Tải bản đầy đủ (.pdf) (62 trang)

Lecture Human anatomy and physiology - Chapter 2: Chemistry comes alive (part a)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.84 MB, 62 trang )

  Part A
 Chemistry Comes Alive





Anything that has mass and occupies space
States of matter:
1.

Solid—definite shape and volume

2. Liquid—definite volume, changeable shape
3. Gas—changeable shape and volume


Capacity to do work or put matter into motion
 Types of energy:


◦Kinetic—energy in action
◦Potential—stored (inactive) energy

PLAY

Animation: Energy Concepts


Chemical energy—stored in bonds of chemical 
substances 


 Electrical energy—results from movement of 
charged particles
 Mechanical energy—directly involved in moving 
matter
 Radiant or electromagnetic energy—exhibits 
wavelike properties (i.e., visible light, ultraviolet 
light, and X­rays)





Energy can neither be created nor destroyed 
(1st law of thermodynamics)



Energy may be converted from one form to 
another



Conversion is inefficient because some energy is 
“lost” as heat




Elements
◦Cannot be broken down by ordinary chemical means 

◦Each has unique properties:
 Physical properties
 Are detectable with our senses, or are measurable
 Chemical properties
 How atoms interact (bond) with one another




Atoms
◦Unique building blocks for each element



Atomic symbol: one­ or two­letter chemical 
shorthand for each element

Eg: Copper     Cu           Sulfur          S
       Iron          Fe           Potassium    K
       Mercury    Hg          Phosphorus  P
       Gold         Au           Iodine          I



Oxygen (O) 
 Carbon (C) 
 Hydrogen (H) 
 Nitrogen (N)



About 96% of body mass




 About 3.9% of body mass:
◦calcium (Ca), phosphorus (P), potassium (K), 
   sulfur (S), sodium (Na), chlorine (Cl), 
   magnesium (Mg), iodine (I), and iron (Fe)




< 0.01% of body mass:
◦Part of enzymes, e.g., chromium (Cr), manganese (Mn), 
and zinc (Zn)


Determined by numbers of subatomic particles
 Nucleus consists of neutrons and protons





Neutrons
 No charge
 Mass = 1 atomic mass unit (amu)




Protons
 Positive charge
 Mass = 1 amu




Electrons
◦Orbit nucleus
◦Equal in number to protons in atom
◦Negative charge 
◦1/2000 the mass of a proton (0 amu) Not considered in 
the calculation of atomic weight




Planetary model  
◦Depicts fixed circular electron paths
◦Useful for illustrations (as in the text)


Nucleus

Nucleus

Helium atom

Helium atom


2 protons (p+)
2 neutrons (n0)
2 electrons (e–)

2 protons (p+)
2 neutrons (n0)
2 electrons (e–)

(a) Planetary model
Proton

Copyright © 2010 Pearson Education, Inc.

Neutron

(b) Orbital model
Electron

Electron
cloud
Figure 2.1




Atoms of different elements contain different 
numbers of subatomic particles
◦Compare hydrogen, helium and lithium (next slide)



Proton
Neutron
Electron

Hydrogen (H)
(1p+; 0n0; 1e–)

Copyright © 2010 Pearson Education, Inc.

Helium (He)
(2p+; 2n0; 2e–)

Lithium (Li)
(3p+; 4n0; 3e–)

Figure 2.2




Atomic number = number of protons in 
nucleus




Atomic weight = mass of the protons and 
neutrons
  

 


Proton
Neutron
Electron

Hydrogen (1H)
(1p+; 0n0; 1e–)

Copyright © 2010 Pearson Education, Inc.

Deuterium (2H)
(1p+; 1n0; 1e–)

Tritium (3H)
(1p+; 2n0; 1e–)

Figure 2.3


Spontaneous decay (radioactivity)
 Similar chemistry to stable isotopes
 Can be detected with scanners





Valuable tools for biological research and 

medicine



 Cause damage to living tissue:
◦ Useful against localized cancers
◦ Radon from uranium decay causes lung cancer




 Most atoms combine chemically with other atoms 
to form molecules and compounds
◦Molecule—two or more atoms of same element bonded 
together (e.g., H + H = H2  )
◦Compound—two or more atoms of different elements 
bonded together (e.g., C6H12O6)




Most matter exists as mixtures
◦Two or more components physically intermixed



Three types of mixtures
◦Solutions
◦Colloids
◦Suspensions



Solutions are homogeneous mixtures
 Usually transparent, e.g., atmospheric air or 
seawater
  


◦Solvent
 Present in greatest amount, usually a liquid

◦Solute(s)
 Present in smaller amounts


×