Wat is een element in de scheikunde?
Een element is een zuivere stof die uit slechts één soort atoom bestaat. Het kan door een chemische reactie niet in iets eenvoudigers worden afgebroken. Goud, zuurstof en koolstof zijn elementen, en elk van de 118 bekende elementen heeft zijn eigen vakje in het periodiek systeem.
Alles is opgebouwd uit atomen
Alles om je heen, van je bureau tot de lucht die je inademt, bestaat uit piepkleine deeltjes die atomen heten. Ze zijn veel te klein om te zien, zelfs met een gewone microscoop.
Atomen zijn er in verschillende soorten. Een element is een stof waarvan alle atomen van dezelfde soort zijn. Een staaf zuiver goud bevat alleen goudatomen, en een ballon gevuld met zuiver helium bevat alleen heliumatomen.
Wat maakt twee atomen dan van dezelfde soort? Het aantal protonen, de piepkleine positief geladen deeltjes in het midden van elk atoom. Elk koolstofatoom heeft 6 protonen en elk zuurstofatoom heeft er 8. Dit getal heet het atoomnummer, en geen twee elementen hebben hetzelfde atoomnummer.
Elementen zijn de eenvoudigste stoffen
Je kunt een element smelten, laten bevriezen, snijden of malen, en het blijft hetzelfde element. Gesmolten goud is nog steeds goud. Geen enkele chemische reactie kan een element splitsen in eenvoudigere stoffen.
Water is anders. Met elektriciteit kunnen scheikundigen water splitsen in twee gassen, waterstof en zuurstof. Omdat water zo kan worden afgebroken, is het geen element. Waterstof en zuurstof kunnen niet verder worden gesplitst, dus het zijn elementen.
Verbindingen: elementen die aan elkaar zitten
Een verbinding ontstaat wanneer atomen van twee of meer verschillende elementen zich met chemische bindingen aan elkaar hechten. Water is een verbinding van waterstof en zuurstof. De formule, H₂O, laat zien dat er altijd twee waterstofatomen zijn voor elk zuurstofatoom.
Het recept van een verbinding verandert nooit. Zuiver water uit een gletsjer en zuiver water uit een waterkoker hebben precies dezelfde verhouding van twee op één.
Een verbinding kan totaal anders zijn dan de elementen waaruit ze bestaat. Natrium is een zacht, glanzend metaal dat sist en rondschiet op water, en chloor is een giftig geelgroen gas. Samen vormen ze natriumchloride (NaCl), het keukenzout dat je over je eten strooit.
Mengsels: gemengd maar niet verbonden
In een mengsel zijn twee of meer stoffen met elkaar gemengd maar niet chemisch gebonden. Elke stof behoudt haar eigen eigenschappen en de hoeveelheden kunnen veranderen. Je kunt een beetje of veel suiker door de thee roeren, en je hebt nog steeds zoete thee.
Omdat niets gebonden is, kunnen mengsels met eenvoudige fysische methoden worden gescheiden. Een magneet trekt ijzervijlsel uit zand, een filter houdt zand uit water tegen, en door het water van zout water te laten verdampen blijft het zout achter.
Lucht is ook een mengsel. Het bestaat vooral uit stikstof en zuurstof, beide elementen, plus kleine hoeveelheden argon, koolstofdioxide en waterdamp.
Hoe herken je het verschil?
Stel drie vragen. Is er maar één soort atoom? Dan is het een element. Zijn verschillende elementen in een vaste verhouding aan elkaar gebonden? Dan is het een verbinding. Zijn verschillende stoffen gewoon gemengd en makkelijk te scheiden? Dan is het een mengsel.
Pas op voor zuurstofgas, O₂. De atomen komen in paren voor, maar beide atomen in elk paar zijn zuurstof, dus zuurstofgas is nog steeds een element. Koolstofdioxide, CO₂, bevat twee verschillende elementen die aan elkaar gebonden zijn, dus het is een verbinding.
Van de 118 bekende elementen komen er ongeveer 94 van nature op aarde voor, sommige alleen in kleine sporen. De rest is door wetenschappers in laboratoria gemaakt. De vier nieuwste, waaronder oganesson (118), kregen hun naam in 2016.
Kernpunten
- Een element is een zuivere stof die uit slechts één soort atoom bestaat.
- Het aantal protonen in een atoom, het atoomnummer, bepaalt om welk element het gaat.
- Een verbinding bestaat uit twee of meer elementen die in een vaste verhouding chemisch gebonden zijn, zoals water (H₂O).
- Een mengsel bestaat uit twee of meer stoffen die gemengd maar niet gebonden zijn, zoals lucht of zout water, en kan met fysische methoden worden gescheiden.
- Er zijn 118 bekende elementen, waarvan er ongeveer 94 van nature op aarde voorkomen.
Test jezelf
Drie snelle vragen over deze les.
1. Welke van deze is een element?
Toon het antwoord
Zuurstof — Zuurstof bestaat uit slechts één soort atoom, terwijl water en keukenzout verbindingen zijn en lucht een mengsel is.2. Wat maakt een stof tot een verbinding in plaats van een mengsel?
Toon het antwoord
De elementen zijn in een vaste verhouding chemisch gebonden — In een verbinding zijn atomen van verschillende elementen in een vaste verhouding gebonden, terwijl de delen van een mengsel alleen met elkaar gemengd zijn.3. Wat bepaalt bij welk element een atoom hoort?