Grundämne
Från Rilpedia
Ordet grundämne eller element har två skilda men närbesläktade betydelser inom kemi och fysik:
- a) ett ämne som endast innehåller atomer med samma antal protoner i atomkärnan
- b) alla atomer som har samma antal protoner i kärnan, oavsett om de ingår i kemiska föreningar eller i grundämnet i betydelse a.
Av pedagogiska skäl och för att skapa tydlighet används ibland ordet atomslag för betydelse b, men detta är inte allmänt vedertaget.
Några vanliga exempel på grundämnen är väte, syre, svavel och guld i alla dess former. Alla ämnen som inte är grundämnen består av atomer eller joner från flera olika grundämnen i kemisk förening eller annat kompositionssätt.
Ett grundämne i betydelse a kan uppträda i olika faser, men även i olika allotropiska former. Syre i den vanliga allotropen O2 är exempelvis gasformigt vid normal temperatur och tryck, flytande under -183 °C och fast under -218 °C. Syre förekommer även som allotropen ozon, O3.
Innehåll |
Olika grundämnen
Det lättaste grundämnet är väte med den kemiska beteckningen H som står för hydrogen. Väte utgör tillsammans med helium de ursprungliga – och vanligaste – grundämnena i universum. Väte består av en proton och en elektron. Deuterium och tritium är väteisotoper med en respektive två neutroner.
Tyngre grundämnen uppstår genom fusionsprocesser i stjärnorna, eller vid radioaktivt sönderfall av än tyngre ämnen som uppstått vid sådana. Grundämnen tyngre än järn skapas endast vid supernovaexplosioner.
Förtydliganden
Grundämne som mängd
Ordet grundämne brukar förklaras som:
- ämne som uteslutande består av atomer med samma antal protoner i atomkärnan (Nationalencyklopedin)
- ämne som består av ett enda slags atomer (Nationalencyklopedins ordbok samt Svensk ordbok[1])
- ämne som endast innehåller en sorts atomer (Kemibok för högstadiet[2])
- ämne som inte kan sönderdelas genom vanliga kemiska reaktioner (Bonniers svenska ordbok[3])
Alla förklaringar inleds med att knyta ordet grundämne till det allmänna ordet ämne. Ämne brukar jämställas med materia, material eller substans som man kan ta mer eller mindre av. Även i övrigt är förklaringarna skrivna ur perspektivet att grundämne är en obestämd mängd av något snarare än exakt en atom.
Om man utifrån ett omutligt mängdperspektiv frågar vilket grundämne som har 32 protoner, finns sex rätta svar – germanium, svavel, syre, beryllium, helium och väte. Antalet protoner uppnås med en enda germaniumatom, medan det skulle krävas fyra syreatomer eller trettiotvå väteatomer. Det behövs i så fall någon form av förtydligande eller omskrivning av frågan för att begränsa den till att gälla en enda atom av grundämnet. Man kan då fråga vilket grundämne som har atomer med 32 protoner.
Här följer några exempel där man undviker att använda ordet grundämne på atomnivå:
- Om sex [ligandatomer] av samma slag placeras i hörnen av en oktaeder [...] (Nationalencyklopedin[4])
- Empirisk formel [...] anger det relativa antalet atomer av olika slag i ett ämne [...] (Nationalencyklopedin[5])
- Kemisk förening, ämne bestående av två eller flera grundämnens atomer bundna till varandra (Nationalencyklopedin[6])
- Ett sammansatt ämne består av atomer från två eller flera olika grundämnen (Fysikbok för grundskolans senare del[7])
Grundämne som atom
Ordet grundämne kan användas självständigt även på atomnivå om sammanhanget förhindrar misstolkning. I frågan ovan om vilket grundämne som har 32 protoner, skulle de allra flesta underförstå 32 protoner per atom. Man kan också säga att "syre är näst väte och helium det vanligaste grundämnet i universum"[8] och därvid räkna in allt syre som är bundet i kemiska föreningar. Ibland kan det dock bli förvirrande att utelämna ett förtydligande, bland annat om man ändrar exempel 2 ovan till "En empirisk formel anger det relativa antalet grundämnen i ett ämne".
Atomslag
Om man använder ord som atomslag, atomtyp eller atomsort, ska man vara medveten om att sådana kategoriseringar inte har någon standardiserad betydelse. De finns inte förklarade i något uppslagsverk. Läsaren måste varje gång sluta sig till betydelsen ur sammanhanget. Även om en rimlig tolkning av ordet atomslag i många fall är atomer som tillhör ett visst grundämne, kan ordet mycket väl användas även för alla atomer som tillhör en viss grupp i periodiska systemet (ädelgaserna, halogenerna, alkalimetallerna...) eller endast för atomer som tillhör en bestämd isotop (deuterium, kol-14, uran-235...). Nationalencyklopedin använder ordet i ännu en annan betydelse när det paradoxala i Thomsons atommodell kommenteras med orden "Hur en atom av detta slag kunde existera och vara stabil var helt oförklarligt utifrån den klassiska fysikens principer".[9] I flera artiklar använder dock Nationalencyklopedin ordet atomslag just för betydelse b ovan. Ett exempel är formuleringen "Kemisk analys gav information om vilka atomslag som ingick i ett ämne och i vilka proportioner".[10]
Genom formuleringen att ett grundämne består av "atomer med samma antal protoner i atomkärnan" undviker man den oklarhet som finns i frasen "ett enda slags atomer".
Engelsk motsvarighet
Den engelska motsvarigheten till ordet grundämne är element. Eftersom element är ett ord som används inom många olika områden[11], anger man vid behov chemical element för att precisera betydelsen.
The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC, definierar chemical element dels som ett atomslag ("a species of atoms") som har samma antal protoner i atomkärnan, dels som ett kemiskt ämne som består av ett enda sådant atomslag. I definitionen påpekas dock att mängdperspektivet i vissa, mindre vanliga fall kan separeras från chemical element och benämnas elementary substance. Formuleringen (ett atomslag som har samma antal protoner i atomkärnan) i definitionen visar att ordet atomslag anses kräva ett förtydligande för att bli tillräckligt exakt.
Det engelska ordet element liksom det svenska grundämne täcker alltså normalt in både mängd- och atomperspektiven, men element har sin tyngdpunkt på atomnivån medan grundämne har sin språkliga utgångspunkt i mängdperspektivet. Ordet elementary substance är språkligt konstruerat som en specialisering av huvudordet (chemical) element, vilket gör det självförklarande i ljuset av definitionen för element.
Element kan även användas på svenska som synonym för grundämne. Att det inte används så ofta kan bero på att ordet har en vidsträckt allmän användning med olika betydelsevarianter inom skilda områden, se element. Det utgör dock grunden i ordet elementarpartikel.
Referenser
Noter
- ↑ Svensk ordbok (1987), ISBN 91-24-34694-2
- ↑ Gleerups NO Kemi (lärobok för högstadiet, 1996), ISBN 91-40-62023-9, sid 141
- ↑ Bonniers svenska ordbok (1980), ISBN 91-0-042749-7
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "kristallfältteori"
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "kemisk formel"
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "kemisk förening"
- ↑ Fysik Lpo för grundskolans senare del, bok 3 (2007), ISBN 978-91-85634-56-9, sid 100
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "syre", sid 596, spalt 2 andra stycket
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "atom", sid 83, spalt 1 sista stycket
- ↑ Nationalencyklopedin, uppslagsord "molekyl"
- ↑ Engelska Wikipedia, uppslagsord element
Källor
- Nationalencyklopedin (Bra Böcker AB, 1989 – 1996), ISBN 91-7024-620-3
- Nationalencyklopedins ordbok (Språkdata och Bra Böcker AB, 2000), ISBN 91-7133-802-0
- The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC: Definition av "chemical element".
Se även
Externa länkar
- Wikimedia Commons har media som rör Grundämne
