Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва

Знайомство з періодичною таблицею хімічних елементів

(1869 – дотепер !)

Ми святкуємо 151-у річницю з часу публікації 1869 р. Дмитром Менделєєвим першої періодичної системи хімічних елементів.

Я хочу поділитися з вами, наскільки дивовижними є хімічні елементи, а також наскільки неймовірною є періодична таблиця. Революційним у таблиці Менделєєва було те, що він упорядкував елементи (63 з них були відомі на той час), виходячи з їхньої хімічної поведінки. Він згрупував їх згідно з фізичними та хімічними властивостями.

Він передбачив також нові елементи на основі прогалин у таблиці – місць, для яких ще не знайшовся відповідний елемент з-поміж тих, які були відомі на той час – і він мав рацію! Зрештою елементи, які відповідали прогалинам у таблиці, були відкриті.

ЦІКАВИЙ ФАКТ!

У своїй періодичній таблиці 1869 року Дмитро Менделєєв передбачив існування 21-ого елемента, який мав би атомну масу 44 г/моль. Цей елемент – Скандій – був відкритий 1871 р., а його маса становить 44,956 г/моль!

ЕЛЕМЕНТИ ЖИТТЯ

Чи можете ви вгадати, який елемент є основою життя на нашій планеті? Це Карбон! Усі живі істоти містять мільйони атомів Карбону, які найчастіше поєднуються з двома іншими життєво важливими елементами, – Гідрогеном і Оксигеном. Кількість відомих сполук Карбону більша, ніж у решти елементів! Але чому це так? Унікальність атома Карбону полягає в його здатності утворювати з іншими карбоновими атомами кільця й ланцюги і поєднуватися у різний спосіб з атомами інших елементів.

ЦІКАВИЙ ФАКТ!

Найпоширенішим елементом на Землі є Оксиген. Він існує переважно у формі двох простих речовин: O2 (кисень) і O3 (озон).

Кристалічна форма Карбону є найкоштовнішим каменем – алмазом.

Однак інтенсивна діяльність людини, особливо спалювання викопного палива і вирубування лісів, порушила природний колообіг Карбону і призвела до збільшення вмісту карбон(IV) оксиду в атмосфері. Для того, щоб підтримувати рівновагу атмосферного CO2, слід застосовувати штучні зусилля. Один зі способів полягає у використанні хімічних реакцій для перетворення карбон(IV) оксиду на корисні види палива, такі як метанол, що дозволяє створити джерело відновлюваної енергії. Це називається штучним колообігом Карбону.

Інші життєво необхідні елементи

Тіло людини – це загадка, що завжди захоплює тих, хто уважніше дивиться на нього. Все упорядковане просто ідеально. Елементи є незамінними – ми не можемо перейти з одного на інший, не викликавши безлічі проблем! Фосфор, Сульфур та Нітроген є елементами, критично важливими для рослин і тварин.

Нітроген є важливим компонентом усіх наших м’язів, шкіри, волосся, гормонів і ДНК – всі ці молекули містять Нітроген. Він також потрібен рослинам. Без Нітрогену ми не можемо рости або жити.

Основною складовою частиною повітря, яким ми дихаємо, є азот  – його частка становить 78%. Але, якби можна було провести змагання на здатність використовувати атмосферний азот, люди програли би звичайному гороху. Люди вдихають, а потім знову видихають азот. Але він усе ще потрібен нам! Як же люди його отримують? При ближчому вивченні виявляється, що насправді горох зхитрував. Його коріння містить особливий тип грунтових бактерій, які можуть перетворювати атмосферний азот на амоніак. Рослини використовують амоніак для утворення білків і хлорофілу, а потім уже настає наша черга: вживаючи в їжу рослини або тварин, які харчуються рослинами, люди використовують їх як смачне джерело Нітрогену.

Вузлики, що зв’язують азот у коренях бобових рослин.

Фосфор утворює ДНК, РНК, входить до складу кісток. Його сполуки беруть участь у процесах передачі нервових імпульсів і скорочення м’язів. Надзвичайно важливим є той факт, що Фосфор є складовою системи накопичення енергії, яку використовує наш організм. Молекули, які відіграють центральну роль в обміні енергії в організмі, відомі як АТФ (аденозинтрифосфат). Цікаво, що АТФ, який виділяють клітини, використовується для підтримання зв’язку з іншими клітинами. Цей процес називають сигналізацією, і його можна представити як своєрідний обмін сигналами між клітинами за допомогою “телефона” АТФ.

ДНК: атоми Фосфору розташовані у спіральному каркасі, тоді як атоми Нітрогену розміщуються в сходинках драбини, з’єднаних між собою.

Сульфур є важливим компонентом ферментів людини. Ферменти – це молекули зі специфічними функціями, причому кожен з них виконує свою конкретну роботу – наприклад, копіювання генетичної інформації або перетворення крохмалю на цукор.

Сульфур може бути знайдений головним чином у тварин та рослин у складі двох амінокислот – цистеїну та метіоніну. Хоча людський організм може виробляти цистеїн з метіоніну, сам метіонін не синтезується в ньому і повинен надходити з інших джерел. Існує чимало рослинних та тваринних джерел метіоніну, зокрема, яйця, риба, насіння кунжуту та багато інших. Окрім своєї функції як складової білків, метіонін відіграє вирішальну роль у запуску процесу створення нових білків у наших клітинах. Коли ми, наприклад, тренуємося, метіонін у наших клітинах допомагає нашому тілу створювати нові м’язи.