Pierwiastek chemiczny to najprostsza substancja, która buduje niemalże całą otaczającą nas materię. Poszczególne pierwiastki w odpowiednich ku temu warunkach łączą się ze sobą tworząc związki chemiczne i ich mieszaniny lub występują w stanie wolnym. Czysty pierwiastek rozumiany jako samodzielna substancja chemiczna rzadko występuje w przyrodzie w stanie wolnym, dlatego zazwyczaj ekstrahuje się poszczególne pierwiastki ze związków chemicznych i ich mieszanin.
Układ okresowy pierwiastków, By User:Cepheus [GFDL], via Wikimedia Commons
Układ okresowy pierwiastków
Potocznie zwany tablicą Mendelejewa. Jest to uporządkowane zestawienie wszystkich uznanych pierwiastków chemicznych. Ma formę tabeli, w której pierwiastki umiejscowione są zgodnie z ich rosnącą liczbą atomową. Z układu okresowego wynika również, że pogrupowane w ten sposób pierwiastki wykazują się powtarzalnymi cyklicznie właściwościami. Innymi słowy, właściwości pierwiastków chemicznych uporządkowanych zgodnie z rosnącą liczbą atomową, powtarzają się okresowo. Mówi o tym przyjęte współcześnie prawo okresowości pierwiastków, na którym oparty jest cały układ okresowy. Prawo to sformułował w 1869 roku Dymitr Mendelejew, rosyjski chemik, który opracował również sam układ okresowy, na podstawie znanych ówcześnie pierwiastków. Odstępstwa od sformułowanej reguły wyjaśniał istnieniem innych pierwiastków, które nie zostały jeszcze odkryte. Prawo okresowości skonstruował następująco: właściwości pierwiastków są periodycznie zależne od ich mas atomowych. Obecnie uznaje się podane wyżej, nieco zmodyfikowane brzmienie.Układ okresowy we współczesnej formie ma 7 okresów (okres 8 został stworzony hipotetycznie, zawarte w nim pierwiastki jak dotąd nie zostały odkryte). Numer okresu odpowiada numerowi powłoki walencyjnej w atomie pierwiastka. Z kolei liczba pierwiastków w danym okresie jest tożsama z liczbą orbitali na ich powłoce kowalencyjnej. Podział układu okresowego na grupy i okresy, a zatem jego współczesną formę, stworzył Niels Bohr, duński fizyk i laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki za opracowanie badania struktury atomu.
Każdemu pierwiastkowi podporządkowany jest symbol jedno- lub dwuliterowy, co ułatwia zapis reakcji chemicznych. Np. chlor - Cl, tlen - O.
Do tej pory ustalono istnienie 118 pierwiastków chemicznych, z czego 94 występują naturalnie w przyrodzie (niektóre przejściowo, w wyniku zachodzenia odpowiednich reakcji), pozostałe 24 zostały otrzymane sztucznie w laboratoriach. Pierwiastki o liczbie atomowej wyższej od 82 są niestabilne i ulegają rozpadowi promieniotwórczemu. Wszystkie pierwiastki z kolei posiadają niestabilne izotopy.
wodór świecący w lampie wyładowczej. By Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de) (Own work) [FAL], via Wikimedia Commons
Pierwiastki niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu
Około 1/3 znanych pierwiastków to składniki ważne dla funkcjonowania organizmów żywych. W kontekście biologicznym pierwiastki chemiczne można podzielić na:- obojętne – funkcje organizmu i przemiany metaboliczne przebiegają niezależnie od nich;
- toksyczne – mają szkodliwy wpływ na organizm, są trujące; zaliczamy do nich glin, kadm, rtęć, ołów oraz tal. Toksyczny pozostaje także brom, który może wypierać z komórek inne pierwiastki. Ze względu na sprzyjanie reakcjom alergicznym, niebezpieczny może okazać się również nikiel. Materiały z niklu bywają przez zastępowane tytanem (np. w produkcji hipoalergicznej biżuterii);
- biopierwiastki – są niezbędne do prawidłowego przebiegu procesów metabolicznych, ich niedobory zagrażają zdrowiu. Dzielimy je na makro- i mikroskładniki, zwane inaczej makro- i mikroelementami.
Uran. See page for author [Public domain], via Wikimedia Commons
Do biopierwiastków zaliczamy:
Makroelementy:
• chlor
• fosfor
• potas
• sód
• magnez
• wapń
• siarka
• azot
• wodór
• tlen
• węgiel
Mikroelementy:
• żelazo
• fluor
• jod
• mangan
• miedź
• cynk
• selen
• bor
• chlor
• molibden
• chrom
• krzem
• kobalt
Bar. By Matthias Zepper (yes) [Public domain], via Wikimedia Commons
Bibliografia
- Loretta Jones, Peter Atkins; “Chemia ogólna – cząsteczki, materia, reakcje ”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009;
- Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. VIII”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1999;
- K.M. Pazdro; “Podstawy chemii dla kandydatów na wyższe uczelnie”; Wydawnictwo Edukacyjne, Warszawa 1991;
- Adam Bielański; “Podstawy chemii nieorganicznej – część 1”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994;
- promil
