Alkuaine

Wikipedia

Loikkaa: valikkoon, hakuun
Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä.
Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä.

Alkuaine määritellään aineeksi, jota ei kemiallisessa prosessissa voida jakaa tai muuttaa toiseksi aineeksi. Alkuaineet koostuvat atomeista, joiden ytimissä on yhtä monta protonia ja joita kiertää yhtäläinen määrä elektroneja. Protonien lukumäärä määrää alkuaineen järjestysluvun eli niin kutsutun atomiluvun. Saman alkuaineen atomeilla on siten sama atomiluku. Esimerkiksi atomit, joiden ytimessä on 6 protonia ovat hiiliatomeja. Ytimessä voi olla vaihteleva määrä neutroneja. Tällaisia saman alkuaineen erilaisia ytimiä kutsutaan alkuaineen isotoopeiksi.

Alkuaineet voivat muodostua joko ioni- tai molekyyliyhdisteeksi ja jakautuvat kahdeksi pääryhmäksi, metalleiksi, epämetalleiksi kemiallisten ominaisuuksiensa suhteen. Jos alkuaineella on sekä metallien että epämetallien ominaisuuksia, niin sitä kutsutaan puolimetalliksi. Tarkemmin alkuaineet on ryhmitelty jaksolliseen järjestelmään rakenteensa mukaan, joka korreloi myös alkuaineen kemiallisten ominaisuuksien ennustamisessa. Virallisesti varmennettuja alkuaineita tunnetaan nykyään 112 erilaista, joista 94 ensimmäistä esiintyvät luonnossa ja loput on valmistettu keinotekoisesti ydinreaktioiden avulla.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Alkuaineiden löytämisen historia

Alkuaineen käsitteellä on pitkä historia. Esimerkiksi Thales piti vettä alkuaineena, joista kaikki muut aineet olisivat syntyneet, myöhemmin eräät muut filosofit pitivät sellaisena ilmaa tai tulta. Myöhemmin tuli yleisesti hyväksytyksi alkujaan Empedokleen esittämä ja myös Aristoteleen kannattama käsitys, että oli olemassa neljä alkuainetta, maa, vesi, ilma ja tuli. Näitä kutsutaan usein klassisiksi alkuaineiksi. Kuitenkin jo vanhoista ajoista oli tunnettu useita sellaisiakin aineita (hiili, rikki ja joukko metalleja), joiden nykyisin tiedetään olevan alkuaineita, mutta yhtäkään niistä ei ollut sellaiseksi tunnistettu. Nykyinen käsitys alkuaineista on kirkastunut vasta 1700–1800-luvuilla.

[muokkaa] Varhaiset löydöt

  • 1300 luvulla Albertus Magnuksen uskotaan löytäneen arseenin.
  • 1450 luvulla Tholden kuvasi antimonin tieteellisesti.
  • 1500 luvulla tunnettiin jo vismutti, mutta sen kuvasi tarkasti 1753 Claude François Geoffroy.
  • 1669 Hening Brand kuvasi fosforin, hieman myöhemmin saman teki Robert Boyle

[muokkaa] 1700-luvulla löydetyt alkuaineet

1700-luvulla löydettiin 19 alkuainetta:

[muokkaa] 1800-luvulla löydetyt alkuaineet

1800-luvulla löydettiin pääosa alkuaineista ja huomattiin, että niissä on säännönmukaisuuksia, mikä johdatti Mendelejevin jaksollisen järjestelmän keksimiseen.

[muokkaa] 1900-luvulla löydetyt alkuaineet

1900-luvulla löytyi vielä muutamia alkuaineita luonnosta, mutta suurin osa uusista löydöistä oli lyhytikäisiä keinotekoisia alkuaineita:

  • 1901 Europium löytäjänä Eugene Demarcay
  • 1907 Lutetium löytäjänä Georges Urbain
  • 1917 Protaktinium löytäjinä Kasimir Fajans, O. Göhring, Fredrich Soddy, John Cranston, Lise Meitner ja Otto Hahn
  • 1923 Hafnium löytäjinä Dirk Coster ja György Hevesy
  • 1925 Renium löytäjinä Walter Noddack ja Ida Tacke
  • 1937 Teknetium ensimmäisenä keinotekoisena alkuaineena löytäjinä Carlo Perrier ja Emilio Segrè
  • 1939 Frankium viimeisen luonnon alkuaineen löysi Marguerite Derey
  • 1940 Astatiini löytäjinä Dale R. Corson, K.R.Mackenzie ja Emilio Segrè ja Neptunium E.M. McMillan ja Philip H. Abelson
  • 1940 Plutonium Glenn T. Seaborg, Arthur C. Wahl, Joseph W. Kennedy, Emilio Segrè
  • 1944 Curium ja Americium löytäjänä Glenn T. Seaborg
  • 1945 Prometium löytäjänä Jacob A. Marinsky
  • 1949 Berkelium löytäjinä Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Stanley G. Thompson, Kenneth Street Jr.
  • 1950 Kalifornium Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Stanley G. Thompson, Kenneth Street Jr.
  • 1952 Einsteinium löydetty Argonne ja Los Alamos Laboratorioissa sekä Californian yliopistossa
  • 1953 Fermium löydetty Argonne ja Los Alamos Laboratorioissa sekä Californian yliopistossa
  • 1953 Mendelevium löytäjinä Glenn T. Seaborg ja Evans G. Valens
  • 1958 Nobelium löytäjinä Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, John R. Walton ja Torbørn Sikkeland
  • 1961 Lawrencium löytäjinä Albert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh ja Robert M. Latimer
  • 1964 Rutherfordium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna
  • 1970 Dubnium Albert Ghiorso
  • 1974 Seaborgium Joint Institute for Nuclear Research and University of California, Berkeley
  • 1976 Bohrium Y. Oganessian et al, Dubna ja varmistettu GSI:ssä (1982)
  • 1982 Meitnerium Peter Armbruster ja Gottfried Münzenberg, GSI
  • 1984 Hassium Peter Armbruster ja Gottfried Münzenberg
  • 1994 Darmstadtium ja Roentgenium molempien löytäjinä S. Hofmann, V. Ninov GSI työryhmä
  • 1996 Ununbium S. Hofmann, V. Ninov et al, GSI
  • 1999 Ununkvadium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna

[muokkaa] 2000-luvulla löytyneet alkuaineet

  • 2001 Ununheksium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna
  • 2004 Ununtrium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna ja Lawrence Livermore National Laboratory
  • 2004 Ununpentium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna ja Lawrence Livermore National Laboratory
  • 2006 Ununoktium Joint Institute for Nuclear Research in Dubna ja Lawrence Livermore National Laboratory

[muokkaa] Maapallon ja maailmankaikkeuden yleisimmät alkuaineet

Happi on yleisin alkuaine maapallolla ja pii toiseksi yleisin (massan perusteella).

Kymmenen maailmankaikkeuden yleisintä alkuainetta esitettynä miljoonasosina (parts per million):

Alkuaine ppm
Vety 739 000
Helium 240 000
Happi 10 700
Hiili 4 600
Neon 1 340
Rauta 1 090
Typpi 970
Pii 650
Magnesium 580
Rikki 440

[muokkaa] Uusien alkuaineiden etsiminen

Alkuaineita voidaan valmistaa laboratorio-olosuhteissa. Tällaisia keinotekoisia alkuaineita ovat mm. Ununheksium, einsteinium ja seaborgium. Kokeellisesti tuotetuille aineille annetaan ensin väliaikainen nimi joka on yleensä muotoa yksi-yksi-yksi (Un-un-un, 111), riippuen aineen oletetusta järjestysnumerosta. Alkuaineen nimen perään lisätään myös liite -ium. Aineen päätymistä virallisesti alkuaineiden listaan päättää IUPAC.

[muokkaa] Katso myös

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Alkuaine.

[muokkaa] Kirjallisuutta

  • Marko Hamilo: Alkuaineet. Helsinki: Helsingin Sanomat, 2007.
Haettu osoitteesta http://fi.wikipedia.org/wiki/Alkuaine
Henkilökohtaiset työkalut