元素是具有相同质子数即核电荷数的同一类原子的总称,到目前为止,人们在自然中发现的元素有90余种,人工合成的元素有20余种。元素又称化学元素,指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质,它们只由几种有共同特点的原子原子组成,其原子中的每一核子具有同样数量的质子,用一般的化学方法不能使之变得更为简单,并且单独地或组合地构成一切物质。一些常见元素的例子有氢、氮和碳。
人体是由化学元素组成的,组成人体的元素有60多种。其中有钙、钠、钾、镁、碳、氢、氧、硫、氮、磷、氯等11种属必需的定量元素,集中在元素周期表头20个元素内,另有铁、铜、锌、锰、钴、钒、铬、钼、硒、碘等十余种必需的微量元素。其中钙、钠、钾、镁四种元素约占人体中金属离子总量的99%以上。它们大多以络合物形式存在于人体之中,传递着生命所必须的各种物质,起到调节人体新陈代谢的作用。当膳食中某种元素缺少或含量不足时,会影响人体的健康。下面介绍几种元素在人体中的作用: 氮是构成蛋白质的重要元素,占蛋白质分子重量的16%~18%。蛋白质是构成细胞膜、细胞核、各种细胞器的主要成分。动植物体内的酶也是由蛋白质组成。此外,氮也是构成核酸、脑磷脂、卵磷脂、叶绿素、植物激素、维生素的重要成分。由于氮在植物生命活动中占有极重要的地位,因此人们将氮称之为生命元素。植物缺氮时,老器官首先受害,随之整个植株生长受到严重阻碍,株形矮瘦,分枝少、叶色淡黄、结实少,子粒不饱满,产量也降低。蛋白质是生物体的主要组成物质,有多种蛋白质的参加才使生物得以存在和延续。例如,有血红蛋白;有生物体内化学变化不可缺少的催化剂——酶(一大类很复杂的蛋白质);有承担运动作用的肌肉蛋白;有起免疫作用的抗体蛋白等等。各种蛋白质都是由多种氨基酸结合而成的。氮是各种氨基酸的一种主要组成元素。 钠和氯在人体中是以氯化钠的形式出现的,起调节细胞内外的渗透压和维持体液平衡的作用。人体每天必须补充4~10g食盐。 钙是一种生命必需元素,也是人体中含量最丰富的大量金属元素,含量仅次于C、H、O、N,正常人体内含钙大约1~1.25kg。每千克无脂肪组织中平均含20~25g。钙是人体骨骼和牙齿的重要成分,它参与人体的许多酶反应、血液凝固,维持心肌的正常收缩,抑制神经肌肉的兴奋,巩固和保持细胞膜的完整性。缺钙会引起软骨病,神经松弛,抽搐,骨质疏松,凝血机制差,腰腿酸痛。人体每天应补充0.6~1.0g钙。 铁是构成血红蛋白的主要成分,铁的摄入不足会引起缺铁性贫血症。 磷是人体的常量元素,约占体重的1%,是体内重要化合物ATP、DNA等的组成元素。人体每天需补充0.7g左右的磷。 碘是合成甲状腺激素的原料。缺碘,会影响儿童的生长和智力发育,造成呆小症;会引起成人甲状腺肿大。 为了人体的健康,在我们的日常生活中,要注意饮食的平衡,特别是要注意上述元素和其它一些微量元素(如铜、钾、镁、氟、硒、锌等)的补充,以保证某些生理功能的正常。 下面是各种元素与其生理功能及日常来源的对照表: 元素 生理功能 来源 钠 维持血浆的酸碱平衡 食盐。 钾 酶的激活剂 蔬菜(植物生长需要钾,在植物中含有较多的钾)。 钙 骨骼等硬组织不可缺少的元素,还与肌肉的收缩有密切的关系,它参与人体的许多酶反应、血液凝固,维持心肌的正常收缩,抑制神经肌肉的兴奋,巩固和保持细胞膜的完整性 食物中含有较丰富的钙(但要注意不要与会与钙生成不溶于水的物质一起食用):动物骨、鸡蛋、鱼虾和豆类等含钙丰富。 镁 酶的激活剂 绿色蔬菜(叶绿素中含有较丰富的镁),豆类,虾蟹 锌 缺锌会引起营养不良,生殖系统失调,还对酶有一定的活性作用和对蛋白质有一定的稳定作用。 豆类、瘦肉、米、面 铜 铜是很多酶的活性元素,可促进细胞成熟、催化体内氧化还原反应,促进铁的吸收和利用,并协同造血,缺铜会引起贫血和发育不良。铜的另外一个更重要的作用是协助DNA的复制。 动物肝脏、绿叶蔬菜、软体动物等都含有较丰富的铜 铁 铁是构成血红素的主要成分,主要功能是把氧气输送到全身各个细胞并把CO2排出体外,缺铁会引起贫血症。 动物肝脏、蛋黄、海带、紫菜、菠菜(吃含铁高的物质忌饮茶)。 磷 磷在人体内主要分布于骨骼、牙齿、血液、脑、三磷酸腺苷中,其中三磷酸腺苷是人体能量仓库。 肉、虾、鱼、奶、豆等。 碘 甲状腺素的组成成分,缺碘会引起粗脖子病。 海带、紫菜、海参。 氟 存在于骨骼和牙齿中,缺氟会引起龋齿,但氟过量会引起“氟骨病”和“斑釉病” 含氟牙膏 硒 是某些酶的成分,有一定的抗癌作用,缺硒会导致心血管病,还会导致溶血性贫血和克山病。 海米、肉类、动物肝脏、大米、大蒜、芥菜等
【元素说的来源与产生】
关于元素的学说,即把元素看成构成自然界中一切实在物体的最简单的组成部分的学说,早在远古就已经产生了。
不过,在古代把元素看作是物质的一种具体形式的这种近代观念并不存在。无论在我国古代的哲学中还是在印度或西方的古代哲学中,都把元素看作是抽象的、原始精神的一种表现形式,或是物质所具有的基本性质。这样的例子是很多的。
大约在公元前900年前后,我国西周时代的《易经》中有这样几句话:"易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦。"这是一个以"太极"为中心的世界创造说。
到公元前403一公元前221年,我国战国时代又出现一些万物本源的论说,如《老子道德经》中写道:"道生一,一生二,二生三,三生万物。"又如《管子·水地》中说:"水者,何也?万物之本原也。"
我国的五行学说是具有实物意义的,但有时又表现为基本性质。我国的五行学说最早出现在战国末年的《尚书》中,原文是:"五行:一曰水,二日火,三曰木,四曰金,五曰土。水曰润下,火曰炎上,木曰曲直,金日从革,土爱(曰)稼穑。"译成今天的语言是:"五行:一是水,二是火,三是木,四是金,五是土。水的性质润物而向下,火的性质燃烧而向上。木的性质可曲可直,金的性质可以熔铸改造,土的性质可以耕种收获。"在稍后的《国语》中,五行较明显地表示了万物原始的概念。原文是:"夫和实生物,同则不继。以他平他谓之和,故能丰长而物生之。若以同稗同,尽乃弃矣。故先王以土与金、木、水、火杂以成百物。"译文是:"和谐才是创造事物的原则,同一是不能连续不断永远长有的。把许多不同的东西结合在一起而使它们得到平衡,这叫做和谐,所以能够使物质丰盛而成长起来。如果以相同的东西加合在一起,便会被抛弃了。所以,过去的帝王用土和金、木、水、火相互结合造成万物。"
在古印度哲学家的思想中也有和我国五行相似的所谓五大。这就是公元前7世纪一公元前6世纪古印度学者卡皮拉(Kapila)提出来的地、水、火、风、空气。
西方自然哲学来自希腊。被尊为希腊七贤之一的唯物哲学家塔莱斯认为水是万物之母。希腊最早的思想家阿那克西米尼认为组成万物的是气。被称为辩证法奠基人之一的赫拉克利特(Heraclito,公元前535一公元前475)认为万物由火而生。古希腊的自然科学家、医生恩培多克勒(EmpedOCles,公元前490一公元前430)综合了以前的哲学家们的见解,在他们所指的水、气和火之外,又加上土,称为四元素。古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle,公元前384一公元前322)综合了但也歪曲了这些朴素的唯物主义的看法,提出"原性学说"。他认为自然界中是由4种相互对立的"基本性质"--热和冷、干和湿组成的。它们的不同组合,构成了火(热和干)、气(热和湿)、水(冷和湿)、土(冷和干)4种元素。"基本性质"可以从原始物质中取出或放进,从而引起物质之间的相互转化。这样,宇宙的本源、世界的基础便不是物质实体,而且可以离开实物而独立存在的"性质"了,这就导向唯心主义了。
13-14世纪,西方的炼金术士们对亚里士多德提出的元素又作了补充,增加了3种元素:水银、硫磺和盐。这就是炼金术士们所称的三本原。但是,他们所说的水银、硫磺、盐只是表现着物质的性质:水银--金属性质的体现物,硫磺--可燃性和非金属性质的体现物,盐--溶解性的体现物。
到16世纪,瑞士医生帕拉塞尔士把炼金术士们的三本原应用到他的医学中。他提出物质是由3种元素--盐(肉体)、水银(灵魂)和硫磺(精神)按不同比例组成的,疾病产生的原因是有机体中缺少了上述3种元素之一。为了医病,就要在人体中注人所缺少的元素。
无论是古代的自然哲学家还是炼金术士们,或是古代的医药学家们,他们对元素的理解都是通过对客观事物的观察或者是臆测的方式解决的。只是到了17世纪中叶,由于科学实验的兴起,积累了一些物质变化的实验资料,才初步从化学分析的结果去解决关于元素的概念。
1661年英国科学家玻意耳对亚里士多德的四元素和炼金术士们的三本原表示怀疑,出版了一本《怀疑派的化学家》小册子。书中写道:"现在我把元素理解为那些原始的和简单的或者完全未混合的物质。这些物质不是由其他物质所构成,也不是相互形成的,而是直接构成物体的组成成分,而它们进入物体后最终也会分解。"这样,元素的概念就表现为组成物体的原始的和简单的物质。
拉瓦锡在肯定和说明究竟哪些物质是原始的和简单的时候,强调实验是十分重要的。他把那些无法再分解的物质称为简单物质,也就是元素。
此后在很长的一段时期里,元素被认为是用化学方法不能再分的简单物质。这就把元素和单质两个概念混淆或等同起来了。
而且,在后来的一段时期里,由于缺乏精确的实验材料,究竟哪些物质应当归属于化学元素,或者说究竟哪些物质是不能再分的简单物质,这个问题也未能获得解决。
拉瓦锡在1789年发表的《化学基础论说》一书中列出了他制作的化学元素表,一共列举了33种化学元素,分为4类:
1.属于气态的简单物质,可以认为是元素:光、热、氧气、氮气、氢气。
2.能氧化和成酸的简单非金属物质:硫、磷、碳、盐酸基、氢氟酸基、硼酸基。
3.能氧化和成盐的简单金属物质:锑、砷、银、认钻、铜、锡。铁、锰、汞、钼、金、铂、铅、钨、锌。
4.能成盐的简单土质:石灰、苦土、重土、矾土、硅土。
从这个化学元素表可以看出,拉瓦锡不仅把一些非单质列为元素,而且把光和热也当作元素了。
拉瓦锡所以把盐酸基、氢氟酸基以及硼酸基列为元素,是根据他自己创立的学说--一切酸中皆含有氧。盐酸,他认为是盐酸基和氧的化合物,也就是说,是一种简单物质和氧的化合物,因此盐酸基就被他认为是一种化学元素了。氢氟酸基和硼酸基也是如此。他之所以在"简单非金属物质"前加上"能氧化和成酸的"的道理也在于此。在他认为,既然能氧化,当然能成酸。
至于拉瓦锡元素表中的"土质",在19世纪以前,它们被当时的化学研究者们认为是元素,是不能再分的简单物质。"土质"在当时表示具有这样一些共同性质的简单物质,如具有碱性,加热时不易熔化,也不发生化学变化,几乎不溶解于水,与酸相遇不产生气泡。这样,石灰(氧化钙)就是一种土质,重土--氧化钡,苦土--氧化镁,硅土--氧化硅,矾土--氧化铝。在今天它们是属于减土族元素或土族元素的氧化物。这个"土"字也就由此而来。
19世纪初,道尔顿创立了化学中的原子学说,并着手测定原子量,化学元素的概念开始和物质组成的原子量联系起来,使每一种元素成为具有一定(质)量的同类原子。
1841年,贝齐里乌斯根据已经发现的一些元素,如硫、磷能以不同的形式存在的事实,硫有菱形硫、单斜硫,磷有白磷和红磷,创立了同(元)素异形体的概念,即相同的元素能形成不同的单质。这就表明元素和单质的概念是有区别的,不相同的。
19世纪后半叶,在门捷列夫建立化学元素周期系的时间里,明确指出元素的基本属性是原子量。他认为元素之间的差别集中表现在不同的原子量上。他提出应当区分单质和元素两个不同概念,指出在红色氧化汞(H沪)中并不存在金属汞和气体氧,只是元素汞和元素氧,它们以单质存在时才表现为金属和气体。
不过,随着社会生产力的发展和科学技术的进步,在19世纪末,电子、X射线和放射性相继被发现,导致科学家们对原子的结构进行了研究。1913年英国化学家索迪(F.Soddy,1877-1956)提出同位素的概念。同位素是具有相同核电荷数而原子量不同的同一元素的异体,它们位于化学元素周期表中同一方格位置上。
其后,英国物理学家阿斯顿在1921年证明大多数化学元素都有不同的同位素。元素的原子量是同位素质量按同位素在自然界中存在的质量分数求得的平均值。
在这同一时期里英国物理学家莫塞莱(H.G.J.Moseley,1887一1915)在1913年系统地研究了由各种元素制成的阴极所得的X射线的波长,指出元素的特征是这个元素的原子的核电荷数,也就是后来确定的原子序数。
这样,如果把同位素看作是几种不同的单独的元素,这显然是不合理的。因为决定元素的原子的特征不是原子量,而是它的核电荷数。
1923年,国际原子量委员会作出决定:化学元素是根据原子核电荷的多少对原子进行分类的一种方法,把核电荷数相同的一类原子称为一种元素。
当然,直到今天,人们对化学元素的认识过程也没有完结。当前化学中关于分子结构的研究,物理学中关于核粒子的研究等都在深人开展,可以预料它将带来对化学元素的新认识。
人体是由化学元素组成的,组成人体的元素有60多种。其中有钙、钠、钾、镁、碳、氢、氧、硫、氮、磷、氯等11种属必需的定量元素,集中在元素周期表头20个元素内,另有铁、铜、锌、锰、钴、钒、铬、钼、硒、碘等十余种必需的微量元素。其中钙、钠、钾、镁四种元素约占人体中金属离子总量的99%以上。
人体元素与生活所在地的自然环境本底相适应,大体包括三类:常量元素、微量元素和年龄元素。人体和地球一样,都是由各种化学元素组成的,存在于地壳表层的90多种元素均可在人体组织中找到。根据元素在机体内的含量,可划分为宏量与微量两种:含量占人体总重量万分之一以上称宏量元素。含量占人体总量万分之一以下称微量元素。
扩展资料 人体中的微量元素溶融在人体的血液里。如果缺少了这样那样的微量元素,人就会得病,甚至导致死亡。正常人每天都要摄取各种有益于身体的微量元素。即:铁、锌、铜、锰、碘、钴、锶、铬、硒等微量元素。
微量元素虽然在人体中需求量很低,但其作用却非常大。
【铁】铁在人体中含量约为4—5克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。
【铜】正常成人体内含铜100—200毫克。其主要功能是参与造血过程;增强抗病能力;参与色素的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高;果汁、红糖中也有一定含量。
【锌】对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成;加速生长发育;增强创伤组织再生能力;增强抵抗力;促进性机能。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。
【氟】是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿,防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有粮食(小麦、黑麦粉) 、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。但是,过多吃进氟元素,又会发生氟中毒,得“牙斑病”。体内含氟量过多时,还可产生氟骨病,引起自发性骨折。
【硒】成年人每天约需0.4毫克。硒具有抗氧化,保护红细胞的功用,并发现有预防癌症的作用。硒在小麦、玉米、 大白菜、南瓜、大蒜和海产品中含量较丰富。
【碘】通过甲状腺素发挥生理作用,如促进蛋白质合成;活化100多种酶;调节能量转换;加速生长发育;维持中 枢神经系统结构。碘在海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。
【钴】是维生素B12的重要组成部分。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用,并可扩 张血管,降低血压。但钴过量可引起红细胞过多症,还可引起胃肠功能紊乱,耳聋、心肌缺血。
【铬】可协助胰岛素发挥作用,防止动脉硬化,促进蛋白质代谢合成,促进生长发育。但当铬含量增高,如长期吸入铬酸盐粉,可诱发肺癌。
-人体构成元素
分子由原子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成(氢原子是特例,只有质子和电子)
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活泼金属元素+活泼非金属元素的化合物由离子构成,如NaCl,KCl等。也有的金属元素+非金属元素的化合物是共价化合物,如AlCl3,BeCl2等。
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