Elemente bei üblicherweise vorkommenden Temperaturen Gase sind, werden ihre Dichten normalerweise für ihre gasförmigen Formen angegeben; wenn sie verflüssigt oder erstarrt sind, haben die gasförmigen Elemente ähnliche Dichten wie die anderen Elemente.

Wenn ein Element Allotrope mit unterschiedlichen Dichten aufweist, wird typischerweise ein repräsentatives Allotrop in zusammenfassenden Darstellungen ausgewählt, während Dichten für jedes Allotrop angegeben werden können, wenn mehr Details bereitgestellt werden. Zum Beispiel haben die drei bekannten Allotrope von Kohlenstoff ( amorpher Kohlenstoff , Graphit und Diamant ) Dichten von 1,8–2,1, 2,267 bzw. 3,515 g/cm 3 .

Kristallstrukturen

Die Elemente , die bisher untersucht als feste Proben haben acht Arten von Kristallstrukturen : kubische , kubisch raumzentrierte , kubisch-flächenzentrierten , hexagonal , monoklin , orthorhombisch , rhomboedrischen und tetragonal . Für einige der synthetisch hergestellten Transurane waren die verfügbaren Proben zu klein, um Kristallstrukturen zu bestimmen.

Vorkommen und Ursprung auf der Erde

Chemische Elemente können auch nach ihrem Ursprung auf der Erde kategorisiert werden, wobei die ersten 94 als natürlich vorkommend gelten, während diejenigen mit Ordnungszahlen über 94 nur künstlich als synthetische Produkte von menschengemachten Kernreaktionen hergestellt wurden.

Von den 94 natürlich vorkommenden Elementen gelten 83 als primordial und entweder stabil oder schwach radioaktiv. Die restlichen 11 natürlich vorkommenden Elemente haben Halbwertszeiten, die zu kurz sind, als dass sie zu Beginn des Sonnensystems vorhanden gewesen wären , und werden daher als transiente Elemente betrachtet. Von diesen 11 transienten Elementen sind 5 ( Polonium , Radon , Radium , Actinium und Protactinium ) relativ häufige Zerfallsprodukte von Thorium und Uran . Die verbleibenden 6 transienten Elemente ( Technetium , Promethium , Astat , Francium , Neptunium und Plutonium ) treten nur selten als Produkte seltener Zerfallsarten oder Kernreaktionsprozesse mit Uran oder anderen schweren Elementen auf.

Für Elemente mit den Ordnungszahlen 1 bis 82, außer 43 ( Technetium ) und 61 ( Promethium ), wurde kein radioaktiver Zerfall beobachtet . Für beobachtungsstabile Isotope einiger Elemente (wie Wolfram und Blei ) wird jedoch vorhergesagt, dass sie mit sehr langen Halbwertszeiten leicht radioaktiv sind: Zum Beispiel reichen die Halbwertszeiten für die beobachtungsstabilen Bleiisotope von 10 35 bis 10 189 Jahre. Elemente mit den Ordnungszahlen 43, 61 und 83 bis 94 sind so instabil, dass ihr radioaktiver Zerfall leicht nachgewiesen werden kann. Drei dieser Elemente, Wismut (Element 83), Thorium (Element 90) und Uran (Element 92) haben ein oder mehrere Isotope mit Halbwertszeiten, die lang genug sind, um als Überbleibsel der explosiven stellaren Nukleosynthese zu überleben , die die schweren Elemente vor der Entstehung des Sonnensystems . Zum Beispiel hat Wismut-209 mit über 1,9 × 10 19 Jahren, über eine Milliarde Mal länger als das derzeit geschätzte Alter des Universums, die längste bekannte Alpha-Zerfall -Halbwertszeit aller natürlich vorkommenden Elemente. Die 24 allerschwersten Elemente (diejenigen jenseits von Plutonium, Element 94) unterliegen einem radioaktiven Zerfall mit kurzen Halbwertszeiten und können nicht als Tochter von langlebigeren Elementen erzeugt werden und kommen daher in der Natur überhaupt nicht vor.

Periodensystem

Gruppe 1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 fünfzehn 16 17 18
Wasserstoff &
Alkalimetalle
Erdalkalimetalle Pniktogene Chalkogene Halogene edler
Gase
Zeitraum

1

Wasserstoff1h1.008 Helium2Er4.0026
2 Lithium3Li6.94 Beryllium4Sei9.0122 Bor5B10,81 Kohlenstoff6C12.011 Stickstoff7n14.007 Sauerstoff8Ö15.999 Fluor9F18.998 Neon10Ne20.180
3 Natrium11N / A22.990 Magnesium12Mg24.305 Aluminium13Al26.982 Silizium14Si28.085 PhosphorfünfzehnP30.974 Schwefel16S32.06 Chlor17Cl35.45 Argon18Ar39,95
4 Kalium19K39.098 Kalzium20Ca40.078 Scandium21SC44.956 Titan22Ti47.867 Vanadium23V50.942 Chrom24Cr51.996 Mangan25Mn54.938 Eisen26Fe55.845 Kobalt27Co58.933 Nickel28Ni58.693 Kupfer29Cu63.546 Zink30Zn65,38 Gallium31Ga69,723 Germanium32Ge72.630 Arsen33Wie74.922 Selen34Se78.971 Brom35Br79.904 Krypton36Kr83.798
5 Rubidium37Rb85.468 Strontium38Sr87.62 Yttrium39Ja88.906 Zirkonium40Zr91.224 Niob41Nb92.906 Molybdän42Mo95,95 Technetium43Tc​[97] Ruthenium44Ru101,07 Rhodium45NS102,91 Palladium46Pd106,42 Silber47Ag107,87 Cadmium48CD112,41 Indium49In114,82 Zinn50Sn118,71 Antimon51Sb121,76 Tellur52Te127.60 Jod53ich126,90 Xenon54Xe131.29
6 Cäsium55Cs132,91 Barium56Ba137.33 1 Sternchen Lutetium71Lu174.97 Hafnium72Hf178.49 Tantal73Ta180,95 Wolfram74W183,84 Rhenium75Betreff186.21 Osmium76Os190.23 Iridium77Ir192.22 Platin78Pt195.08 Gold79Au196.97 Quecksilber80Hg200.59 Thallium81Tl204,38 Das Blei82Pb207.2 Wismut83Bi208.98 Polonium84Po​[209] Astatin85Bei​[210] Radon86Rn​[222]
7 Francium87NS​[223] Radium88Ra​[226] 1 Sternchen Lawrencium103Lr​[266] Rutherfordium104Rf​[267] Dubnium105Db​[268] Seaborgium106Sg​[269] Bohrium107Bh​[270] Hassium108Hs​[269] Meitnerium109Berg​[278] Darmstadtium110Ds​[281] Röntgenium111Rg​[282] Copernicium112Cn​[285] Nihonium113Nh​[286] Flerovium114Fl​[289] Moskau115Mc​[290] Lebermorium116Lv​[293] Tennessine117Ts​[294] Oganesson118Og​[294]
1 Sternchen Lanthan57La138,91 Cer58Ce140,12 Praseodym59Pr140,91 Neodym60Nd144,24 Promethium61Uhr​[145] Samarium62Sm150,36 Europa63EU151.96 Gadolinium64Gott157,25 Terbium65Tb158,93 Dysprosium66Dy162,50 Holmium67Ho164.93 Erbium68Er167,26 Thulium69Tm168.93 Ytterbium70Yb173.05  
1 Sternchen Aktinium89Ac​[227] Thorium90NS232.04 Protactinium91Pa231.04 Uran92U238.03 Neptunium93Np​[237] Plutonium94Pu​[244] Amerika95Bin​[243] Kurium96Cm​[247] Berkelium97Bk​[247] Kalifornien98Vgl​[251] Einsteinium99Es​[252] Fermium100Fm​[257] Mendelevium101Md​[258] Nobelium102Nein​[259]

Die Eigenschaften der chemischen Elemente werden oft mit dem Periodensystem zusammengefasst , das die Elemente kraftvoll und elegant organisiert, indem es die Ordnungszahl in Reihen ( "Perioden" ) erhöht, in denen die Spalten ( "Gruppen" ) sich wiederholende ("periodische") physikalische und chemische Eigenschaften. Die aktuelle Auswahlliste enthält ab 2019 118 bestätigte Elemente.

Obwohl es frühere Vorläufer dieser Präsentation gibt, wird ihre Erfindung im Allgemeinen dem russischen Chemiker Dmitri Mendeleev im Jahr 1869 zugeschrieben, der die Tabelle beabsichtigte, wiederkehrende Trends in den Eigenschaften der Elemente zu veranschaulichen. Das Layout der Tabelle wurde im Laufe der Zeit verfeinert und erweitert, da neue Elemente entdeckt und neue theoretische Modelle entwickelt wurden, um das chemische Verhalten zu erklären.

Die Verwendung des Periodensystems ist heute in der akademischen Disziplin der Chemie allgegenwärtig und bietet einen äußerst nützlichen Rahmen, um all die vielen verschiedenen Formen des chemischen Verhaltens zu klassifizieren, zu systematisieren und zu vergleichen. Der Tisch hat auch in Physik , Geologie , Biologie , Materialwissenschaften , Ingenieurwesen , Landwirtschaft , Medizin , Ernährung , Umweltgesundheit und Astronomie breite Anwendung gefunden . Seine Prinzipien sind in der chemischen Verfahrenstechnik besonders wichtig .

Nomenklatur und Symbole

Die verschiedenen chemischen Elemente werden formal durch ihre eindeutigen Ordnungszahlen , durch ihre akzeptierten Namen und durch ihre Symbole identifiziert .

Ordnungszahlen

Die bekannten Elemente haben Ordnungszahlen von 1 bis 118, die üblicherweise als arabische Ziffern dargestellt werden . Da die Elemente eindeutig nach Ordnungszahl geordnet werden können, konventionell von der niedrigsten zur höchsten (wie in einem Periodensystem ), werden Elementmengen manchmal durch solche Notationen wie "durch", "jenseits" oder "von ... bis" angegeben. , wie in „durch Eisen“, „jenseits von Uran“ oder „von Lanthan durch Lutetium“. Die Begriffe "leicht" und "schwer" werden manchmal auch informell verwendet, um relative Ordnungszahlen (nicht Dichten) anzugeben, wie in "leichter als Kohlenstoff" oder "schwerer als Blei", obwohl technisch das Gewicht oder die Masse von Atomen eines Elements ( ihre Atomgewichte oder Atommassen) wachsen nicht immer monoton mit ihren Ordnungszahlen.

Elementnamen

Die Benennung verschiedener Substanzen, die heute als Elemente bekannt sind, geht der Atomtheorie der Materie voraus , da von verschiedenen Kulturen lokal verschiedene Mineralien, Metalle, Verbindungen, Legierungen, Mischungen und andere Materialien benannt wurden, obwohl zu dieser Zeit nicht bekannt war, welche Chemikalien Elemente waren und welche Verbindungen. Da sie als Elemente identifiziert wurden, wurden in den meisten Ländern die bestehenden Namen für altbekannte Elemente (zB Gold, Quecksilber, Eisen) beibehalten. Nationale Unterschiede traten bei den Namen der Elemente auf, entweder aus Gründen der Bequemlichkeit, der sprachlichen Feinheiten oder des Nationalismus. Einige anschauliche Beispiele: Deutschsprachige verwenden "Wasserstoff" (Wasserstoff) für "Wasserstoff", "Sauerstoff" (Sauerstoff) für "Sauerstoff" und "Stickstoff" (Erstickungsstoff) für "Stickstoff", während Englisch und etwas Romantik Sprachen verwenden "Natrium" für "Natrium" und "Kalium" für "Kalium", und die Franzosen, Italiener, Griechen, Portugiesen und Polen bevorzugen "azote/azot/azoto" (von den Wurzeln bedeutet "kein Leben") für "Stickstoff" .

Für die Zwecke der internationalen Kommunikation und des internationalen Handels werden die offiziellen Namen der sowohl alten als auch neueren anerkannten chemischen Elemente von der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) festgelegt, die sich für eine Art internationale englische Sprache entschieden hat, die sich auf traditionelle Englische Namen, auch wenn das chemische Symbol eines Elements auf einem lateinischen oder einem anderen traditionellen Wort basiert, zum Beispiel "Gold" anstelle von "Aurum" als Name für das 79. Element (Au). IUPAC bevorzugt die britischen Schreibweisen „ Aluminium “ und „Cäsium“ gegenüber den US-Schreibweisen „Aluminium“ und „Cäsium“ und die US-amerikanischen „Schwefel“ gegenüber dem britischen „Schwefel“. Elemente, die in vielen Ländern praktisch in großen Mengen verkauft werden können, haben jedoch oft noch lokal gebräuchliche nationale Namen, und Länder, deren Landessprache nicht das lateinische Alphabet verwendet, verwenden wahrscheinlich die IUPAC-Elementnamen.

Laut IUPAC sind chemische Elemente im Englischen keine Eigennamen; folglich wird der vollständige Name eines Elements im Englischen nicht routinemäßig großgeschrieben, selbst wenn er von einem Eigennamen abgeleitet ist , wie in californium und einsteinium . Isotopennamen chemischer Elemente werden ebenfalls nicht in Großbuchstaben geschrieben, wenn sie ausgeschrieben werden, zB Kohlenstoff-12 oder Uran-235 . Chemisches Element Symbole (wie Cf für Californium und Es für einsteinium) werden immer aktiviert (siehe unten).

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden Physiklabore in der Lage, Kerne chemischer Elemente herzustellen, deren Halbwertszeit zu kurz war, als dass eine nennenswerte Menge von ihnen jemals existieren könnte. Diese werden auch von der IUPAC benannt, die in der Regel den vom Entdecker gewählten Namen annimmt. Diese Praxis kann zu der umstrittenen Frage führen, welche Forschergruppe ein Element tatsächlich entdeckt hat, eine Frage, die die Benennung von Elementen mit der Ordnungszahl 104 und höher für eine beträchtliche Zeit verzögerte. (Siehe Kontroverse um die Benennung von Elementen ).

Vorläufer solcher Kontroversen waren die nationalistischen Benennungen von Elementen im späten 19. Jahrhundert. Lutetium wurde beispielsweise in Anlehnung an Paris, Frankreich, benannt. Die Deutschen zögerten, die Namensrechte an die Franzosen abzugeben und nannten es oft Cassiopeium . In ähnlicher Weise nannte der britische Entdecker des Niobiums es ursprünglich Columbium in Bezug auf die Neue Welt . Es wurde als solches von amerikanischen Publikationen vor der internationalen Standardisierung (1950) ausgiebig verwendet.

Chemische Symbole

Spezifische chemische Elemente

Bevor die Chemie zu einer Wissenschaft wurde , hatten Alchemisten arkane Symbole sowohl für Metalle als auch für gewöhnliche Verbindungen entworfen. Diese wurden jedoch als Abkürzungen in Diagrammen oder Prozeduren verwendet; es gab kein Konzept von Atomen, die sich zu Molekülen verbinden . Mit seinen Fortschritten in der Atomtheorie der Materie entwickelte John Dalton seine eigenen einfacheren Symbole, die auf Kreisen basieren, um Moleküle darzustellen.

Das aktuelle System der chemischen Notation wurde von Berzelius erfunden . In diesem typografischen System sind chemische Symbole keine bloßen Abkürzungen – obwohl jedes aus Buchstaben des lateinischen Alphabets besteht . Sie sind als universelle Symbole für Menschen aller Sprachen und Alphabete gedacht.

Das erste dieser Symbole sollte vollständig universell sein. Da zu dieser Zeit Latein die gängige Wissenschaftssprache war, handelte es sich um Abkürzungen, die auf den lateinischen Namen von Metallen beruhten . Cu kommt von Cuprum, Fe kommt von Ferrum, Ag von Argentum. Auf die Symbole folgte kein Punkt (Punkt) wie bei Abkürzungen. Späteren chemischen Elementen wurden auch einzigartige chemische Symbole zugewiesen, basierend auf dem Namen des Elements, jedoch nicht unbedingt auf Englisch. Natrium hat zum Beispiel das chemische Symbol „Na“ nach dem lateinischen Natrium . Gleiches gilt für "Fe" (Ferrum) für Eisen , "Hg" (Hydrargyrum) für Quecksilber , "Sn" ( Zinn ) für Zinn , "Au" (Aurum) für Gold , "Ag" (Argentum) für Silber , " Pb" (Plumbum) für Blei , "Cu" (Cuprum) für Kupfer und "Sb" (Stibium) für Antimon . „W“ (Wolfram) für Wolfram leitet sich letztlich aus dem Deutschen ab, „K“ (Klium) für Kalium schließlich aus dem Arabischen.

Chemische Symbole werden international verstanden, wenn Elementnamen möglicherweise übersetzt werden müssen. In der Vergangenheit gab es manchmal Unterschiede. Zum Beispiel haben Deutsche in der Vergangenheit "J" (für den alternativen Namen Jod) für Jod verwendet, aber jetzt verwenden sie "I" und "Iod".

Der erste Buchstabe eines chemischen Symbols wird immer groß geschrieben, wie in den vorherigen Beispielen, und die nachfolgenden Buchstaben, falls vorhanden, sind immer Kleinbuchstaben (Kleinbuchstaben). Daher sind die Symbole für Californium und Einsteinium Cf und Es.

Allgemeine chemische Symbole

Es gibt auch Symbole in chemischen Gleichungen für Gruppen chemischer Elemente, beispielsweise in Vergleichsformeln. Diese sind oft ein einzelner Großbuchstabe, und die Buchstaben sind reserviert und werden nicht für Namen bestimmter Elemente verwendet. Zum Beispiel bezeichnet ein " X " eine variable Gruppe (normalerweise ein Halogen ) in einer Klasse von Verbindungen, während " R " ein Radikal ist , was eine Verbindungsstruktur wie eine Kohlenwasserstoffkette bedeutet. Der Buchstabe „ Q “ ist für „Wärme“ bei einer chemischen Reaktion reserviert. „ Y “ wird auch oft als allgemeines chemisches Symbol verwendet, obwohl es auch das Symbol für Yttrium ist . " Z " wird auch häufig als allgemeine Variablengruppe verwendet. " E " wird in der organischen Chemie verwendet, um eine elektronenziehende Gruppe oder ein Elektrophil zu bezeichnen ; ähnlich bezeichnet " Nu " ein Nukleophil . " L " wird verwendet, um einen allgemeinen Liganden in der anorganischen und metallorganischen Chemie darzustellen . " M " wird auch oft anstelle eines allgemeinen Metalls verwendet.

Mindestens zwei zusätzliche, aus zwei Buchstaben bestehende allgemeine chemische Symbole sind auch in informellem Gebrauch, „ Ln “ für jedes Lanthanoid- Element und „ An “ für jedes Actiniden- Element. „ Rg “ wurde früher für jedes Edelgaselement verwendet, aber die Gruppe der Edelgase wurde nun in Edelgase umbenannt und das Symbol „ Rg “ wurde nun dem Element Röntgenium zugeordnet .

Isotopensymbole

Isotope werden durch die Atommassenzahl (Gesamtprotonen und Neutronen) für ein bestimmtes Isotop eines Elements unterschieden, wobei diese Zahl mit dem Symbol des entsprechenden Elements kombiniert wird. IUPAC bevorzugt, dass Isotopensymbole in hochgestellter Schreibweise geschrieben werden, wenn dies praktikabel ist, beispielsweise 12 C und 235 U. Es werden jedoch auch andere Schreibweisen wie Kohlenstoff-12 und Uran-235 oder C-12 und U-235 verwendet.

Als Sonderfall werden die drei natürlich vorkommenden Isotope des Elements Wasserstoff oft als H für 1 H ( Protium ), D für 2 H ( Deuterium ) und T für 3 H ( Tritium ) bezeichnet. Diese Konvention ist einfacher in chemischen Gleichungen zu verwenden und ersetzt die Notwendigkeit, die Massenzahl für jedes Atom auszugeben. Zum Beispiel kann die Formel für schweres Wasser D 2 O anstelle von 2 H 2 O geschrieben werden.

Herkunft der Elemente

Geschätzte Verteilung von Dunkler Materie und Dunkler Energie im Universum. Nur der als "Atome" bezeichnete Bruchteil der Masse und Energie im Universum besteht aus chemischen Elementen.

Nur etwa 4% der Gesamtmasse des Universums bestehen aus Atomen oder Ionen und werden somit durch chemische Elemente repräsentiert. Dieser Anteil macht etwa 15% der gesamten Materie aus, der Rest der Materie (85%) ist dunkle Materie . Die Natur der Dunklen Materie ist unbekannt, aber sie besteht nicht aus Atomen chemischer Elemente, da sie keine Protonen, Neutronen oder Elektronen enthält. (Der verbleibende nicht-materielle Teil der Masse des Universums besteht aus der noch weniger gut verstandenen dunklen Energie ).

Die 94 natürlich vorkommenden chemischen Elemente wurden durch mindestens vier Klassen astrophysikalischer Prozesse hergestellt. Der größte Teil des Wasserstoffs , Heliums und eine sehr kleine Menge Lithium wurden in den ersten Minuten des Urknalls produziert . Diese Urknall-Nukleosynthese fand nur einmal statt; die anderen Prozesse laufen. Die Kernfusion im Inneren von Sternen erzeugt Elemente durch stellare Nukleosynthese , einschließlich aller Elemente von Kohlenstoff bis Eisen in der Ordnungszahl. Elemente mit einer höheren Ordnungszahl als Eisen, einschließlich schwerer Elemente wie Uran und Plutonium , werden durch verschiedene Formen der explosiven Nukleosynthese bei Supernova- und Neutronenstern-Verschmelzungen erzeugt . Die leichten Elemente Lithium , Beryllium und Bor werden meist durch produziert Kosmischer - Strahl - Spallations (durch induzierte Fragmentierung kosmischen Strahlen von Kohlenstoff,) Stickstoff und Sauerstoff .

Während der frühen Phasen des Urknalls führte die Nukleosynthese von Wasserstoffkernen zur Produktion von Wasserstoff-1 ( Protium , 1 H) und Helium-4 ( 4 He), sowie einer geringeren Menge von Deuterium ( 2 H) und sehr winzige Mengen (in der Größenordnung von 10 –10 ) von Lithium und Beryllium. Beim Urknall wurden möglicherweise noch kleinere Mengen an Bor produziert, da es in einigen sehr alten Sternen beobachtet wurde, während dies bei Kohlenstoff nicht der Fall ist. Beim Urknall wurden keine Elemente produziert, die schwerer als Bor waren. Als Ergebnis bestand die ursprüngliche Häufigkeit von Atomen (oder Ionen) aus ungefähr 75 % 1 H, 25 % 4 He und 0,01 % Deuterium, mit nur winzigen Spuren von Lithium, Beryllium und vielleicht Bor. Nachfolgende Anreicherung galaktischer Halos erfolgte aufgrund von stellarer Nukleosynthese und Supernova-Nukleosynthese . Die Elementhäufigkeit im intergalaktischen Raum kann jedoch immer noch den Urbedingungen ähneln, es sei denn, sie wurde auf irgendeine Weise angereichert.

Periodensystem, das den kosmogenen Ursprung jedes Elements im Urknall oder in großen oder kleinen Sternen zeigt. Kleine Sterne können durch den Alpha-Prozess bestimmte Elemente bis hin zu Schwefel produzieren . Supernovae werden benötigt, um im r-Prozess durch Neutronenaufbau schnell "schwere" Elemente (jene jenseits von Eisen und Nickel) zu erzeugen . Gewisse große Sterne produzieren im s-Prozess langsam andere Elemente, die schwerer als Eisen sind ; diese können dann bei der Ausgasung planetarischer Nebel in den Weltraum geblasen werden

Auf der Erde (und anderswo) werden weiterhin Spuren verschiedener Elemente aus anderen Elementen als Produkte von nuklearen Transmutationsprozessen produziert . Dazu gehören einige, die durch kosmische Strahlung oder andere Kernreaktionen erzeugt werden (siehe kosmogene und nukleogene Nuklide), und andere, die als Zerfallsprodukte langlebiger Urnuklide entstehen . Zum Beispiel werden in der Atmosphäre kontinuierlich Spuren (aber nachweisbar) Kohlenstoff-14 ( 14 C) durch kosmische Strahlung erzeugt, die auf Stickstoffatome trifft, und Argon-40 ( 40 Ar) wird kontinuierlich durch den Zerfall von ursprünglich vorkommendem, aber instabilem Kalium produziert -40 ( 40 K). Außerdem zerfallen drei ursprünglich vorkommende, aber radioaktive Aktiniden , Thorium , Uran und Plutonium, durch eine Reihe von wiederkehrenden, aber instabilen radioaktiven Elementen wie Radium und Radon , die vorübergehend in jeder Probe dieser Metalle oder deren Erze oder Verbindungen vorhanden sind. Drei weitere radioaktive Elemente, Technetium , Promethium und Neptunium , kommen nur zufällig in natürlichen Materialien vor, die als einzelne Atome durch Kernspaltung der Kerne verschiedener schwerer Elemente oder in anderen seltenen Kernprozessen entstehen.

Zusätzlich zu den 94 natürlich vorkommenden Elementen wurden mehrere künstliche Elemente durch die Technologie der menschlichen Nuklearphysik hergestellt . Ab 2021 haben diese Experimente alle Elemente bis zur Ordnungszahl 118 produziert.

Fülle

Die folgende Grafik (Log-Skala beachten) zeigt die Fülle der Elemente in unserem Sonnensystem . Die Tabelle zeigt die zwölf häufigsten Elemente in unserer Galaxie (geschätzt spektroskopisch), gemessen in Teilen pro Million durch, Masse . Nahegelegene Galaxien, die sich ähnlich entwickelt haben, weisen eine entsprechende Anreicherung von Elementen auf, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind. Die weiter entfernten Galaxien werden so betrachtet, wie sie in der Vergangenheit erschienen sind, sodass ihre Elementhäufigkeit näher an der ursprünglichen Mischung erscheint. Da physikalische Gesetze und Prozesse im gesamten sichtbaren Universum üblich sind, erwarten Wissenschaftler jedoch, dass diese Galaxien Elemente in ähnlicher Menge entwickelt haben.

Die Fülle der Elemente im Sonnensystem stimmt mit ihrem Ursprung aus der Nukleosynthese im Urknall und einer Reihe von Vorläufer-Supernova-Sternen überein. Wasserstoff und Helium sind sehr häufig Produkte des Urknalls, aber die nächsten drei Elemente sind selten, da sie im Urknall wenig Zeit hatten, sich zu bilden und nicht in Sternen gebildet werden (sie werden jedoch in kleinen Mengen durch das Aufbrechen von schwerere Elemente im interstellaren Staub als Folge des Aufpralls durch kosmische Strahlung ). Beginnend mit Kohlenstoff werden Elemente in Sternen durch Aufbau aus Alphateilchen (Heliumkerne) erzeugt, was zu einer abwechselnd größeren Häufigkeit von Elementen mit geraden Ordnungszahlen führt (diese sind auch stabiler). Im Allgemeinen werden solche Elemente bis hin zu Eisen in großen Sternen im Prozess der Supernova gebildet . Eisen-56 ist besonders verbreitet, da es das stabilste Element ist, das leicht aus Alphateilchen hergestellt werden kann (ein Zerfallsprodukt von radioaktivem Nickel-56, das letztendlich aus 14 Heliumkernen besteht). Elemente, die schwerer als Eisen sind, werden in energieabsorbierenden Prozessen in großen Sternen gebildet, und ihre Häufigkeit im Universum (und auf der Erde) nimmt im Allgemeinen mit ihrer Ordnungszahl ab.

Die Fülle der chemischen Elemente auf der Erde variiert von der Luft über die Kruste bis zum Ozean und in verschiedenen Arten von Leben. Die Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste unterscheidet sich von der im Sonnensystem (wie bei der Sonne und schweren Planeten wie Jupiter) hauptsächlich durch den selektiven Verlust der leichtesten Elemente (Wasserstoff und Helium) und auch flüchtiges Neon, Kohlenstoff (als Kohlenwasserstoffe) , Stickstoff und Schwefel, als Folge der solaren Erwärmung bei der frühen Bildung des Sonnensystems. Sauerstoff, das massereichste Element der Erde, wird auf der Erde durch Kombination mit Silizium zurückgehalten. Aluminium mit 8 Masse-% ist in der Erdkruste häufiger als im Universum und im Sonnensystem, aber die Zusammensetzung des weitaus voluminöseren Mantels, der Magnesium und Eisen anstelle von Aluminium enthält (das dort nur bei 2% der Masse vorkommt) ) spiegelt die elementare Zusammensetzung des Sonnensystems genauer wider, abgesehen von dem festgestellten Verlust flüchtiger Elemente in den Weltraum und dem Verlust von Eisen, das in den Erdkern gewandert ist.

Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers orientiert sich dagegen eher an der Zusammensetzung des Meerwassers – außer dass der menschliche Körper über zusätzliche Kohlenstoff- und Stickstoffspeicher verfügt, die für die Bildung der Proteine und Nukleinsäuren erforderlich sind , zusammen mit Phosphor in den Nukleinsäuren und dem Energieübertragungsmolekül Adenosintriphosphat (ATP), das in den Zellen aller lebenden Organismen vorkommt. Bestimmte Organismen benötigen bestimmte zusätzliche Elemente, zum Beispiel das Magnesium im Chlorophyll in grünen Pflanzen, das Kalzium in den Schalen von Weichtieren oder das Eisen im Hämoglobin in den roten Blutkörperchen von Wirbeltieren .

Fülle der chemischen Elemente im Sonnensystem. Wasserstoff und Helium sind seit dem Urknall am häufigsten. Die nächsten drei Elemente (Li, Be, B) sind selten, da sie im Urknall und auch in Sternen schlecht synthetisiert werden. Die beiden allgemeinen Trends bei den verbleibenden von Sternen erzeugten Elementen sind: (1) ein Wechsel der Häufigkeit von Elementen, da sie gerade oder ungerade Ordnungszahlen haben (die Oddo-Harkins-Regel ) und (2) eine allgemeine Abnahme der Häufigkeit, wenn die Elemente schwerer. Eisen ist besonders verbreitet, weil es das Nuklid mit der geringsten Energie darstellt, das durch Fusion von Helium in Supernovae hergestellt werden kann.
Elemente in unserer Galaxie
Massenteile pro Million
Wasserstoff 739.000
Helium 240.000
Sauerstoff 10.400
Kohlenstoff 4.600
Neon 1.340
Eisen 1.090
Stickstoff 960
Silizium 650
Magnesium 580
Schwefel 440
Kalium 210
Nickel 100
Ernährungselemente im Periodensystem
h   Er
Li Sei   B C n Ö F Ne
N / A Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca   SC Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Wie Se Br Kr
Rb Sr   Ja Zr Nb Mo Tc Ru NS Pd Ag CD In Sn Sb Te ich Xe
Cs Ba * Lu Hf Ta W Betreff Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po Bei Rn
NS Ra ** Lr Rf Db Sg Bh Hs Berg Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
  * La Ce Pr Nd Uhr Sm EU Gott Tb Dy Ho Er Tm Yb
  ** Ac NS Pa U Np Pu Bin Cm Bk Vgl Es Fm Md Nein
Legende:
  Mengenelemente
  Essentielle Spurenelemente
  Von den USA als essentielles Spurenelement eingestuft, nicht von der Europäischen Union
  Vorgeschlagene Funktion durch Deprivationseffekte oder aktive metabolische Handhabung, aber keine klar identifizierte biochemische Funktion beim Menschen
  Begrenzte Indizien für Spurenvorteile oder biologische Wirkung bei Säugetieren
  Keine Beweise für biologische Wirkung bei Säugetieren, aber essentiell bei einigen niederen Organismen.
(Im Fall von Lanthan ist die Definition eines essentiellen Nährstoffs als unverzichtbar und unersetzlich aufgrund der extremen Ähnlichkeit der Lanthanoide nicht vollständig zutreffend . Die stabilen frühen Lanthanoide bis hin zu Sm sind dafür bekannt, das Wachstum verschiedener Lanthanoid-verwendender Organismen zu stimulieren .)

Geschichte

Mendelejews Periodensystem von 1869 : Ein Experiment über ein System von Elementen. Basierend auf ihren Atomgewichten und chemischen Ähnlichkeiten.

Sich entwickelnde Definitionen

Das Konzept eines "Elements" als unteilbare Substanz hat sich in drei wichtigen historischen Phasen entwickelt: Klassische Definitionen (wie die der alten Griechen), chemische Definitionen und atomare Definitionen.

Klassische Definitionen

Die antike Philosophie postulierte eine Reihe klassischer Elemente , um beobachtete Muster in der Natur zu erklären . Diese Elemente bezogen sich ursprünglich eher auf Erde , Wasser , Luft und Feuer als auf die chemischen Elemente der modernen Wissenschaft.

Der Begriff ‚Elemente‘ ( stoicheia ) wurde erstmals von dem griechischen Philosophen verwendet Plato in etwa 360 BCE in seinem Dialog Timaios , der eine Diskussion über die Zusammensetzung von anorganischen und organischen Körper enthält und eine spekulative Abhandlung über Chemie. Platon glaubte, dass die Elemente, die Empedokles ein Jahrhundert zuvor eingeführt hatte, aus kleinen polyedrischen Formen zusammengesetzt waren : Tetraeder (Feuer), Oktaeder (Luft), Ikosaeder (Wasser) und Würfel (Erde).

Aristoteles , C. 350 v. Chr., benutzte auch den Begriff Stoicheia und fügte ein fünftes Element namens Äther hinzu , das den Himmel bildete. Aristoteles definierte ein Element als:

Element – ​​einer dieser Körper, in die sich andere Körper zersetzen können, und der selbst nicht in andere geteilt werden kann.

Chemische Definitionen

Im Jahr 1661 schlug Robert Boyle seine Theorie des Korpuskularismus vor, die die Analyse der Materie als durch irreduzible Einheiten der Materie (Atome) konstituiert begünstigte und sich weder für die Ansicht von Aristoteles über die vier Elemente noch für die Ansicht von Paracelsus über die drei fundamentalen Elemente entschied, offen gelassen die Frage nach der Anzahl der Elemente. Die erste moderne Liste chemischer Elemente wurde in Antoine Lavoisiers 1789 Elements of Chemistry gegeben , die dreiunddreißig Elemente enthielt, darunter Licht und Kalorien . Bis 1818 hatte Jöns Jakob Berzelius für fünfundvierzig der neunundvierzig damals akzeptierten Elemente Atomgewichte bestimmt. Dmitri Mendelejew hatte in seinem Periodensystem von 1869 sechsundsechzig Elemente .

Von Boyle bis zum frühen 20. Jahrhundert wurde ein Element als reine Substanz definiert, die in keine einfachere Substanz zerlegt werden konnte. Anders ausgedrückt: Ein chemisches Element kann nicht durch chemische Prozesse in andere chemische Elemente umgewandelt werden. Elemente während dieser Zeit wurden im Allgemeinen durch ihr Atomgewicht unterschieden, eine Eigenschaft, die mit verfügbaren analytischen Techniken mit ziemlicher Genauigkeit gemessen werden konnte.

Atomare Definitionen

Die Entdeckung des englischen Physikers Henry Moseley aus dem Jahr 1913, dass die Kernladung die physikalische Grundlage für die Ordnungszahl eines Atoms ist, die weiter verfeinert wurde, als die Natur von Protonen und Neutronen erkannt wurde, führte schließlich zur aktuellen Definition eines Elements basierend auf der Ordnungszahl (Anzahl von Protonen pro Atomkern). Die Verwendung von Ordnungszahlen anstelle von Atomgewichten zur Unterscheidung von Elementen hat einen größeren Vorhersagewert (da diese Zahlen ganze Zahlen sind) und löst auch einige Mehrdeutigkeiten in der chemiebasierten Sicht aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften von Isotopen und Allotropen innerhalb desselben Elements. Gegenwärtig definiert die IUPAC ein Element als existierend, wenn es Isotope mit einer Lebensdauer von mehr als den 10 -14 Sekunden hat, die der Kern braucht, um eine elektronische Wolke zu bilden.

Bis 1914 waren 72 Elemente bekannt, die alle natürlich vorkommen. Die verbleibenden natürlich vorkommenden Elemente wurden in den folgenden Jahrzehnten entdeckt oder isoliert, und verschiedene zusätzliche Elemente wurden auch synthetisch hergestellt, wobei ein Großteil dieser Arbeit von Glenn T. Seaborg Pionierarbeit geleistet hat . 1955 Element 101 wurde entdeckt und benannt mendelevium zu Ehren von DI Mendelejew, die ersten , die Elemente in einer periodischen Weise zu arrangieren.

Entdeckung und Erkennung verschiedener Elemente

Zehn Materialien, die verschiedenen prähistorischen Kulturen bekannt waren, sind heute als chemische Elemente bekannt: Kohlenstoff , Kupfer , Gold , Eisen , Blei , Quecksilber , Silber , Schwefel , Zinn und Zink . Drei zusätzliche Materialien, die jetzt als Elemente akzeptiert werden, Arsen , Antimon und Wismut , wurden vor 1500 n. Chr. als unterschiedliche Substanzen erkannt. Phosphor , Kobalt und Platin wurden vor 1750 isoliert.

Die meisten der verbleibenden natürlich vorkommenden chemischen Elemente wurden um 1900 identifiziert und charakterisiert, darunter:

Elemente, die seit 1900 isoliert oder hergestellt wurden, umfassen:

  • Die drei verbleibenden unentdeckten, regelmäßig vorkommenden stabilen natürlichen Elemente: Hafnium , Lutetium und Rhenium
  • Plutonium , das 1940 von Glenn T. Seaborg erstmals synthetisch hergestellt wurde, heute aber auch aus einigen wenigen lang anhaltenden Naturvorkommen bekannt ist
  • Die drei zufällig vorkommenden natürlichen Elemente ( Neptunium , Promethium und Technetium ), die alle zunächst synthetisch hergestellt wurden, aber später in Spuren in bestimmten geologischen Proben entdeckt wurden
  • Vier seltene Zerfallsprodukte von Uran oder Thorium, ( Astat , Francium , Actinium und protactinium ) und
  • Verschiedene synthetische Transurane , beginnend mit Americium und Curium

Kürzlich entdeckte Elemente

Das erste entdeckte Transuranelement (Element mit einer Ordnungszahl größer als 92) war Neptunium im Jahr 1940. Seit 1999 werden Ansprüche auf Entdeckung neuer Elemente von der gemeinsamen Arbeitsgruppe der IUPAC/IUPAP geprüft . Bis Januar 2016 wurden alle 118 Elemente von der IUPAC als entdeckt bestätigt . Die Entdeckung des Elements 112 wurde 2009 gewürdigt und der Name Copernicium und das Atomsymbol Cn dafür vorgeschlagen. Der Name und das Symbol wurden am 19. Februar 2010 offiziell von der IUPAC bestätigt. Das schwerste Element, von dem angenommen wird, dass es bisher synthetisiert wurde, ist Element 118, Oganesson , das am 9. Oktober 2006 vom Flerov Laboratory of Nuclear Reactions in Dubna , Russland , synthetisiert wurde . Tennessine , Element 117, war das neueste Element, das angeblich im Jahr 2009 entdeckt wurde. Am 28. November 2016 erkannten Wissenschaftler der IUPAC offiziell die Namen für vier der neuesten chemischen Elemente mit den Ordnungszahlen 113, 115, 117 und 118 an.

Liste der 118 bekannten chemischen Elemente

Die folgende sortierbare Tabelle zeigt die 118 bekannten chemischen Elemente.

  • Ordnungszahl , Element und Symbol dienen alle unabhängig voneinander als eindeutige Bezeichner.
  • Elementnamen sind die von IUPAC akzeptierten .
  • Symbol Spalte Hintergrundfarbe gibt das Periodensystem Block für jedes Element: Rot = S-Block, gelb = p-Block, blau = d-Block, grün = f-Block.
  • Gruppe und Periode beziehen sich auf die Position eines Elements im Periodensystem . Gruppennummern zeigen hier die aktuell akzeptierte Nummerierung; für ältere alternative Nummerierungen siehe Gruppe (Periodensystem) .


Element Herkunft des Namens Gruppe Zeitraum Block Standard Atomgewicht

Dichte Schmelzpunkt Siedepunkt Spezifische Wärmekapazität

Elektronegativität Fülle
in der
Erdkruste
Herkunft Phase bei rt
Ordnungszahl
Z
Symbol Name ( Da ) ( g/cm 3) ( K ) (K) (J/· K) (mg/kg)
 
1 h Wasserstoff Griechische Elemente Hydro- und -GEN , ‚ Wasser -bildende‘ 1 1 s-block 1.008 0,000 089 88 14.01 20.28 14.304 2.20 1 400 urtümlich Gas
2 Er Helium Griechisch hḗlios , ' Sonne ' 18 1 s-block 4.0026 0,000 1785 4.22 5.193 0,008 urtümlich Gas
3 Li Lithium Griechischer Líthos , ' Stein ' 1 2 s-block 6.94 0,534 453,69 1560 3.582 0,98 20 urtümlich fest
4 Sei Beryllium Beryl , ein Mineral (letztendlich vom Namen Belur in Südindien) 2 2 s-block 9.0122 1,85 1560 2742 1,825 1,57 2,8 urtümlich fest
5 B Bor Borax , ein Mineral (aus dem Arabischen Bawraq ) 13 2 p-Block 10,81 2.34 2349 4200 1.026 2.04 10 urtümlich fest
6 C Kohlenstoff Lateinisch carbo , ' Kohle ' 14 2 p-Block 12.011 2.267 >4000 4300 0,709 2.55 200 urtümlich fest
7 n Stickstoff Griechisch nítron und -gen , ' niter- bildend' fünfzehn 2 p-Block 14.007 0,001 2506 63,15 77,36 1,04 3.04 19 urtümlich Gas
8 Ö Sauerstoff Griechisch Oxy- und -GENSäure - bildende‘ 16 2 p-Block 15.999 0,001 429 54,36 90,20 0,918 3.44 461 000 urtümlich Gas
9 F Fluor lateinisch fluere , 'fließen' 17 2 p-Block 18.998 0,001 696 53,53 85,03 0,824 3.98 585 urtümlich Gas
10 Ne Neon griechisches Neon , 'neu' 18 2 p-Block 20.180 0,000 8999 24.56 27.07 1,03 0,005 urtümlich Gas
11 N / A Natrium Englisch (von mittelalterlichem Latein) Soda
 ·  Symbol Na abgeleitet ist von New Latin natrium , aus dem Deutschen geprägt Natron , ' natron '
1 3 s-block 22.990 0,971 370,87 1156 1.228 0,93 23 600 urtümlich fest
12 Mg Magnesium Magnesia , ein Bezirk von Ost- Thessalien in Griechenland 2 3 s-block 24.305 1.738 923 1363 1.023 1,31 23 300 urtümlich fest
13 Al Aluminium Aluminiumoxid , aus dem Lateinischen alumen (gen. aluminis ), ' Bittersalz , Alaun ' 13 3 p-Block 26.982 2.698 933.47 2792 0,897 1.61 82 300 urtümlich fest
14 Si Silizium lateinisch silex , ' Feuerstein ' (ursprünglich Silizium ) 14 3 p-Block 28.085 2.3296 1687 3538 0,705 1,9 282 000 urtümlich fest
fünfzehn P Phosphor Griechisch phōsphóros , „lichttragend“ fünfzehn 3 p-Block 30.974 1,82 317.30 550 0,769 2.19 1 050 urtümlich fest
16 S Schwefel Lateinischer Schwefel , 'Schwefel' 16 3 p-Block 32.06 2.067 388,36 717,87 0,71 2.58 350 urtümlich fest
17 Cl Chlor Griechisch chlōrós , 'grünlich gelb' 17 3 p-Block 35.45 0,003 214 171.6 239.11 0,479 3.16 145 urtümlich Gas
18 Ar Argon griechisch argós , "müßig" (wegen seiner Trägheit ) 18 3 p-Block 39,95 0,001 7837 83,80 87.30 0,52 3.5 urtümlich Gas
19 K Kalium New Latin Kali , ‚ Kali ‘, sich aus Topf und Asche
 ·  Symbol K aus dem Lateinischen abgeleitet ist kalium
1 4 s-block 39.098 0,862 336.53 1032 0,757 0,82 20 900 urtümlich fest
20 Ca Kalzium lateinisch calx , ' Limette ' 2 4 s-block 40.078 1,54 1115 1757 0,647 1.00 41 500 urtümlich fest
21 SC Scandium Latin Scandia , ' Skandinavien ' 3 4 D-Block 44.956 2.989 1814 3109 0,568 1.36 22 urtümlich fest
22 Ti Titan Titanen , die Söhne der Erdgöttin der griechischen Mythologie 4 4 D-Block 47.867 4,54 1941 3560 0,523 1,54 5 650 urtümlich fest
23 V Vanadium Vanadis , ein altnordischer Name für die skandinavische Göttin Freyja 5 4 D-Block 50.942 6.11 2183 3680 0,489 1.63 120 urtümlich fest
24 Cr Chrom Griechisch chróma , ' Farbe ' 6 4 D-Block 51.996 7.15 2180 2944 0,449 1,66 102 urtümlich fest
25 Mn Mangan Beschädigt von Magnesia Negra ; siehe § Magnesium 7 4 D-Block 54.938 7,44 1519 2334 0,479 1,55 950 urtümlich fest
26 Fe Eisen Englisches Wort
 ·  Symbol Fe leitet sich vom lateinischen ferrum . ab
8 4 D-Block 55.845 7.874 1811 3134 0,449 1,83 56 300 urtümlich fest
27 Co Kobalt Deutscher Kobold , ' Kobold ' 9 4 D-Block 58.933 8,86 1768 3200 0,421 1,88 25 urtümlich fest
28 Ni Nickel Nickel, ein schelmischer Sprite der deutschen Bergmannsmythologie 10 4 D-Block 58.693 8,912 1728 3186 0,444 1,91 84 urtümlich fest
29 Cu Kupfer Englisches Wort, aus dem Lateinischen cuprum , aus dem Altgriechischen Kýpros ' Zypern ' 11 4 D-Block 63.546 8,96 1 357 .77 2835 0,385 1,90 60 urtümlich fest
30 Zn Zink Höchstwahrscheinlich aus dem Deutschen Zinke , "Zinken" oder "Zahn", obwohl einige vermuten, dass Perser "Stein" sang 12 4 D-Block 65,38 7.134 692.88 1180 0,388 1.65 70 urtümlich fest
31 Ga Gallium Latein Gallia , ' Frankreich ' 13 4 p-Block 69,723 5.907 302.9146 2673 0,371 1.81 19 urtümlich fest
32 Ge Germanium lateinisches Germania , ' Deutschland ' 14 4 p-Block 72.630 5.323 1 211 .40 3106 0,32 2.01 1,5 urtümlich fest
33 Wie Arsen Französisches Arsen , aus dem Griechischen arsenikón 'gelbes Arsen' (beeinflusst von arsenikós , 'männlich' oder 'viril'), aus einem westasiatischen Wanderwort letztlich aus dem Altiranischen *zarniya-ka , 'golden' fünfzehn 4 p-Block 74.922 5.776 1090 887 0,329 2.18 1,8 urtümlich fest
34 Se Selen Griechisch selḗnē , ' Mond ' 16 4 p-Block 78.971 4.809 453 958 0,321 2.55 0,05 urtümlich fest
35 Br Brom Griechischer brômos , 'Gestank' 17 4 p-Block 79.904 3.122 265,8 332.0 0,474 2.96 2.4 urtümlich flüssig
36 Kr Krypton Griechische Kryptos , 'versteckt' 18 4 p-Block 83.798 0,003 733 115,79 119,93 0,248 3.00 1 × 10 -4 urtümlich Gas
37 Rb Rubidium lateinisch rubidus , 'tiefrot' 1 5 s-block 85.468 1.532 312.46 961 0,363 0,82 90 urtümlich fest
38 Sr Strontium Strontian , ein Dorf in Schottland , wo es gefunden wurde 2 5 s-block 87.62 2.64 1050 1655 0,301 0,95 370 urtümlich fest
39 Ja Yttrium Ytterby , Schweden , wo es gefunden wurde; siehe auch Terbium , Erbium , Ytterbium 3 5 D-Block 88.906 4.469 1799 3609 0,298 1.22 33 urtümlich fest
40 Zr Zirkonium Zirkon , ein Mineral, aus dem persischen Zargun, 'goldfarben' 4 5 D-Block 91.224 6.506 2128 4682 0,278 1.33 165 urtümlich fest
41 Nb Niob Niobe , Tochter des Königs Tantalus aus der griechischen Mythologie; siehe auch Tantal 5 5 D-Block 92.906 8.57 2750 5017 0,265 1,6 20 urtümlich fest
42 Mo Molybdän Griechisch molýbdaina ‚Stück Blei ‘, aus molybdos , ‚führen‘, durch Verwechslung mit Bleierz Galenit (PbS) 6 5 D-Block 95,95 10.22 2896 4912 0,251 2.16 1,2 urtümlich fest
43 Tc Technetium Griechisch tekhnētós , 'künstlich' 7 5 D-Block [97] 11,5 2430 4538 1,9 ~ 3 × 10 -9 vom Verfall fest
44 Ru Ruthenium Neulateinisches Ruthenien , ' Russland ' 8 5 D-Block 101,07 12.37 2607 4423 0,238 2.2 0,001 urtümlich fest
45 NS Rhodium griech. rhodóeis , ' rosafarben ', von rhódon , ' rose ' 9 5 D-Block 102,91 12.41 2237 3968 0,243 2.28 0,001 urtümlich fest
46 Pd Palladium Pallas , ein Asteroid, der damals als Planet galt 10 5 D-Block 106,42 12.02 1 828 .05 3236 0,244 2.20 0,015 urtümlich fest
47 Ag Silber Englisches Wort
 ·  Symbol Ag leitet sich vom lateinischen argentum . ab
11 5 D-Block 107,87 10.501 1 234 .93 2435 0,235 1,93 0,075 urtümlich fest
48 CD Cadmium Neue lateinische Cadmia von König Kadmos 12 5 D-Block 112,41 8,69 594,22 1040 0,232 1,69 0,159 urtümlich fest
49 In Indium Lateinisches Indicum , ' Indigo ', die blaue Farbe, die in seinem Spektrum vorkommt 13 5 p-Block 114,82 7,31 429,75 2345 0,233 1,78 0,25 urtümlich fest
50 Sn Zinn Englisches Wort
 ·  Symbol Sn leitet sich vom lateinischen stannum . ab
14 5 p-Block 118,71 7,287 505.08 2875 0,228 1,96 2.3 urtümlich fest
51 Sb Antimon Lateinisches antimonium , dessen Ursprung ungewiss ist: Volksetymologien deuten darauf hin, dass es vom griechischen antí ('gegen') + mónos ('allein') oder dem altfranzösischen anti- moine , 'Mönchsfluch' abgeleitet ist, aber es könnte plausibel sein von oder verwandt mit Arabisch ʾiṯmid , 'Antimon', neu formatiert als lateinisches Wort
 ·  Symbol Sb leitet sich vom lateinischen stibium ' stibnit ' ab
fünfzehn 5 p-Block 121,76 6.685 903,78 1860 0,207 2.05 0,2 urtümlich fest
52 Te Tellur lateinisch tellus , 'der Boden, die Erde' 16 5 p-Block 127.60 6.232 722.66 1261 0,202 2.1 0,001 urtümlich fest
53 ich Jod Französisch iode , aus dem Griechischen ioeidḗs , 'violett' 17 5 p-Block 126,90 4.93 386.85 457,4 0,214 2.66 0,45 urtümlich fest
54 Xe Xenon Griechisches xénon , Neutrumform von xénos 'seltsam' 18 5 p-Block 131.29 0,005 887 161.4 165.03 0,158 2.60 3 × 10 -5 urtümlich Gas
55 Cs Cäsium lateinisch caesius , 'himmelblau' 1 6 s-block 132,91 1.873 301.59 944 0,242 0,79 3 urtümlich fest
56 Ba Barium Griechisch barýs , "schwer" 2 6 s-block 137.33 3.594 1000 2170 0,204 0,89 425 urtümlich fest
57 La Lanthan griechisch lanthánein , „versteckt liegen“ n / A 6 f-block 138,91 6.145 1193 3737 0,195 1.1 39 urtümlich fest
58 Ce Cer Ceres , ein Zwergplanet, der damals als Planet galt n / A 6 f-block 140,12 6.77 1068 3716 0,192 1,12 66,5 urtümlich fest
59 Pr Praseodym Griechischer prásios dídymos , „grüner Zwilling“ n / A 6 f-block 140,91 6.773 1208 3793 0,193 1,13 9.2 urtümlich fest
60 Nd Neodym Griechisch Néos Didymos , ‚neuer Zwilling‘ n / A 6 f-block 144,24 7.007 1297 3347 0,19 1,14 41,5 urtümlich fest
61 Uhr Promethium Prometheus , eine Figur aus der griechischen Mythologie n / A 6 f-block [145] 7,26 1315 3273 1,13 2 × 10 -19 vom Verfall fest
62 Sm Samarium Samarskite , ein Mineral, das nach V. Samarsky-Bykhovets , einem russischen Minenbeamten , benannt ist n / A 6 f-block 150,36 7,52 1345 2067 0,197 1,17 7.05 urtümlich fest
63 EU Europa Europa n / A 6 f-block 151.96 5.243 1099 1802 0,182 1,2 2 urtümlich fest
64 Gott Gadolinium Gadolinit , ein Mineral, benannt nach Johan Gadolin , finnischer Chemiker, Physiker und Mineraloge n / A 6 f-block 157,25 7.895 1585 3546 0,236 1,2 6.2 urtümlich fest
65 Tb Terbium Ytterby , Schweden, wo es gefunden wurde; siehe auch Yttrium , Erbium , Ytterbium n / A 6 f-block 158,93 8.229 1629 3503 0,182 1,2 1,2 urtümlich fest
66 Dy Dysprosium Griechische Dysprósitos , "schwer zu bekommen" n / A 6 f-block 162,50 8.55 1680 2840 0,17 1.22 5.2 urtümlich fest
67 Ho Holmium Neue lateinische Holmia , ' Stockholm ' n / A 6 f-block 164.93 8.795 1734 2993 0,165 1,23 1.3 urtümlich fest
68 Er Erbium Ytterby , Schweden, wo es gefunden wurde; siehe auch Yttrium , Terbium , Ytterbium n / A 6 f-block 167,26 9.066 1802 3141 0,168 1,24 3.5 urtümlich fest
69 Tm Thulium Thule , der alte Name für einen unklaren nördlichen Ort n / A 6 f-block 168.93 9.321 1818 2223 0,16 1,25 0,52 urtümlich fest
70 Yb Ytterbium Ytterby , Schweden, wo es gefunden wurde; siehe auch Yttrium , Terbium , Erbium n / A 6 f-block 173.05 6.965 1097 1469 0,155 1.1 3.2 urtümlich fest
71 Lu Lutetium Lateinische Lutetia , ' Paris ' 3 6 D-Block 174.97 9,84 1925 3675 0,154 1,27 0.8 urtümlich fest
72 Hf Hafnium New Latin Hafnia , ' Kopenhagen ' (vom dänischen havn , Hafen) 4 6 D-Block 178.49 13.31 2506 4876 0,144 1.3 3 urtümlich fest
73 Ta Tantal König Tantalus , Vater von Niobe aus der griechischen Mythologie; siehe auch Niob 5 6 D-Block 180,95 16.654 3290 5731 0,14 1,5 2 urtümlich fest
74 W Wolfram Schwedisch tung Sten , ‚schweren Stein‘
 ·  Symbol W ist aus Wolfram , die ursprünglich aus dem Mittelhochdeutschen Wolf-rahm ‚Wolfs Schaum‘ beschreibt das Mineral Wolframit
6 6 D-Block 183,84 19.25 3695 5828 0,132 2.36 1.3 urtümlich fest
75 Betreff Rhenium lateinisch Rhenus , ' der Rhein ' 7 6 D-Block 186.21 21.02 3459 5869 0,137 1,9 7 × 10 -4 urtümlich fest
76 Os Osmium Griechisch osmḗ , ' Geruch ' 8 6 D-Block 190.23 22.61 3306 5285 0,13 2.2 0,002 urtümlich fest
77 Ir Iridium Iris , die griechische Göttin des Regenbogens 9 6 D-Block 192.22 22.56 2719 4701 0,131 2.20 0,001 urtümlich fest
78 Pt Platin Spanisches Platin , 'kleines Silber', von Plata 'Silber' 10 6 D-Block 195.08 21.46 2 041 0,4 4098 0,133 2.28 0,005 urtümlich fest
79 Au Gold Englisches Wort
 ·  Symbol Au leitet sich vom lateinischen aurum . ab
11 6 D-Block 196.97 19.282 1 337 0,33 3129 0,129 2,54 0,004 urtümlich fest
80 Hg Quecksilber Merkur , römischer Gott des Handels, der Kommunikation und des Glücks, bekannt für seine Schnelligkeit und Beweglichkeit
 · Das  Symbol Hg leitet sich von seinem lateinischen Namen hydrargyrum ab , aus dem Griechischen hydrárgyros , „Wasser-Silber“
12 6 D-Block 200.59 13.5336 234.43 629.88 0,14 2,00 0,085 urtümlich flüssig
81 Tl Thallium Griechischer Thallós , 'grüner Trieb oder Zweig' 13 6 p-Block 204,38 11,85 577 1746 0,129 1.62 0,85 urtümlich fest
82 Pb Das Blei Englisches Wort
 ·  Symbol Pb leitet sich vom lateinischen plumbum . ab
14 6 p-Block 207.2 11.342 600,61 2022 0,129 1,87 ( 2+ )
2,33 (4+)
14 urtümlich fest
83 Bi Wismut Deutsch Wismut , aus weiß Masse ‚weiße Masse‘, es sei denn , aus dem Arabischen fünfzehn 6 p-Block 208.98 9.807 544,7 1837 0,122 2.02 0,009 urtümlich fest
84 Po Polonium Lateinische Polonia , ' Polen ', Heimat von Marie Curie 16 6 p-Block [209] 9,32 527 1235 2.0 2 × 10 -10 vom Verfall fest
85 Bei Astatin Griechisch ástatos , 'instabil' 17 6 p-Block [210] 7 575 610 2.2 3 × 10 -20 vom Verfall unbekannte Phase
86 Rn Radon Radiumemanation , ursprünglich der Name des Isotops Radon-222 18 6 p-Block [222] 0,009 73 202 211.3 0,094 2.2 4 × 10 -13 vom Verfall Gas
87 NS Francium Frankreich , Heimat der Entdeckerin Marguerite Perey 1 7 s-block [223] 1,87 281 890 >0,79 ~ 1 × 10 -18 vom Verfall unbekannte Phase
88 Ra Radium Französisches Radium , vom lateinischen Radius , ' Strahl ' 2 7 s-block [226] 5.5 973 2010 0,094 0,9 9 × 10 -7 vom Verfall fest
89 Ac Aktinium Griechisch aktís , 'ray' n / A 7 f-block [227] 10.07 1323 3471 0,12 1.1 5,5 × 10 -10 vom Verfall fest
90 NS Thorium Thor , der skandinavische Donnergott n / A 7 f-block 232.04 11.72 2115 5061 0,113 1.3 9,6 urtümlich fest
91 Pa Protactinium Proto- (von griech. protos 'zuerst, vorher') + Aktinium , da Aktinium durch den radioaktiven Zerfall von Protactinium entsteht n / A 7 f-block 231.04 15.37 1841 4300 1,5 1,4 × 10 -6 vom Verfall fest
92 U Uran Uranus , der siebte Planet im Sonnensystem n / A 7 f-block 238.03 18.95 1 405 .3 4404 0,116 1.38 2.7 urtümlich fest
93 Np Neptunium Neptun , der achte Planet im Sonnensystem n / A 7 f-block [237] 20.45 917 4273 1.36 3 × 10 -12 vom Verfall fest
94 Pu Plutonium Pluto , ein Zwergplanet, der damals als Planet im Sonnensystem galt n / A 7 f-block [244] 19.84 912.5 3501 1,28 ≤ 3 × 10 -11 vom Verfall fest
95 Bin Amerika Amerika , wo das Element erstmals synthetisiert wurde, analog zu seinem Homolog § europium n / A 7 f-block [243] 13,69 1449 2880 1,13 Synthetik fest
96 Cm Kurium Pierre Curie und Marie Curie , französische Physiker und Chemiker n / A 7 f-block [247] 13.51 1613 3383 1,28 Synthetik fest
97 Bk Berkelium Berkeley , Kalifornien, wo das Element zum ersten Mal synthetisiert wurde n / A 7 f-block [247] 14.79 1259 2900 1.3 Synthetik fest
98 Vgl Kalifornien Kalifornien , wo das Element erstmals im LBNL- Labor synthetisiert wurde n / A 7 f-block [251] 15.1 1173 (1743) 1.3 Synthetik fest
99 Es Einsteinium Albert Einstein , deutscher Physiker n / A 7 f-block [252] 8,84 1133 (1269) 1.3 Synthetik fest
100 Fm Fermium Enrico Fermi , italienischer Physiker n / A 7 f-block [257] (9.7) (1125) 1.3 Synthetik unbekannte Phase
101 Md Mendelevium Dmitri Mendeleev , russischer Chemiker, der das Periodensystem vorgeschlagen hat n / A 7 f-block [258] (10.3) (1100) 1.3 Synthetik unbekannte Phase
102 Nein Nobelium Alfred Nobel , schwedischer Chemiker und Ingenieur n / A 7 f-block [259] (9.9) (1100) 1.3 Synthetik unbekannte Phase
103 Lr Lawrencium Ernest Lawrence , US-amerikanischer Physiker 3 7 D-Block [266] (15.6) (1900) 1.3 Synthetik unbekannte Phase
104 Rf Rutherfordium Ernest Rutherford , Chemiker und Physiker aus Neuseeland 4 7 D-Block [267] (23.2) (2400) (5800) Synthetik unbekannte Phase
105 Db Dubnium Dubna , Russland, wo das Element im JINR- Labor entdeckt wurde 5 7 D-Block [268] (29.3) Synthetik unbekannte Phase
106 Sg Seaborgium Glenn T. Seaborg , US-amerikanischer Chemiker 6 7 D-Block [269] (35,0) Synthetik unbekannte Phase
107 Bh Bohrium Niels Bohr , dänischer Physiker 7 7 D-Block [270] (37.1) Synthetik unbekannte Phase
108 Hs Hassium Neulateinisch Hassia , ' Hessen ', ein Bundesland in Deutschland 8 7 D-Block [269] (40,7) Synthetik unbekannte Phase
109 Berg Meitnerium Lise Meitner , österreichische Physikerin 9 7 D-Block [278] (37.4) Synthetik unbekannte Phase
110 Ds Darmstadtium Darmstadt , Deutschland, wo das Element erstmals in den GSI- Labors synthetisiert wurde 10 7 D-Block [281] (34.8) Synthetik unbekannte Phase
111 Rg Röntgenium Wilhelm Conrad Röntgen , deutscher Physiker 11 7 D-Block [282] (28.7) Synthetik unbekannte Phase
112 Cn Copernicium Nicolaus Copernicus , polnischer Astronom 12 7 D-Block [285] (14,0) (283) (340) Synthetik unbekannte Phase
113 Nh Nihonium Japanisches Nihon , ' Japan ', wo das Element zum ersten Mal in den Riken- Labors synthetisiert wurde 13 7 p-Block [286] (16) (700) (1400) Synthetik unbekannte Phase
114 Fl Flerovium Flerov Laboratory of Nuclear Reactions , Teil des JINR , wo das Element synthetisiert wurde; selbst benannt nach Georgy Flyorov , russischer Physiker 14 7 p-Block [289] (9.928) (200) (380) Synthetik unbekannte Phase
115 Mc Moskau Moskau , Russland, wo das Element zum ersten Mal in den JINR- Labors synthetisiert wurde fünfzehn 7 p-Block [290] (13.5) (700) (1400) Synthetik unbekannte Phase
116 Lv Lebermorium Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Kalifornien 16 7 p-Block [293] (12.9) (700) (1100) Synthetik unbekannte Phase
117 Ts Tennessine Tennessee , USA, wo sich das Oak Ridge National Laboratory befindet 17 7 p-Block [294] (7.2) (700) (883) Synthetik unbekannte Phase
118 Og Oganesson Yuri Oganessian , russischer Physiker 18 7 p-Block [294] (7) (325) (450) Synthetik unbekannte Phase


Siehe auch

Verweise

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