Spartacus Forlag

Grunnstoffene – de minste byggeklossene

Da jeg var liten, elsket jeg å bygge lego. I timevis kunne jeg sitte på knærne foran haugen med byggeklosser og sette dem sammen til omtrent hva jeg ville. Noen biter var små, andre store. Noen var korte, noen lange – noen var flate og glatte. De var røde, hvite, blå og gule. De fleste var firkantete, men det fantes også runde og trekantete. Noen kunne brukes til nesten hva som helst, andre hadde mer spesialiserte bruksområder – de var laget for å være vinduer, hjul eller hoder til de små legofigurene. 


Jeg lagde biler, båter, hus, hytter, slott og utedoer. Jeg lagde mennesker. Jeg lagde byer de kunne bo i. Fra noen elementære byggeklosser kunne jeg bygge hele verdener. Klosser som i konstruksjonstegningen hadde én bestemt oppgave, kunne i et fantasifullt barnehode endre egen­skaper og bli til noe helt annet.


På lignende vis, men i en helt annen og mye mindre skala, er alt rundt oss satt sammen av grunnstoffer, de grunn­leggende bestanddelene. Det er oppdaget 118 av dem, men bare rundt 90 finnes i naturen rundt oss. I alle sine uendelig mange kombinasjoner utgjør de verden slik vi kjenner den. Atomer av ett grunnstoff kobler seg sammen med atomer av andre grunnstoffer, og sammen både ser de ut og oppfører seg annerledes enn de gjør alene. 


Slik et barn tar ting fra hverandre og setter dem sammen på nye måter, drives vitenskapen videre ved at forskere løser opp forbindelser og lager nye. Kjente materialer deles opp i mer grunnleggende bestanddeler og settes nysgjerrig sammen i nye kombinasjoner som kanskje kan være mer effektive eller vise seg å ha andre nyttige egenskaper.


Noen av grunnstoffene gjør nytte for seg i ren form, men det er i kjemiske forbindelser med andre grunnstoffer de virkelig viser hva de er gode for. Det myke sølvhvite metallet natrium blir sammen med den gulgrønne gassen klor til natriumklorid, vanlig bordsalt. Kobber er ikke spesielt hardt, men blandet med enda mykere tinn får vi den harde legeringen bronse. Dette er enkle kombinasjoner. Det meste av verden er satt sammen gjennom langt mer kompliserte byggetegninger.


Karbon finnes i ren form som diamant og grafitt. Begge er fine i seg selv, men det såkalte karbonkretsløpet er jo mye mer imponerende. Ved å binde seg til nye grunnstoffer i nye kombinasjoner beveger karbonatomene seg fra luft til planter, videre til dyr og mennesker, ut i atmosfæren og ned igjen på jorda. Karbon er ett av de snaut 30 grunnstoffene som er nødvendige for livet på jorda.


En smarttelefon kan inneholde dobbelt så mange forskjellige grunnstoffer. Det er fordi forskere og ingeniører hele tiden prøver å sette sammen grunnstoffene på nye måter. Slik framstiller de materialer og substanser som har enda bedre egenskaper. De tilsetter litt av ditt, litt av datt for å se hva de nye blandingene kan brukes til.


Det er nesten ufattelig at alt i hele verden er bygget opp av disse grunnleggende byggeklossene. At de omtrent 90 grunnstoffene som finnes naturlig i en eller annen form her på jorda, inngår i utallige forbindelser som blir til jord, luft og vann, planter, dyr, mennesker og andre organismer. Det er nesten like fascinerende at det går an å lage nye grunnstoffer på kunstig vis i avanserte laboratorier, som er tilfellet med nesten 30 av grunnstoffene som er oppdaget. 


Lenge trodde forskerne at uran, nummer 92, skulle være det siste grunnstoffet i det periodiske system. Uran er det tyngste grunnstoffet som finnes naturlig på jorda. Men fra slutten av 1930-tallet har ny teknologi gjort det mulig å framstille enda tyngre grunnstoffer i laboratoriet. Alle de siste grunnstoffene i periodesystemet er oppdaget på denne måten. 


Men hva er egentlig et grunnstoff? De gamle grekernes fire elementer jord, ild, luft og vann ble lenge sett på som det alt var satt sammen av. Først på slutten av 1700-tallet klarte forskerne se grunnstoffenes sanne natur og lage en definisjon som minner om dagens. Da ble et grunnstoff definert som en substans som ikke kunne splittes i mer grunnleggende substanser. 


Den moderne definisjonen sier at et grunnstoff er et rent stoff hvor alle atomene har samme atomnummer. Atomnummeret forteller hvor mange protoner det er i kjernen. Alle hydrogenatomer har ett proton i kjernen, og hydrogen har derfor atomnummer 1. Karbon er nummer 6 fordi det har seks protoner i kjernen. Jern med sine 26 protoner, har atomnummer 26.


Selv om jeg er blitt voksen og ikke lenger setter meg alene foran haugen med legoklosser, er jeg ikke vanskelig å be. Både egne og andres barn har måttet tåle at jeg blir i overkant ivrig når de spør om jeg vil være med. Klossene finnes i langt flere varianter nå enn de gjorde på 1970-­tallet. Like­vel er utvalget begrenset til dem vi har foran oss. Disse kan vi prøve ut i ulike kombinasjoner og med fantasien til hjelp lage hva vi vil.


Slik naturen har formet stein og jord, blomster og trær, mygg, fluer, hunder, katter og mennesker. Og slik forskere og ingeniører finner opp stadig nye ting ved å sette sine byggeklosser, grunnstoffene, sammen på nye måter. Er det rart jeg elsker grunnstoffene? Med alle sine særheter og likheter, med sine unike egenskaper og muligheter for å binde seg til andre, er det nesten ikke grenser for hva vi kan gjøre med dem. Forskerne må bare, og blir hele tiden, enda bedre kjent med dem. Fortsatt holder grunnstoffene noen hemmeligheter skjult oss. 


I denne boka får alle grunnstoffene vist seg fram i all sin sjarmerende egenart. Hvordan de ser ut, hva de brukes til, om de er lette eller tunge, faste, flytende eller svev­ende. Hvordan de fikk navnet sitt og hvem som oppdaget dem. Noen er veldig nyttige, andre kan nesten ikke brukes til noe som helst. Noen er livsviktige, andre er livsfarlige. Noen er begge deler. 


Kanskje finner du en favoritt du blir spesielt begeistret for. Det er lov. Men husk alltid at det er sammen de er sterkest. Det er sammen de har bygget både deg og alt du ser rundt deg – alt du eier, alt du ønsker deg. Alt og alle du er glad i er satt sammen av grunnstoffene du kan lese om på de kommende sidene. Det er lett å bli glad i dem. Når du bare blir kjent med dem.


Eivind Torgersen