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[Bearbeiten] Die Welt der Elemente

Alles im Universum besteht aus Materie. Du bist davon umgeben. Die Luft, die du atmest, ist Materie - und alles, was du sehen kannst.

Materie ist alles, was einen Raum einnimmt und Gewicht hat. Die Wissenschaftler sagen, Materie hat Volumen und Masse. Materie besteht aus winzig kleinen Bausteinen, die wir Atome nennen. Etwas, das nur aus einer Art von Atomen besteht, nennen wir Element. Die verschiedenen Elemente sind es, die den Dingen verschiedene Eigenschaften geben.

Heute können wir uns Atome ansehen, indem wir ein Gerät benutzen, das „Elektronen-Mikroskop“ heißt. Damit kann man Dinge sehen, die sogar noch millionenmal kleiner sind als das, was uns normale Mikroskope zeigen.

Der Diamant ist das härteste, was wir kennen, und besteht aus Kohlenstoff

Die meisten Dinge um uns herum bestehen aus mehr als einem Element. Aber manche Dinge bestehen auch nur aus einem einzigen. Stell dir mal einen Diamanten vor: er besteht aus einem Element, das wir Kohlenstoff nennen - und nun denk mal an die Mine deines Bleistifts: Sie ist übrigens nicht aus Blei! - Sie ist, genauso wie der Diamant, aus Kohlenstoff. Das Element hat nur eine andere Form - und wir nennen es Graphit. Die Eigenschaften der Dinge hängen nicht nur davon ab, aus welchen Elementen sie bestehen, sondern auch davon, in welcher Form die Atome angeordnet sind. Kohlenstoff kann also als Diamant klar wie Glas sein – oder tiefschwarz als Graphit.

Hier ein paar Beispiele für Dinge, die aus einem Element sind:

• Eine Getränkedose aus Aluminium.
• Wertvoller Schmuck aus Gold oder Silber.
• Das Gas Helium in einem Ballon, der nach oben fliegt, wenn du ihn loslässt.

Um ehrlich zu sein: Diese Beispiele sind eigentlich keine reinen Elemente. Sehr oft gibt es Verunreinigungen durch andere Elemente. Und gerade Metalle werden oft mit anderen Metallen gemischt, um ihre Eigenschaften zu verbessern. Wäre der „eiserne Gartenzaun“ wirklich aus Eisen, könntest du ihn verbiegen. Tatsächlich ist er aus Stahl.

Nur wenige Elemente kommen in der Natur als reine Elemente vor. Gold und Schwefel kann man in reiner Form finden – oder Kohlenstoff als Diamant. Aber die meisten Elemente findet man nur in Verbindung mit anderen Elementen. Ein Beispiel:

Die Menschen des Altertums wussten schon, wie man Elemente trennt – z. B. wie man das Eisen aus dem Eisenoxid in Erzen herausholt. Sie erhitzten Eisenerz, das sie aus dem Boden gegraben haben, zusammen mit Holzkohle. Eisenoxid ist eine Verbindung aus zwei Elementen – Eisen und Sauerstoff. In der Holzkohle steckt das Element Kohlenstoff – wenn sie zusammen erhitzt werden, verbinden sich die Sauerstoffatome mit dem Kohlenstoff und lassen das Eisen zurück. Allerdings ist das Eisen verunreinigt und - nach heutigen Maßstäben - minderwertig, aber immer noch härter als Kupfer.

Das Periodensystem der Elemente ist eine Tabelle, in der die verschiedenen Elemente angeordnet sind. Die meisten davon wurde schon vor vielen Jahren entdeckt. Bis heute wurden 81 Elemente identifiziert, die natürlich vorkommen, und ungefähr 25 Elemente wurden künstlich vom Menschen erschaffen.