Tällä sivulla puhutaan alkuaineista. Alkuaineiden maailma on kovin mielenkiintoinen ja sisältää monia eri tasoja. Osa alkuaineista on meille aivan välttämättömiä, joskin ne ovat niin huomaamattomia, ettemme niiden olemassaoloa arjessamme välttämättä edes havaitse.
Tiedätkö muuten, millaisia aineita kutsutaan alkuaineiksi? Alkuaineiksi kutsutaan sellaisia aineita, joiden ydin sisältää tietyn määrän protoneja. Alkuaineille on tyypillistä myös se, ettei niitä voi jakaa eikä niitä voi kemiallisten prosessien avulla muuttaa toisiksi aineiksi. Alkuaineissa on atomeita ja näiden atomeiden ytimistä löytyy protoneja. Protoneja kiertävät elektronit.
Entä tiedätkö, miten alkuaineen järjestysluku määräytyy? Tämä alkuaineen järjestysluku eli atomiluku kertoo atomissa olevien protonien määrän. Tästä seuraa se, että atomiluku on sama, jos atomin alkuaine on sama. Jos esimerkiksi alkuaineen atomin ydin sisältää kuusi kappaletta protoneja, ovat nämä atomit nimenomaan hiiliatomeja. Neutroneja sen sijaan voi atomin ytimessä olla erilaisia määriä. Isotooppi tarkoittaa nimenomaan tietyn alkuaineen ytimiä, jotka voivat olla keskenään erilaisia.
Alkuaineista voi muodostua molekyyliyhdisteitä sekä ioniyhdisteitä. Alkuaineet jakautuvat lisäksi kahteen pääryhmään, jotka ovat epämetallit sekä metallit. Tähän jaotteluun vaikuttaa alkuaineiden kemialliset ominaisuudet. Epämetallien ja metallien lisäksi on olemassa myös puolimetalleja, joilla on molempien edellä mainittujen ominaisuuksia. Pyrittäessä ryhmittelemään alkuaineita vieläkin tarkemmin, käytetään jaksollista järjestelmää, jossa huomioidaan alkuaineiden rakenne. Tämän jaksollisen järjestelmän avulla on mahdollista ennustaa erilaisia alkuaineen ominaisuuksia.
Nykyisin tunnetaan 118 alkuainetta, jotka on varmennettu virallisesti. Näistä varmennetuista alkuaineista 94 on luonnossa esiintyviä alkuaineita. Loput näistä alkuaineista on keinotekoisesti valmistettuja ja niiden valmistamiseen on käytetty ydinreaktioita.
Historiaa antiikista 1800-luvulle
Alkuaineiden historia ulottuu pitkälle menneisyyteen. Voidaan puhua alkuaineiden varhaisista löydöistä, 1700-luvulla löydetyistä alkuaineista, 1800-luvulla löydetyistä alkuaineista, 1900-luvulla löydetyistä alkuaineista sekä vasta 2000-luvulla löytyneistä alkuaineista. Jo Thalesin tiedetään pitäneen vettä yhtenä alkuaineista. Hän oli itseasiassa sitä mieltä, että nimenomaan vedestä on syntynyt muut alkuaineet. Jotkut muut aikansa filosofit ovat myöhemmässä vaiheessa pitäneet tällaisena kaikkien muiden alkuaineiden perustana olevana alkuaineena joko tulta tai ilmaa. Myöhemmin monet filosofit olivat sitä mieltä, että alkuaineita on olemassa neljä. Näinä neljänä alkuaineena pidettiin yleisesti maata, vettä, ilmaa ja tulta. Edellä mainittuja on kutsuttu myös termillä klassiset alkuaineet. Tästä huolimatta jo ”vanhaan hyvään aikaan” tunnettiin myös esimerkiksi rikki, hiili sekä erilaisia metalleja. Tuolloin näitä aineita ei vain vielä pidetty alkuaineina.
Antiikin ajalla tunnettiin jo hopea, hiili, rikki, kupari, kulta, tina, lyijy, elohopea sekä rauta. Uskotaan, että Albertus Magnuksen olisi löytänyt arseenin jo 1200-luvulla ja jo 1450-luvulla onnistuttiin kuvaamaan antimoni tieteellisellä tavalla. Vismutti tunnettiin jo 1500-luvulla, mutta tarkasti se onnistuttiin kuvaamaan vasta 1750-luvulla. Sinkki tunnistettiin 1520-luvulla ja fosfori kuvattiin 1660-luvun loppupuolella.
1700-luvulla löydettiin useita alkuaineita – kaikkiaan näitä alkuaineita on 19 kappaletta. Koboltti löydettiin vuonna 1732, platina vuonna 1741, nikkeli vuonna 1751, magnesium vuonna 1755, vety vuonna 1766, happi vuonna 1771, typpi vuonna 1772, kloori vuonna 1774, molybdeeni vuonna 1778 ja telluuri vuonna 1782. Vuonna 1783 löydettiin volframi ja vuonna 1789 uraani sekä zirkonium. Vuonna 1793 löydettiin strontium ja vuonna 1794 löydettiin yttrium. Vuosi 1797 jäi historiaan titaanin sekä kromin löytövuotena. Vuonna 1798 löydettiin beryllium. Yttriumin löytäminen on ollut suomalaisittain erityisen mielenkiintoinen tapahtuma, koska tämän löydön teki Suomesta kotoisin ollut Johan Gadolin.
1800-lukua voidaan pitää alkuaineiden löytämisen kulta-aikana, koska suurin osa alkuaineista löydettiin juuri 1800-luvulla. Tänä ajanjaksona myös huomattiin alkuaineissa olevia säännönmukaisuuksia ja keksittiin Mendelejevin jaksollinen järjestelmä. 1800-luvulla löytyivät esimerkiksi kalium, natrium, kalsium ja jodi. Seuraavalla sivullamme kerrotaan siitä, mitä tapahtui alkuaineiden historiassa 1900-2000-luvuilla. Jos olet kiinnostunut alkuaineiden historiasta sekä tulevaisuudesta, kannattaa jatkaa sivujemme lukemista.