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Das Periodensystem der Elemente ist heute ein ganz wichtiges Arbeitsmittel für jeden, der sich mit der Chemie beschäftigt. In ihm sind die Elemente in Abhängigkeit von ihrem Bau angeordnet. Daher kann man aus dem Periodensystem wesentliche Fakten zum Atombau der Elemente und daraus resultierend über die Eigenschaften der Elementsubstanzen ablesen.
An der Entwicklung des Periodensystems der Elemente haben viele bekannte Wissenschaftler mitgearbeitet. Klicken Sie auf das nebenstehende Bild, um ein Vollbild des Periodensystems zu sehen. Dort können Sie für jedes Element zahlreiche Informationen abrufen. Durch Klicken auf die einzelnen Elementsymbole erhalten Sie Informationen zu wichtigen Eigenschaften der Elektronenkonfiguration, Vorkommen, Verbindungen und den wichtigsten Anwendungen. Außerdem sind jeweils die wichtigsten Stoffkonstanten und die Häufigkeit des Vorkommens in der Natur angegeben. Dazu gehören auch eine Übersicht über die häufigsten Isotope der einzelnen Elemente und ein kurzer historischer Abriss über die Entdeckung des jeweiligen Elements.

Radioaktive Altersbestimmung, auch radioaktive Zeitmessung genannt, bedeutet die Bestimmung des Alters von Mineralien, Gesteinen, archäologischen Funden oder anderen Objekten auf der Grundlage der in ihnen enthaltenen Radionuklide, deren Zerfallsprodukte oder der Isotopenzusammensetzung.

Bei organischen Stoffen kann die Radiokarbonmethode (C-14-Methode) angewendet werden.

Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe auf der Erde. Es dient nicht nur als Nahrungs- und Transportmittel, sondern ist ein bedeutender Reaktionspartner und verbreitet genutztes Lösungsmittel in der Chemie, Biologie und der Technik. Die außergewöhnlichen Eigenschaften des Wassers lassen sich mit seinen Bindungs- und Strukturverhältnissen erklären. Auf welche Weise Wasser mit anderen Partnern reagiert, hängt jedoch hauptsächlich von den Bindungseigenschaften des jeweiligen Stoffs ab. Man unterscheidet folgende Reaktionen:

1. Hydratation,
2. Protolyse,
3. Hydrolyse,
4. Redoxreaktionen mit Wasser,
5. Komplexbildung,
6. Hydratisierung.

* 05.04.1804 in Hamburg
† 23.06.1881 in Frankfurt am Main

Der deutsche Biologe MATTHIAS JAKOB SCHLEIDEN gehört zu den bedeutenden Botanikern des 19. Jahrhunderts. Er erkannte, dass der Grundbaustein jeder Pflanze die Zelle ist und lieferte damit die ersten wichtigen Ansätze für die „Zelltheorie“. Seine Aussage war ein Paradigmenwechsel, der durch das entscheidende Werkzeug, dem Mikroskop entwickelt werden konnte.
SCHLEIDEN führte nicht nur die analytische, induktive Forschungsweise in die Botanik ein, er war auch Anthropologe und Anhänger „der mathematischen Naturphilosophie“.

Ein fast immer anzutreffender Vertreter in den heimischen Seen, Teichen und langsam fließenden Bächen und Flüssen ist die Schraubenalge. Die zu den Grünalgen (Klasse: Chlorophyceae) gehörende Fadenalge wird auch Spirogyra spec. genannt. Unter dem Mikroskop ist sie leicht daran zu erkennen, dass sie nur einen oder zwei große gewundene Chloroplasten besitzt. Die Schraubenalge ist unbegeißelt und gehört mit zu den einfachsten Vielzellern unter den Grünalgen. Die Fortpflanzung erfolgt sowohl sexuell als auch durch Mitose (asexuell). Für Aquarienbesitzer ist Spirogyra zwar kein willkommener Gast, da sie sich aber leicht großflächig entfernen lässt, ist keine chemische Bekämpfung nötig.

* 06. 06. 1943 in Akron (Ohio)

RICHARD SMALLEY ist ein amerikanischer Chemiker. Er beschäftigt sich mit Quantenchemie, der Herstellung organischer Polymere und den Modifikationen des Kohlenstoffs.

Gemeinsam mit seinen Kollegen ROBERT F. CURL (geb. 1933) und HAROLD W: KROTO (geb. 1939) erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

* 23.11.1837 Leiden
† 08.03.1923 Amsterdam

Er war ein niederländischer Physiker, der sich vor allem mit Flüssigkeiten und Gasen beschäftigte. Seine wahrscheinlich bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Aufstellung einer Gleichung für reale Gase, die heute die Bezeichnung van der waalssche Zustandsgleichung trägt. Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde er 1910 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

* 13.10.1821 in Schivelbein (Pommern)
† 05.09.1902 in Berlin

RUDOLF LUDWIG KARL VIRCHOW gilt als Inbegriff des deutschen Universalgelehrten des 19. Jahrhunderts, er wirkte als Arzt, Pathologe, Wissenschaftler und Sozialpolitiker. 1858 erschien sein epochemachendes Werk zur „Zellularpathologie“. Es umfasst 20 Vorlesungen, die er als Professor am Pathologischen Institut zu Berlin (Charité) gehalten hat. Seine zentrale These lautete: „Jede Zelle entsteht aus einer Zelle.“ Diese Aussage stützte er auf klinische Beobachtungen, Tierexperimente sowie chemische und mikroskopische Untersuchungen in der Pathologie. Sie wurde grundlegend für die weitere Entwicklung von Medizin und Biologie.

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Oxid, das in der Natur in allen drei Aggregatzuständen anzutreffen ist. Zur Wasserhülle der Erde gehört das Wasser der Meere, das Wasser auf den Landflächen in Seen, Mooren, Flüssen, Teichen usw., das Wasser innerhalb der Lufthülle (Atmosphäre) und auch das Wasser innerhalb der Gesteinshülle (Lithosphäre). Das Gesamtwasservolumen wird auf 1,454 km³ geschätzt. Nur 2,47 % davon sind Süßwasser. Das Wasser auf unserer Erde befindet sich in einem Kreislauf.
Es ist Lebensraum für viele Organismen und Lösungsmittel für eine Vielzahl von Verbindungen wie Säuren, Basen oder Salze. Deshalb fungiert Wasser als Transportmittel in der Natur, aber auch selbst als Ausgangsstoff für eine Vielzahl chemischer Reaktionen, z. B. die Fotosynthese.
Aufgrund seiner chemischen Bindungsverhältnisse weist Wasser einige außergewöhnliche Eigenschaften auf, die man als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Die frühe Entwicklung des Lebens auf der Erde fand im Wasser statt. Es ist auch heute Lebensraum für viele Organismen.

Alle chemischen Reaktionen in Lebewesen laufen im wässrigen Milieu ab. Wasser ist Reaktionsraum.
Wasser ist ein wichtiges polares Lösungsmittel und dient für viele Stoffe als Transportmittel.

Bei vielen biochemischen Reaktionen ist Wasser ein wesentlicher Ausgangsstoff (z. B. bei der Fotosynthese). Diese Funktionen kann Wasser nur aufgrund seiner besonderen Eigenschaften erfüllen. Diese wiederum haben ihre Ursache im Bau der Wassermoleküle und den daraus resultierenden Kräften, die zwischen den Molekülen wirken.

Die Wasseraufnahme der Pflanzen erfolgt durch die Wurzelhaarzellen. Sie beruht auf den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Diffusion und Osmose. Der Wassertransport innerhalb der Pflanze ist kein von der Pflanze aktiv geförderter Prozess. Er beruht auf rein physikalischen Gesetzmäßigkeiten und zwar auf Adhäsion und Kohäsion.

* 06.04.1928 in Chicago (Ill.)/USA

Der in Chicago/USA geborene Biologe JAMES D. WATSON forschte zusammen mit seinem Kollegen FRANCIS H. C. CRICK (1916-2004)an der Struktur der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNA). Sie stellten 1953 ihr WATSON-CRICK-Modell vor, eine räumliche Darstellung der DNA in Gestalt einer Doppelhelix. Das Modell bietet als wesentliches Merkmal eine Erklärung dafür, wie sich die DNA selbst reproduzieren kann. Dieses Forschungsergebnis von WATSON und CRICK gilt als Meilenstein in der Biologie und wurde 1962 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin gewürdigt. WATSON setzte in der Folgezeit an verschiedenen Instituten seine Forschungen zu Nucleinsäuren fort.

WATSON war der erste Leiter des 1990 gegründeten „Human Genome Project“. Diese 2004 abgeschlossenen internationale Forschungsprojekt diente der Entschlüsselung des menschlichen Erbguts (Genom). WATSON setzt sich heute mit ethischen Fragen der Genforschung auseinander.

* 13.08.1872 in Karlsruhe
† 03.08.1942 in Muralto bei Locarno (Schweiz)

RICHARD WILLSTÄTTER war ein deutscher Chemiker, lehrte als Professor in München und war ab 1912 Direktor des Kaiser- Wilhelm-Instituts für Chemie in Berlin. 1939 emigrierte er in die Schweiz.
WILLSTÄTTER untersuchte die Struktur von Pflanzenfarbstoffen und Alkaloiden. Auch den Aufbau des Kokains erforschte er. 1915 erhielt er den Nobelpreis für Chemie.

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Schon in einem sehr frühen Stadium werden neu gebildete Zellen auf ihre künftige Aufgabe festgelegt. Die fortschreitende Einengung der Entwicklungsmöglichkeiten totipotenter Zellen bezeichnet man als Determination. Sie wird bestimmt durch cytoplasmatische Faktoren, die Lage der Zellen und ihre physiologischen Beziehungen zueinander.

Die Zelle ist der Grundbaustein aller Lebewesen. Biologische Membranen begrenzen das Zellplasma nach außen, gliedern das Zellinnere und regulieren den Stoffaustausch.
Die wichtigsten Bestandteile eines Eucyten sind das Cytoplasma mit einem Cytoskelett, der Zellkern, die Mitochondrien, die 80 S-Ribosomen, Dictyosomen, Cytosomen, Lysosomen, das Endoplasmatische Reticulum und zum Teil Plastiden und Geißeln.
Den Zellen von Tieren und vielen Protisten fehlen Zellwände. Den Zellen von Tieren, Pilzen und einigen Protisten fehlen Plastiden.
Im Gegensatz zum Eucyten besitzt der Procyt ausschließlich Ribosomen vom 70 S-Typ, keinen echten Zellkern, keine Mitochondrien und kaum eine innere Kompartimentierung.
Viren, Viroide und Prionen zeigen Teilaspekte des Lebens, sie haben aber keinen eigenen Stoffwechsel und sind somit keine Lebewesen.

Der pflanzliche und tierische Organismus als komplexes funktionelles System ist der Untersuchung vieler Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse sowie der Kausalanalyse des Einflusses von Außenfaktoren nur schwer zugänglich. Als es gelang, Teile der Organismen in Anlehnung an mikrobiologische Arbeitstechniken zu kultivieren, eröffneten sich neue Perspektiven zur Erkundung der Biologie der Zellen und Gewebe sowie deren Nutzung, da diese nicht den vielfältigen Regulationsmechanismen des gesamten Organismus unterworfen sind und auch unter Bedingungen zu züchten sind, die dem Gesamtorganismus schaden würden. Bisher ist die Kultivierung nahezu aller pflanzlichen, tierischen und auch menschlichen Zellen und Gewebe gelungen – allerdings nicht immer mit dem gleichen Erfolg. In Zukunft könnten Tierversuche durch Experimente und Untersuchungen an tierischen Kulturen vermindert werden.

Bei jedem lebenden Organismus müssen sich Zellen teilen, um neue Gewebe und Organe zu bilden (befruchtete Eizelle) oder abgestorbene Zellen zu ersetzen. Dieser Prozess muss streng kontrolliert sein. Man unterteilt ihn in die Interphase und die Mitosephase. Die Interphase dauert sehr lange und besteht wiederum aus den drei Abschnitten: ${\text{G}}_{\text{1}}\text{-Phase}$ (Bereitstellen der Komponenten z. B. Enzyme für die Synthese-Phase), S-Phase (Synthese von DNA und anderen Zellbestandteilen) und G₂-Phase (Vorbereitung der Zellteilung).
In allen diesen drei Teilphasen wächst die Zelle und stellt Proteine her. Außerdem vermehrt sie ihre Zellorganellen. In der S-Phase wird die DNA der Chromosomen verdoppelt; dies geschieht nur bei Zellen, die sich weiter teilen können. Fertig differenzierte Zellen verweilen in der G₁-Phase. Sie wird dann auch als ${\text{G}}_{\text{0}}\text{-Phase}$ (Ruhephase) bezeichnet. Nach der Synthesephase werden die Vorbereitungen für die Zellteilung in der ${\text{G}}_{\text{2}}\text{-Phase}$ abgeschlossen.
An diesen Vorgang schließt sich die Mitose- und damit die Zellteilungsphase an. Sie besteht aus Pro-, Meta-, Ana- und Telophase, in denen die Chromosomen des Zellkerns auf die beiden Zellhälften verteilt werden. Danach teilt sich die Zelle und bildet Abschlussgewebe um die neu entstandenen Tochterzellen (Cytokinese).
Die Dauer eines Zellzyklus ist sehr verschieden – von 8 min beim sich entwickelnden Drosophila-Ei bis zu einem Jahr bei einer Leberzelle. Die Mitose oder M-Phase dauert etwa eine Stunde.