Przegląd

Pierwiastki to najmniejsze jednostki materii, które nie mogą być dalej rozkładane w procesach chemicznych. Znanych jest 118 pierwiastków, ale nie wszystkie z nich występują naturalnie, a jeszcze mniej jest niezbędnych do życia. Żywa materia składa się głównie z węgla, azotu, wodoru i tlenu, z mniejszymi ilościami innych pierwiastków, takich jak wapń, fosfor, potas i siarka. Inne pierwiastki są również niezbędne do życia, ale tylko w śladowych ilościach.

Układ okresowy pierwiastków dostarcza informacji o właściwościach fizycznych i chemicznych pierwiastków

Układ okresowy pierwiastków porządkuje pierwiastki na podstawie ich właściwości fizycznych i chemicznych. Liczba atomowa pierwiastka odpowiada liczbie protonów znajdujących się w jego jądrze, a każdy kwadrat w układzie okresowym zawiera również pełną nazwę, symbol chemiczny i masę atomową pierwiastka. Liczba protonów dostarcza informacji o wielkości pierwiastka, ale nie jest to jedyna zasada organizacyjna leżąca u podstaw struktury układu okresowego pierwiastków. Pierwiastki są zorganizowane w kolumny (grupy) i rzędy (okresy) w oparciu o inne właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak reaktywność, lokalizacja ich najbardziej zewnętrznych elektronów i zdolność do tworzenia określonych typów wiązań. Pierwiastki w tej samej grupie (tj. kolumnie) różnią się wielkością, ale mają wiele wspólnych właściwości chemicznych. Natomiast pierwiastki w tym samym okresie (tj. rzędach) są bardziej podobne pod względem wielkości i mają elektrony zlokalizowane w podobnym miejscu, ale różnią się znacznie pod względem właściwości chemicznych.

Główne pierwiastki i pierwiastki śladowe tworzą ludzkie ciało

Całe życie na Ziemi zawiera pierwiastki tlen, węgiel, wodór i azot. Mówiąc dokładniej, 96% ludzkiego ciała składa się z tych czterech elementów. Pozostałe 4% składa się głównie z wapnia, fosforu, potasu, siarki, sodu, chloru i magnezu, w kolejności względnej obfitości. Ponadto niektóre pierwiastki są niezbędne dla ludzi, ale znajdują się w organizmie w ilościach mniejszych niż 0,01%; Są to tak zwane pierwiastki śladowe. Mimo że są obecne tylko w niewielkich ilościach, pierwiastki śladowe nadal mają kluczowe znaczenie dla zdrowia. Żelazo, na przykład, odgrywa istotną rolę w czerwonych krwinkach, pomagając w wiązaniu tlenu, dzięki czemu może on być transportowany przez cały układ krążenia. Zbyt mała ilość żelaza może powodować niedokrwistość z niedoboru żelaza, która charakteryzuje się objawami wynikającymi z braku tlenu, w tym zmęczeniem, dusznościami, osłabieniem i nieregularnym rytmem serca.

Niektóre pierwiastki są szkodliwe dla organizmów żywych

Niektóre pierwiastki mają szkodliwy wpływ na zdrowie nawet w małych dawkach. Na przykład rtęć jest jednym z kilku metali ciężkich, które mogą wywoływać szereg objawów w małych dawkach – w zależności od dotkniętej tkanki – i powodować śmierć w większych dawkach. Z czasem może gromadzić się w tkankach organizmów wielokomórkowych, dlatego powtarzające się narażenie jest problemem. Nowatorskie sposoby usuwania zanieczyszczeń metalami ciężkimi ze środowiska za pomocą metod biologicznych – bioremediacji – wymagają badań w celu zrozumienia zarówno chemii zanieczyszczeń, jak i biologii pierwszych organizmów, na które wpływają. Metale ciężkie często dostają się do sieci pokarmowej na poziomie producentów pierwotnych, zanim wpłyną na organizmy o wyższych poziomach troficznych, takie jak ludzie.