Alkuaine

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä.

Alkuaine määritellään aineeksi, jonka atomien ytimissä on tietty määrä protoneja. Alkuaineita ei myöskään voida jakaa tai muuttaa toiseksi aineeksi kemiallisessa prosessissa. Alkuaineet koostuvat atomeista, joiden ytimissä on protoneja, 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 kuusi 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 ne jakautuvat kahdeksi pääryhmäksi, metalleiksi ja epämetalleiksi kemiallisten ominaisuuksiensa suhteen. Jos alkuaineella on sekä metallien että epämetallien ominaisuuksia, sitä kutsutaan puolimetalliksi. Alkuaineet on ryhmitelty tarkemmin rakenteensa perusteella jaksolliseen järjestelmään, minkä avulla voi myös ennustaa alkuaineiden kemiallisia ominaisuuksia. Virallisesti varmennettuja alkuaineita tunnetaan nykyään 118 erilaista, joista 94 esiintyy luonnossa ja loput on valmistettu keinotekoisesti ydinreaktioiden avulla.

Alkuaineiden löytämisen historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alkuaine-käsitteellä on pitkä historia. Esimerkiksi Thales piti vettä alkuaineena, josta kaikki muut aineet olisivat syntyneet, myöhemmin eräät muut filosofit pitivät sellaisena ilmaa tai tulta.[1] Myöhemmin tuli yleisesti hyväksytyksi alkujaan Empedokleen esittämä[2] ja myös Aristoteleen kannattama[3] 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 muodostunut vasta 1700–1800-luvuilla.[4]

Varhaiset löydöt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1700-luvulla löydetyt alkuaineet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

1700-luvulla löydettiin 19 alkuainetta:

1800-luvulla löydetyt alkuaineet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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

1900-luvulla löydetyt alkuaineet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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

2000-luvulla löytyneet alkuaineet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • 2001 livermorium (Dubnan ydintutkimuskeskus)
  • 2004 ununtrium (Dubnan ydintutkimuskeskus ja Lawrence Livermoren laboratorio)
  • 2004 ununpentium (Dubnan ydintutkimuskeskus ja Lawrence Livermoren laboratorio)
  • 2006 ununoktium (Dubnan ydintutkimuskeskus ja Lawrence Livermoren laboratorio)
  • 2010 ununseptium (Dubnan ydintutkimuskeskus)

Maapallon ja maailmankaikkeuden yleisimmät alkuaineet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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

Uusien alkuaineiden etsiminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alkuaineita voidaan valmistaa laboratorio-olosuhteissa. Tällaisia keinotekoisia alkuaineita ovat mm. livermorium, 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 päätymisestä virallisesti alkuaineiden listaan päättää IUPAC.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • John Hudson: Suurin tiede, Kemian historiaa. Suom. Kimmo Pietiläinen. Art House, 2002. ISBN 951-884-346-5.
  • Otavan iso Fokus, 1. osa (A-El), s. 129-133, art. Alkuaine ja siihen liittyvä taulukko. Otava, 1973. ISBN 951-1-00273-2.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Hudson 2002, s. 21
  2. Hudson 2002, s. 23
  3. Hudson 2002, s. 27
  4. Hudson 2002, s. 114, 129-130, 143
  5. Hudson, s. 55
  6. Hudson, s. 91, 111
  7. Hudson, s. 280-281

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Alkuaine.

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Hamilo, Marko & Lauri Niinistö (toim.): Alkuaineet. Helsinki: Helsingin sanomat, 2007. ISBN 978-952-5557-16-9.
  • Strathern, Paul: Mendelejevin uni: Puuttuvien alkuaineiden etsintä. (Mendeleyev’s dream: The quest for the elements, 2000.) Suomentanut Juha Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 2004. ISBN 952-5202-62-3.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]