Les éléments sont les plus petites unités de matière qui ne peuvent être décomposées davantage par des processus chimiques. Il y a 118 éléments connus mais ils ne sont pas tous naturels, et encore moins sont essentiels pour la vie. La matière vivante est composée principalement de carbone, d’azote, d’hydrogène et d’oxygène, avec des quantités plus petites d’autres éléments comme le calcium, le phosphore, le potassium et le soufre. D’autres éléments sont également nécessaires à la vie, mais seulement en quantités infimes.
Le tableau périodique organise les éléments en fonction de leurs propriétés physiques et chimiques. Le numéro atomique d’un élément correspond au nombre de protons se trouvant dans son noyau, et chaque case dans le tableau périodique fournit également le nom complet, le symbole chimique et le poids atomique d’un élément. Le nombre de protons fournit des informations sur la taille d’un élément, mais ce n’est pas la seule règle d’organisation sous-jacente à la structure du tableau périodique. Les éléments sont organisés en colonnes (groupes) et en lignes (périodes) en fonction d’autres propriétés physiques et chimiques, telles que la réactivité, la localisation de leurs électrons les plus externes et la capacité de créer certains types de liaisons. Les éléments du même groupe (c.-à-d. la colonne) varient en taille, mais ils ont de nombreuses propriétés chimiques en commun les uns avec les autres. En revanche, les éléments de la même période (c.-à-d. la ligne) sont de taille plus similaire et possèdent des électrons situés à un endroit similaire, mais ils varient considérablement au niveau de leurs propriétés chimiques.
Toute vie sur Terre contient les éléments oxygène, carbone, hydrogène et azote. Plus précisément, 96 % du corps humain est composé de ces quatre éléments. Les 4 % restants sont composés principalement de calcium, de phosphore, de potassium, de soufre, de sodium, de chlore et de magnésium, par ordre d’abondance relative. En outre, certains éléments sont essentiels pour l’homme, mais se trouvent dans le corps en quantités inférieures à 0,01 % ; ce sont les oligo-éléments. Même s’ils ne sont présents qu’en petites quantités, les oligo-éléments restent essentiels pour la santé. Le fer, par exemple, joue un rôle essentiel dans les globules rouges, les aidant à lier l’oxygène afin qu’il puisse être transporté dans tout le système circulatoire. Trop peu de fer peut entraîner une anémie par carence en fer, qui se caractérise par des symptômes qui découlent d’un manque d’oxygène, y compris la fatigue, l’essoufflement, la faiblesse et des rythmes cardiaques irréguliers.
Certains éléments ont des effets néfastes sur la santé, même à petites doses. Le mercure, par exemple, est l’un des nombreux métaux lourds qui peuvent produire un certain nombre de symptômes à petites doses (selon les tissus qui sont affectés) et qui causent la mort à de plus grandes doses. Il peut s’accumuler dans les tissus des organismes multicellulaires au fil du temps, de sorte que l’exposition répétée est préoccupante. De nouvelles façons d’éliminer de l’environnement les métaux lourds contaminants à l’aide de méthodes biologiques — la biorestauration — nécessitent des recherches pour comprendre à la fois la chimie des contaminants et la biologie des premiers organismes qu’ils impactent. Les métaux lourds pénètrent souvent dans le réseau alimentaire au niveau des producteurs primaires avant d’affecter les organismes à des niveaux trophiques plus élevés comme les humains.
