Погода в Ногинске Живой календарь Праздники | Философская истина: все в нашем мире относительно, – справедлива и для классификации веществ и их свойств. Великое многообразие веществ во Вселеннойи на нашей планете состоит всего лишь из 90 химических элементов. В природе встречаются вещества, построенные элементами с порядковыми номерами с 1 по 91 включительно. Элемент 43 – технеций, в настоящее время на Земле в природе не обнаружен, т.к. этот элемент не имеет стабильных изотопов. Он был получен искусственно в результате ядерной реакции. Отсюда и название элемента – от греч. téhnos – искусственный. Вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное химическое строение, называются изомерами. Неорганические вещества принято делить на два подтипа – простые и сложные (схема 1). Как вы уже знаете, простыми называют вещества, состоящие из атомов одного химического элемента, а сложные – из двух и более химических элементов. Схема 1 Классификация неорганических веществ Казалось бы, число простых веществ должно совпадать с числом химических элементов. Однако это не так. Дело в том, что атомы одного и того же химического элемента могут образовывать не одно, а несколько различных простых веществ. Такое явление, как вы знаете, называют аллотропией. Причинами аллотропии может быть разное число атомов в молекуле (например, аллотропные модификации элемента кислорода – кислород О2 и озон О3), а также различное строение кристаллической решетки твердого вещества (например, уже знакомые вам аллотропные видоизменения углерода – алмаз и графит).В подтипе простых веществ выделяют металлы, неметаллы и благородные газы, причем последние часто относят к неметаллам. В основе такой классификации лежат свойства простых веществ, обусловленные строением атомов химических элементов, из которых эти вещества образованы, и типом кристаллической решетки. Всем известно, что металлы проводят электрический ток, теплопроводны, пластичны, обладают металлическим блеском. Неметаллы, как правило, такими свойствами не обладают. Наша оговорка «как правило» не случайна, и она еще раз подчеркивает относительность классификации простых веществ. Некоторые металлы по свойствам напоминают неметаллы (например, аллотропная модификация олова – серое олово – порошок серого цвета, не проводит электрический ток, лишено блеска и пластичности, тогда как белое олово, другая аллотропная модификация, – типичный металл). Напротив, неметалл графит, аллотропная модификация углерода, весьма электропроводен и обладает характерным металлическим блеском. Деление неорганических веществ на классы проводят на основании их состава, который, в свою очередь, отражается на свойствах соединений. Напомним определения представителей каждого класса. Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых – кислород в степени окисления –2 (например, Н2О, СО2, CuO). Основания – это сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксигрупп (например, NaOH, Ca(OH)2). Кислоты – это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка (например, HCl, HNO3, h3SO4, h4PO4). Соли – это сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотных остатков (например, NaNO3, K2SO4, AlCl3). Подобная классификация и определения также весьма относительны. Во-первых, роль металла в основаниях и солях могут выполнять сложные частицы наподобие знакомоговам катиона аммония Nh5+, состоящего только из элементов неметаллов. Во-вторых, существует достаточно многочисленная группа веществ, которые пформальным признакам (по составу) являются основаниями, а по свойствам относятся к амфотерным гидроксидам, т.е. сочетают свойства оснований и кислот. Например, гидроксид алюминия Al(OH)3 при взаимодействии с кислотой ведет себя как основание: а при сплавлении со щелочами проявляет свойства кислоты: h4AlO3 + NaOH = NaAlO2 + h3O. В-третьих, в приведенную выше классификацию сложных неорганических веществ не попадает большое число соединений, которые нельзя отнести ни к одному из перечисленных классов. Это, например, соединения, образованные двумя или более элементами-неметаллами (хлорид фосфора(V) PCl5, сульфид углерода CS2, фосген COCl2). ? 1. Какие вещества называются неорганическими, а какие – органическими? Приведите примеры. Докажите относительность такой классификации веществ. 2. Какие вещества называются простыми, а какие – сложными? Почему число простых веществ превышает число химических элементов? 3. Какова классификация простых веществ? Приведите примеры веществ каждого типа. Благородные газы являются веществами атомного или молекулярного строения? Приведите аргументы в пользу той и другой точек зрения. 4. Какие неорганические вещества называются оксидами, основаниями, кислотами, солями? Приведите примеры веществ каждого класса, проиллюстрируйте их свойства двумя-тремя уравнениями химических реакций. 5. С помощью уравнений химических реакций докажите, что амфотерные гидроксиды проявляют свойства как кислот, так и оснований. 6. Карбонат кальция (мел, мрамор, известняк) вдохновлял скульпторов, художников, поэтов. Например:
| Новости сайта Поздравляем победителей и лауреатов Всероссийских дистанционных олимпиад по химии и биологии Наш опрос Представьтесь, Вы… Полезные ссылки Архив записей |
himiknoginsk.ucoz.ru
Проверочная работа»Предмет органической химии»
Проверочная работа по химии.
Тема: Предмет органической химии:
Вариант:1
- Органических веществ в настоящее время насчитывается:
- Более 100 млн.
- Более 27 млн.
- Около 1 млн.
- Около 500 тыс.
- Ввел понятие органической химии как химии растительных и животных веществ:
- Бутлеров
- Шорлеммер
- Велер
- Берцелиус
- Органическая химия – это химия соединений:
- Углерода
- Водород
- Кислорода
- Азота
- Укажите процесс, который способствует уменьшению содержания углекислого газа в атмосфере:
- Горение углеродсодержащих веществ
- Дыхание растений и животных
- Процесс фотосинтеза
- Деятельность вулканов
- Установите соотвествие между именем ученого и достижением этого ученого. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соотвествующих буквам по алфавиту:
УЧЕНЫЙ: ДОСТИЖЕНИЕ:
А)Бертло 1) развил учение о витализме
Б)Берцелиус 2) впервые синтезировал мочевину
В)Бутлеров 3)вперые синтезировал жир
Г)Вёлер 4)впервые синтезировал сахаристые вещества
- Установите соотвествие между примерами органических соединений и их классификацией. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту:
СОЕДИНЕНИЯ: КЛАССИФИКАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ:
А)белки 1) природные
Б)ацетатное волокно 2) искусственные
В)бутадиеновый каучук 3)синтетические
Г)жиры
Д)углеводы
Проверочная работа по химии.
Тема: Предмет орагнической химии:
Вариант:1
- Неорганических веществ в настоящее время насчитывается:
- Более 100 млн.
- Более 27 млн.
- Около 1 млн.
4.Около 500 тыс.
- Витализм – это учение:
- О жизненной силе
- О витаминах
- О жизни
- О фотосинтезе
- Укажите вещество, являющееся углеводородом:
- Этанол
- Дихлорэтан
- Пропан
- Уксусная кислота
- Укажите продукты, которые, как правило, образуются при сгорании органических веществ:
- СО2 и Н2О
- СО 2 и NО
- СО2 и Н2
- СО и Н2О
- Установите соотвествие между классификацией соединений и примерами подобных соединений. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соотвествующих буквам по алфавиту.
Классификация соединений: Соединения:
А)искусственные 1) глюкоза
Б)синтетические 2) целлулоид
В)природные 3) капрон
- Среди нижеперечисленных характеристик укажите те, которые, как правило, относятся к органическим веществам:
- Имеют молекулярные кристаллические решетки
- Имеют ионные кристаллические решетки
- Имеют невысокие температуры плавления и кипения
- Термически неустойчивы
- Образованы за счет ковалентных связей
- Образованы за счет водородных связей
Ответ дайте в виде последовательности цифр в порядке их возрастания.
myhimsite.ru
Что такое органические вещества 🚩 какие есть органические вещества 🚩 Естественные науки
Термин «органические вещества» появился в те времена, когда химия еще только зарождалась, в восточных учениях, в аристотелевском классицизме, в учении Гиппократа. Под органическими веществами понимались такие, которые принадлежат к царству животных и растений. Под неорганическими веществами – принадлежащие царству неживых вещей. Имело место твердое убеждение, что органические вещества невозможно создать из неорганических, что, однако, было опровергнуто в XIX веке.Органические соединения – самый большой класс химических соединений: в настоящее время их насчитывается чуть меньше 27 миллионов (по другим данным – более 30 миллионов). Причина столь большого их разнообразия – способность углерода создавать цепочки атомов и высокая стабильность связей между атомами внутри углеродной связи. Высокая валентность углерода (IV) позволяет ему создавать устойчивые соединения с другими атомами. При этом связи могут быть не только однократными, но и двух-, и трехкратными (то есть двойными и тройными), что позволяет создавать вещества с линейными, плоскими и объемными структурами.
Органические вещества представляют основу существования живых организмов, являются основой питания человека, животных и растений, широко используются как сырье для многих видов промышленности.
В геологии под органическими веществами понимаются соединения, прямо или косвенно возникшие из живого организма, из продуктов его жизнедеятельности. Они являются обязательным компонентом в водах, атмосфере, осадках, почвах и породах. Также они могут находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях.
Внутри органических соединений имеется своя, внутренняя классификация. Классическими органическими соединениями считаются белки, липиды, нуклеиновые кислоты и углеводы. Их отличительной особенностью является наличие азота, кислорода, водорода, серы и фосфора. Отдельные классы – элементоорганические и металлоорганические соединения. Первые представляют собой соединения углерода с элементами, неперечисленными выше. Вторые – соединения углерода с металлами.
Органическая химия – раздел химии, изучающий органические вещества, их структуру и свойства, технологию их синтеза. Вплоть до 70-х годов XX века лидером в области исследований органических веществ была Германия. Более того, органическая химия считалась чисто немецкой наукой и до сих пор немецкая химическая терминология принята во многих развитых странах.
www.kakprosto.ru
4)Органические или неорганические вещества преобладают на Земле?
В чем заключается основная проблема науки биологии?
Биология – наука о жизни. 1-я проблема – что такое жизнь? Современная наука еще далека от ответа на этот вопрос, каков ее атрибутивный признак, по наличию которого мы могли бы отличить живое от неживого. Долгое время живое определялось негатив опред: «живое – это не неживое». Позже формулировка изменилась: «Органическое – это не неорганическое»
Признаки живого (действительны лишь взятые в совокупности):
-метаболизм
-размножение
-развитие
-гомеостаз
-целостность
-асиммитричность
2-я проблема – многообразие видов живых сущ-в. Все они произошли от одного вида или от разных? Прирзаинтересована в сохранении вида, или его изменении? И тд
Кто впервые разделил все существующие вещества на органические и неорганические?
В 1807г шведский химик Я.Берцелиус разделил все «горящие» вещ-ва на органические, а «негорящие» — неорганические. Неорганический и органический мир предстали как как противоположности, не сводимые друг к другу. В мире насчитывается орг соединений более 10 млн, неорг – ок 300тыс.
Как структурно отличаются молекулы органические от неорганических?
Молекулы всего живого являются соединениями углерода с другими элементами. В основе жизни – углерод. Он обладает уникальной валентностью (4-хвалентен), и в силу своей особенности может создавать самые различные соединения и комбинации с другими элементами. Поэтому все орг молекулы на основе углерода представляют собой очень длинные цепи со сложнейшей пространственной структурой. Наз-ся такие молекулы – биополимеры. Молекулы неорганики со своей конфигурацией всегда симметричны, то биополимеры (органические) –асимметричны.
Основ биополимерами жив орг-маявл-ся белки и нуклеиновые кислоты. Белки явл-ся строительным материалом клеток тела, и состоят из молекул, называемых аминокислоты. Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – сост из молекул, называющихся нуклеотиды. Нуклеотиды осущест хранение и передачу инф-ии во всех живых организмах.
В мире органических соединений насчитывается около 10 млн., а неорганических лишь около 300 тыс.
5) Кто и почему считается основателем органической химии?
В 1807 году шведский химик Я. Берцелиус назвал все горящие вещества органическими, а негорящие – неорганическими. Он доказал, что происхождение органики прямо или косвенно связано с живыми организмами. Неорганический ми и мир органический предстали как противоположности, не сводимые друг к другу. Но со временем выяснилось, что органика и неорганика состоят из одних и тех же элементов. В 1861 г. Бутлеров выдвинул концепцию, согласно которой нет принципиального различия между органикой и неорганикой.
6)Какие химические элементы лежат в основе органических веществ?
Основу живого согласно теории абиогенеза составляют 6 элементов: углерод, водород, азот, кислород, сера, фосфор. Молекулы всего живого являются соединениями углерода с другими элементами, поэтому углерод можно назвать «божественным» элементом.
7) Как называются органические молекулы и чем предопределена их специфика?
Молекулы всего живого являются соединениями углерода с другими элементами. Все органические элементы на основе углерода представляют собой из себя очень длинные цепи со сложнейшей пространственной структурой. Называются такие молекулы – «биополимеры». Биополимеры, молекулы органические по своей конфигурации всегда ассиметричны. Основными биополимерами живого организма являются белки и нуклеиновые кислоты.
8) Назовите четыре различных концепций происхождения жизни на земле.
1)Концепция стационарного состояния : жизнь на Земле существовала всегда, и будет существовать. Эта концепция не может считаться научной и в силу того, что опровергается фактами, и потому, что не раскрывает тайну жизни. 2) Концепция панспермии: жизнь возникла где-то в отдалённой точке Вселенной ( в Космосе) и была каким-то образом (например – метеоритом) занесена на Землю. Эта концепция не может считаться научной, поскольку не отвечает на главные вопросы – что такое жизнь и как она возникает? Перенесение проблемы в другое место – это не решение проблемы, а лишь косвенное признание своего бессилия решить её. 3) Концепция самозарождения предполагает, что живое существо самопроизвольно зарождается в неживом веществе. Например: если появится новый водоём, то в нём обязательно появится рыба; в каждом хранилище зерна или муки обязательно появится мышь. Сторонники этой концепции лишь фокусируют факты, но не в состоянии объяснить их. 4) Витализм – концепция, настаивающая на существовании в природе особой силы, подобной силе магнитного поля—жизненной силы. (vita – жизнь). Хаотично рассыпанные металлические опилки, оказавшись в силовом поле магнита, вдруг упорядочиваются в концентрические круги. Аналогично этому неживая материя, оказавшаяся под воздействием «жизненной силы», организуется таким образом, что становится оживлённой, и уже сама себя воспроизводит в качестве живой и начинает вести себя целесообразно. Самым выдающимся выразителем и апологетом этой концепции был немецкий биолог и философ Ханс Дриш, давший этой мистической «жизненной силе» название «энтелехия». Этим термином некогда Аристотель называл силу, которой подчиняются все одушевлённые тела, в отличие от вещей и тел неодушевлённых. 5) Концепция Креационизма, то есть Божественного сотворения всего живого. Эта концепция не может рассматриваться в качестве естественнонаучной, поскольку предполагает противоестественное творение – акт Божественного творчества. Противоестественные теории естествознанием не рассматриваются.
studfile.net
Классификация и номенклатура неорганических веществ » HimEge.ru
Оксиды – соединения элементов с кислородом, степень окисления кислорода в оксидах всегда равна -2.
Оснóвные оксиды образуют типичные металлы со С.О. +1,+2 (Li2O, MgO, СаО,CuO и др.).
Кислотные оксиды образуют неметаллы со С.О. более +2 и металлы со С.О. от +5 до +7 (SO2, SeO2, Р2O5, As2O3, СO2,SiO2 , CrO3 и Mn2O7). Исключение: у оксидов NO2 и ClO2 нет соответствующих кислотных гидроксидов, но их считают кислотными.
Амфотерные оксиды образованы амфотерными металлами со С.О. +2,+3,+4 (BeO, Cr2O3, ZnO, Al2O3, GeO2, SnO2 и РЬО).
Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов со С.О.+1,+2 (СО, NO, N2O, SiO).
Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из иона металла (или иона аммония) и гидроксогруппы (-OH).
Кислотные гидроксиды (кислоты) — сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотного остатка.
Амфотерные гидроксиды образованы элементами с амфотерными свойствами.
Соли – сложные вещества, образованные атомами металлов, соединёнными с кислотными остатками.
Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла.
Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Чтобы правильно назвать кислую соль, необходимо к названию нормальной соли прибавить приставку гидро- или дигидро- в зависимости от числа атомов водорода, входящих в состав кислой соли.
Например, KHCO3 – гидрокарбонат калия, КH2PO4 – дигидроортофосфат калия
Нужно помнить, что кислые соли могут образовывать только двух и более основные кислоты.
Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH−) частично замещены кислотными остатками. Чтобы назвать основную соль, необходимо к названию нормальной соли прибавить приставку гидроксо- или дигидроксо- в зависимости от числа ОН — групп, входящих в состав соли.
Например, (CuOH)2CO3 — гидроксокарбонат меди (II).
Нужно помнить, что основные соли способны образовывать лишь основания, содержащие в своём составе две и более гидроксогрупп.
Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Например,KAl(SO4)2, KNaSO4.
Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона. Например, Ca(OCl)Cl.
Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример: Na2SO4 ·10H2O.
Тривиальные названия часто употребляемых неорганических веществ:
| Формула | Тривиальное название |
| NaCl | галит, каменная соль, поваренная соль |
| Na2SO4*10H2O | глауберова соль |
| NaNO3 | Натриевая, чилийская селитра |
| NaOH | едкий натр, каустик, каустическая сода |
| Na2CO3*10H2O | кристаллическая сода |
| Na2CO3 | Кальцинированная сода |
| NaHCO3 | пищевая (питьевая) сода |
| K2CO3 | поташ |
| КОН | едкое кали |
| KCl | калийная соль, сильвин |
| KClO3 | бертолетова соль |
| KNO3 | Калийная, индийская селитра |
| K3[Fe(CN)6] | красная кровяная соль |
| K4[Fe(CN)6] | желтая кровяная соль |
| KFe3+[Fe2+(CN)6] | берлинская лазурь |
| KFe2+[Fe3+(CN)6] | турнбулева синь |
| NH4Cl | Нашатырь |
| NH3*H2O | нашатырный спирт, аммиачная вода |
| (NH4)2Fe(SO4)2 | соль Мора |
| СаO | негашеная (жженая) известь |
| Са(OH)2 | гашеная известь, известковая вода, известковое молоко, известковое тесто |
| СaSO4*2H2O | Гипс |
| CaCO3 | мрамор, известняк, мел, кальцит |
| СаНРO4×2H2O | Преципитат |
| Са(Н2РO4)2 | двойной суперфосфат |
| Са(Н2РO4)2+2СаSO4 | простой суперфосфат |
| CaOCl2(Ca(OCl)2 + CaCl2) | хлорная известь |
| MgO | жженая магнезия |
| MgSO4*7H2O | английская (горькая) соль |
| Al2O3 | корунд, боксит, глинозем, рубин, сапфир |
| C | алмаз, графит, сажа, уголь, кокс |
| AgNO3 | ляпис |
| (CuОН) 2СO3 | малахит |
| Cu2S | медный блеск, халькозин |
| CuSO4*5H2O | медный купорос |
| FeSO4*7H2O | железный купорос |
| FeS2 | пирит, железный колчедан, серный колчедан |
| FeСО3 | сидерит |
| Fe2О3 | красный железняк, гематит |
| Fe3О4 | магнитный железняк, магнетит |
| FeО × nH2О | бурый железняк, лимонит |
| H2SO4 × nSO3 | олеум раствор SO3 в H2SO4 |
| N2O | веселящий газ |
| NO2 | бурый газ, лисий хвост |
| SO3 | серный газ, серный ангидрид |
| SO2 | сернистый газ, сернистый ангидрид |
| CO | угарный газ |
| CO2 | углекислый газ, сухой лед, углекислота |
| SiO2 | кремнезем, кварц, речной песок |
| CO + H2 | водяной газ, синтез-газ |
| Pb(CH3COO)2 | свинцовый сахар |
| PbS | свинцовый блеск, галенит |
| ZnS | цинковая обманка, сфалерит |
| HgCl2 | сулема |
| HgS | киноварь |
himege.ru
Всё о органических веществах. Тест по химии
Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов) . Название органические вещества появилось на ранней стадии развития химии во время господства виталистических воззрений, продолжавших традицию Аристотеля и Плиния Старшего о разделении мира на живое и неживое. Вещества при этом разделялись на минеральные — принадлежащие царству минералов, и органические — принадлежащие царствам животных и растений. Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен. Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день. Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн Таким образом, органические соединения — самый обширный класс химических соединений. Многообразие органических соединений связано с уникальным свойством углерода образовывать цепочки из атомов, что в свою очередь обусловлено высокой стабильностью (то есть энергией) углерод-углеродной связи. Связь углерод-углерод может быть как одинарной, так и кратной — двойной, тройной. При увеличении кратности углерод-углеродной связи возрастает её энергия, то есть стабильность, а длина уменьшается. Высокая валентность углерода — 4, а также возможность образовывать кратные связи, позволяет образовывать структуры различной размерности (линейные, плоские, объёмные) . Классификация Основные классы органических соединений биологического происхождения — белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты — содержат, помимо углерода, преимущественно водород, азот, кислород, серу и фосфор. Именно поэтому «классические» органические соединения содержат прежде всего водород, кислород, азот и серу — несмотря на то, что элементами, составляющими органические соединения, помимо углерода могут быть практически любые элементы. Соединения углерода с другими элементами составляют особый класс органических соединений — элементоорганические соединения. Металлоорганические соединения содержат связь металл-углерод и составляют обширный подкласс элементоорганических соединений. Характерные свойства Существует несколько важных свойств, которые выделяют органические соединения в отдельный, ни на что не похожий класс химических соединений. Различная топология образования связей между атомами, образующими органические соединения (прежде всего, атомами углерода) , приводит к появлению изомеров — соединений, имеющих один и тот же состав и молекулярную массу, но обладающих различными физико-химическими свойствами. Данное явление носит название изомерии. Явление гомологии — существование рядов органических соединений, в которых формула любых двух соседей ряда (гомологов) отличается на одну и ту же группу (чаще всего Ch3). Целый ряд физико-химических свойств в первом приближении изменяется симбатно по ходу гомологического ряда. Это важное свойство используется в материаловедении при поиске веществ с заранее заданными свойствами. Органическая номенклатура — это система классификации и наименований органических веществ. В настоящее время распространена номенклатура ИЮПАК. Классификация органических соединений построена на важном принципе, согласно которому физические и химические свойства органического соединения в первом приближении определяются двумя основными критериями — строением углеродного скелета соединения и его функциональными группами. В зависимости от природы углеродного скелета органические соединения можно разделить на ациклические и циклические. Среди ациклических соединений различают предельные и непредельные.
Органические вещества имеют ряд особенностей, которые отличают эти вещества от неорганических: 1. Неорганических веществ насчитывается более 500 тыс., а органических — почти 27 млн. 2. В состав всех (большинства) органических соединений входит углерод и водород, поэтому большинство из них горючи и при горении образуют углекислый газ СО2 и воду. 3. Органические вещества построены более сложно, и многие из них имеют огромную молекулярную массу. 4. Органические в-ва можно расположить в ряды сходных по составу, строению и свойствам — гомологи. 5. Для органических в-в характерна изомерия — это явление существования разных веществ — изомеров с одинаковым количественным и качественным составом.
touch.otvet.mail.ru
§2. Химические соединения в живых организмах. Неорганические вещества
1. Какие неорганические вещества входят в состав живых организмов?
В состав живых организмов входят такие неорганические вещества как вода, минеральные соли, неорганические (минеральные) кислоты и некоторые другие.
2. Какие вещества называют гидрофильными? Гидрофобными? Приведите примеры.
Гидрофильными называют вещества, которые интенсивно взаимодействуют с молекулами воды с образованием водородных связей. Как правило, гидрофильные вещества хорошо растворяются в воде. Гидрофобные вещества слабо взаимодействуют с молекулами воды, «стремятся» избежать контакта с ней. Такие вещества не растворяются в воде. Для базового уровня изучения биологии достаточно, чтобы учащиеся характеризовали гидрофильные вещества как растворимые в воде, а гидрофобные – как нерастворимые в ней.
Гидрофильными веществами являются, например, моно- и дисахариды, низшие спирты, низшие карбоновые кислоты, многие неорганические кислоты и соли. К гидрофобным относятся жиры, высшие карбоновые кислоты и некоторые другие вещества.
3. Охарактеризуйте биологическую роль минеральных солей и кислот.
Нерастворимые минеральные соли входят в состав различных опорных структур живых организмов, например, карбонат кальция (CaCO3) – в состав раковин моллюсков и панцирей ракообразных. Внутриклеточный скелет некоторых протистов построен из сульфата стронция (SrSО4).
Растворимые минеральные соли в живых организмах находятся в виде ионов т.к. в водной среде происходит их диссоциация. С биологической точки зрения наиболее важными среди ионов являются катионы К+, Na+, Ca2+, Mg2+ и анионы Cl–, НСО3–, НРО42–, Н2РО4–. Разная концентрация ионов К+ и Na+ внутри и снаружи клеток приводит к возникновению разности электрических потенциалов на цитоплазматической мембране, что важно для передачи нервных импульсов и для транспорта веществ через мембрану. При уменьшении этой разности снижается возбудимость клеток. Остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеотидов и АТФ. Fe2+ входит в состав гемоглобина, Mg2+ – в состав хлорофилла. Ионы NO3– и NH4+ являются источниками атомов азота, а ион SO42– – атомов серы, которые необходимы автотрофным организмам для синтеза аминокислот. Ионы Са2+ и Mg2+ выполняют регуляторную функцию, активизируют многие ферменты. Например, ионы Mg2+ активизируют энергетический обмен и синтез АТФ.
Минеральные (неорганические) кислоты также выполняют важные биологические функции. Соляная кислота создаёт кислую среду в желудке позвоночных животных и человека, способствуя уничтожению болезнетворных микроорганизмов и активации ферментов желудочного сока, стимулирует сокращения стенок желудка. Анионы фосфорной кислоты образуют фосфатную буферную систему, обеспечивающую поддержание нейтральной или слабощелочной среды внутри клеток. Угольная кислота и её анионы формируют бикарбонатную буферную систему, которая поддерживает слабощелочную реакцию внеклеточной среды.
4. Сколько воды содержится в живых организмах? От чего это зависит? Почему растения при недостатке воды увядают?
Содержание воды в живых организмах составляет 60–75% их массы. В организме некоторых животных (например, медуз), в листьях и сочных плодах растений массовая доля воды может достигать 98%.
Содержание воды зависит от вида организма, его возраста, типа клеток (тканей) и их физиологического состояния. Например, у человека в сером веществе головного мозга содержится около 85% воды, а в костной ткани – 22%. Наибольшее содержание воды в организме наблюдается в эмбриональный период (около 95%) и с возрастом постепенно уменьшается, что приводит к снижению функциональной активности клеток, тканей и организма в целом.
Вода определяет объём клетки и внутриклеточное (тургорное) давление, вызывающее напряжённое состояние клеточной оболочки. При недостатке воды в клетках снижается тургорное давление, поэтому растения увядают.
5. Два раствора глюкозы разделены мембраной, не пропускающей молекулы глюкозы, но пропускающей воду. Концентрация глюкозы в первом растворе — 1%, во втором — 0,1%. Что происходит с молекулами воды? Как называется это явление?
Молекулы воды перемещаются через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора (с массовой долей глюкозы 0,1%) в более концентрированный раствор (с массовой долей глюкозы 1%). Это явление называется осмосом. За счёт осмоса происходит выравнивание концентраций глюкозы в растворах, разделённых полупроницаемой мембраной.
6. Каковы основные функции воды в живых организмах? Как физические и химические свойства воды связаны с её биологическими функциями?
Вода входит в состав клеток и межклеточного вещества, составляет основу крови, лимфы, тканевой жидкости, секретов желез. Она определяет объём клеток и обеспечивает поддержание тургорного давления. Вода – универсальный растворитель для полярных соединений и основная среда, в которой протекают процессы обмена веществ живых организмов. Большинство химических реакций в организме происходит именно в водных растворах. Поступление и выведение веществ из клеток осуществляется, как правило, в растворённом виде. Вода как растворитель участвует в явлениях осмоса, благодаря которому происходит выравнивание концентраций растворённых веществ в клетках и внеклеточной среде.
Вода – непосредственный участник многих биохимических реакций, например, реакций гидролитического расщепления (гидролиза) органических соединений. Она является одним из исходных веществ в реакциях фотосинтеза. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется при расщеплении молекул воды.
Вода участвует в регуляции теплового режима организмов. Она обеспечивает равномерное распределение теплоты между тканями и органами, предотвращает резкие изменения температуры в клетках и организме в целом, даже когда температурные колебания в окружающей среде достаточно велики. При испарении воды организмами (транспирация у растений, потоотделение у млекопитающих) тратится много теплоты, что защищает их от перегрева.
Вода является универсальным растворителем и средой протекания процессов обмена веществ благодаря полярности молекул и их способности образовывать межмолекулярные водородные связи с другими соединениями. Малый размер молекул воды играет важную роль в осмотических явлениях. Участие воды в регуляции теплового режима организмов связано с её высокой теплоёмкостью, хорошей теплопроводностью и высокой теплотой парообразования. Это, в свою очередь, обусловлено способностью молекул воды образовывать между собой многочисленные водородные связи.
7. Как вы думаете, почему большинство полярных веществ хорошо растворяются в воде, а неполярные, как правило, нерастворимы в ней?
Молекулы воды полярны, что позволяет им интенсивно взаимодействовать с другими полярными веществами. Вода способствует обособлению структурных частиц полярных соединений (ионов, молекул), их переходу в раствор, образует вокруг ионов и полярных молекул гидратные оболочки.
С неполярными соединениями молекулы воды взаимодействуют очень слабо. Такие вещества практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в неполярных растворителях (например, в бензине). Здесь уместно вспомнить древнее правило алхимиков: «Подобное растворяется в подобном».
8*. Буферные свойства внеклеточной среды обеспечивают угольная кислота и гидрокарбонат-ион, внутри клеток эту функцию выполняют анионы фосфорной кислоты. Почему эти соединения позволяют поддерживать в растворах определённую концентрацию ионов водорода, в то время как азотная и соляная кислоты, а также их анионы, не обладают такими свойствами?
Угольная кислота – слабый электролит. В водных растворах лишь небольшая часть её молекул диссоциирована на ионы, поэтому в межклеточной среде наряду с гидрокарбонат-ионами (НСО3–) содержатся и недиссоциированные молекулы угольной кислоты (Н2СО3). Внутри клеток наблюдается определённый баланс (равновесие) между анионами фосфорной кислоты Н2РО4– и НРО42–:
Н2СО3 ↔ Н+ + НСО3–
Н2РО4– ↔ Н+ + НРО42–
При снижении кислотности среды равновесие смещается вправо – высвобождаются дополнительные ионы водорода (Н+). При повышении кислотности равновесие смещается влево – происходит связывание «лишних» ионов Н+. Благодаря этому реакция внеклеточной среды (или внутриклеточного содержимого) практически не меняется.
Азотная и соляная кислоты – сильные электролиты. При растворении в воде они почти полностью диссоциируют на ионы:
HNO3 → H+ + NO3–
HCl → H+ + Cl–
Диссоциация сильных электролитов практически необратима, поэтому их растворы не обладают буферными свойствами.
* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.
Дашков М.Л.
Сайт: dashkov.by
Вернуться к оглавлению
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
dashkov.by