У рамках серії, яку ми проводимо в Дсьєнсії щодо хімічних елементів періодичної системи, сьогодні ми поговоримо про елементи, які є і є частиною людського тіла.
І воно полягає в тому, що, хоча ми цього не можемо собі уявити, людський організм не більше (і не менше), ніж набір хімічних елементів у різних пропорціях. Майже на 99% маси людського тіла складається з шести елементів: кисень (65%), вуглець (18%), водень (10%), азоту (3%), кальцію (2 і матч (1%). Залишився невеликий відсоток (
1%) складається з довгого списку інших елементів, серед яких можна виділити калій, сірку, натрій, хлор, магній, йод, залізо та цинк. Всі ці елементи необхідні для життя.
КИСН
Його хімічний символ - О, атомний номер - 8. Кисень - найпоширеніший елемент в людському тілі, і, як пояснив нам у попередньому розділі наш колега доктор Альберто Моран, елементи, якими ми дихаємо, ми дихаємо киснем, і це дозволяє нам отримати енергію, щоб кожна клітина тіла могла виконувати свої функції. Без кисню клітини нашого організму гинуть. Альберто також розповів нам про історію, властивості, способи отримання та застосування кисню.
Кисень і життя людини:
Кисень суворо необхідний для нашого життя. Він входить до складу води (H2O) і всіх видів органічних молекул. Крім того, як ми вже згадували, вона нам потрібна для виробництва енергії в наших клітинах. І як ця енергія виробляється в наших клітинах? Енергія виробляється в тому, що ми знаємо як "клітинне дихання" (не плутати з "диханням легенів"), процес, за допомогою якого наші клітини розщеплюють молекули їжі (головним чином глюкозу), отримуючи енергію у формі АТФ (аденозинтрифосфату), так звана «енергетична валюта» організму. Це складний процес з різними ланцюжками етапів. Остання стадія, яка називається окислювальним фосфорилюванням, відбувається в мітохондріях клітин, і саме тоді кисень відіграє важливу роль. Кисень приймає електрони з електронно-транспортного ланцюга і збирає протони із середовища для утворення води. У цьому процесі виділяється велика кількість АТФ.
УГЛЕВ
Його хімічний символ - С, атомний номер - 6. Він належить до групи 14 періодичної системи (сімейство вуглецю або карбоніду) і широко поширений у природі. Це основний стовп органічної хімії і є частиною всього живого. Він унікальний з точки зору великої кількості різних сполук, які він може утворити. У природі його можна зустріти в різних алотропних різновидах (алотропія - це властивість деяких простих речовин мати різну атомну або молекулярну структуру). Найвідомішими різновидами вуглецю є графіт і алмаз, але є також графен, вуглецеві нанотрубки та фулерен. Нарешті, існує аморфна форма вуглецю, відома як сажа, яка являє собою вуглецевий пігмент, що отримується в результаті неповного згоряння різних матеріалів.
Історія:
Назви різних форм вуглецю походять з латинської та грецької мов. "Карбон" походить від латинського "карбо"; "Графіт" від грецького "графеїн" (писати) і "діамант" від латинського "adamas" (незламний і непереможний), який еволюціонував до adamant> diamaunt> diamant і, нарешті, diamond.
Вугілля як сажу та деревне вугілля використовувалося вже в доісторії. Графіт і алмаз були відомі ще древнім цивілізаціям.
Відкриття фулеренів стало набагато недавнішим, це було в 1985 році, коли хіміки Гарольд Крото, Роберт Керл і Річард Смоллі виявили ці молекули вуглецю, які можуть приймати геометричні фігури, що нагадують сферу, еліпс, трубку або кільце. Це відкриття призвело до того, що вони отримали Нобелівську премію з хімії в 1996 році.
Властивості:
При кімнатній температурі він знаходиться в твердому стані. Дивно, але графіт - один із найм'якших матеріалів, відомий, а алмаз - один із найтвердіших. Існують три природні ізотопи вуглецю, 12 C і 13 C (стабільний), і радіоактивний ізотоп 14 C.
Вуглець і життя людини:
З іншого боку, ми також повинні враховувати важливість вуглекислого газу (СО2) у нашому організмі. Це продукт відходів різних клітинних реакцій.
Також згадайте, що є деякі сполуки вуглецю, такі як оксид вуглецю та ціанід, які надзвичайно токсичні для ссавців. Ви всі будете знайомі з випадком шахтарів, які через тривалий вдихання великої кількості вуглецю можуть розвинути захворювання чорних легенів.
Вуглецевий слід:
Я не хотів закінчувати цим елементом, не кажучи про вуглецевий слід, який відноситься до всіх парникових газів (вимірюється як еквівалент CO2), що виділяються прямим або непрямим впливом через діяльність, яка розвиває громадянина, організацію, виробництво продукту або надання послуги. У цей час великої кліматичної кризи, яку ми переживаємо, ми всі повинні докласти великих зусиль, щоб зменшити свій вуглецевий слід.
ВОДЕНЬ
Його хімічний символ - Н, а атомний номер - 1. Це «найлегший» хімічний елемент у періодичній системі та найпоширеніший у Всесвіті (76% Всесвіту складається з водню). У першій статті цієї серії доктор Фернандо Еранц вже розповідав нам про водень як найпоширеніший елемент у зірках. Ось посилання на випадок, якщо ви хочете до нього перейти: https://www.dciencia.es/elementos-en-las-estrellas/.
Водень і життя людини:
Просто скажіть вам, що водень - це третій за кількістю елемент у нашому тілі, головним чином тому, що він присутній у воді (H2O), і ми повинні пам’ятати, що вода становить понад 60% ваги нашого тіла. Крім того, майже всі сполуки вуглецю також мають у своєму складі водень.
АЗОТ
Його хімічний символ - N, атомний номер - 7.
Азот - головний компонент атмосфери (78%) і найпоширеніший елемент, яким ми дихаємо. Ми вже розповідали вам про нього в "Елементах, якими дихаємо".
Азот і життя людини:
Азот входить до складу багатьох біомолекул, проте виділення його в нуклеїнових кислотах та амінокислотах виділяється. Азот є структурною частиною 5 азотистих основ (аденін, гуанін, цитозин, тимін та урацил), що входять до складу нуклеїнових кислот, ДНК та РНК. У структурі подвійної спіралі ДНК аденін поєднується з тиміном (A = T), тоді як цитозин - з гуаніном (CºG). Комплементарність між азотистими основами є суттю структури ДНК, а послідовне розташування цих 4 літер а визначає генетичну інформацію. Конкретні шматочки ДНК (так звані гени) копіюються в РНК - процес, відомий як транскрипція. Потім ця РНК використовується для генерування білків на рибосомах. Білки - це ланцюжки амінокислот. У генетичному коді міститься інформація про 20 різних амінокислот, нескінченні комбінації яких породжують білки, які є справжніми акторами наших клітин. Ті, хто відповідає за роботу, кожен має різне завдання, щоб все працювало правильно.
Крім того, азот також входить до складу інших молекул, таких як ліпіди (жири) або оксид азоту (NO). NO дуже важливий для нашого організму, оскільки він бере участь у розслабленні м’язів, серцево-судинної системи, імунної системи, центральної нервової системи та периферичної нервової системи.
КАЛЬЦІЙ
Його хімічним символом є Са, а атомним номером - 20. Кальцій - п’ятий за кількістю елементів у земній корі. Сполуки кальцію складають 3,64% земної кори.
Історія:
Карбонати кальцію (кальцит і доломіт) відомі з давніх часів. Вперше кальцій був приготований британським хіміком Хамфрі Деві в 1808 році в Лондоні. Деві отримав кальцій змішуванням вапна, змоченого оксидом ртуті, і електролізом отримав амальгаму, яка виявилася чистим кальцієм.
Властивості:
Кальцій - це пластичний, пластичний, сріблясто-білий лужноземельний метал, який горить жовто-червоним полум'ям. Бурхливо реагує з водою в металевому стані, утворюючи гідроксид кальцію, виділяючи водень.
Кальцій і життя людини:
З мінеральних речовин, що складають організм, кальцій є найпоширенішим і найважливішим для життя. Він має структурну функцію, оскільки знаходиться в кістках і зубах. Він також бере участь у передачі нервових імпульсів, регуляції серцебиття та згортанні крові. Він бере участь у регуляції деяких ферментів, таких як протеїнкіназа C (PKC).
МАТЧ
Хімічним символом фосфору є Р, а атомний номер - 15. Фосфор не зустрічається як самородний елемент, але він є основним елементом фосфатів, які є важливими сполуками як у природі, так і в нашому власному організмі. Насправді це одинадцятий найбільш поширений елемент на Землі.
Історія:
Цей хімічний елемент був відкритий німецьким алхіміком в 1669 році в ході своїх експериментів у пошуках філософського каменю. Таким чином, змішуючи сечу та пісок та переганяючи суміш, коли сечовина випаровувалась, вона отримувала білий матеріал, який світився в темряві. Його назва походить від об'єднання двох грецьких слів fos, що означає "світло" та форумів, що означає "перевізник".
Властивості:
Фосфор існує у трьох формах - білій, червоній та чорній. Білий фосфор дуже токсичний і легкозаймистий. При нагріванні до 300-400 ºC за відсутності кисню він перетворюється на червоний фосфор, який не є токсичним. Якщо білий або червоний фосфор нагріти до 200 ºC під тиском 12000 бар, виходить чорний фосфор.
Фосфор і життя людини:
Фосфор є важливим елементом для життя. Людські істоти містять у своєму тілі приблизно 770 грам фосфору. Фосфор виконує дві основні функції в організмі людини. З одного боку, це дуже важливо для кісткових структур тіла, де знаходиться 90% всього, що ми маємо в нашому тілі. Але з іншого боку, він відіграє фундаментальну енергетичну роль, оскільки є частиною молекули АТФ. Пам’ятайте, що це «валюта енергії» клітини. Тобто саме молекула акумулює енергію, яка використовується для здійснення всіх клітинних функцій. У його формулі видно, що він має три атоми фосфору (у вигляді фосфатних груп).