Содержание

Химические элементы в организме человека их роль (Таблица)

В организме человека обнаружено 86 элементов периодической системы Менделеева, которые постоянно присутствуют, из них 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности, 18 из которых абсолютно, а 7 полезны. Профессор В.Р. Вильямс назвал их элементами жизни.

В состав веществ, участвующих в реакциях, связанных с жизнью клетки, входят все известные химические элементы, большинство из них это кислород (65 - 75%), углерод (15 - 18%), водород (8 - 10%) и азот (1,5 - 3,0%). Остальные элементы делятся на 2 группы: макроэлементы (около 1,9%) и микроэлементы (около 0,1%). Макроэлементы - это сера, фосфор, хлор, калии, натрий, магний, кальций и железо, к микроэлементам - цинк, медь, иод, фтор, марганец, селен, кобальт, молибден, стронций, никель, хром, ванадий и др. Микроэлементы хоть и малочислены, но играют важную роль - влияют на обмен веществ. Без них невозможна нормальная жизнедеятельность каждой клетки в отдельности и организма как целого.

Таблица химические элементы в организме человека их роль

Элемент

Символ

Доля в общей массе %

Роль или функция элементов в организме человека

Основные элементы организма человека  

Кислород 

O

65

Требуется для реакций окисления, в первую очередь для процесса дыхания. Присутствует в большинстве органических веществ и в воде. 

Углерод

C

18

Формирует каркас молекул органических веществ.

Водород

H

10

Присутствует в большинстве органических соединений и в воде.

Азот

N

3

Компонент всех белков, нуклеиновых кислот и многих других органических веществ.

Кальций

Ca

1,5

Структурный компонент костей и зубов. Важен для проведения нервных импульсов через синапсы, процессов свертывания крови, сокращения мышц, оплодотворения.

Фосфор

P

1

Компонент нуклеиновых кислот, фосфолипидов, нуклеотидов, участвующих в переносе энергии. Структурный компонент костей.

Калий

K

0,4

Важнейший внутриклеточный катион. Необходим для проведения нервных импульсов. Компонент большинства белков.

Сера

S

0,3

Является энергетическим транспортом клетки, так как может переносить электроны кислорода и метильные группы. Обеспечивает защиту тканей и клеток от окислительных процессов.

Натрий 

Na

0,2

Важнейший внеклеточный катион. Участвует в регуляции движения жидкости между отделами тела, а также в проведении нервных импульсов.

Микроэлементы организма

Магний 

Mg

0,1

Кофактор ферментов (киназ). 

Хлор 

Cl

0,1

Важнейший анион интерстициальной жидкости. Также важен для поддержания осмотического баланса. Участвует в транспорте кислорода с кровью (хлоридное смещение). 

Железо 

Fe

следовые количества 

Компонент гемоглобина и миоглобина. Переносчик электронов. Кофактор ферментов (каталаз). 

Иод 

I

следовые количества 

Компонент тиреоидных гормонов.

Кобальт

Co

следовые количества 

Компонент витамина В12

Прочие элементы, присутствующие в следовых количествах, включают марганец (Мn), медь (Сu), цинк (Zn), фтор (F), молибден (Mo) и селен (Se).

_______________

Источник информации: Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.



Микроэлементы, таблица и подробная информация о микроэлементах

Элементы

Из 92 встречающихся в природе химических элементов 81 обнаружен в организме человека. 12 элементов называют структурными, т.к. они составляют 99 % элементного состава человеческого организма: (углерод С, Кислород О,  Водород Н,  Азот N,  Кальций Ca, Магний Mg, Натрий Na, Калий K, Сера S, Фосфор P, Фтор F, Хлор Cl).

Микроэлементами (МЭ) называют элементы, присутствующие в организме человека в очень малых следовых количествах (англ. - “trace elements”). Это в первую очередь 15 эссенциальных (жизненно необходимых, от англ. “essential”) - Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li, а также условно-эссенциальные B, Br. Элементы Cd, Pb, Al, Rb являются серьезными кандидатами на эссенциальность. В учение о МЭ особенно отчетливо видна справедливость слов Парацельса о том, что “нет токсичных веществ, а есть токсичные дозы”.

МЭ являются важнейшими катализаторами различных биохимических процессов, обмена веществ, играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии. Ряд элементов широко представленных в природе, редко встречается у человека, и наоборот. В этом проявляются особенности накопления элементов - активное и избирательное использование элементов внешней среды для поддержания гомеостаза и построения организма вне зависимости от меняющихся параметров внешних условий.

Хорошо известно, что микроэлементы обладают широким спектром синергических и антагонистических взаимоотношений. Так, показано, что между 15 известными жизненно необходимыми элементами существует 105

двусторонних и 455 трехсторонних взаимодействий. Это положение является естественной основой для изучения проявлений и оценки развития дисбаланса микроэлементного гомеостаза, столь характерного при дефиците даже одного эссенциального элемента.

Микроэлементный гомеостаз может нарушаться при недостаточном поступлении эссенциальных МЭ и/или избыточном поступлении в организм токсических микроэлементов. Причем, с учетом сложных антагонистических и синергических взаимовлияний и отношений между элементами, картина интоксикации или возникновения патологического состояния и заболеваний может быть очень сложной и трудной для интерпретации. В этом случае очень важна адекватная диагностика микроэлементозов, связанная, в первую очередь, с точным количественным определением элементов в индикаторных биосубстратах человека.

Накопленные к настоящему времени научные и медицинские данные о роли минеральных элементов в функционировании отдельных органов, систем и организма человека в целом, данные о последствиях, для здоровья человека, дефицита биогенных, жизненно необходимых элементов и избытка токсичных могут быть обобщены и используются в диагностической и лечебной практике Центром Биотической Медицины под руководством д.м.н. проф. А.В.Скального.

Подробно о каждом элементе:

Смотрите научные статьи в нашем журнале Микроэлементы в медицине


Исследование крови на микроэлементы Анализ волос на микроэлементы Определение содержание микроэлементов в моче Оценка шерсти животных на микроэлементный состав Анализ эякулята на микроэлементный статус Анализ слюны на микроэлементный состав Анализ волос на эссенциальные микроэлементы Анализ взаимодействия микроэлементов в реальной среде Источники микроэлементов Сопоставительный анализ крови и волос у пациентов с челюстно лицевой патологией можно увидеть здесь Большинство измерений элементного состава волос, крови, эякулята и других субстратах выполняется в лаборатории ЦБМ на самом современном оборудовании с использованием методик, разработанных с участием наших специалистов и аттестованных органами метрологического надзора за качеством измерений РФ: Аттестованная методика измерений элементов в волосах, крови и других биосубстратах человека

Минеральные вещества | Tervisliku toitumise informatsioon

В человеческом организме установлено наличие более 70 химических элементов. Достоверно установлена потребность в более чем 20 биоэлементах. Для обеспечения достаточного количества этих элементов крайне важно, чтобы питание было разнообразным.

Встречающиеся в организме минеральные вещества можно условно разделить на две группы:
  • Содержание макроэлементов в организме составляет более 0,01%. Ими являются фосфор (P), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg), сера (S), хлор (Cl) (см Таблица 1).
  • Содержание микроэлементов – менее 0,01%, у некоторых даже 0,00001.

Потребность в некоторых микроэлементах установлена, это железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), селен (Se) , марганец (Mn), молибден (Mo), фтор (F), хром (Cr), кобальт (Co), кремний (Si), ванадий (V), бор (B), никель (Ni), мышьяк (As) и олово (Sn).

Помимо них в организме обнаружен целый ряд элементов, функция которых пока не ясна, их появление в организме может быть обусловлено загрязнением окружающей среды и частым соприкосновением с ними. Например, люди, работающие в теплицах, постоянно контактируют с химическими веществами, различные элементы могут быть признаком разного рода заболеваний. В числе таких элементов алюминий (Al), стронций (Sr), барий (Ba), рубидий (Rb), палладий (Pd), бром (Br).

В организм могут попадать и тяжелые, т.е. ядовитые металлы, такие как кадмий (Cd), ртуть (Hg) или свинец (Pb).

Минеральные вещества в нашем организме являются важными компонентами скелета, биологических жидкостей и энзимов и способствуют передаче нервных импульсов.

Люди и животные получают различные биологические элементы из пищи, воды и окружающего воздуха, самостоятельно синтезировать минеральные вещества живые организмы не могут. В растениях минеральные вещества накапливаются из почвы, и их количество зависит от места произрастания и наличия удобрений. В питьевой воде также имеются минеральные вещества, и их содержание зависит от места, откуда получают воду.

Несмотря на то, что человек нуждается в небольших количествах минеральных веществ (макроэлементов в миллиграммах и граммах, микроэлементов – в милли- и микрограммах), в его организме, тем не менее, отсутствуют достаточные запасы минеральных веществ, чтобы нормально перенести их долговременный дефицит. Потребность в минеральных веществах зависит также от возраста, пола и прочих обстоятельств (см Таблица 2). Например, повышенная потребность в железе у женщин связана с менструациями и беременностью, а спортсменам требуется больше натрия, потому что он интенсивно выводится с потом.

Чрезмерные количества минеральных веществ могут привести к сбоям в работе организма, потому что, будучи компонентами биоактивных соединений, они оказывают влияние на регуляторные функции. Получать чрезмерные количества минеральных веществ (за исключением натрия) с пищей практически невозможно, однако это может произойти при чрезмерном употреблении биологически активных добавок и обогащенных минеральными веществами продуктов.

Усвоению минеральных веществ могут препятствовать:
  • злоупотребление кофе,
  • употребление алкоголя,
  • курение,
  • некоторые лекарства,
  • некоторые противозачаточные таблетки,
  • определенные вещества, встречающиеся в некоторых продуктах, например, в ревене и шпинате.

Потери минеральных веществ при тепловой обработке продуктов питания значительно меньше, чем потери витаминов. Однако при рафинировании или очистке часть минеральных веществ удаляется. Поэтому важно есть больше цельнозерновых и нерафинированных продуктов. Минеральные вещества могут образовывать соединения с другими веществами, содержащимися в продуктах питания (например, с оксалатами в ревене), в результате чего организм не может их усвоить.

Таблица 1
Названия и источники важнейших минеральных веществ

Обозначение

Название

Лучшие источники *

Макроэлементы

Na

натрий

поваренная соль (NaCl), готовая еда, сыр, ржаной хлеб, консервы, мясные продукты, оливки, картофельные чипсы

K

калий

растительные продукты: сушеные фрукты и ягоды, орехи, семена, топинамбур, картофель, редис, капуста, зеленые овощи, мука «Кама», свёкла, банан, ржаной хлеб, смородина, томаты

Ca

кальций

молоко и молочные продукты (особенно сыр), миндаль, орехи, семена, рыба (с костями), шпинат

Mg

магний

орехи, семена, мука «Кама», ржаной хлеб, шпинат, бобовые, греча, цельнозерновые продукты, свинина, говядина и курятина, банан, брокколи

P

фосфор

семена, орехи, молочные продукты (особенно сыр), печень, птица, говядина, ржаной хлеб, рыба, цельнозерновые продукты, бобовые

S

сера

продукты с белками, содержащими аминокислоты метионин (зерновые, орехи) и цистеин (мясо, рыба, соевые бобы, зерновые)

Cl

хлор

поваренная соль

Микроэлементы

Fe

железо

печень, кровяная колбаса, семечки, яйца, изюм, ржаной хлеб, нежирная говядина и свинина, цельнозерновые продукты, греча, клубника

Zn

цинк

печень, мясо, мука «Кама», семена, орехи, сыр, ржаной хлеб, бобовые, дары моря (крабы, салака), цельнозерновые продукты, яйца

Cu

медь

печень, какао-порошок, мясо, бобовые, цельнозерновые продукты, семена, орехи, греча, ржаной хлеб, лосось, авокадо, свёкла, дары моря

I

йод

йодированная соль, рыба и другие дары моря, сыр, яйца, некоторые виды ржаного хлеба и йогурта

Se

селен

арахис, печень, рыба и дары моря, семена подсолнечника, мясо

* Количество, содержащееся в 100 г продукта, покрывает не менее 10% суточной потребности взрослой женщины

Таблица 2
Рекомендуемые в зависимости от возраста суточные нормы потребления важнейших минеральных веществ

Возраст

Натрий, мг

Кальций, мг

Калий, г

Магний, мг

Железо, мг

Цинк, мг

Медь, мг

Йод, мкг

Селен, мкг

Дети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6–11 месяцев

до 650

550

1,1

80

8

5

0,3

60

15

12–23 месяца

до 830

600

1,4

85

8

6

0,3

90

25

2–5 лет

до 1580

600

1,8

120

8

6

0,4

90

30

6–9 лет

до 1580

700

2

200

9

7

0,5

120

30

Женщины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10–13 лет

до 2400

900

2,9

300

11

8

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50 

18–30 лет

до 2400

900

3,1

320

15

9

0,9

150

50

31–60 лет

до 2400

800

3,1

320

15

9

0,9

150

50

61–74 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

> 75 лет

до 2400

800

3,1

320

10

9

0,9

150

50

Беременные

до 2400

900

3,1

360

15

10

1

175

60

Кормящие матери

до 2400

900

3,1

360

15

11

1,3

200

60

Мужчины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10–13 лет

до 2400

900

3,3

300

11

11

0,7

150

40

14–17 лет

до 2400

900

3,5

380

11

12

0,9

150

60

18–30 лет

до 2400

900

3,5

380

10

9

0,9

150

60

31–60 лет

до 2400

800

3,5

380

10

9

0,9

150

60

61–74 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

> 75 лет

до 2400

800

3,5

380

10

10

0,9

150

60

* Для 18–20-летних рекомендуемая суточная доза составляет 900 мг кальция и 700 мг фосфора.
** Потребность в железе зависит от потери железа при менструациях. Для женщин в постменопаузе рекомендуемая дневная доза железа составляет 10 мг.
*** Для достижения сбалансированного содержания железа во время беременности в организме женщины должны иметься запасы железа как минимум на 500 мг больше, чем до беременности. В двух последних триместрах беременности, в зависимости от уровня железа в организме, может потребоваться дополнительный прием железа.
**** На самом деле, селена можно потреблять больше указанной в таблице рекомендованной дозы, поскольку селен по-разному всасывается из разных источников и происходит постоянное обеднение им поверхности, т.е. таблицы питательной ценности продуктов «не поспевают» за истинным положением дел (в них зачастую указываются значения больше реальных).

Максимальные разовые безопасные дозы минеральных веществ и пищевых добавок:
Минеральное веществоДоза
Кальций (мг)2500
Фосфор (мг)3000
Калий  (мг)3,7*
Железо  (мг)60
Цинк (мг)25
Медь (мг)5
Йод (мкг)600
Селен (мкг)300

* Только из биоактивных добавок или обогащенной пищи

Введение в биохимию. Химиче­ский состав организма человека. Общие закономерности обмена веществ

Вопросы:

  1. Введение.

  2. Элементный состав организмов.

  3. Молекулы и ионы, входящие в состав организма человека, их содержание и функции.

  4. Уровни структурной организации химических соединений живых организмов.

  5. Общие закономерности обмена веществ и энергии в организме человека.

  6. Особенности протекания обменных процессов при различных состояниях организма.

  1. Введение.Чем занимается биохимия?

Биохимияизучает химические процессы, происходящие в живых системах. Иначе говоря, биохимия изучает химию жизни. Наука эта относительно молодая. Она родилась в 20 веке. Условно курс биохимии можно разделить на три части.

Общая биохимиязанимается общими закономерностями химического состава и обмена веществ разных живых существ от мельчайших микроорганизмов и кончая человеком. Оказалось, что эти закономерности во многом повторяются.

Частная биохимия занимается особенностями химических процессов, протекающих у отдельных групп живых существ. Например, биохимические процессы у растений, животных, грибов и микроорганизмов имеют свои особенности, причем, в ряде случаев очень существенные.

Функциональная биохимия занимается особенностями биохимических процессов протекающих в отдельных организмах, связанных с особенностями их образа жизни. Направление функциональной биохимии, исследующее влияние физических упражнений на организм спортсмена называетсябиохимией спорта или спортивной биохимией.

Развитие физической культуры и спорта требует от спортсменов и тренеров хороших знаний в области биохимии. Это связано с тем, что без понимания того, как работает организм на химическом, молекулярном уровне трудно надеяться на успех в современном спорте. Многие методики тренировки и восстановления базируются в наше время именно на глубоком понимании того, как работает организм на субклеточном и молекулярном уровне. Без глубокого понимания биохимических процессов невозможно бороться и допингом – злом, которое может погубить спорт.

  1. Элементный состав организмов

Организм человека включает химические элементы, которые встречаются также и в неживой природе. Однако по количественному составу химических элементов живые организмы существенно отличаются от неживой природы. Так, например, количественное содержание железа и кремния в неживой природе существенно выше, чем в живых организмах. Характерной отличительной чертой живых организмов является высокое содержание углерода, что связано с преобладанием в них органических соединений.

Человеческий организм состоит из структурных элементов: С-углерод, О-кислород, Н-водород, N-азот, Ca-кальций, Mg-магний, Na-натрий, K-калий, S-сера, P-фосфор, Cl-хлор. Например, Н2О, молекула воды, состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. 70-80% организма человека состоит из воды. Однако жидкости в теле человека, в его клетках, его крови включают кроме воды 0,9% поваренной соли NaCl, молекула которой состоит из натрия и хлора. Все биохимические процессы происходят именно в 0,9% водном растворе поваренной соли, который называют физиологическим раствором. Поэтому даже лекарства для уколов и капельниц растворяют в физиологическом растворе.

В организме человека содержится около 3 кг минеральных веществ, что составляет 4% массы тела. Минеральный состав организма очень разнообразен и в нем можно обнаружить почти всю таблицу Менделеева.

Минеральные вещества распределены в организме крайне неравномерно. В крови, мышцах, внутренних органах содержание минеральных веществ низкое – около 1%. А вот в костях на долю минеральных веществ приходится около половины массы. Эмаль зубов на 98% состоит из минеральных веществ.

Формы существования минеральных веществ в организме также разнообразны.

Во-первых в костях они встречаются в форме нерастворимых солей.

Во-вторых, минеральные элементы могут входить в состав органических соединений.

В-третьих, минеральные элементы могут находиться в организме в виде ионов.

Суточная потребность в минеральных веществах невелика и поступают они в организм с пищей. Их количества обычно в пище достаточно. Однако в редких случаях их может не хватать. Например, в некоторых местностях не хватает йода, в других избыток магния и кальция.

Выводятся из организма минеральные вещества тремя путями в составе мочи, кишечником – в составе кала и с потом – кожей.

Биологическая роль этих веществ этих веществ очень разнообразна.

В организме человека и животных обнаружен около 90 элементов таблицы Д.И. Менделеева. Биогенные химические элементы– химические элементы, присутствующие в живых организмах. По количественному содержанию их принято подразделять на несколько групп:

  1. Макроэлементы.

  2. Микроэлементы.

  3. Ультрамикроэлементы.

Если массовая доля элемента в организме превышает 10-2%, то его следует считатьмакроэлементом. Долямикроэлементовв организме составляет 10-3-10-5%. Если содержание элемента ниже 10-5%, его считаютультрамикроэлементом. Конечно, такая градация условна. По ней магний попадает в промежуточную область между макро- и микроэлементами.

Минеральные вещества в организме человека находятся в разном состоянии. В соответствии с этим проявляется и их дей­ствие.

Одна из форм - это когда они являются составной частью органических веществ. Так, например, сера вхо­дит в состав аминокислот цистеина и метионина, железо являет­ся составной частью гемоглобина, йод — гормона щитовидной железы — тироксина, фосфор присутствует в разнообразных ор­ганических соединениях — ATФ, АДФ, других нуклеотидах, нук­леиновых кислотах, фосфатидах (лецитины и кефалины), раз­личных эфирах с гексозами, триозами и т. д.

Вторая форма — это прочные нерастворимые от­ложения солей углекислого, фосфорнокислого кальция и маг­ния, фтористых и других солей в твердых тканях — в костях, зу­бах, рогах, копытах, пере и т. д. Они составляют их минераль­ный остов.

И третья форма — минеральные вещества, растворённые в тканевых жидкостях. Эта группа мине­ральных веществ обеспечивает ряд условий, необходимых для сохранения процессов жизнедеятельности организма. К числу этих условий относятся осмотическое давление, реакция среды, коллоидное состояние белков, состояние нервной системы и т. д. Эти условия в свою очередь зависят от количества минеральных элементов, их соотношения и качественных особенностей по­следних.

Все многообразие веществ животного и растительного мира построено из сравнительно небольшого количества исходных составных частей. Это химические элементы и химические вещества. Из 107 известных химических элементов в живых организмах обнаружено 60, однако в концентрациях, позволяющих не считать этот элемент случайной примесью, только 22. Все химические элементы, встречающиеся в живых организмах, в соответствии с их концентрацией в клетках делят на три группы:

Макроэлементы:C, H, O, N, P, S, Cl, Na, K, Ca.

На их долю приходится более 0,01%. Количество макроэлементов показано в таблице; Микроэлементы:Fe, Mg, Zn, Cu, Co, J, Br, V, F, Mo, Al, Si и др.

На их долю приходится от 0,01 до 0,000001%;

Ультрамикроэлементы:Hg, Au, Ag, Ra и др. На их долю приходится менее 0,000001%.

Таблица. Содержание химических элементов в живом организме

Элементы

С

О

Н

N

Ca

P

K

S

Na

Cl

Прочие

%

18

65

10

3

2

1,1

0,35

0,25

0,15

0,15

следы

Макроэлементы составляют около 99,9% массы клетки и могут быть подразделены на две группы.Главныебиогенные химические элементы (кислород, углерод, водород, азот) составляют 98% от массы всех живых клеток. Они составляют основу органических соединений, а также образуют воду, которая присутствует во всех живых системах в значительных количествах.Во вторую группу макроэлементов входятфосфор, калий, сера, хлор, кальций, магний, натрий, железо, в сумме составляющие 1,9%. Они крайне важны для обеспечения жизнедеятельности организмов, без них невозможно существование любых живых существ.

Натрий и калий находятся в организме в виде ионов. Ионы натрия содержатся вне клеток, а ионы калия сосредоточены внутри клетки. Эти ионы играют важную роль в создании осмотического давления и клеточного потенциала, необходимы для нормальной работы миокарда.

Калий. Около 90% калия находится внутри клеток. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в передаче нервных импульсов;регуляции водно-солевого обмена; способствует выведению воды, а, следовательно, и шлаков из организма; поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов; необходим для функционирования ряда ферментов.

Калий хорошо всасывается из кишечника, а его избыток быстро удаляется из организма с мочой. Суточная потребность в калии взрослого человека составляет 2000-4000 мг. Она увеличивается при обильном потоотделении, при употреблении мочегонных средств, заболеваниях сердца и печени. Калий не является дефицитным нутриентом в питании, и при разнообразном питании недостаточность калия не возникает. Дефицит калия в организме появляется при нарушении функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, сонливости, снижении артериального давления, нарушении ритма сердечной деятельности. В таких случаях назначается калиевая диета.

Большая часть калия поступает в организм с растительными продуктами. Богатыми источниками его являются урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель, другие овощи и плоды (100 - 600 мг/100 г продукта). Меньше калия содержится в сметане, рисе, хлебе из муки высшего сорта (100 - 200 мг/100 г).

Натрийсодержится во всех тканях и биологических жидкостях организма. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови;в передаче нервных импульсов; регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена; повышает активность пищеварительных ферментов.

Кальций и магнийнаходятся в основном в косной ткани в виде нерастворимых солей. Эти соли придают костям твердость. Кроме того в ионном виде они играют важную роль в сокращении мышц.

Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами; участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом, кальций выполняет не только пластические функции, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.

Кальций относится к трудноусвояемым элементам. Поступающие в организм человека с пищей соединения кальция практически не растворимы в воде. Щелочная среда толстого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание.

Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от соотношения его с другими компонентами пищи и, в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками. При избытке жиров возникает конкуренция за желчные кислоты и значительная часть кальция выводится из организма через толстый кишечник. На всасывание кальция отрицательно сказывается избыток магния; рекомендуемое соотношение этих элементов составляет 1 : 0,5. Наиболее крепкие кости получаются при соотношении Ca:P - 1:1,7.Приблизительно такое соотношение в клубнике и грецких орехах.Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать возникновению почечно-каменной болезни. Для взрослых рекомендовано соотношение кальция и фосфора в пище 1:1,5. Трудность соблюдения такого соотношения обусловлена тем, что большинство широко потребляемых продуктов значительно богаче фосфором, чем кальцием. Отрицательное влияние на усвоение кальция оказывает фитин и щавелевая кислота, содержащиеся в ряде растительных продуктов. Эти соединения образуют с кальцием нерастворимые соли.

Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг, а у детей и подростков - 1000 мг и более.

При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме (при недостатке витамина D) развивается состояние кальциевого дефицита. Наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз - деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит.

Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог (100-1000 мг/100 г продукта), зеленый лук, петрушка, фасоль. Значительно меньше кальция содержится в яйцах, мясе, рыбе, овощах, фруктах, ягодах (20-40 мг/100 г продукта).

Магний.Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм организма. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе холестерина).

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Ежедневная потребность в магнии точно не определена; считают, однако, что доза 200-300 мг/сут предотвращает проявление недостаточности (предполагается, что всасывается около 30% магния).

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патологических явлений. У человека недостаток ионов магния, обусловленный характером питания, крайне маловероятен. Однако большие потери этого элемента могут происходить при диарее

Фосфор играет в организме важную роль. Он является составной частью солей, входящих в кости. Фосфорная кислота играет исключительно важную роль в энергетическом обмене. Фосфор.Фосфор входит в состав всех тканей организма, особенно мышц и мозга. Этот элемент принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках; регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов; необходим для образования АТФ.

В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция, остальной фосфор входит в состав мягких тканей и жидкостей. В мышцах происходит наиболее интенсивный обмен соединений фосфора. Фосфорная кислота участвует в построении молекул многих ферментов, нуклеиновых кислот и т. д.

При длительном дефиците фосфора в питании организм использует собственный фосфор из костной ткани. Это приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры - разрежению. При обеднении организма фосфором снижается умственная и физическая работоспособность, отмечается потеря аппетита, апатия.

Суточная потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг. Она возрастает при больших физических или умственных нагрузках, при некоторых заболеваниях.

Большое количество фосфора содержится в продуктах животного происхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Его содержание в этих продуктах составляет от 100 до 500 мг в 100 г продукта. Богатым источником фосфора являются крупы (овсяная, перловая), в них содержится 300-350 мг фосфора/100 г. Однако из растительных продуктов соединения фосфора усваиваются хуже, чем при потреблении пищи животного происхождения.

Сера.Значение этого элемента в питании определяется, в первую очередь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот(метионина и цистина),а также является составной частью некоторых гормонов и витаминов.

Как компонент серосодержащих аминокислот сера участвует в процессах белкового обмена, причем потребность в ней резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующиеся ткани, а также при воспалительных процессах. Серосодержащие аминокислоты, особенно в сочетании с витаминами С и Е, оказывают выраженное антиоксидантное действие. Наряду с цинком и кремнием сера определяет функциональное состояние волос и кожи.

Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в растительных. Потребность в сере (400 - 600 мг в сутки) удовлетворяется обычным суточным рационом.

Хлор.Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Этот нутриент легко всасывается из кишечника в кровь. Интересна способность хлора отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах. Выделение хлора из организма происходит главным образом с мочой (90%) и потом.

Нарушения в обмене хлора ведут к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смертельного исхода. Повышение его концентрации в крови наступает при обезвоживании организма, а также при нарушении выделительной функции почек.

Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5000 мг. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия при добавлении его в пищу.

Магний.Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, обеспечивающих метаболизм организма. Магний участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе холестерина).

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Ежедневная потребность в магнии точно не определена; считают, однако, что доза 200-300 мг/сут предотвращает проявление недостаточности (предполагается, что всасывается около 30% магния).

При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций.

Железо входит в составгема , составной части гемоглобина. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение; он участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Ассимиляции железа препятствует щавелевая кислота и фитин. Для усвоения этого нутриента необходим витамин В12.Усвоению железа способствует также аскорбиновая кислота, поскольку железо всасывается в виде двухвалентного иона.

Недостаток железа в организме может привести к развитию анемии, нарушаются газообмен, клеточное дыхание, то есть фундаментальные процессы обеспечивающие жизнь. Развитию железодефицитных состояний способствуют: недостаточное поступление в организм железа в усвояемой форме, понижение секреторной активности желудка, дефицит витаминов (особенно В12, фолиевой и аскорбиновой кислот) и ряд заболеваний, вызывающих кровопотери. Потребность взрослого человека в железе (14 мг/сут) с избытком удовлетворяется обычным рационом.Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соединения и снижают его ассимиляцию организмом.

Железо - широко распространенный элемент. Он содержится в субпродуктах, мясе, яйцах, фасоли, овощах, ягодах. Однако в легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени (до 2000 мг/100 г продукта), яичном желтке.

Микроэлементы (марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, фтор) составляют менее 0,1% от массы живых организмов. Однако эти элементы необходимы для жизни организмов. Микроэлементы содержатся в сверхмалых концентрациях. Их потребность в сутки составляет микрограммы, то есть миллионные доли грамма. Из них есть незаменимые и условно незаменимые.

Незаменимые:Ag-серебро, Co-кобальт, Cu-медь, Cr-хром, F-фтор, Fe - железо, I -йод, Li - литий, Mn - марганец, Mo - молибден, Ni - никель, Se - селен, Si - кремний, V - ванадий, Zn - цинк.

Условно незаменимые:B - бор, Br - бром.

Возможно незаменимые:Al - алюминий, As - мышьяк, Сd - кадмий, Pb - свинец, Rb - рубидий.

Марганецоказывает благоприятное воздействие на нервную систему, способствует выработке нейромедиаторов - веществ, ответственных за передачу импульсов между волокнами нервной ткани, также способствует нормальному развитию костей, укрепляет иммунную систему, способствует нормальному протеканию пищеварительного процесса инсулинового и жирового обменов. К тому же, процесс обмена витаминов А, С и группы В может нормально происходить только в том случае, когда в организме присутствует достаточное количество марганца. Благодаря марганцу обеспечивается нормальный процесс образования и роста клеток, рост и восстановление хрящей, быстрейшее заживление тканей, хорошая работа головного мозга и правильный обмен веществ, обладает отличными антиоксидантными свойствами. Этот элемент регулирует баланс сахара в крови, а также способствует нормальному процессу образования молока у кормящих женщин. Оптимальное содержание марганца можно обеспечить благодаря употреблению сырых овощей, фруктов и зелени.

Роль меди в организмеогромна. Прежде всего, она принимает активное участие в построении многих необходимых нам белков и ферментов, а также в процессах роста и развития клеток и тканей. Медь необходима для нормального процесса кроветворения и работы иммунной системы.Медь— входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Цинк— входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в составинсулина

Кобальтвлияет на физиологическое и патофизиологическое состояние организма человека. Есть сведения о влиянии его на метаболизм углеводов и липидов, на функцию щитовидной железы, состояние миокарда. В состав витамина В12 входит кобальт.

Для организма человека и животных никель– необходимый питательный элемент, но учёные немного знают о его биологической роли. В животных и растительных организмах он участвует в ферментативных реакциях, а у птиц накапливается в перьях. У нас он содержится в печени и почках, поджелудочной железе, гипофизе и лёгких. Никель влияет на процессы кроветворения, сохраняет структуру нуклеиновых кислот и клеточных мембран; участвует в обмене витаминов С и В12, кальция и других веществ.

Йодочень важен для нормального роста и развития детей и подростков: он участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка, стимулирует умственные способности, улучшает работоспособность и уменьшает утомляемость. В организме йод участвует в процессе синтеза тироксина и трийодтиронина – гормонов, необходимых для нормальной работы щитовидной железы.

Фторнужен для формирования эмали зубов, йод входит в состав гормонов щитовидной железы, кобальт является составной частью витамина В12.

К ультрамикроэлементам относятся большое количество химических элементов (литий, кремний, олово, селен, титан, ртуть, золото, серебро и многие другие), которые суммарно составляют менее 0,01% массы клетки. Для ряда из ультрамикроэлементов установлено их биологическое значение, для других нет. Возможно накопление некоторых из них в клетках и тканях человека и других организмов является случайным и связано с антропогенным загрязнением окружающей среды. С другой стороны, возможно, что биологическое значение ряда ультрамикроэлементов еще не выявлено.

Литийспособствует снижению нервной возбудимости, улучшает общее состояние при заболеваниях нервной системы, оказывает антиаллергическое и антианафилактическое действие, имеет некоторое влияние на нейроэндокринные процессы, принимает участие в углеводном и липидном обменах, повышает иммунитет, нейтрализует действие радиации и солей тяжелых металлов на организм, а также действие этилового спирта.

Кремнийучаствует в усвоении организмом более 70 минеральных солей и витаминов, способствует усвоению кальция и росту костей, предупреждает остеопороз, стимулирует иммунную систему. Кремний необходим для здоровья волос, улучшает состояние ногтей и кожи, укрепляет соединительные ткани и сосуды, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, укрепляет суставы - хрящи и сухожилия.

Известно, что олово улучшает процессы роста, является одним из составляющих желудочного фермента гастрина, воздействует на активность флавиновых ферментов (биокатализаторы некоторых окислительно-восстановительных реакций в организме), играет существенную роль в правильном развитии костных тканей.

Селен- участвует в регуляторных процессах организма. Селен, входя в состав фермента глютатионпероксидазы препятствует оседанию тромбов на стенках сосудов, благодаря чему является антиоксидантом и препятствует развитию атеросклероза. Не так давно выяснено, что недостаток селена приводит к развитию онкологических заболеваний.

Титанявляется постоянной составной частью организма и выполняет определенные жизненно важные функции: повышает эритропоэз, катализирует синтез гемоглобина, иммуногенез, стимулируют фагоцитоз и активируют реакции клеточного и гуморального иммунитета.

Ртутьобладает определенным биотическим эффектом и оказывает стимулирующее действие на процессы жизнедеятельности (в количествах, соответствующих физиологическим, т. е. нормальным для человека, концентрациям). Есть сведения о присутствии ртути в ядерной фракции живых клеток и о значении этого металла в реализации информации, заложенной в ДНК, и ее передаче при помощи транспортных РНК. Говоря проще, полное удаление ртути из организма, видимо, нежелательно, и те самые 13 мг, «заложенные» в нас природой, должны всегда содержаться в человеке (что, кстати, вполне согласуется с упомянутым выше законом Кларка-Вернадского о всеобщем рассеянии элементов).

Золото и сереброоказывают бактерицидное воздействие Многие микроэлементы и ультрамикроэлементы в больших количествах токсичны для человека.

Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, что приводит к развитию ряда заболеваний. Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается зубная эмаль, дефицит йода в пище и воде приводит к заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, минеральные вещества очень важны для устранения и профилактики ряда заболеваний.

В представленных таблицах приведены характерные (типичные) симптомы при дефиците различных химических элементов в организме человека:

В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 5.2). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержание в нем находится в относительном постоянстве.

Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна, несмотря на то, что они не являются обязательным компонентом питания. Минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. Они входят в состав сложных органических соединений (например, гемоглобина, гормонов, ферментов), являются пластическим материалом для построения костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.

Ионы макро-имикроэлементовактивно транспортируютсяферментамичерез клеточную мембрану. Только в составе ферментов ионы макро- и микроэлементы могут выполнять свою функцию. Поэтому пищевые продукты и лекарственные травы предпочтительнее химиотерапевтическим препаратам для лечения гипомикроэлементоза. К тому же, если учесть, что из продуктов и растений человеческий организм берет микроэлемента ровно столько, сколько ему нужно, это помогает избежать гипермикроэлементоза. А превышение макро- и микроэлементов в организме бывает гораздо опаснее, чем их недостаток. При применении химических препаратов кальция типичным является отложение кальция в молочных железах, желчном пузыре, печени, почках, в общем, везде, где угодно, но не в костях

Ферменты- это маленькие частицы, которые активно обеспечивают работу всех функциональных систем. Они производят пищеварение, например, амилаза (диастаза) слюны переваривает крахмалы картофеля и злаков, липаза поджелудочной железы переваривает жиры, химотрипсин переваривает белки и т.д. Кроме того, ферменты «перетягивают» нужные вещества через клеточные мембраны, например, в почках осуществляется активный транспорт ионов кальция, натрия, хлора и других, а, следовательно, они регулируют кальциевый состав костей и артериальное давление. Фермент лизоцим «убивает» вредные микробы. Фермент цитохром Р-450 участвует во многих биохимических реакциях, например, разлагает химические лекарства и выводит их из клеток, окисляет холестерин до стероидных гормонов (т.е. производит гормоны) и т.д. Этих маленьких работяг, - ферментов, - в организме тысячи видов, и нет никаких биохимических и физиологических преобразований, в которых они бы не участвовали. Как и функциональный элемент микроциркуляции органа, так ифермент- это первичный элемент, первооснова любых процессов, и это должно всегда учитываться в лечении болезни. Очень важно знать, что в химическом лекарстве нет ферментов, а в травах и продуктах они есть. Например, корни хрена содержат фермент лизоцим. Кроме того, ферменты есть в меде, например, инвертаза, диастаза, каталаза, фосфатаза, пероксидаза, липаза и т.д. Мед нежелательно растапливать и нагревать выше 380, потому что тогда ферменты распадаются.

В состав ферментавходит несколько молекул белка, соединенных между собой и представляющих в микромире огромный размер и две маленьких части, одна из них - витамин, вторая - микроэлемент. Именно потому лечение травами предпочтительнее химии, что трава содержит и белки, и витамины, и микроэлементы, - этот гармоничный состав фермента создан Творцом. В натуральных продуктах, например, в меде, содержатся все 22 незаменимые аминокислоты, которые нужны для синтеза белков. В меде имеются макроэлементы, все незаменимые микроэлементы кроме фтора, йода и селена, а также почти все условно незаменимые микроэлементы. И наоборот, химические лекарства, вырабатываемые промышленностью, особым непостижимым образом связаны с отцом промышленности Каином. И следствием подобной связи является лишение фармакологических средств, состоящих из одной химической формулы, всего богатства мира, созданного Творцом, одной из маленьких трудолюбивых первочастиц которого являетсяфермент.

Как легко определять свойства элементов и их соединений — Российская газета

Не так уж часто удается написать заметку о том, что не просто войдет в школьные учебники будущего, а станет одной из базовых картинок-иллюстраций. Химики из Сколковского института науки и технологий Артем Оганов и Захед Алахъяри придумали и рассчитали, как расположить химические элементы в порядке постепенного изменения их химических свойств. Такая последовательность удобнее, чем таблица Менделеева, для предсказания твердости, стабильности, намагниченности и других свойств элементов и их соединений. О том, как было сделано и что значит это отрытые, "Коту" рассказал профессор Сколтеха Артем Оганов.

Артем Оганов - кристаллограф-теоретик, создатель ряда новых материалов, а главное, методов, которые позволяют открывать новые материалы. Решил считавшуюся нерешаемой задачу предсказания кристаллической структуры вещества на основе его химического состава. Создал программу USPEX, способную предсказывать устойчивые химические соединения по набору исходных элементов. Один из самых цитируемых в мире ученых.

Я хорошо помню, как мне пришло в голову решение этой задачи. Мы с семьей садились в самолет. У меня четверо детей, и все они расположились у меня на голове и прочих частях тела и к тому же продолжали непрерывно двигаться. Опытные родители знают, что сопротивляться этому бессмысленно, а беспокоиться неразумно. Поэтому мой мозг перестал метаться, анализируя внешние сигналы, и застыл, сфокусировавшись в одной точке. Точка эта оказалась на спинке впередистоящего кресла. Там-то и начал проступать основной график будущей работы. Я вдруг увидел, что элементы таблицы Менделеева не размазаны равномерно в пространстве своих свойств, а, как звезды в Галактике, расположены более-менее на плоскости.

Эта проблема волновала меня последние 15 лет. В 1984 году британский физик Дэвид Петтифор опубликовал работу, в которой ввел понятие менделеевских чисел, - с их помощью он сгруппировал элементы в порядке изменения их химических свойств. В таблице Менделеева свойства элементов меняются скачками. Так, после самого химически активного неметалла фтора идет инертный неон, а сразу за ним - активнейший металл натрий. Можно ли найти вариант, при котором рядом бы стояли похожие по свойствам элементы?

Петтифор предложил решение - выстроил элементы в некоторой последовательности, приписав им некие числа Менделеева. Но как приписал, не объяснил. И тем более не объяснил, какой у них физический смысл. Эти числа не расчет, а произвол, хотя и основанный на наблюдениях за свойствами бинарных соединений - веществ, состоящих из двух разных атомов. Скажем, если NaCl и KCl похожи, то и натрий с калием должны стоять рядом. Все это время ученые модифицировали и улучшали менделеевские числа, но что это такое, так никто и не объяснил.

У химических элементов есть разные характеристики, которые влияют на их свойства. Прежде всего размер атома (его радиус), валентность, поляризуемость*, электроотрицательность**. Но валентность - параметр непостоянный, у разных элементов могут быть разные валентности, а мы неоднократно открывали химические соединения, которые с точки зрения привычных представлений о валентности не могли бы существовать. Но существуют. Поляризуемость очень сильно коррелирует с электроотрицательностью.

*Поляризуемость - способность атома или молекулы становиться электрически полярными во внешнем электромагнитном поле. Поляризуемость показывает, насколько легко может возникнуть заряженная частица (ион) или новая химическая связь.

**Электроотрицательность - способность атома оттягивать электроны других атомов в химических соединениях. Самая высокая степень электроотрицательности у галогенов и сильных окислителей (F, O, N, Cl), низкая - у активных металлов (Li, Na, K).

Получается, что для определения фундаментальных свойств атомов можно использовать только атомный радиус и электроотрицательность. И если по оси Х - радиус, а по оси Y - электроотрицательность, мы получаем плоскость, на которой сильно вытянутым облаком располагаются элементы. Внутри этого облака, воспользовавшись несложным математическим приемом, можно провести линию, вдоль которой элементы встанут в порядке максимально плавного изменения свойств.

Так мы открыли физический и химический смысл менделеевских чисел: это наилучшее представление всех химических свойств атома одним числом. Но мы предложили не только объяснение, но и улучшенную версию чисел Менделеева, в которой нет места субъективности - только расчеты на основе фундаментальных характеристик атомов. Мы назвали это "Универсальной последовательностью элементов", по-английски Universal Sequence Of Elements, сокращенно USE. И действительно, наша последовательность удобна в применении: она предсказывает свойства химических соединений лучше, чем петтифоровские менделеевские числа и их позднейшие модификации.

Если расположить элементы на осях, то на плоскости будут бинарные соединения - молекулы и кристаллы, состоящие из двух типов атомов. Мы обнаружили, что на этом поле - его можно назвать химическим пространством - возникают области соединений с близкими свойствами, например твердостью кристаллов, магнетизмом, энергией связи. Известно, например, что алмаз, состоящий только из углерода, - самый твердый из кристаллов. А как искать другие твердые вещества? По соседству с алмазом в его химическом пространстве.

Улучшенные менделеевские числа помогут находить новые соединения с полезными свойствами и смогут прояснить некоторые вопросы, связанные с привычной таблицей Менделеева. Например, уже сейчас можно ставить точку в споре, где должен находиться водород: над литием или над фтором. Согласно менделеевским числам, водород ближе к галогенам, чем к щелочным металлам.

Ссылка: Zahed Allahyari and Artem R. Oganov, Nonempirical Definition of the Mendeleev Numbers: Organizing the Chemical Space: J. Phys. Chem. C 2020, 124, 43, 23867-23878.

Универсальная последовательность элементов (USE)

Журнал "Кот Шрёдингера"

Как вычисляются числа Менделеева

Универсальная последовательность элементов определяется их проекцией на линию, обозначенную синим цветом. Журнал "Кот Шрёдингера"

история открытия, интересные факты и байки – Москва 24, 24.10.2012

Фото: ИТАР-ТАСС

Открытие таблицы периодических химических элементов стало одной из важных вех в истории развития химии как науки. Первооткрывателем таблицы стал российский ученый Дмитрий Менделеев. Неординарный ученый с широчайшим научным кругозором сумел объединить все представления о природе химических элементов в единую стройную концепцию.

Об истории открытия таблицы периодических элементов, интересных фактах, связанных с открытием новых элементов, и народных байках, которые окружали Менделеева и созданную им таблицу химических элементов, М24.RU расскажет в этой статье.

История открытия таблицы

К середине XIX века было открыто 63 химических элемента, и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие элементы в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.

В 1863 году свою теорию предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюленд, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией.

В 1869 году Менделеев опубликовал свою схему периодической таблицы в журнале Русского химического общества и разослал извещение об открытии ведущим ученым мира. В дальнейшем химик не раз дорабатывал и улучшал схему, пока она не приобрела привычный вид.

Суть открытия Менделеева в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов, свойства начинают повторяться. Так, калий похож на натрий, фтор - на хлор, а золото схоже с серебром и медью.

В 1871 году Менделеев окончательно объединил идеи в периодический закон. Ученые предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические свойства. В дальнейшем расчеты химика полностью подтвердились - галлий, скандий и германий полностью соответствовали тем свойствам, которые им приписал Менделеев.

Байки о Менделееве

Гравюра, на которой изображен Менделеев. Фото: ИТАР-ТАСС

Об известном ученом и его открытиях ходило немало баек. Люди в то время слабо представляли себе химию и считали, что занятия химией - это что-то вроде поедания супа из младенцев и воровства в промышленных масштабах. Поэтому деятельность Менделеева быстро обросла массой слухов и легенд.

Одна из легенд гласит, что Менделеев открыл таблицу химических элементов во сне. Случай не единственный, точно также говорил о своем открытии Август Кекуле, которому приснилась формула бензольного кольца. Однако Менделеев только смеялся над критиками. "Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы говорите: сидел и вдруг ... готово!", - как-то сказал ученый о своем открытии.

Другая байка приписывает Менделееву открытие водки. В 1865 году великий ученый защитил диссертацию на тему "Рассуждение о соединении спирта с водою", и это сразу дало повод для новой легенды. Современники химика посмеивались, мол ученый "неплохо творит под действием спирта, соединенного с водой", а следующие поколения уже называли Менделеева первооткрывателем водки.

Посмеивались и над образом жизни ученого, а особенно над тем, что Менделеев оборудовал свою лабораторию в дупле огромного дуба.

Также современники подтрунивали над страстью Менделеева к чемоданам. Ученый в пору своего невольного бездействия в Симферополе вынужден был коротать время за плетением чемоданов. В дальнейшем он самостоятельно мастерил для нужд лаборатории картонные контейнеры. Несмотря на явно "любительский" характер этого увлечения, Менделеева часто называли "чемоданных дел мастером".

Открытие радия

Одна из наиболее трагичных и в то же время известных страниц в истории химии и появления новых элементов в таблице Менделеева связана с открытием радия. Новый химический элемент был открыт супругами Марией и Пьером Кюри, которые обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, более радиоактивны, чем чистый уран.

Поскольку о том, что такое радиоактивность, тогда еще никто не знал, то новому элементу молва быстро приписала целебные свойства и способность излечивать чуть ли не от всех известных науке болезней. Радий включили в состав пищевых продуктов, зубной пасты, кремов для лица. Богачи носили часы, циферблат которых был окрашен краской, содержащей радий. Радиоактивный элемент рекомендовали как средство для улучшения потенции и снятия стресса.

Подобное "производство" продолжалось целых двадцать лет - до 30-х годов двадцатого века, когда ученые открыли истинные свойства радиоактивности и выяснили насколько губительно влияние радиации на человеческий организм.

Мария Кюри умерла в 1934 году от лучевой болезни, вызванной долговременным воздействием радия на организм.

Небулий и короний

Фото: ИТАР-ТАСС

Таблица Менделеева не только упорядочила химические элементы в единую стройную систему, но и позволила предсказать многие открытия новых элементов. В то же время некоторые химические "элементы" были признаны несуществующими на основании того, что они не укладывались в концепцию периодического закона. Наиболее известна история с "открытием" новых элементов небулия и корония.

При исследовании солнечной атмосферы астрономы обнаружили спектральные линии, которые им не удалось отождествить ни с одним из известных на земле химических элементов. Ученые предположили, что эти линии принадлежат новому элементу, который получил название короний (потому что линии были обнаружены при исследовании "короны" Солнца - внешнего слоя атмосферы звезды).

Спустя несколько лет астрономы сделали еще одно открытие, изучая спектры газовых туманностей. Обнаруженные линии, которые снова не удалось отождествить ни с чем земным, приписали другому химическому элементу - небулию.

Открытия подверглись критике, поскольку в периодической таблице Менделеева уже не оставалось места для элементов, обладающих свойствами небулия и корония. После проверки обнаружилось, что небулий является обычным земным кислородом, а короний - сильно ионизированное железо.

Отметим, что сегодня в московском Центральном доме ученых РАН торжественно присвоят имена двум химическим элементам, открытым учеными из подмосковной Дубны.

Материал создан на основе информации из открытых источников. Подготовил Василий Макагонов @vmakagonov

Микроэлементы в организме человека | Biomol RU

Основные микроэлементы и их роль

Микро- и макро- элементы (чаще именуемые словом микроэлементы) являются основными компонентами живой и неживой материи. Из элементов - Азот (N), сера (S), кислород (O), водород (H) и углерод (C) созданы органические соединения: белки, углеводы, жиры и витамины.

Среди 104 известных микроэлементов примерно 1/3 представляют компоненты важные для организмов - структурные элементы скелета и мягких тканей, а также факторы, регулирующие многие физиологические функции напр., свёртывания крови, транспорта кислорода, активация энзимов.

Группы элементов

Элементы можно разделить на три группы:

1) элементы, необходимые для жизни, так называемые биоэлементы
2) элементы нейтральные, без которых метаболические обмены нормально протекать могут
3) элементы токсичные, те которые оказывают на организм вредное воздействие

Макро- и микро- элементы

Элементы, необходимые для правильного функционирования организма классифицируются на макро- и микро- элементы.

Макроэлементы - это такие элементы, концентрация которых в жидкостях организма и тканях составляет больше 1 μг/г мокрой ткани (μг - миллионная часть грамма 10-6г).

Микроэлементы - это такие элементы, концентрация которых в организме составляет меньше 1 мкг / г мокрой ткани.

Макроэлементы:

хлор (Cl)
фосфор (P)
магний ( Mg)
калий (K)
натрий (Na)
кальций (Ca)

Микроэлементы:

германий (Ge)
бор (B)
хром (Cr)
олово (Sn)
цинк (Zn)
фтор (F)
йод (I)
кобальт (Co)
кремний (Si)
литий (Li)
марганец (Mn)
медь (Cu)
молибден (Mo)
никель (Ni)
селен (Se)
ванадий (V)
железо (Fe)

Элементы токсичные:

алюминий (Al)
таллий (Tl)
ртуть (Hg)
кадмий (Cd)
свинец (Pb)

Вредность химических элементов зависит от многих факторов, но самыми главными являются: концентрация данного элемента в организме и период (время) воздействия на организм. Существенную роль играет способность организма элиминировать вредные элементы, такую функцию выполняют почки, печень и пищеварительный тракт. Вредное влияние токсичных элементов зависит от возможности организма противостоять их разрушающему воздействию.

Токсичные элементы имеют тенденцию накопления в паренхиматозных органах, особенно в печени, почках, поджелудочной железе.

При хроническом воздействии, токсичные элементы могут откладываться также в других тканях напр.: свинец и алюминий в костях, свинец, ртуть, алюминий в тканях головного мозга, а кадмий в луковицах волос.

Количественное обозначение микроэлементов в организме

Прогресс науки и развитие техники привели к тому, что методы количественного обозначения микроэлементов являются более точными и подробными. Высокую чувствительность исследований обеспечивает атомно-абсорбционный спектрометр (ААС), спектрометр атомной эмиссии с плазменным возбуждением (ICP -AES), а также метод нейтронной активации (NAA).

Современная аналитическая аппаратура позволяет провести анализ концентраций элементов с первой попытки. Это дает возможность проводить измерения многих элементов за короткое время с небольшим количеством материала, что в случае биологических исследований играет немаловажную роль.

Лаборатория Biomol-Med для обозначения элементов использует метод ICP.

Физиологические жизненные процессы зависят не только от состава и концентрации отдельных элементов, но также и от их пропорции в организме. Для отдельных пространств организма существует чётко определённое равновесие ионов, которое поддерживается на постоянном уровне. На основании пропорции между определенными элементами можно оценить метаболическую активность и правильность физиологических процессов. Между микроэлементами существуют синергетические и антагонистические связи, которые непосредственно влияют на метаболизм организма.

Сохранение правильных отношений и пропорций между отдельными элементами является во многих случаях более важным, чем их правильная концентрация.

Химия жизни: человеческое тело

Примечание редактора: в этой периодической серии статей рассматриваются важные вещи в нашей жизни и химический состав, из которого они состоят. Вы то, что вы едите. Но вы помните, как ели молибден или перекусывали селеном? В организме обнаружено около 60 химических элементов, но что все они там делают, до сих пор неизвестно. Примерно 96 процентов массы человеческого тела состоит всего из четырех элементов: кислорода, углерода, водорода и азота, большая часть которых находится в форме воды.Остальные 4 процента - это редкая выборка из периодической таблицы элементов.

Некоторые из наиболее известных представителей называются макронутриентами, тогда как те, которые встречаются только на уровне миллионных долей или меньше, называются микронутриентами. Эти питательные вещества выполняют различные функции, включая строительство костей и клеточных структур, регулирование pH тела, перенос заряда и запуск химических реакций. FDA установило стандартную суточную норму потребления 12 минералов (кальций, железо, фосфор, йод, магний, цинк, селен, медь, марганец, хром, молибден и хлорид).Натрий и калий также имеют рекомендуемые уровни, но их лечат отдельно. Однако этим список необходимых элементов не исчерпывается. Сера обычно не упоминается как пищевая добавка, потому что организм получает ее в большом количестве с белками. И есть несколько других элементов, таких как кремний, бор, никель, ванадий и свинец, которые могут играть биологическую роль, но не классифицируются как незаменимые. «Это может быть связано с тем, что биохимическая функция не была определена экспериментальными данными», - сказала Виктория Дрейк из Института Лайнуса Полинга при Университете штата Орегон.Иногда все, что известно, - это то, что лабораторные животные плохо себя чувствовали, когда в их рационе не хватало какого-то несущественного элемента. Однако определить точную пользу, которую приносит элемент, может быть сложно, поскольку они редко попадают в организм в чистом виде. «Мы не рассматриваем их как отдельные элементы, а как элементы, заключенные в соединение», - сказала Кристин Гербштадт, национальный представитель Американской диетической ассоциации. Обычная диета состоит из тысяч соединений (некоторые из которых содержат микроэлементы), влияние которых изучается в настоящее время.На данный момент мы можем только сказать наверняка, что делают около 20 элементов. Вот краткое изложение, в скобках указан процент веса тела. Кислород (65%) и водород (10%) преимущественно содержатся в воде, которая составляет около 60 процентов веса тела. Практически невозможно представить жизнь без воды. Углерод (18%) - синоним жизни. Его центральная роль связана с тем, что он имеет четыре места связывания, которые позволяют строить длинные сложные цепочки молекул.Более того, углеродные связи могут быть образованы и разорваны с помощью небольшого количества энергии, что обеспечивает динамическую органическую химию, происходящую в наших клетках. Азот (3%) содержится во многих органических молекулах, включая аминокислоты, из которых состоят белки, и нуклеиновые кислоты, из которых состоит ДНК. Кальций (1,5%) - самый распространенный минерал в организме человека - почти весь он содержится в костях и зубах. По иронии судьбы, наиболее важная роль кальция заключается в функциях организма, таких как сокращение мышц и регулирование белков.Фактически, организм будет извлекать кальций из костей (вызывая такие проблемы, как остеопороз), если в рационе человека недостаточно этого элемента. Фосфор (1%) содержится преимущественно в костях, но также и в молекуле АТФ, которая обеспечивает клетки энергией для запуска химических реакций. Калий (0,25%) - важный электролит (то есть он несет заряд в растворе). Он помогает регулировать сердцебиение и имеет жизненно важное значение для передачи электрических сигналов в нервах. Сера (0.25%) содержится в двух аминокислотах, которые важны для придания белкам их формы. Натрий (0,15%) - еще один электролит, жизненно важный для передачи электрических сигналов в нервах. Он также регулирует количество воды в организме. Хлор (0,15%) обычно находится в организме в виде отрицательного иона, называемого хлоридом. Этот электролит важен для поддержания нормального баланса жидкости. Магний (0,05%) играет важную роль в структуре скелета и мышц.Он также необходим в более чем 300 основных метаболических реакциях. Железо (0,006%) является ключевым элементом метаболизма почти всех живых организмов. Он также содержится в гемоглобине, который является переносчиком кислорода в красных кровяных тельцах. Половина женщин не получают достаточного количества железа в своем рационе. Фтор (0,0037%) содержится в зубах и костях. Помимо предотвращения кариеса, это не имеет никакого значения для здоровья человека. Цинк (0,0032%) является важным микроэлементом для всех форм жизни.Некоторые белки содержат структуры, называемые «цинковые пальцы», которые помогают регулировать гены. Известно, что дефицит цинка приводит к карликовости в развивающихся странах. Медь (0,0001%) играет важную роль в качестве донора электронов в различных биологических реакциях. Без достаточного количества меди железо не будет нормально работать в организме. Йод (0,000016%) необходим для выработки гормонов щитовидной железы, которые регулируют скорость метаболизма и другие клеточные функции. Дефицит йода, который может привести к зобу и повреждению головного мозга, является важной проблемой для здоровья во многих странах мира. Селен (0,000019%) необходим для определенных ферментов, включая некоторые антиоксиданты. В отличие от животных, растениям не нужен селен для выживания, но они поглощают его, поэтому есть несколько случаев отравления селеном при употреблении в пищу растений, выращенных на богатых селеном почвах. Хром (0,0000024%) помогает регулировать уровень сахара, взаимодействуя с инсулином, но точный механизм до сих пор полностью не изучен. Марганец (0,000017%) необходим для некоторых ферментов, в частности для тех, которые защищают митохондрии - место, где внутри клеток вырабатывается полезная энергия - от опасных окислителей. Молибден (0,000013%) необходим практически для всех форм жизни. У людей это важно для преобразования серы в пригодную для использования форму. У азотфиксирующих бактерий он важен для преобразования азота в пригодную для использования форму. Кобальт (0,0000021%) содержится в витамине B12, который важен для образования белка и регуляции ДНК.

Из чего сделан корпус?

Человеческое тело содержит около 20 различных элементов, в основном изнутри древних звезд.Если вы разделите 80-килограммового человека на атомы, вы получите примерно следующее количество различных элементов:

Кислород - 52 кг

Этот элемент составляет более половины массы вашего тела, но только четверть его атомов.

Углерод - 14,4 кг

Самый важный структурный элемент и причина того, что нас называют углеродными формами жизни. Около 12 процентов атомов вашего тела составляют углерод.

Водород - 8 кг

Атомы водорода в вашем теле образовались в результате Большого взрыва.Все остальные были сделаны внутри звезды давным-давно и были выброшены в космос взрывом сверхновой. Так что, хотя вы, возможно, слышали, что все мы звездная пыль, это не совсем так.

Азот - 2,4 кг

Четыре самых распространенных элемента в организме человека - водород, кислород, углерод и азот - составляют более 99 процентов атомов внутри вас. Они встречаются по всему телу, в основном в виде воды, но также в виде компонентов биомолекул, таких как белки, жиры, ДНК и углеводы.

Кальций - 1,12 кг

Фосфор - 880 г

Сера - 200 г

Калий - 200 г

Натрий 120 г

Магний - ключевой компонент супероксиддисмутазы, одного из важнейших ферментов детоксикации.

Железо - 4,8 г

Обнаружено в геме, кислородсодержащей части молекулы гемоглобина внутри красных кровяных телец

Фтор - 3.0g

Укрепляет зубы, хотя фтор не считается необходимым для жизни.

Цинк - 2,6 г

Стронций - 0,37 г

Стронций содержится почти исключительно в костях, где он может оказывать благотворное влияние на рост и плотность.

Йод 0,0128 г

Йод является важным компонентом тиреоидного гормона тироксина. Йод - самый тяжелый элемент, необходимый человеческому организму.

Медь - 0.08g

Медь входит в состав многих ферментов. Дефицит меди вызывает неврологические нарушения и нарушения со стороны крови.

Марганец - 0,0136 г

Молибден - 0,0104 г

Сравнение элементов на Земле и в человеческом теле - Видео и стенограмма урока

Элементы в Земле

Многие элементы, которыми богата Земля, также присутствуют в человеческом теле. Однако есть несколько элементов, которые вносят основной вклад в массу Земли, но не вносят значительный вклад в человеческое тело.

  1. Железо составляет 35% массы Земли. Это самый распространенный элемент на Земле.
  2. Кислород отвечает за 30% массы Земли. Его можно найти в земной коре.
  3. Кремний составляет 15% массы Земли. Он содержится в земной коре, граните, кварце, песке и других минералах.
  4. Магний составляет 13% массы Земли. Его можно найти в земной коре, минералах и океанах.
  5. Никель составляет 2,4% массы Земли. Он находится в ядре Земли, которое состоит почти исключительно из железа и никеля.
  6. Сера составляет 1,9% массы Земли. В основном встречается возле вулканов.
  7. Кальций составляет 1,1% массы Земли. Его можно найти в земной коре.
  8. Алюминий , как и кальций, составляет 1,1% массы Земли. Он также содержится в земной коре и минералах.

Элементы тела

Давайте посмотрим на основные элементы человеческого тела, начиная с тех, которые вносят наибольший процентный вклад в вес тела.

  1. Кислород составляет 65% веса человеческого тела. Большая часть кислорода в организме человека содержится в воде. Вода составляет 60% человеческого тела. Кислород можно найти в разных частях тела, в том числе в крови, легких и белках.
  2. Углерод отвечает за 18% веса человеческого тела.В организме человека много органических соединений, и все они содержат углерод, который необходим для функционирования обмена веществ в организме.
  3. Водород составляет 10% веса человеческого тела. Большинство водорода содержится в воде и во всех органических соединениях человеческого тела.
  4. Азот составляет 3% веса человеческого тела. Он попадает в кровь через пищу, которую мы едим. Азот - еще один важный элемент аминокислот.Это также важная часть ДНК и РНК.
  5. Кальций составляет 1,4% веса человеческого тела. В основном он содержится в костях и зубах и используется для сокращения мышц тела.
  6. Фосфор составляет 1% веса тела человека. Как и кальций, он содержится в костях и зубах, а также в аденозинтрифосфате (АТФ) и других источниках молекулярной энергии.
  7. Калий составляет 0,25% веса тела.Это ключ к функции нервов в организме человека, а также помогает поддерживать регулярное сердцебиение.
  8. Сера также отвечает за 0,25% веса человеческого тела и может быть найдена в аминокислотах, строительных блоках белков. Хотя 0,25% может показаться незначительным процентом, можете ли вы представить, что произошло бы, если бы в организме не было серы, необходимой для получения аминокислот? Он не сможет производить белки, необходимые для жизни.
  9. Натрий составляет 0.15% веса тела человека. Вы, наверное, слышали, что слишком много натрия вредно для вас. Однако слишком мало натрия также может быть вредным, поскольку он необходим для работы нервов и мышц.
  10. Хлор составляет 0,15% веса человеческого тела и помогает транспортировать ферменты для основных процессов организма. Хлор также реагирует с водородом с образованием соляной кислоты, которая переваривает пищу в желудке.
  11. Магний составляет 0,005% веса тела человека.Это помогает укрепить кости и зубы.

Элементы в Земле и теле

Теперь, когда мы рассмотрели самые распространенные элементы на Земле и в человеческом теле, мы видим, что есть только один элемент, которого очень много в обоих: кислород. Единственный другой элемент, который составляет более 1% массы Земли и веса человеческого тела, - это кальций. Земля и человеческое тело имеют примерно одинаковый процент кальция (1,1% и 1,4% соответственно).

Стоит упомянуть еще два элемента.Земля состоит из 13% магния по массе. Для сравнения, только 0,005% человеческого тела состоит из этого элемента по весу. И хотя 1,9% массы Земли составляет сера, только 0,25% массы нашего тела состоит из этого элемента.

Итоги урока

Давайте рассмотрим. Земля и человеческое тело имеют много общих элементов. Кислород, кальций, сера и магний вносят основной вклад в массу Земли и вес человеческого тела. Железо, кислород, кремний, магний, никель, сера, кальций и алюминий - самые важные составляющие массы Земли.Кислород, углерод, водород, азот, кальций и фосфор являются наиболее распространенными элементами, обнаруженными в организме человека, за ними следуют калий, сера, натрий, хлор и магний.

Основные элементы - Science Learning Hub

По мере расширения наших знаний о химии живых систем (биохимии) мы узнаем больше об основных элементах. Считается, что такие млекопитающие, как мы, используют только 25 из 116 известных элементов.

Эти элементы, за исключением кислорода, не встречаются как «чистые».Вместо этого они обнаруживаются либо растворенными в воде в ионной форме, такой как ионы натрия и ионы хлорида, либо в виде частей больших молекул, таких как гемоглобин.

Какие элементы присутствуют в организме человека?

Ученые считают, что около 25 известных элементов необходимы для жизни. Всего четыре из них - углерод (C), кислород (O), водород (H) и азот (N) - составляют около 96% человеческого тела.

Эти четыре элемента присутствуют в основной структуре всех биохимических молекул.Например, глюкоза является углеводом, и ее молекулярная формула C 6 H 12 O 6 - каждая молекула глюкозы состоит из 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода.

Остальные найденные элементы можно разделить на две основные группы - основные элементы и микроэлементы.

Человеческое тело функционирует в результате большого количества химических реакций, в которых участвуют соединения всех этих элементов.

Микроэлементы важны

Хотя многие элементы требуются в очень небольших количествах, они действительно играют очень важную роль в поддержании эффективной работы организма:

  • Большая часть 3–4 граммов железа в организме содержится в гемоглобине, веществе, ответственном за перенос кислорода из легких в остальные части тела.
  • В организме около 75 мг меди, около одной трети которой находится в мышцах. Медь соединяется с определенными белками, чтобы вырабатывать ферменты, которые действуют как катализаторы, помогающие ряду функций организма. Некоторые участвуют в преобразовании меланина для пигментации кожи, а другие помогают формировать поперечные связи в коллагене и эластине и, таким образом, поддерживать и восстанавливать соединительные ткани. Это особенно важно для сердца и артерий. Исследования показывают, что дефицит меди является одним из факторов, повышающих риск развития ишемической болезни сердца.

Хорошо сбалансированная диета обеспечит рабочий организм всеми необходимыми микроэлементами.

Слишком много или слишком мало?

Большое количество основных элементов может оказаться токсичным:

  • Избыток меди в рационе может привести к повреждению печени, обесцвечиванию кожи и волос, а также может вызвать гиперактивность у детей.
  • Избыток железа в рационе может привести к повреждению сердца и печени.

Недостаток какого-либо важного элемента может привести к ухудшению здоровья и, если его не лечить, может привести к смерти:

  • Цинк является компонентом некоторых пищеварительных ферментов и других белков.Недостаток в рационе может привести к задержке роста, чешуйчатому воспалению кожи, репродуктивной недостаточности и снижению иммунитета.
  • У людей, страдающих дефицитом железа, проявляются такие симптомы, как недостаток энергии, легкая усталость и одышка.

Природа науки

Научное знание никогда не бывает абсолютным или достоверным. По мере того как ученые узнают больше об основных элементах, необходимых в диете, старые представления, возможно, придется изменить в свете новых данных.

Сопутствующее содержание

Элементы важны для многих вещей - проверьте роль микронутриентов для здоровья человека.Цинк и магний также имеют решающее значение для здоровья.

Углерод - это больше, чем просто еще один элемент, как объясняется в статье Углерод - каркасный элемент жизни.

Статья Периодическая таблица элементов дает краткое введение в элементы.

Если вы ищете что-то новое, команда Научно-учебного центра подготовила коллекцию ресурсов, связанных с периодической таблицей элементов. Войдите, чтобы сделать эту коллекцию частью вашей частной коллекции, просто нажмите на значок копии.Затем вы можете добавить дополнительный контент, примечания и внести другие изменения. Зарегистрировать учетную запись в Science Learning Hubs легко и бесплатно - зарегистрируйтесь, используя свой адрес электронной почты или учетную запись Google. Найдите кнопку "Войти" вверху каждой страницы.

Полезная ссылка

В обширной статье «Все о кислороде» исследуются характеристики кислорода, его биологические функции и процессы, его использование в промышленности и медицине и даже краткое изложение его истории.

Прочтите эту информативную статью об углероде и его биологическом значении для живых организмов из Biology Online.

83 Химические элементы в организме человека - Функции - Соединения

Если вам кто-то сказал, что человек состоит из химикатов, вы должны согласиться с этим. Потому что это правда. На самом деле все, что существует в этом мире, состоит из химикатов. От камня до железа, включая вас, состоят из химических элементов. Можно сказать, что мы ничем не отличаемся от амебы или амебы, если мы говорим о том, что создало нас с нуля. Однако состав наших химических элементов сильно отличается от других живых существ.В человеческом теле содержится около 80 химических элементов, которые поддерживают нашу жизнь и правильное функционирование.

Понимание своего тела, в том числе того, из чего вы на самом деле сделаны, может помочь вам добиться лучшей и здоровой жизни. Вы поймете, почему слишком много или слишком много соли может вас убить. Вы также можете понять, почему недостаток калия или других электролитов - это плохо, потому что это может повредить вашу нервную систему. Вот список химических элементов в организме человека.

Еще одну статью вы можете прочитать:

1.Кислород

Кислород - один из самых распространенных химических элементов в организме человека. Почти 65% нашего тела состоит из кислорода. Работая вместе с водородом, кислород образует воду, которая является самым важным и основным растворителем в нашем организме. Вода важна для регулирования температуры, а также осмотического давления.

Кислород - это химический элемент с атомным номером 8. Его символ - О. Этот газ образует двуокись кислорода (O2), важный газ для нашей дыхательной системы. Помимо этого, кислород также образует озон (O3), защитный слой нашей Земли, который защищает нас от метеоров или ультрафиолетового излучения.

2. Углерод

Углерод - второй по распространенности элемент в нашем организме. Почти 18% нашего тела состоит из углерода. Эти химические элементы являются одними из ключевых элементов органической химии. Поскольку он имеет 4 места связывания для других атомов, углерод может взаимодействовать и связываться с большинством элементов в нашей периодической таблице. Углерод играет ключевую роль в нашем организме. Наше тело состоит из углеводов, жиров, нуклеиновых кислот или белков с углеродной цепью. При этом разрыв углеродной цепи - один из способов получить энергию.

В нашей периодической таблице углерод - это химический элемент, имеющий символ C. Он имеет 6 протонов, что обозначается его атомным номером 6. Эти неметаллические и четырехвалентные химические элементы имеют три изотопа, которые встречаются в природе в дикой природе. 12C, 13C и 14C. Эти химические элементы могут вместе образовывать алмаз, графит или аморфный углерод, соединяясь друг с другом.

Вы также можете прочитать:

3. Водород

Водород составляет 10% нашего тела.Этот химический элемент вместе с кислородом образует воду. Этот элемент номер один с символом «H» в нашей периодической таблице содержится во всех органических молекулах. Это самый легкий элемент в нашей периодической таблице, его вес составляет всего 1,008.

В нашей Вселенной водорода гораздо больше по сравнению с водородом внутри нашего тела. Водород составляет почти 75% всей барионной массы в нашей Вселенной. У него есть изотоп! H, у которого нет нейтронов, но есть один протон. Остальные - 2H и 3H.Водород имеет низкую температуру плавления, -259,16 градусов по Цельсию и точку кипения -252,879 градусов по Цельсию. Он был обнаружен Генри Кавендишем, но назван Антуаном Лавуазье.

Вы также можете прочитать:

4. Азот

Азот составляет 3% нашего тела. Он составляет наш генетический код, а также некоторые белки. Этот символ химического элемента - N с атомным номером 7. Впервые обнаруженный в 1772 году Резерфордом одновременно с Карлом Вильгельмом Шееле и Хендри Кавендишем, сейчас это один из самых важных химических элементов в нашей современной жизни.

Азот - это бесцветное стекло, которое может принимать другой вид, как жидкость, так и твердое вещество. Он имеет низкие температуры плавления и кипения, около -210 градусов по Цельсию и -195,795 градусов по Цельсию. В нашей атмосфере азот составлял почти 78% в виде диазота (N2). Он состоит из трех изотопов: 17N, 14N и 15N. Многие важные соединения в нашей промышленности, такие как азотная кислота, цианиды и другие, содержат азот.

Вы также можете прочитать:

5. Кальций

Кальций в составе не менее 1.5% нашего тела. Большая часть кальция содержится в наших костях как материал для их структуры. Однако кальций также играет ключевую роль в регуляции белка и концентрации в мышцах. Недостаток или избыток кальция в нашем организме может привести к некоторым проблемам со здоровьем, таким как остеопороз. Еще одна важная роль, которую играет кальций, - это биохимия организма и клетки, а также физиология. Кальций также играет жизненно важную роль в качестве посредника в клеточной коммуникации, оплодотворении и других.

В нашей периодической таблице кальций символизируется «Ca». Его атомный номер 20. Этот щелочной вид может варьироваться, например, тускло-серый, серебристый или бледно-желтый оттенок. Он имеет относительно высокую температуру плавления и кипения, которая составляет 842 градуса Цельсия и 1484 градуса Цельсия.

Вы также можете прочитать:

6. Фосфор

Фосфор - это химический элемент, который составляет 1% нашего тела. Мы можем найти фосфор в наших костях, наряду с кальцием, который формирует костную структуру, а также в молекуле АТФ в качестве одного из основных энергоносителей в клетках.Этот высокореактивный элемент никогда не встречается на нашей Земле, кроме как в виде соединения. Однако фосфор - важный элемент, который также важен в нашей жизни. Он образует ДНК, РНК, АТФ и фосфолипиды.

Фосфор - химический элемент с символом «P» и атомным номером 15. Он может быть бесцветным, воско-белым, алым, фиолетовым или черным твердым веществом. Фосфор имеет три изотопа: 31P, 32P и 33P. Этот химический элемент был открыт Хеннигом Брэндом, а затем официально признан элементом Лавуазье.

Вы также можете прочитать:

7. Калий

Эти щелочные металлы составляют не менее 0,35% нашего человеческого тела. Этот химический элемент имеет символ K и атомный номер 19. Его основная функция - это электролит для передачи нервных импульсов, а также он играет жизненно важную роль в регуляции нашего сердцебиения. Это может произойти из-за того, что калий, как и другие щелочные металлы, имеет только один валентный электрон во внешней оболочке, который легко удаляется, чтобы создать ион с положительным зарядом.Вы также можете прочитать: Использование и свойства калия

8. Магний

Магний - химический элемент с символом Mg. Этот минерал жизненно важен для нашего организма. Это может помочь нормализовать кровяное давление, укрепить наши кости, а также сохранить стабильный сердечный ритм. Он участвует в более чем 300 метаболических реакциях. Наряду с калием и фосфором магний используется для построения структуры наших костей и мышц. В дополнение к этому, он также является важным кофактором в ферментативных реакциях, играя жизненно важную роль, которую никакие другие элементы не могут взять на себя.

Вы также можете прочитать:

9. Натрий

Натрий, также называемый Natrium, представляет собой химический элемент с символом Na. Он существует не менее 0,15% нашего тела. Вместе с фосфором и калием натрий играет жизненно важную роль в качестве электролита. Наше тело использовало его для передачи нервных сигналов. В дополнение к этому, натрий помогает нам регулировать количество воды в нашем теле. Это серебристо-белое металлическое твердое вещество - металл с высокой реакционной способностью. Натрий - один из химических элементов, образующих соль вместе с хлором.

Вы также можете прочитать:

10. Хлор

Хлор, химический элемент с символом Cl и атомным номером 17, который составляет не менее 0,15%, является важным анионом, который используется для поддержания баланса жидкости в нашем организме, наряду с натрием и другими веществами. Этот бледно-желто-зеленый газ - второй по легкости элемент в галогенных группах, очень реактивный элемент, а также очень сильный окислитель. Это химический элемент, который имеет самое высокое сродство к электрону.

Кроме того, он имеет высокую электроотрицательность, уступая только кислороду и фтору. Вместе с натрием этот химический элемент может образовывать соль, которую мы использовали в повседневной жизни.

Вы также можете прочитать:

Это некоторые из химических элементов человеческого тела. Но не удивляйтесь, ведь у нас еще есть другие «ингредиенты». Другие химические вещества, обнаруженные в нашем организме, помимо этих 10 химических элементов:

Имя

Символ

Атомный номер

Сера

S

16

Утюг

Fe

26

Фтор

F

9

цинк

Zn

30

Силликон

Si

14

Рубидий

руб.

37

Стронций

Sr

38

Бром

рублей

35

Свинец

Пб

82

Медь

Cu

29

Алюминий

Al

13

Кадмий

Кд

48

Церий

CE

58

Барий

Ba

56

Олово

Sn

50

Йод

I

53

Титан

Ti

22

Бор

В

5

Селен

SE

34

Никель

Ni

28

Хром

Cr

24

Марганец

млн

25

Мышьяк

As

33

Литий

Li

3

Меркурий

Hg

80

Цезий

CS

55

Молибден

Пн

42

Германий

Ge

32

Кобальт

Co

27

Сурьма

Сб

51

Серебро

Ag

47

Ниобий

Nb

41

Цирконий

Zr

40

Лантан

La

57

Теллур

Te

52

Галлий

Ga

31

Иттрий

Y

39

висмут

Bi

83

Таллий

Tl

81

Индий

В

49

Золото

Au

79

Скандий

Sc

21

Тантал

Ta

73

Ванадий

В

23

Торий

Чт

90

Уран

U

92

Самарий

см

62

вольфрам

Вт

74

Бериллий

Be

4

Радий

Ra

88

Гелий

He

2

Неон

Ne

10

Аргон

Ар

18

Криптон

Кр

36

Ксенон

Xe

54

Радон

Rn

86

Празеодим

Пр

59

Неодим

Nd

60

Европий

Eu

63

Гадолиний

Gd

64

Тербий

Тб

65

Диспрозий

Dy

66

Гольмий

Ho

67

Эрбий

Er

68

Тулий

ТМ

69

Иттербий

Yb

70

Лютеций

Лю

71

Рутений

Ру

44

Родий

Rh

45

Палладий

Pd

46

Осмий

Ос

76

Иридий

Ir

77

Платина

Pt

78

Это химические элементы, из которых состоит наше тело.Некоторые из этих элементов более многочисленны, чем другие, но их жизненно важные роли одинаковы.

Однако, если состав этих элементов в нашем организме изменится, могут произойти некоторые вредные эффекты, такие как почечная недостаточность, если в нашем организме слишком много соли (которая состоит из натрия и т. Д.). Так что лучше, если мы будем поддерживать баланс этих химических веществ, чтобы вести здоровый образ жизни. Будьте здоровы и будьте в безопасности!

Вы также можете прочитать:

элементов и атомов | Анатомия и физиология

Элементы и соединения

Вся материя в мире природы состоит из одного или нескольких из 92 основных веществ, называемых элементами.Элемент - это чистое вещество, которое отличается от всего остального тем, что не может быть создано или расщеплено обычными химическими средствами. Хотя ваше тело может собирать многие химические соединения, необходимые для жизни, из составляющих их элементов, оно не может создавать элементы. Они должны исходить из окружающей среды. Знакомый пример элемента, который необходимо принимать, - это кальций (Ca ++ ). Кальций необходим для человеческого тела; он абсорбируется и используется для ряда процессов, таких как сокращение мышц, проведение нервных импульсов, свертывание крови и укрепление костей.Когда вы потребляете молочные продукты, ваша пищеварительная система расщепляет пищу на достаточно мелкие компоненты, которые попадают в кровоток. Среди них кальций, который, поскольку является элементом, не может быть расщеплен дальше. Таким образом, элементарный кальций в сыре такой же, как кальций, из которого состоят ваши кости. Некоторые другие элементы, с которыми вы, возможно, знакомы, - это кислород, натрий и железо. Элементы человеческого тела показаны на рис. 2.2, начиная с самых распространенных. Наиболее распространенные элементы упоминаются как основных элементов и включают: кислород (O), углерод (C), водород (H) и азот (N) .Имя каждого элемента может быть заменено одно- или двухбуквенным символом; вы познакомитесь с некоторыми из них во время этого курса. Все элементы вашего тела получены из продуктов, которые вы едите, и воздуха, которым вы дышите.

Рисунок 2.2. Элементы человеческого тела
Основные элементы, из которых состоит человеческое тело, показаны от наиболее распространенных до наименее распространенных.

В природе элементы редко встречаются поодиночке. Вместо этого они объединяются, образуя соединения.Соединение представляет собой вещество, состоящее из двух или более различных элементов, соединенных химическими связями. Например, соединение глюкозы является важным топливом для организма. Он состоит из элементов: углерода, водорода и кислорода. Элементы, входящие в состав любого данного соединения, всегда присутствуют в одних и тех же относительных количествах. В глюкозе всегда есть шесть углеродных и шесть кислородных единиц на каждые двенадцать единиц водорода. Но что именно представляют собой эти «единицы» элементов?

Атомы и субатомные частицы

Атом - наименьшее количество элемента, которое сохраняет уникальные свойства этого элемента.Другими словами, атом водорода - это единица водорода - наименьшее количество водорода, которое может существовать. Как вы могли догадаться, атомы почти непостижимо малы. Точка в конце этого предложения составляет миллионы атомов в ширину.

Структура и энергия атома

Атомы состоят из еще более мелких субатомных частиц, три типа которых важны: протон , нейтрон и электрон .Количество положительно заряженных протонов и незаряженных («нейтральных») нейтронов придает массу атому, а количество каждого из них в ядре атома определяет элемент. Количество отрицательно заряженных электронов, которые «вращаются» вокруг ядра со скоростью, близкой к скорости света, равно количеству протонов. Электрон имеет примерно 1/2000 массы протона или нейтрона.

На рис. 2.3 показаны две модели, которые помогут вам представить структуру атома - в данном случае гелия (He). В планетарной модели два электрона гелия изображены вращающимися вокруг ядра по фиксированной орбите, изображенной в виде кольца.Хотя эта модель полезна для визуализации атомной структуры, в действительности электроны не движутся по фиксированным орбитам, а беспорядочно кружат вокруг ядра в так называемом электронном облаке.

Рисунок 2.3. Две модели атомной структуры
(a) В планетарной модели электроны гелия показаны на фиксированных орбитах, изображенных в виде колец, на точном расстоянии от ядра, что-то вроде планет, вращающихся вокруг Солнца. (б) В модели электронного облака электроны углерода показаны во множестве мест, которые они могли бы иметь на разных расстояниях от ядра с течением времени.

Протоны и электроны атома несут электрические заряды. Протоны с их положительным зарядом обозначаются p + . Электроны, имеющие отрицательный заряд, обозначаются e - . Нейтроны атома не имеют заряда: они электрически нейтральны. Так же, как магнит прилипает к стальному холодильнику, потому что их противоположные заряды притягиваются, положительно заряженные протоны притягивают отрицательно заряженные электроны. Это взаимное притяжение придает атому некоторую структурную стабильность.Притяжение положительно заряженным ядром помогает удерживать электроны далеко от него. Число протонов и электронов в нейтральном атоме равно, поэтому общий заряд атома сбалансирован.

Атомный номер и массовое число

Атом углерода уникален для углерода, а протон углерода - нет. Один протон совпадает с другим, независимо от того, находится ли он в атоме углерода, натрия (Na) или железа (Fe). То же верно и для нейтронов, и для электронов. Итак, что придает элементу его отличительные свойства - что отличает углерод от натрия или железа? Ответ - уникальное количество протонов, содержащихся в каждом.Углерод по определению - это элемент, атомы которого содержат шесть протонов. Ни один другой элемент не содержит ровно шесть протонов в атомах. Более того, всех атомов углерода, будь то в вашей печени или в куске угля, содержат шесть протонов. Таким образом, атомный номер , который представляет собой количество протонов в ядре атома, идентифицирует элемент. Поскольку атом обычно имеет такое же количество электронов, что и протоны, атомный номер также определяет обычное количество электронов.

В своей наиболее распространенной форме многие элементы также содержат такое же количество нейтронов, что и протоны. Например, наиболее распространенная форма углерода имеет шесть нейтронов, а также шесть протонов, всего в ядре 12 субатомных частиц. Массовое число элемента представляет собой сумму количества протонов и нейтронов в его ядре. Итак, наиболее распространенная форма массового числа углерода - 12. (Электроны имеют настолько небольшую массу, что не вносят заметного вклада в массу атома.) Углерод - относительно легкий элемент. Уран (U), напротив, имеет массовое число 238 и считается тяжелым металлом. Его атомный номер 92 (в нем 92 протона), но он содержит 146 нейтронов; он имеет наибольшую массу из всех встречающихся в природе элементов.

Периодическая таблица элементов , показанная на рисунке 2.4, представляет собой диаграмму, в которой указаны 92 элемента, встречающиеся в природе, а также несколько более крупных нестабильных элементов, обнаруженных экспериментально. Элементы расположены в порядке их атомного номера: водород и гелий вверху таблицы, а более массивные элементы - внизу.Периодическая таблица - полезное устройство, потому что для каждого элемента она определяет химический символ, атомный номер и массовое число, при этом организуя элементы в соответствии с их вероятностью реакции с другими элементами. Число протонов и электронов в элементе равно. Число протонов и нейтронов может быть одинаковым для некоторых элементов, но не для всех.

Рисунок 2.4. Периодическая таблица элементов
(кредиты: Р.А.Драгосет, А. Масгроув, К.W. Clark, W.C. Мартин)

Посетите этот веб-сайт, чтобы просмотреть таблицу Менделеева. В периодической таблице элементов элементы в одной группе имеют одинаковое количество электронов, которые могут участвовать в химической реакции. Эти электроны известны как «валентные электроны». Например, все элементы первой группы имеют один валентный электрон, электрон, который может быть «подарен» в химической реакции с другим атомом. Что означает массовое число, указанное в скобках?

Изотопы

Хотя каждый элемент имеет уникальное количество протонов, он может существовать в виде разных изотопов.Изотоп - одна из различных форм элемента, отличающихся друг от друга разным количеством нейтронов. Стандартный изотоп углерода - 12 C, обычно называемый углеродом двенадцать. 12 C имеет шесть протонов и шесть нейтронов для массового числа двенадцать. Все изотопы углерода имеют одинаковое количество протонов; следовательно, 13 C имеет семь нейтронов, а 14 C имеет восемь нейтронов. Различные изотопы элемента также могут быть обозначены через дефис массовым числом (например, C-12 вместо 12 C).Водород имеет три общих изотопа, показанных на рис. 2.5.

Рисунок 2.5. Изотопы водорода
Protium, обозначенный как 1 H, имеет один протон и не имеет нейтронов. Это, безусловно, самый распространенный изотоп водорода в природе. Дейтерий, обозначенный как 2 H, имеет один протон и один нейтрон. Тритий, обозначенный как 3 H, имеет два нейтрона.

Изотоп, который содержит больше, чем обычно, нейтронов, как правило, нестабилен, а нестабильные изотопы радиоактивны.Радиоактивный изотоп - это изотоп, ядро ​​которого легко распадается, выделяя субатомные частицы и электромагнитную энергию. Различные радиоактивные изотопы (также называемые радиоизотопами) различаются периодом полураспада - временем, которое требуется для распада половины образца изотопа любого размера. Например, период полураспада трития - радиоизотопа водорода - составляет около 12 лет, что означает, что для распада половины ядер трития в образце требуется 12 лет. Чрезмерное воздействие радиоактивных изотопов может повредить клетки человека и даже вызвать рак и врожденные дефекты, но при контроле воздействия некоторые радиоактивные изотопы могут быть полезны в медицине.Для получения дополнительной информации см. Карьерные связи.

Связь с карьерой

Интервенционный радиолог

Контролируемое использование радиоизотопов продвинуло медицинскую диагностику и лечение болезней. Интервенционные радиологи - это врачи, которые лечат болезни с помощью минимально инвазивных методов, включающих облучение. Многие состояния, которые когда-то можно было вылечить только с помощью длительной и травматической операции, теперь можно лечить без хирургического вмешательства, что снижает стоимость, боль, продолжительность пребывания в больнице и время восстановления для пациентов.Например, в прошлом единственными вариантами для пациента с одной или несколькими опухолями печени были хирургическое вмешательство и химиотерапия (введение лекарств для лечения рака). Однако некоторые опухоли печени трудно поддаются хирургическому вмешательству, а другие могут потребовать от хирурга удаления слишком большого количества печени. Кроме того, химиотерапия очень токсична для печени, и некоторые опухоли в любом случае плохо на нее реагируют. В некоторых таких случаях интервенционный радиолог может лечить опухоли, нарушая их кровоснабжение, которое им необходимо, чтобы они продолжали расти.В этой процедуре, называемой радиоэмболизацией, радиолог обращается к печени с помощью тонкой иглы, продетой через один из кровеносных сосудов пациента. Затем радиолог вставляет крошечные радиоактивные «семечки» в кровеносные сосуды, снабжающие опухоль. В дни и недели после процедуры излучение, исходящее от семян, разрушает сосуды и непосредственно убивает опухолевые клетки в непосредственной близости от лечения.

Радиоизотопы испускают субатомные частицы, которые могут быть обнаружены и отслежены с помощью технологий визуализации.Одно из наиболее передовых применений радиоизотопов в медицине - сканер позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который определяет активность в организме очень маленькой инъекции радиоактивной глюкозы, простого сахара, который клетки используют для получения энергии. ПЭТ-камера показывает медицинской бригаде, какие ткани пациента поглощают больше всего глюкозы. Таким образом, наиболее метаболически активные ткани отображаются на изображениях в виде ярких «горячих точек» (рис. 2.6). ПЭТ может выявить некоторые раковые образования, потому что раковые клетки потребляют глюкозу с высокой скоростью, чтобы поддерживать свое быстрое размножение.

Рисунок 2.6. ПЭТ сканирование
ПЭТ выделяет участки тела с относительно высоким уровнем использования глюкозы, что характерно для раковых тканей. На этом ПЭТ-сканировании показаны участки распространения большой первичной опухоли на другие участки.

Поведение электронов

В человеческом теле атомы не существуют как независимые сущности. Скорее, они постоянно реагируют с другими атомами, образуя и разрушая более сложные вещества.Чтобы полностью понять анатомию и физиологию, вы должны понять, как атомы участвуют в таких реакциях. Ключ в понимании поведения электронов.

Хотя электроны не движутся по жестким орбитам на заданном расстоянии от ядра атома, они все же стремятся оставаться в определенных областях пространства, называемых электронными оболочками. Электронная оболочка - это слой электронов, окружающих ядро ​​на определенном уровне энергии.

Атомы элементов человеческого тела имеют от одной до пяти электронных оболочек, и все электронные оболочки содержат восемь электронов, кроме первой оболочки, которая может содержать только два.Эта конфигурация электронных оболочек одинакова для всех атомов. Точное количество оболочек зависит от количества электронов в атоме. Водород и гелий имеют только один и два электрона соответственно. Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов, вы заметите, что водород и гелий расположены по отдельности по обе стороны от верхнего ряда; это единственные элементы, которые имеют только одну электронную оболочку (рис. 2.7). Вторая оболочка необходима для удержания электронов во всех элементах крупнее водорода и гелия.

Литий (Li) с атомным номером 3 имеет три электрона. Два из них заполняют первую электронную оболочку, а третий перетекает во вторую оболочку. Вторая электронная оболочка может вместить до восьми электронов. Углерод со своими шестью электронами полностью заполняет свою первую оболочку и наполовину - вторую. Имея десять электронов, неон (Ne) полностью заполняет две его электронные оболочки. Опять же, взгляд на таблицу Менделеева показывает, что все элементы во втором ряду, от лития до неона, имеют только две электронные оболочки.Атомам с более чем десятью электронами требуется более двух оболочек. Эти элементы занимают третью и последующие строки периодической таблицы.

Рисунок 2.7. Электронные оболочки
Электроны вращаются вокруг ядра атома на разных уровнях энергии, называемых электронными оболочками. (а) Имея один электрон, водород только наполовину заполняет свою электронную оболочку. Гелий также имеет единственную оболочку, но два его электрона полностью заполняют ее. (б) Электроны углерода полностью заполняют его первую электронную оболочку, но только наполовину - вторую.(c) Неон, элемент, которого нет в организме, имеет 10 электронов, заполняющих обе его электронные оболочки.

Фактором, наиболее сильно определяющим склонность атома участвовать в химических реакциях, является количество электронов в его валентной оболочке. Валентная оболочка - это самая внешняя электронная оболочка атома. Если валентная оболочка заполнена, атом устойчив; это означает, что его электроны вряд ли будут оторваны от ядра электрическим зарядом других атомов.Если валентная оболочка не заполнена, атом реактивен; это означает, что он будет иметь тенденцию реагировать с другими атомами способами, которые делают валентную оболочку полной. Рассмотрим водород, у которого один электрон только наполовину заполняет его валентную оболочку. Этот единственный электрон, вероятно, будет вовлечен во взаимоотношения с атомами других элементов, так что одновалентная оболочка водорода может быть стабилизирована.

Все атомы (кроме водорода и гелия с их одноэлектронными оболочками) наиболее стабильны, когда в их валентной оболочке ровно восемь электронов.Этот принцип упоминается как правило октетов , и оно гласит, что атом откажется, получит или поделится электронами с другим атомом, так что у него будет восемь электронов в своей валентной оболочке. Например, кислород с шестью электронами в валентной оболочке, вероятно, будет реагировать с другими атомами таким образом, что в результате к валентной оболочке кислорода присоединятся два электрона, в результате чего число будет равно восьми. Когда два атома водорода делят свой единственный электрон с кислородом, образуются ковалентные связи, в результате чего образуется молекула воды H 2 O.

В природе атомы одного элемента имеют тенденцию соединяться с атомами других элементов характерным образом. Например, углерод обычно заполняет свою валентную оболочку, соединяясь с четырьмя атомами водорода. При этом два элемента образуют простейшую из органических молекул - метан, который также является одним из самых распространенных и стабильных углеродсодержащих соединений на Земле. Как указано выше, другим примером является вода; кислород нуждается в двух электронах, чтобы заполнить валентную оболочку. Обычно он взаимодействует с двумя атомами водорода, образуя H 2 O.Кстати, название «водород» отражает его вклад в воду (hydro- = «вода»; -gen = «производитель»). Таким образом, водород - это «производитель воды».

Строительные блоки материи - анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Обсудите отношения между материей, массой, элементами, соединениями, атомами и субатомными частицами
  • Отличить атомный номер от массового числа
  • Определите ключевое различие между изотопами одного и того же элемента
  • Объясните, как электроны занимают электронные оболочки и их вклад в относительную стабильность атома

Вещество Вселенной - от песчинки до звезды - называется материей.Ученые определяют материю как все, что занимает пространство и имеет массу. Масса объекта и его вес - понятия взаимосвязанные, но не одно и то же. Масса объекта - это количество вещества, содержащегося в объекте, и масса объекта одинакова, независимо от того, находится ли этот объект на Земле или в условиях невесомости в космическом пространстве. С другой стороны, вес объекта - это его масса, на которую действует сила тяжести. Там, где гравитация сильно воздействует на массу объекта, его вес больше, чем там, где гравитация менее сильна.Например, объект определенной массы весит на Луне меньше, чем на Земле, потому что гравитация Луны меньше, чем гравитация Земли. Другими словами, вес варьируется и зависит от силы тяжести. Кусок сыра, который на Земле весит фунт, на Луне весит всего несколько унций.

Элементы и Соединения

Вся материя в мире природы состоит из одного или нескольких из 92 основных веществ, называемых элементами. Элемент - это чистое вещество, которое отличается от всего остального тем, что не может быть создано или разрушено обычными химическими средствами.Хотя ваше тело может собирать многие химические соединения, необходимые для жизни, из составляющих их элементов, оно не может создавать элементы. Они должны исходить из окружающей среды. Знакомый пример элемента, который необходимо принимать, - это кальций (Ca ++ ). Кальций необходим для человеческого тела; он впитывается и используется для ряда процессов, в том числе для укрепления костей. Когда вы потребляете молочные продукты, ваша пищеварительная система расщепляет пищу на достаточно мелкие компоненты, которые попадают в кровоток.Среди них кальций, который, поскольку является элементом, не может быть расщеплен дальше. Таким образом, элементарный кальций в сыре такой же, как кальций, из которого состоят ваши кости. Некоторые другие элементы, с которыми вы, возможно, знакомы, - это кислород, натрий и железо. Элементы в организме человека показаны на (Рисунок), начиная с наиболее распространенных: кислород (O), углерод (C), водород (H) и азот (N). Имя каждого элемента может быть заменено одно- или двухбуквенным символом; вы познакомитесь с некоторыми из них во время этого курса.Все элементы вашего тела получены из продуктов, которые вы едите, и воздуха, которым вы дышите.

Элементы человеческого тела

Основные элементы, из которых состоит человеческое тело, показаны от наиболее распространенных до наименее распространенных.

В природе элементы редко встречаются поодиночке. Вместо этого они объединяются, образуя соединения. Соединение - это вещество, состоящее из двух или более элементов, соединенных химическими связями. Например, соединение глюкозы является важным топливом для организма. Он всегда состоит из одних и тех же трех элементов: углерода, водорода и кислорода.Более того, элементы, входящие в состав любого данного соединения, всегда присутствуют в одних и тех же относительных количествах. В глюкозе всегда есть шесть углеродных и шесть кислородных единиц на каждые двенадцать единиц водорода. Но что именно представляют собой эти «единицы» элементов?

Атомы и субатомные частицы

Атом - это наименьшее количество элемента, которое сохраняет уникальные свойства этого элемента. Другими словами, атом водорода - это единица водорода - наименьшее количество водорода, которое может существовать.Как вы могли догадаться, атомы почти непостижимо малы. Точка в конце этого предложения составляет миллионы атомов в ширину.

Структура и энергия атома

Атомы состоят из еще более мелких субатомных частиц, три типа которых важны: протон, нейтрон и электрон. Количество положительно заряженных протонов и незаряженных («нейтральных») нейтронов придает массу атому, а количество протонов определяет элемент. Количество отрицательно заряженных электронов, которые «вращаются» вокруг ядра со скоростью, близкой к скорости света, равно количеству протонов.Электрон имеет примерно 1/2000 массы протона или нейтрона.

(рисунок) показаны две модели, которые помогут вам представить структуру атома - в данном случае гелия (He). В планетарной модели два электрона гелия изображены вращающимися вокруг ядра по фиксированной орбите, изображенной в виде кольца. Хотя эта модель полезна для визуализации атомной структуры, в действительности электроны не движутся по фиксированным орбитам, а беспорядочно кружат вокруг ядра в так называемом электронном облаке.

Две модели атомной структуры

(a) В планетарной модели электроны гелия показаны на фиксированных орбитах, изображенных в виде колец, на точном расстоянии от ядра, что-то вроде планет, вращающихся вокруг Солнца.(б) В модели электронного облака электроны углерода показаны во множестве мест, которые они будут иметь на разных расстояниях от ядра с течением времени.

Протоны и электроны атома несут электрические заряды. Протоны с их положительным зарядом обозначаются p + . Электроны, имеющие отрицательный заряд, обозначаются e - . Нейтроны атома не имеют заряда: они электрически нейтральны. Так же, как магнит прилипает к стальному холодильнику, потому что их противоположные заряды притягиваются, положительно заряженные протоны притягивают отрицательно заряженные электроны.Это взаимное притяжение придает атому некоторую структурную стабильность. Притяжение положительно заряженным ядром помогает удерживать электроны далеко от него. Число протонов и электронов в нейтральном атоме равно, поэтому общий заряд атома сбалансирован.

Атомный номер и массовое число

Атом углерода уникален для углерода, а протон углерода - нет. Один протон совпадает с другим, независимо от того, находится ли он в атоме углерода, натрия (Na) или железа (Fe).То же верно и для нейтронов, и для электронов. Итак, что придает элементу его отличительные свойства - что отличает углерод от натрия или железа? Ответ - уникальное количество протонов, содержащихся в каждом. Углерод по определению - это элемент, атомы которого содержат шесть протонов. Ни один другой элемент не содержит ровно шесть протонов в атомах. Более того, все атома углерода, будь то в вашей печени или в куске угля, содержат шесть протонов. Таким образом, атомный номер, который представляет собой количество протонов в ядре атома, идентифицирует элемент.Поскольку атом обычно имеет такое же количество электронов, что и протоны, атомный номер также определяет обычное количество электронов.

В своей наиболее распространенной форме многие элементы также содержат такое же количество нейтронов, что и протоны. Например, наиболее распространенная форма углерода имеет шесть нейтронов, а также шесть протонов, всего в ядре 12 субатомных частиц. Массовое число элемента - это сумма количества протонов и нейтронов в его ядре. Итак, наиболее распространенная форма массового числа углерода - 12.(Электроны имеют настолько малую массу, что они не вносят заметного вклада в массу атома.) Углерод - относительно легкий элемент. Уран (U), напротив, имеет массовое число 238 и считается тяжелым металлом. Его атомный номер 92 (в нем 92 протона), но он содержит 146 нейтронов; он имеет наибольшую массу из всех встречающихся в природе элементов.

Периодическая таблица элементов, показанная на (Рисунок), представляет собой диаграмму, в которой указаны 92 элемента, встречающиеся в природе, а также несколько более крупных нестабильных элементов, обнаруженных экспериментально.Элементы расположены в порядке их атомного номера: водород и гелий вверху таблицы, а более массивные элементы - внизу. Таблица Менделеева - полезное устройство, потому что для каждого элемента она определяет химический символ, атомный номер и массовое число, организуя элементы в соответствии с их склонностью реагировать с другими элементами. Число протонов и электронов в элементе равно. Число протонов и нейтронов может быть одинаковым для некоторых элементов, но не для всех.

Периодическая таблица элементов

(предоставлено Р. А. Драгосет, А. Масгроув, К. В. Кларк, В. К. Мартин)

Посетите этот веб-сайт, чтобы просмотреть таблицу Менделеева. В периодической таблице элементов элементы в одном столбце имеют одинаковое количество электронов, которые могут участвовать в химической реакции. Эти электроны известны как «валентные электроны». Например, все элементы в первом столбце имеют один валентный электрон, электрон, который может быть «подарен» в химической реакции с другим атомом.Что означает массовое число, указанное в скобках?

Изотопы

Хотя каждый элемент имеет уникальное количество протонов, он может существовать в виде разных изотопов. Изотоп - это одна из различных форм элемента, отличающихся друг от друга разным количеством нейтронов. Стандартный изотоп углерода - 12 C, обычно называемый углеродом двенадцать. 12 C имеет шесть протонов и шесть нейтронов для массового числа двенадцать. Все изотопы углерода имеют одинаковое количество протонов; следовательно, 13 C имеет семь нейтронов, а 14 C имеет восемь нейтронов.Различные изотопы элемента также могут быть обозначены через дефис массовым числом (например, C-12 вместо 12 C). Водород имеет три общих изотопа, показанных на (Рисунок).

Изотопы водорода

Protium, обозначенный как 1 H, имеет один протон и не имеет нейтронов. Это, безусловно, самый распространенный изотоп водорода в природе. Дейтерий, обозначенный как 2 H, имеет один протон и один нейтрон. Тритий, обозначенный как 3 H, имеет два нейтрона.

Изотоп, содержащий большее количество нейтронов, чем обычно, называется тяжелым изотопом. Например, 14 C. Тяжелые изотопы обычно нестабильны, а нестабильные изотопы радиоактивны. Радиоактивный изотоп - это изотоп, ядро ​​которого легко распадается, выделяя субатомные частицы и электромагнитную энергию. Различные радиоактивные изотопы (также называемые радиоизотопами) различаются периодом полураспада - временем, которое требуется для распада половины образца изотопа любого размера.Например, период полураспада трития - радиоизотопа водорода - составляет около 12 лет, что означает, что для распада половины ядер трития в образце требуется 12 лет. Чрезмерное воздействие радиоактивных изотопов может повредить клетки человека и даже вызвать рак и врожденные дефекты, но при контроле воздействия некоторые радиоактивные изотопы могут быть полезны в медицине. Для получения дополнительной информации см. Карьерные связи.

Связь с карьерой

Интервенционный радиолог Контролируемое использование радиоизотопов способствует продвинутой медицинской диагностике и лечению заболеваний.Интервенционные радиологи - это врачи, которые лечат болезни с помощью минимально инвазивных методов, включающих облучение. Многие состояния, которые когда-то можно было вылечить только с помощью длительной и травматической операции, теперь можно лечить без хирургического вмешательства, что снижает стоимость, боль, продолжительность пребывания в больнице и время восстановления для пациентов. Например, в прошлом единственными вариантами для пациента с одной или несколькими опухолями печени были хирургическое вмешательство и химиотерапия (введение лекарств для лечения рака). Однако некоторые опухоли печени трудно поддаются хирургическому вмешательству, а другие могут потребовать от хирурга удаления слишком большого количества печени.Кроме того, химиотерапия очень токсична для печени, и некоторые опухоли в любом случае плохо на нее реагируют. В некоторых таких случаях интервенционный радиолог может лечить опухоли, нарушая их кровоснабжение, которое им необходимо, чтобы они продолжали расти. В этой процедуре, называемой радиоэмболизацией, радиолог обращается к печени с помощью тонкой иглы, продетой через один из кровеносных сосудов пациента. Затем радиолог вставляет крошечные радиоактивные «семечки» в кровеносные сосуды, снабжающие опухоль.В дни и недели после процедуры излучение, исходящее от семян, разрушает сосуды и непосредственно убивает опухолевые клетки в непосредственной близости от лечения.

Радиоизотопы испускают субатомные частицы, которые могут быть обнаружены и отслежены с помощью технологий визуализации. Одно из наиболее передовых применений радиоизотопов в медицине - сканер позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который определяет активность в организме очень маленькой инъекции радиоактивной глюкозы, простого сахара, который клетки используют для получения энергии.ПЭТ-камера показывает медицинской бригаде, какие ткани пациента поглощают больше всего глюкозы. Таким образом, наиболее метаболически активные ткани отображаются на изображениях в виде ярких «горячих точек» ((Рисунок)). ПЭТ может выявить некоторые раковые образования, потому что раковые клетки потребляют глюкозу с высокой скоростью, чтобы поддерживать свое быстрое размножение.

ПЭТ сканирование

ПЭТ выделяет участки тела с относительно высоким уровнем использования глюкозы, что характерно для раковых тканей. На этом ПЭТ-сканировании показаны участки распространения большой первичной опухоли на другие участки.

Поведение электронов

В человеческом теле атомы не существуют как независимые сущности. Скорее, они постоянно реагируют с другими атомами, образуя и разрушая более сложные вещества. Чтобы полностью понять анатомию и физиологию, вы должны понять, как атомы участвуют в таких реакциях. Ключ в понимании поведения электронов.

Хотя электроны не движутся по жестким орбитам на заданном расстоянии от ядра атома, они все же стремятся оставаться в определенных областях пространства, называемых электронными оболочками.Электронная оболочка - это слой электронов, окружающих ядро ​​на определенном уровне энергии.

Атомы элементов человеческого тела имеют от одной до пяти электронных оболочек, и все электронные оболочки содержат восемь электронов, кроме первой оболочки, которая может содержать только два. Эта конфигурация электронных оболочек одинакова для всех атомов. Точное количество оболочек зависит от количества электронов в атоме. Водород и гелий имеют только один и два электрона соответственно.Если вы посмотрите на периодическую таблицу элементов, вы заметите, что водород и гелий расположены по отдельности по обе стороны от верхнего ряда; это единственные элементы, у которых есть только одна электронная оболочка ((Рисунок)). Вторая оболочка необходима для удержания электронов во всех элементах крупнее водорода и гелия.

Литий (Li) с атомным номером 3 имеет три электрона. Два из них заполняют первую электронную оболочку, а третий перетекает во вторую оболочку. Вторая электронная оболочка может вместить до восьми электронов.Углерод со своими шестью электронами полностью заполняет свою первую оболочку и наполовину - вторую. Имея десять электронов, неон (Ne) полностью заполняет две его электронные оболочки. Опять же, взгляд на таблицу Менделеева показывает, что все элементы во втором ряду, от лития до неона, имеют только две электронные оболочки. Атомам с более чем десятью электронами требуется более двух оболочек. Эти элементы занимают третью и последующие строки периодической таблицы.

Электронные оболочки

Электроны вращаются вокруг ядра атома на разных уровнях энергии, называемых электронными оболочками.(а) Имея один электрон, водород только наполовину заполняет свою электронную оболочку. Гелий также имеет единственную оболочку, но два его электрона полностью заполняют ее. (б) Электроны углерода полностью заполняют его первую электронную оболочку, но только наполовину - вторую. (c) Неон, элемент, которого нет в организме, имеет 10 электронов, заполняющих обе его электронные оболочки.

Фактором, наиболее сильно определяющим склонность атома участвовать в химических реакциях, является количество электронов в его валентной оболочке.Валентная оболочка - это внешняя электронная оболочка атома. Если валентная оболочка заполнена, атом устойчив; это означает, что его электроны вряд ли будут оторваны от ядра электрическим зарядом других атомов. Если валентная оболочка не заполнена, атом реактивен; это означает, что он будет иметь тенденцию реагировать с другими атомами способами, которые делают валентную оболочку полной. Рассмотрим водород, у которого один электрон только наполовину заполняет его валентную оболочку. Этот единственный электрон, вероятно, будет вовлечен во взаимоотношения с атомами других элементов, так что одновалентная оболочка водорода может быть стабилизирована.

Все атомы (кроме водорода и гелия с их одноэлектронными оболочками) наиболее стабильны, когда в их валентной оболочке ровно восемь электронов. Этот принцип называется правилом октета и гласит, что атом откажется, получит или поделится электронами с другим атомом, так что у него будет восемь электронов на своей валентной оболочке. Например, кислород с шестью электронами в валентной оболочке, вероятно, будет реагировать с другими атомами таким образом, что в результате к валентной оболочке кислорода присоединятся два электрона, в результате чего число будет равно восьми.Когда два атома водорода делят свой единственный электрон с кислородом, образуются ковалентные связи, в результате чего образуется молекула воды H 2 O.

В природе атомы одного элемента имеют тенденцию соединяться с атомами других элементов характерным образом. Например, углерод обычно заполняет свою валентную оболочку, соединяясь с четырьмя атомами водорода. При этом два элемента образуют простейшую из органических молекул - метан, который также является одним из самых распространенных и стабильных углеродсодержащих соединений на Земле.Как указано выше, другим примером является вода; кислород нуждается в двух электронах, чтобы заполнить валентную оболочку. Обычно он взаимодействует с двумя атомами водорода, образуя H 2 O. Кстати, название «водород» отражает его вклад в воду (hydro- = «вода»; -gen = «производитель»). Таким образом, водород - это «производитель воды».

Обзор главы

Человеческое тело состоит из элементов, наиболее распространенными из которых являются кислород (O), углерод (C), водород (H) и азот (N). Вы получаете эти элементы из продуктов, которые вы едите, и из воздуха, которым вы дышите.Наименьшей единицей элемента, сохраняющей все свойства этого элемента, является атом. Но сами атомы содержат множество субатомных частиц, три наиболее важных из которых - протоны, нейтроны и электроны. Эти частицы не различаются по качеству от одного элемента к другому; скорее, то, что дает элементу его отличительную идентификацию, - это количество его протонов, называемое его атомным номером. Протоны и нейтроны составляют почти всю массу атома; количество протонов и нейтронов - это массовое число элемента.Более тяжелые и легкие версии одного и того же элемента могут встречаться в природе, потому что эти версии имеют разное количество нейтронов. Различные варианты элемента называются изотопами.

Тенденция атома быть стабильным или легко реагировать с другими атомами в значительной степени обусловлена ​​поведением электронов внутри самой внешней электронной оболочки атома, называемой его валентной оболочкой. Гелий, как и более крупные атомы с восемью электронами в валентной оболочке, вряд ли будут участвовать в химических реакциях, поскольку они стабильны.Все остальные атомы имеют тенденцию принимать, отдавать или делиться электронами в процессе, который доводит количество электронов в их валентной оболочке до восьми (или, в случае водорода, до двух).

Вопросы по интерактивной ссылке

Посетите этот веб-сайт, чтобы просмотреть таблицу Менделеева. В периодической таблице элементов элементы в одном столбце имеют одинаковое количество электронов, которые могут участвовать в химической реакции. Эти электроны известны как «валентные электроны». Например, все элементы в первом столбце имеют один валентный электрон - электрон, который может быть «подарен» в химической реакции с другим атомом.Что означает массовое число, указанное в скобках?

Массовое число - это общее количество протонов и нейтронов в ядре атома.

Обзорные вопросы

Вместе всего четыре элемента составляют более 95 процентов массы тела. Это включает ________.

  1. кальций, магний, железо и углерод
  2. кислород, кальций, железо и азот
  3. натрий, хлор, углерод и водород
  4. кислород, углерод, водород и азот

Наименьшая единица элемента, которая все еще сохраняет отличительное поведение этого элемента, - это ________.

  1. электрон
  2. атом
  3. элементарная частица
  4. изотоп

Характеристика, придающая элементу его отличительные свойства, - это номер ________.

  1. протонов
  2. нейтронов
  3. электронов
  4. атомов

В периодической таблице элементов ртуть (Hg) имеет атомный номер 80 и массовое число 200,59. В нем семь стабильных изотопов. У большинства из них, вероятно, есть ________.

  1. около 80 нейтронов каждый
  2. менее 80 нейтронов каждый
  3. более 80 нейтронов каждый
  4. На
  5. электронов больше, чем нейтронов

Азот имеет атомный номер семь. Сколько у него электронных оболочек?

  1. один
  2. два
  3. три
  4. четыре

Вопросы о критическом мышлении

В продуктах и ​​напитках, которые вы потребляете, больше всего содержится кислород, углерод, водород и азот.Почему может быть полезно наличие этих элементов в расходных материалах?

Эти четыре элемента - кислород, углерод, водород и азот - вместе составляют более 95 процентов массы человеческого тела, и тело не может производить элементы, поэтому полезно иметь их в расходных материалах.

Кислород с атомным номером восемь имеет три стабильных изотопа: 16 O, 17 O и 18 O. Объясните, что это означает в терминах числа протонов и нейтронов.

Кислород состоит из восьми протонов.В наиболее распространенной стабильной форме он также имеет восемь нейтронов для массового числа 16. Напротив, 17 O имеет девять нейтронов, а 18 O имеет 10 нейтронов.

Магний - важный элемент в организме человека, особенно в костях. Атомный номер магния 12. Он стабильный или реактивный? Почему? Если бы он вступил в реакцию с другим атомом, был бы он с большей вероятностью принять или отдать один или несколько электронов?

12 электронов магния распределены следующим образом: два в первой оболочке, восемь во второй оболочке и два в валентной оболочке.Согласно правилу октетов, магний нестабилен (реактивен), потому что его валентная оболочка имеет всего два электрона. Следовательно, он может участвовать в химических реакциях, в которых отдает два электрона.

Глоссарий

атом
наименьшая единица элемента, сохраняющая уникальные свойства этого элемента
атомный номер
число протонов в ядре атома
соединение
вещество, состоящее из двух или более различных элементов, соединенных химическими связями
электрон
субатомная частица, имеющая отрицательный заряд и почти не имеющая массы; найдено на орбите ядра атома
электронная оболочка
Площадь пространства на заданном расстоянии от ядра атома, в котором сгруппированы электроны
элемент
вещество, которое не может быть создано или разрушено обычными химическими средствами
изотоп
одна из разновидностей элемента, в которой количество нейтронов отличается друг от друга
массовый номер
сумма количества протонов и нейтронов в ядре атома
вопрос
физическое вещество; то, что занимает пространство и имеет массу
нейтрон
тяжелая субатомная частица, не имеющая электрического заряда и обнаруженная в ядре атома
периодическая таблица элементов
расположение элементов в таблице по порядковому номеру; элементы, имеющие аналогичные свойства из-за их электронного расположения, составляют столбцы в таблице, в то время как элементы, имеющие такое же количество валентных оболочек, составляют строки в таблице
протон
тяжелая субатомная частица с положительным зарядом, обнаруженная в ядре атома
радиоактивный изотоп
нестабильный тяжелый изотоп, который при распаде выделяет субатомные частицы или электромагнитную энергию; также называется радиоизотопами
валентная оболочка
крайняя электронная оболочка атома
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *