Grunnstoffer – jordens kjemiske byggeklosser

Alt i universet er bygget av de kjemiske byggeklossene – grunnstoffer. For eksempel består kroppen av blant annet grunnstoffene oksygen, hydrogen og karbon.
Grunnstoffer består av atomer, som har samme antall protoner i atomkjernen. Atomer består dessuten av nøytroner og elektroner. Antallet protoner og nøytroner avgjør atomets vekt. Dessuten er grunnstoffene nummerert etter hvor mange protoner det er i atomets kjerne. Dette kalles også grunnstoffets atomnummer, som brukes i det periodiske systemet.

Et eksempel er karbon, som utelukkende består av karbonatomer, som har seks protoner i atomkjernen og dermed har atomnummer 6 i det periodiske systemet.

Niels Bohr fremsatte i 1913 atomteorien. Den beskrev at et atom består av en kjerne som inneholder et eller flere protoner. Kjernen inneholder ofte også et eller flere nøytroner. Antallet protoner og nøytroner avgjør atomets vekt, og grunnstoffene er nummerert etter hvor mange protoner det er i atomets kjerne. Det kalles også grunnstoffets atomnummer.

Rundt i kjernen er et antall elektronskall – eller orbitaler – som organiserer elektronene. I det innerste skallet er det "plass" til to elektroner, og i de ytre skallene kan det være opptil åtte.

Når det ytterste skallet er fylt opp med åtte elektroner, er det snakk om et svært stabilt grunnstoff som nødig reagerer med andre grunnstoffer. Edelgasser har et fullt ytre elektronskall og er dermed svært stabile.

Niels Bohrs atomteori gjelder fortsatt i dag – men nå oppfatter vi ikke elektronene i et atom som organisert i skall, men snarere som en slags vibrerende elektronsky.

I alt finnes det 118 ulike grunnstoffer, og 92 av dem forekommer naturlig, mens resten er kunstig produsert.

Grunnstoffene kan reagere og bindes sammen – danne en kjemisk forbindelse – på utallige ulike måter. Vann, H2O, er et eksempel på en kjemisk forbindelse: To hydrogenatomer har reagert med et oksygenatom.

Grunnstoffenes atomnummer, kjemiske egenskaper og evne til å inngå i kjemiske forbindelser er etablert i periodesystemet.

Visse grunnstoffer har egenskapen radioaktivitet. Disse grunnstoffene har for mange nøytroner i atomkjernen i forhold til antallet protoner. Dette gjør atomene ustabile, og for å gjenskape stabiliteten, sender ut de stråling – eller henfaller.

Det finnes 3 typer stråling:

• Alfastråling
• Betastråling
• Gammastråling

Radioaktive stoffer er farlige fordi de sender ut stråling med så høy energi at strålingen kan rive elektroner av atomer og molekyler, slik at de blir elektrisk ladet – såkalte ioner. Hvis hele kroppen, et organ eller noen celler utsettes for radioaktiv stråling, kan det oppstå skader.

Grunnstoffer som gull, sølv, bly og kvikksølv har vært kjent gjennom århundrene, men ingen vet hvem som oppdaget dem.

Den første sikre historiske beretningen om oppdagelsen av et grunnstoff stammer fra 1669 da Henning Brand, tysk alkymist og handelsmann, oppdaget og produserte grunnstoffet fosfor i helt ren form. I jakten på å lage gull lot han en bøtte med sin egen urin stå og råtne i flere dager før han kokte den inn til den var redusert til en tykk pasta. Pastaen ble deretter kraftig oppvarmet, og dampen som steg opp fra den, lot Brand fortette i vann. Etter planen skulle det vært gull som samlet seg i vannet, men i stedet fant han en hvit voksaktig substans som lyste i mørket av seg selv. Han kalte stoffet fosfor, som betyr lysende på gresk.

Selv om det ikke var gull han hadde lagd, ble Brand likevel rik på oppdagelsen. Han holdt nemlig oppskriften hemmelig og solgte den dyrt til den tyske legen Johannes Daniel Krafft som dro rundt og viste frem det selvlysende stoffet for hoffet ved de europeiske kongehusene.

Moderne kjemi oppsto først med franske Antoine Lavoisiers forsøk i 1770-årene. Forsøkene gjorde kjemien til en eksakt vitenskap, og i løpet av de 100 årene som fulgte, oppdaget man en rekke grunnstoffer som forskerne deretter forsøkte å ordne etter stoffenes egenskaper.