3.2 : The Periodic Table And Organismal Elements

Elemente sind die kleinsten Einheiten der Materie, die durch chemische Prozesse nicht weiter abgebaut werden können. Es gibt 118 bekannte Elemente, aber nicht alle davon kommen natürlich vor und nur wenige von ihnen sind lebensnotwendig. Lebende Materie besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, mit kleineren Mengen anderer Elemente wie Kalzium, Phosphor, Kalium und Schwefel. Andere Elemente sind ebenfalls lebensnotwendig, aber nur in Spuren.

Das Periodensystem gibt Auskunft über die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Elementen

Das Periodensystem ordnet Elemente nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften. Jedes Quadrat im Periodensystem zeigt den vollständigen Namen, das chemische Symbol, die Ordnungszahl und das Atomgewicht eines Elements an. Die Ordnungszahl eines Elements entspricht der Anzahl der Protonen, die sich in seinem Kern befinden, und gibt Auskunft über die Größe eines Elements. Elemente sind im Periodensystem in Spalten (Gruppen) und Zeilen (Punkte) unterteilt, die hauptsächlich auf ihren Ordnungszahlen basieren. Sie werden auch nach anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften gruppiert, wie z. B. der Reaktivität, der Position ihrer äußersten Elektronen und der Fähigkeit, bestimmte Arten von Bindungen einzugehen. Elemente in der gleichen Gruppe (d. h. Säule) variieren in der Größe, haben aber viele chemische Eigenschaften gemeinsam. Im Gegensatz dazu sind Elemente in der gleichen Periode (d.h. Reihe) ähnlicher in der Größe und haben ihre Elektronen an einer ähnlichen Stelle, variieren aber stark in ihren chemischen Eigenschaften.

Hauptelemente und Spurenelemente machen den menschlichen Körper aus

Alles Leben auf der Erde enthält die Elemente Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Genauer gesagt besteht der menschliche Körper zu 96 % aus diesen vier Elementen. Die restlichen 4 % bestehen hauptsächlich aus Kalzium, Phosphor, Kalium, Schwefel, Natrium, Chlor und Magnesium, in der Reihenfolge ihrer relativen Häufigkeit. Darüber hinaus sind einige Elemente für den Menschen essentiell, machen aber weniger als 0,01 % des Körpers aus; Diese werden als Spurenelemente bezeichnet. Auch wenn sie nur in geringen Mengen vorhanden sind, sind Spurenelemente dennoch entscheidend für die Gesundheit. Eisen zum Beispiel spielt eine wesentliche Rolle in den roten Blutkörperchen und hilft dabei, Sauerstoff zu binden, damit er durch den Kreislauf transportiert werden kann. Zu wenig Eisen kann zu Eisenmangelanämie führen, die Müdigkeit, Kurzatmigkeit, Schwäche und Herzrhythmusstörungen verursacht.

Einige Elemente sind schädlich für lebende Organismen

Einige Elemente haben bereits in kleinen Dosen schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit. Quecksilber zum Beispiel ist eines von mehreren Schwermetallen, die in kleinen Dosen eine Reihe von Symptomen hervorrufen können – abhängig vom betroffenen Gewebe – und in größeren Dosen zum Tod führen. Es kann sich im Laufe der Zeit im Gewebe mehrzelliger Organismen ansammeln, so dass eine wiederholte Exposition ein Problem darstellt. Schwermetallkontaminanten gelangen oft auf der Ebene der Primärproduzenten, d.h. Pflanzen, in das Nahrungsnetz, bevor sie Organismen auf höheren trophischen Ebenen wie den Menschen beeinflussen.