Химические элементы во Вселенной и в организме человека

Химические элементы во Вселенной и

в организме человека.

Для понимания структуры и эволюции Вселенной очень важен вопрос о химическом составе веществ во Вселенной. В естественном виде на Земле встречается около 90 разных видов атомов, остальные - получены искусственно.

Все мы знаем, что простейший элемент водород наполняет нашу Вселенную на 75%.

Его символом в таблице Менделеева является H, его атомное число — 1. Именно водород — своеобразная «точка отсчета», «химическая единица».

 Но знаете ли вы, какие еще есть химические элементы, не менее важные для нашего существования и играющие значительную роль для жизни людей, животных, растений и всей нашей Земли? Элементы из этого рейтинга формируют всю нашу Вселенную!

1.Водород.

2.Гелий. На его долю приходится 23% космической массы. Это инертный газ без запаха и цвета, самый легкий после водорода.

3.Кислород. Газ без вкуса, цвета и запаха, входящий в состав воздуха (23%) и необходимый для дыхания. Самый распространённый элемент земной коры -49%.

4.Неон. Инертный газ, без цвета и запаха. Присутствует в атмосфере (0,0018% объема). Применяют в газоразрядных источниках света неоновых лампах и газосветных трубках (красное свечение).

5.Азот. Газ, без цвета, вкуса и запаха; составляет 4/5 (79 %) воздуха; составная часть многих растительных и животных веществ.

6.Углерод. Неметалл. Содержание в земной коре сравнительно невелико (0,14% по весу).  Основные кристаллические модификации алмаз и графит. Химический элемент, являющийся важнейшей составной частью всех органических веществ в природе.

7.Кремний. Неметалл, известны аморфный и кристаллический кремний. Второй после кислорода по распространенности на Земле элемент, содержание в земной коре 27,6% по массе. 

8.Магний. Серебристый металл,  очень легкий и прочный. Применяется в тепловой и ядерной энергетике.

9.Железо. Самый распространенный в природе тяжелый металл серебристого цвета. С примесью разных количеств углерода, образует сталь и чугун.

10.Сера. Твердое вещество желтого цвета; в природе встречается как в свободном виде, так и в виде различных соединений. Универсальное дезинфицирующее средство.

Каждому человеку будет интересно узнать интересные факты о водороде:

1. Водород — самый легкий, самый простой и самый распространенный химический элемент во Вселенной.

2. В больших количествах водород обнаружен в звездах и планетах типа «газовый гигант». Он играет ключевую роль в протекающих в звездах реакциях синтеза.

3. Водород является одним из двух элементов, из которых состоит вода (H₂O). Каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода.

4. В 1783 году водород получил свое имя. Слово «гидроген» происходит из греческого языка и состоит из слов «гидро» (означающего воду) и «генез» (означающего рождение). Гидро- (водо-) ген (род) — порождающий воду.

5. Водород является газом с молекулярной формулой H₂. При комнатной температуре и нормальном давлении водород является безвкусным, бесцветным и лишенным запаха газом.

6. Под давлением и при сильном холоде (-252,87 градусах по Цельсию) водород переходит в жидкое состояние. Хранимый в этом состоянии водород занимает меньше места, чем в своей «нормальной» газообразной форме. Жидкий водород используется в том числе и в качестве ракетного топлива.

7. При сверхвысоком давлении водород переходит в твердое состояние и становится металлическим водородом.

8. Водород используется в качестве альтернативного топлива для транспорта. Химическая энергия водорода высвобождается при его сжигании способом, подобным тому, который применяется в традиционных двигателях внутреннего сгорания. На его основе также создаются топливные элементы, в которых задействован процесс образования воды и электричества путем осуществления химической реакции водорода с кислородом.

9. Молекулярная формула перекиси водорода H₂O₂. Это вещество часто используется для отбеливания волос и в качестве чистящего средства. В виде медицинского раствора оно используется также для обработки ран.

10. Водород широко применяется в нефтяной и химической отраслях, а также часто используется для различных физических и инженерных задач: например, в сварочном деле и в качестве охлаждающего вещества.

11. Водород потенциально опасен для человека, поскольку может возгораться при соприкосновении с воздухом. Кроме того, этот газ не годится для дыхания.

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Многим химикам известны крылатые слова, сказанные в 40-х годах текущего столетия немецкими учеными Вальтером и Идой Ноддак, что в каждом булыжнике на мостовой присутствуют все элементы Периодической системы. Вначале эти слова были встречены далеко не с единодушным одобрением. Однако, по мере того как разрабатывались все более точные методы аналитического определения химических элементов, ученые все больше убеждались в справедливости этих слов.

Если согласиться с тем, что в каждом булыжнике содержатся все элементы, то это должно быть справедливо и для живого организма. Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Жизнь требует постоянного обмена веществ в организме. Поступлению в организм химических элементов способствуют питание и потребляемая вода.

Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% - на неорганические.

Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав входят также азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se. 

Например, если вес человека составляет 70 кг, то на долю металлов приходится 2,1 кг: кальция – 1700 г, калия – 250 г, натрия – 70 г, магния – 42 г, железа – 5 г, цинка – 3 г. Остальное приходится на микроэлементы.

В человеческом организме можно найти все химические элементы, вплоть до золота, а также, к сожалению, и элементы радиоактивного распада. Без этой «таблицы Менделеева» мы не сможем жить, мы будем себя плохо чувствовать и даже болеть, если каких–то элементов будет не хватать. Впрочем, также плохо нам будет, если элементы окажутся в избытке.

Все химические элементы организма делятся на две группы: макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся элементы с концентрацией в организме более 0, 001%: кислород, углерод, водород (10,5%), железо, калий (0,27%), кальций (1,4%), магний (0,04%), натрий (0,26%), азот.

Углерод, водород, кислород и азот – это четыре элемента, которые иногда называют «китами химии», «элементами жизни». Из атомов этих 12 элементов построены не только живые белки, но и вся природа вокруг нас. К микроэлементам относят элементы, доля которых в организме составляет от 0,001 до 0,000001%. Это цинк, йод, кобальт, хром, медь и др. Если концентрация элементов в организме еще меньше, то их относят к группе следовых (т.е. в организме обнаружены его следы). Это селен, бор, серебро, золото и др. Кроме того, во всех организмах находится небольшое количество тяжелых металлов. 15 химических элементов (железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, никель, ванадий, селен, марганец, мышьяк, кремний, литий) признаны эссенциальными, т.е. жизненно необходимыми. Четыре других (кадмий, свинец, олово, рубидий) являются серьезными кандидатами на эссенциальность. Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3% (по массе). Это очень много.

Для того чтобы организм функционировал и в его работе не происходили сбои необходимо позаботиться о регулярном достаточном поступлении в него необходимых макро - и микроэлементов.