Grundlagen: Die wichtigsten Elemente in der Chemie und Biologie

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  • Grundlagen: Die wichtigsten Elemente in der Chemie und Biologie

    Kurzbeschreibung

    Ein Studium des gesamten Periodensystems lohnt nicht, um die Elemente in der Chemie zu verstehen. Dieser Artikel soll Ihnen die wichtigsten Elemente näher bringen.

    Artikel

    Von den 192 Elementen des Periodensystems (Auflistung aller bekannten Elemente) spielen nur 13 eine maßgebende Rolle in der Chemie rund um die Meerwasseraquaristik. Dieser Artikel soll Ihnen diese kurz vorstellen. Wer genaueres erfahren möchte, kann den Links zu Wikipedia folgen.
    Jedes Element hat in der Chemie ein Zeichen, welches in den Summenformeln benutzt wird.
    Eine Ordnunngszahl, die die Anzahl der Protonen im Kern angibt. Je höher diese desto schwerer ist das Element.
    Weiters wird die Anzahl der Bindungen angegeben. Welche ausdrückt, wie viele Elektronen beim eingehen einer Verbindung mit einem anderen Element ausgetauscht werden können.

    Wasserstoff Zeichen = H (Hydrogenium) Ordnungszahl 1, Bindungen 1, gasförmig
    Wasserstoff ist das leichteste Element und kommt gediegen (rein) auf der Erde praktisch nicht vor. Reiner Wasserstoff ist ein starkes Reduktionsmittel. So reagiert es mit Sauerstoff unter der Abgabe von Energie zu Wasser. (H2O)

    Kohlenstoff Zeichen = C (Carboneum) Ordnungszahl 6, Bindungen 4, fest
    Kohlenstoff kommt in der Natur als Diamant oder Graphit auch gediegen vor. In reiner Form ist Kohlenstoff nicht sehr reaktiv. In Verbindung mit anderen Elementen wie als Kohlendioxyd (CO2) oder Karbonaten (H2CO3) ist Kohlenstoff fähig mit anderen Stoffen zu reagieren. Und kann aufgrund seiner 4 offenen Bindungen sehr komplexe Moleküle bilden. Die die Grundlage des Lebens auf der Erde bilden.

    Stickstoff Zeichen = N (Nitrogenium) Ordnungszahl 7, Bindungen 3, gasförmig
    78 % der Atmosphäre bestehen aus Stickstoff der rein immer als N2 vorkommt. Dieser ist sehr stabil und geht nur durch Zuführung von Energie eine Verbindung mit anderen Stoffen ein. Als Bestandteil von Proteinen (Eiweißen) ist er ein wichtiger Baustein für das Leben.

    Sauerstoff Zeichen = O (Oxgenium) Ordnungszahl 8, Bindungen 2, gasförmig
    Das häufigste Element auf der Erde welches gediegen als O2 20% der Atmosphäre bildet. Sauerstoff ist sehr reaktionsfreudig. Und ist bei fast allen Verbrennungen (Oxidationen) beteiligt. Sauerstoff ist in hohen Konzentrationen Giftig. Und kann durch Strahlung oder elektrische Felder in Ozon (O3) umgewandelt werden, welches noch aggressiver ist.

    Natrium Zeichen = Na, Ordnungszahl 11, Bindungen 1, fest
    Ein sehr häufiges Element. Im Meerwasser kommt es in Verbindung mit Chlor (NaCl) als Salz vor.Obwohl Natrium giftig ist gehört es in der Biologie zu den Mengenelementen, da es an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt ist.

    Magnesium Zeichen = Mg, Ordnungszahl 12, Bindungen 2, fest
    Gehört zu den häufigsten Metallen und ist im Meerwasser mit ca 1,4 g/l gelöst. In der Meeresbiologie übernimmt es zwei wichtige Aufgaben. Zum einem ist es am Prozess der Kalzifikation (Aufbau von Schalen und den meisten Skeletten) beteiligt. Zum anderen ist es das zentrale Element der Chlorophyll. Moleküle.

    Silizium Zeichen = Si, Ordnungszahl 14, Bindungen 4, fest
    Nach Sauerstoff ist Silizium das zweit häufigste Element auf der Erdkruste. Viele Mineralien und die meisten Sande bestehen vorwiegend aus Silizium. In der Biologie spielt es vorwiegend für Schwämme und Kieselalgen, als Hauptbestandteil ihrer Skelette eine Rolle.

    Phosphor Zeichen = P, Ordnungszahl 15, Bindungen 5, fest
    Seine hohen Bindungsfreudigkeit befähigt ihn zu mannigfaltigen Reaktionen. So ist ein wichtiger Bestandteil der RNA und in vielen Enzymen des Energiestoffwechsels beteiligt.

    Schwefel Zeichen = S (Sulphur), Ordnungszahl 16, Bindungen 2 / 6, fest
    Durch die Fähigkeit mit 2 oder 6 Bindungen stabile Verbindungen auf zu bauen, ist schwefel ein Element das für viele Bicochemische Vorgänge Verwendung findet. Die Liste der Aminosäuren und Enzyme die Schwefel enthalten ist sehr lange. Weiters sind Schwefelverbindungen als Energieträger von Extremophilen nutzbar.

    Chlor Zeichen = Cl, Ordnungszahl 17, Bindungen 1, gasförmig
    Reines Chlor ist gelöst in Wasser extrem reaktiv und daher sehr schädlich. Im Meerwasser kommt es in Verbindung mit Natrium (NaCl) als Salz vor. Und auch im Wasserhaushalt der Lebewesen spielt es als Salz eine wichtige Rolle.

    Kalium Zeichen = K, Ordnungszahl 19, Bindungen 1, fest
    Trotz seiner großen Bedeutung im Stoffwechsel herrsch an Kalium, im Gegensatz zu Landlebensräumen, im Meerwasser keine Mangel. Da es bei Überdosierung sehr schnell toxisch wirkt, kann von einer Dosierung in der Aquaristik nur abgeraten werden.

    Kalzium Zeichen = Ca (Calcium), Ordnungszahl 20, Bindungen 2, fest
    Es kommt in der Natur nur gebunden mit anderen Elementen vor. In der Biologie spielt es als Hauptelement in den Skeletten und und Schalen eine bedeutende Rolle.

    Eisen Zeichen = Fe (Ferrum), Ordnungszahl 26, Bindungen 3, fest
    Eisen ist das häufigste Element der Erde. Es kommt in unvorstellbaren Mengen im Erdkern vor. In der Erdkruste kommt es immer in Verbindungen vor. Eisen ist das bedeutendste Metall in der Biologie. Es ist praktisch an allen Funktionen die mit dem Sauerstofftransport beteiligt. Und ein wichtiges Element bei der Bildung von Chlorophyll.

    Weitere Themen:
    Grundlagen Chemie In der Aquaristik sind wir mit vielen chemischen Vorgängen und Messungen konfrontiert. Die notwendigsten Grundlagen sollen hier vermittelt werden.
    Liste der Wasserparameter Aufstellung der wichtigsten Wasserparameter und ihrer Grenzwerte.
    - "Mein kleines azooxanthellates Aquarium" -

    Beste Grüße
    Harald