Element

1) In de scheikunde en natuurkunde is een element een stof die niet door een niet-nucleaire chemische reactie kan worden afgebroken tot eenvoudiger componenten. Een element wordt op unieke wijze bepaald door het aantal protonen in de kernen van zijn atomen. Het aantal protonen in de kern van het atoom van een element wordt het atoomnummer van dat element genoemd.

Het aantal elektronen in het atoom van een bepaald element kan variëren. Als het aantal elektronen gelijk is aan het aantal protonen, dan heeft het atoom geen elektrische lading. Als het aantal elektronen echter verschilt van het aantal protonen, wordt het atoom een ion genoemd. Als er meer elektronen dan protonen zijn, is het een negatief ion; als er minder elektronen dan protonen zijn, is het een positief ion.

Het aantal neutronen in het atoom van een bepaald element kan ook variëren. Het aantal neutronen in de kern van een element bepaalt de isotoop van het element. Alle elementen hebben een bepaalde isotoop die het meest voorkomt in de natuur. Zo heeft de meest voorkomende isotoop van waterstof geen neutronen, maar er bestaan ook isotopen met 1 neutron (deuterium genoemd) en 2 neutronen (tritium genoemd). De meest voorkomende natuurlijke isotoop van koolstof heeft 6 neutronen in de kern, maar een andere, minder voorkomende isotoop heeft er 8.

Sommige elementen kunnen worden opgesplitst in elementen met kleinere atoomnummers door zogenaamde atoom- of kernreacties. Dit proces wordt atoomsplitsing of kernsplitsing genoemd, en was verantwoordelijk voor de ongekende explosies van de eerste atoombommen (gelijk aan duizenden tonnen TNT). Het is ook het proces waarmee kernreactoren energie opwekken.

Soms verbinden elementen zich tot andere elementen met een groter atoomnummer. Dit wordt atoomfusie of kernfusie genoemd. Het meest voorkomende kernfusieproces is de omzetting van waterstof in helium. Het komt voor in de kern van de zon en andere sterren. Kernfusie produceert meer energie per massa-eenheid dan kernsplijting, en is verantwoordelijk voor de afschuwelijke vernietigingskracht van de waterstofbom (in sommige gevallen gelijk aan meer dan 20 miljoen ton TNT).

In de natuur komen elementen voor met atoomnummers van 1 tot en met 92. Waterstof, het meest voorkomende element in het heelal, heeft atoomnummer 1. Helium, het op een na meest voorkomende element in het heelal, heeft atoomnummer 2. Andere bekende elementen zijn koolstof met 6 protonen in zijn kern, stikstof met 7, zuurstof met 8, ijzer met 26 en uranium met 92. Elementen met een atoomnummer hoger dan 92 zijn in laboratoria gemaakt, maar de meeste daarvan zijn instabiel en vervallen snel tot elementen met een lager atoomnummer.

2) In de mathematische verzamelingenleer is een element een lid van een verzameling. De toestand waarin een voorwerp een element van een verzameling is, wordt gesymboliseerd met . Bijvoorbeeld, als A de verzameling {1, 2, 3, 4} aanduidt, dan is 3 A. De toestand waarin een voorwerp geen element van een verzameling is, wordt gesymboliseerd door . In het voorgaande scenario is 7 dus A. Een gegeven in een matrix wordt soms een element genoemd. Zo ook de uitdrukking na een integraalteken.