Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.1: La tabla periódica y los bioelementos
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
The Periodic Table and Organismal Elements
 
La voz en estos videos es generada por una computadora
TRANSCRIPCIÓN

2.1: The Periodic Table and Organismal Elements

2.1: La tabla periódica y los bioelementos

Overview

Elements are the smallest units of matter that cannot be broken down further by chemical processes. There are 118 known elements, but not all of these are naturally-occurring, and fewer still are essential for life. Living matter is composed primarily of carbon, nitrogen, hydrogen, and oxygen, with smaller amounts of other elements like calcium, phosphorus, potassium, and sulfur. Other elements are also necessary for life but only in trace amounts.

The Periodic Table Provides Information about the Physical and Chemical Properties of Elements

The periodic table organizes elements based on their physical and chemical properties. The atomic number of an element corresponds to the number of protons found in its nucleus, and each square in the periodic table also provides the full name, chemical symbol, and atomic weight of an element. The number of protons provides information about the size of an element, but it is not the only organizational principle underlying the structure of the periodic table. Elements are organized into columns (groups) and rows (periods) based on other physical and chemical properties, such as reactivity, the location of their outermost electrons, and the ability to make certain types of bonds. Elements in the same group (i.e., column) vary in size but have many chemical properties in common with one another. By contrast, elements in the same period (i.e., row) are more similar in size and have their electrons located in a similar place, but vary greatly in their chemical properties.

Major Elements and Trace Elements Make up the Human Body

All life on Earth contains the elements oxygen, carbon, hydrogen, and nitrogen. More precisely, 96% of the human body is made up of these four elements. The remaining 4% is composed primarily of calcium, phosphorus, potassium, sulfur, sodium, chlorine, and magnesium, in order of relative abundance. Further, some elements are essential for humans but are found in the body in amounts of less than 0.01%; these are called trace elements. Even though they are only present in small amounts, trace elements are still critical for health. Iron, for example, plays an essential role in red blood cells, helping to bind oxygen so that it can be transported throughout the circulatory system. Too little iron can result in iron-deficiency anemia, which is characterized by symptoms that stem from a lack of oxygen, including fatigue, shortness of breath, weakness, and irregular heart rhythms.

Some Elements Are Harmful to Living Organisms

Some elements have detrimental health effects even in small doses. Mercury, for example, is one of several heavy metals that can produce a number of symptoms in small doses—depending on the tissue that is affected—and causes death in larger doses. It can accumulate in the tissues of multicellular organisms over time, so repeated exposure is a concern. Novel ways of removing heavy metal contaminants from the environment using biological methods—bioremediation—requires research to understand both the chemistry of the contaminants and the biology of the first organisms that they affect. Heavy metals often enter the food web at the level of primary producers before they affect organisms at higher trophic levels such as humans.

Visión general

Los elementos son las unidades de materia más pequeñas que no se pueden desglosar más por los procesos químicos. Hay 118 elementos conocidos, pero no todos estos son naturales, y menos todavía son esenciales para la vida. La materia viva se compone principalmente de carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno, con cantidades más pequeñas de otros elementos como calcio, fósforo, potasio y azufre. Otros elementos también son necesarios para la vida, pero sólo en cantidades traza.

La tabla periódica proporciona información sobre las propiedades físicas y químicas de los elementos

La tabla periódica organiza los elementos en función de sus propiedades físicas y químicas. El número atómico de un elemento corresponde al número de protones que se encuentran en su núcleo, y cada cuadrado en la tabla periódica también proporciona el nombre completo, el símbolo químico y el peso atómico de un elemento. El número de protones proporciona información sobre el tamaño de un elemento, pero no es el único principio organizativo subyacente a la estructura de la tabla periódica. Los elementos se organizan en columnas (grupos) y filas (períodos) en función de otras propiedades físicas y químicas, como la reactividad, la ubicación de sus electrones más externos y la capacidad de crear ciertos tipos de enlaces. Los elementos del mismo grupo (es decir, columna) varían en tamaño, pero tienen muchas propiedades químicas en común entre sí. Por el contrario, los elementos en el mismo período (es decir, fila) son más similares en tamaño y tienen sus electrones ubicados en un lugar similar, pero varían mucho en sus propiedades químicas.

Elementos principales y elementos de traza conforman el cuerpo humano

Toda la vida en la Tierra contiene los elementos oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Más precisamente, el 96% del cuerpo humano se compone de estos cuatro elementos. El 4% restante se compone principalmente de calcio, fósforo, potasio, azufre, sodio, cloro y magnesio, en orden de abundancia relativa. Además, algunos elementos son esenciales para los seres humanos, pero se encuentran en el cuerpo en cantidades de menos de 0.01%; estos se denominan elementos de seguimiento. A pesar de que sólo están presentes en pequeñas cantidades, los oligoelementos siguen siendo críticos para la salud. El hierro, por ejemplo, desempeña un papel esencial en los glóbulos rojos, ayudando a unir el oxígeno para que pueda ser transportado a través del sistema circulatorio. Demasiado poco hierro puede resultar en anemia por deficiencia de hierro, que se caracteriza por síntomas que se derivan de la falta de oxígeno, incluyendo fatiga, dificultad para respirar, debilidad, y ritmos cardíacos irregulares.

Algunos elementos son perjudiciales para los organismos vivos

Algunos elementos tienen efectos perjudiciales para la salud incluso en pequeñas dosis. El mercurio, por ejemplo, es uno de varios metales pesados que pueden producir una serie de síntomas en pequeñas dosis, dependiendo del tejido afectado, y causa la muerte en dosis más grandes. Se puede acumular en los tejidos de organismos multicelulares con el tiempo, por lo que la exposición repetida es una preocupación. Las nuevas formas de eliminar los contaminantes de metales pesados del medio ambiente utilizando métodos biológicos —la biorremediación— requieren investigación para entender tanto la química de los contaminantes como la biología de los primeros organismos que afectan. Los metales pesados a menudo entran en la red alimentaria a nivel de los productores primarios antes de que afecten a los organismos a niveles tróficos más altos como los humanos.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter