Что такое химический элемент биология 5 класс?

11 ответов на вопрос “Что такое химический элемент биология 5 класс?”

  1. germa34 Ответить

    Пасечник. 5 класс. Учебник

    ГДЗ к учебнику Пасечника 5 класс
    ГДЗ к рабочей тетради Пасечника 5 класс
    Все рабочие тетради (главная страница сайта)

    Вопросы в начале параграфа

    1. Что такое химический элемент?
    Все вещества во вселенной состоят из маленьких частиц — атомов. Химическим элементом называют определённый набор атомов, присущих тому или иному веществу. Все атомы химического элемента объединяются в едином порядке, имеют единую массу и единые прочие характеристики.
    На сегодняшний момент известно 118 химических элементов. Среди них углерод, азот, кислород, железо, цинк, серебро, золото, ртуть, сера, кальций, магний и другие элементы.
    2. Какие органические вещества вам известны?
    К органическим веществам относятся белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.
    3. Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?
    К простым химическим веществам относятся вещества, состоящие из атомов только одного химического элемента. Например: кислород, железо, азот, магний, золото, серебро и так далее.
    К сложным химическим элементам относятся вещества, состоящие из двух и более видов атомов. Например: вода (состоит из атомов водорода и кислорода), углекислый газ (состоит из атомов углерода и кислорода), поваренная соль (состоит их атомов натрия и хлора) и многие другие.

    Вопросы в конце параграфа

    1. Каких химических элементов больше всего в клетке? Какую роль в клетке играет вода?
    Больше всего в живой клетке находится углерода, водорода, кислорода и азота. На эти вещества приходится 98% массы любой клетки.
    Оставшиеся 2% клетки состоят из калия, натрия, кальция, хлора, магния, фосфора, серы и железа.
    Роль воды в клетке невероятно высока. Именно вода придаёт клетке упругость, определяет её форму и участвует в обмене веществ.
    2. Какие вещества относят к органическим?
    К основным органическим веществам относятся жиры, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты. Существуют и другие органические вещества.
    3. Каково значение органических веществ в клетке?
    У каждого вида органических существ есть своя роль в живой клетке:
    углеводы придают прочность оболочкам клеток, обеспечивают клетки энергией (она врабатывается в процессе расщепления углеводов) и питательными веществами — крахмалом, сахаром и другими углеводами;
    белки являются строительным материалом для клеток и клеточных структур и регулируют процессы жизнедеятельности клетки;
    жиры — это неистощимый источник энергии для клетки, поскольку в процессе их расщепления освобождается достаточно энергии для жизнедеятельности клетки;
    нуклеиновые кислоты необходимы клетке для сохранения и передачи потомкам наследственной информации.

    Подумайте

    Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?
    Несмотря на то, что по размеру живые клетки очень маленькие и рассмотреть их можно только в микроскоп, они действительно являются мощнейшими природными лабораториями. Именно в клетках с веществами происходят удивительные процессы:
    вещества распадаются на отдельные элементы (расщепляются);
    отдельные элементы соединяются в новые вещества (синтезируются);
    передают наследственную информацию новым клеткам;
    умеют сохранять в равновесии свойства клетки (гомеостаз);
    а также обладают многими другими свойствами, даже превосходящими возможности обычной химической лаборатории.

    Словарик

    Неорганические вещества — это вода и минеральные соли: соль кальция, соль магния, соль фосфора и другие.
    Органические вещества: углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты — основные органические вещества, которые входять в состав всех живых клеток и обеспечивают их жизнедеятельности и передачу наследственной информации.
    ГДЗ к учебнику Пасечника 5 класс
    ГДЗ к рабочей тетради Пасечника 5 класс
    Все рабочие тетради (главная страница сайта)

  2. selikov2012 Ответить

    
    Вопрос 1. Что такое химический элемент?
    Химический элемент — определенный вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.
    Вопрос 2. Какие органические вещества вам известны?
    Углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты.
    Вопрос 3. Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?
    Простое вещество — состоит из атомов одного элемента, это: кислород, ртуть, железо, водород.
    Сложное вещество — состоит из атомов разных элементов, это: вода, оксид меди, сульфид железа, оксид ртути.
    Вопрос 1. Каких химических элементов больше всего в клетке?
    Около 98% от массы любой клетки приходится на четыре химических элемента: углерод, водород, кислород и азот. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.
    Вопрос 2. Какую роль в клетке играет вода?
    Больше всего из неорганических веществ в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
    Вопрос 3. Какие вещества относят к органическим?
    Углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и др.
    Вопрос 4. Каково значение органических веществ в клетке?
    В результате расщепления углеводов клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара также относятся к углеводам.
    Белки входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и также могут запасаться в клетках.
    Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров также освобождается необходимая живым организмам энергия.
    Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.

    Подумайте

    Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?
    «Миниатюрной» потому что клетка очень маленькая и, с точки зрения комплекса выполняемых в ней функций, она дальше не делима. А «природной лабораторией» потому что в ней синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения, т. е. в ней идут и процессы синтеза веществ, и распада. Начиная с клеточной мембраны и органелл и заканчивя ядром, химические процессы в клетке согласованно обеспечивают гомеостаз, размножение и взаимодействие с другими клетками ткани.

  3. Kid_Nice Ответить

    Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.
    В клетках больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98% массы клетки.
    Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы содержатся в клетках в очень малых количествах. Примерное соотношение химических элементов в клетке показано на схеме:

    Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества.
    Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ.
    Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
    Приблизительно 1 —1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

    Неорганические вещества клетки

    Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ.
    Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
    Приблизительно 1 —1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.

    Органические вещества

    Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения. Они входят в состав всех живых организмов. Сначала считали, что органические вещества образуют только живые организмы, поэтому их и назвали органическими. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
    Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара, они также относятся к углеводам.
    Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках.
    Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия.
    Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.

  4. AlexDemi Ответить




    § 8. Химические элементы клетки
    Что такое химический элемент?
    Какие органические вещества вам известны?
    Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?
    Все клетки живых организмов состоят из тех же химических элементов, что входят и в состав объектов неживой природы. Но распределение этих элементов в клетках крайне неравномерно. Так, около 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот. Относительное содержание этих химических элементов в живом веществе значительно выше, чем, например, в земной коре.
    Около 2% массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и серу. Остальные химические элементы (например, цинк, иод) содержатся в очень малых количествах.
    Химические элементы, соединяясь между собой, образуют неорганические и органические вещества (см. табл.). Неорганические вещества клетки — это вода и минеральные соли. Больше всего в клетке содержится воды (от 40 до 95% её общей массы). Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ.
    Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
    Химический состав клетки, %

    Приблизительно 1—1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Соединения азота, фосфора, кальция и другие неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.)/ При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.
    Органические вещества входят в состав всех живых организмов. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
    Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара также относятся к углеводам.
    Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и также могут запасаться в клетках.
    Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров также освобождается необходимая живым организмам энергия.
    Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.
    Клетка — это «миниатюрная природная лаборатория», в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения.

    Новые понятия

    Неорганические вещества. Органические вещества: углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты

    Вопросы

    Каких химических элементов больше всего в клетке?
    Какую роль в клетке играет вода?
    Какие вещества относят к органическим?
    Каково значение органических веществ в клетке?

    Подумайте

    Почему клетку сравнивают с «миниатюрной природной лабораторией»?

  5. Qaz1234567890 Ответить

    
    ВСПОМНИТЕ
    Вопрос 1. Что такое химический элемент?
    Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом атомных ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке.
    Вопрос 2. Какие химические вещества вам известны?
    К химическим элементам относят кислород, азот, углерод, кальций, фтор и другие.
    Вопрос 1. Каких химических элементов больше всего в клетке?
    В клетках больше всего содержится таких химических элементов, как углерод, водород, кислород и азот. Вместе они составляют до 98% массы клетки.
    Вопрос 2. Какую роль в клетке играет вода?
    Вода придаёт клетке упругость, определяет её форму, участвует в обмене веществ. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.
    Вопрос 3. Какую роль в клетке играют минеральные соли?
    Приблизительно 1 —1,5% общей массы клетки составляют минеральные соли, в частности соли кальция, калия, фосфора и др. Эти неорганические вещества используются для синтеза органических молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.). При недостатке минеральных веществ нарушаются важнейшие процессы жизнедеятельности клетки.
    Вопрос 4. Какие вещества относят к органическим?
    Органические вещества — сложные углеродсодержащие соединения. Они входят в состав всех живых организмов. Сначала считали, что органические вещества образуют только живые организмы, поэтому их и назвали органическими. К ним относят углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
    Вопрос 5. Каково значение органических веществ в клетке?
    Углеводы — важная группа органических веществ, в результате расщепления которых клетки получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Углеводы входят в состав оболочек клеток, придавая им прочность. Запасающие вещества в клетках — крахмал и сахара, они также относятся к углеводам.
    Белки играют важнейшую роль в жизни клеток. Они входят в состав разнообразных клеточных структур, регулируют процессы жизнедеятельности и тоже могут запасаться в клетках.
    Жиры откладываются в клетках. При расщеплении жиров освобождается необходимая живым организмам энергия.
    Нуклеиновые кислоты играют ведущую роль в сохранении наследственной информации и передаче её потомкам.
    Вопрос 6. Что указывает на общность живой и неживой природы?
    Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же химических элементов. Эти же элементы входят и в состав объектов неживой природы. Сходство состава указывает на общность живой и неживой природы.
    ПОДУМАЙТЕ!
    Почему клетку сравнивают с миниатюрной природной лабораторией?
    Клетка – это миниатюрная природная лаборатория, в которой синтезируются и претерпевают изменения различные химические соединения.

  6. koljan-2008 Ответить

    Элементы
    %
    Значение
    Макроэлементы
    Кислород, углерод, водород, азот
    До 98
    Содержатся во всех органических веществах и воде.
    Кальций
    2 – 3
    Составной компонент оболочки у растений, в животном организме находится в составе костей и зубов, принимает активное участие в свёртываемости крови.
    Фосфор
    1
    Содержится в нуклеиновых кислотах, ферментах, костной ткани и зубной эмали.
    Микроэлементы
    Сера
    0,2 – 0,3
    Является основой белков, ферментов и витаминов.
    Калий
    0,2 – 0,3
    Обеспечивает передачу нервных импульсов, активирует синтез белка, процессы фотосинтеза и роста.
    Хлор
    0,2
    Один из компонентов желудочного сока, провокатор ферментов.
    Йод
    0,1
    Принимает активное участие в обменных процессах, компонент гормона щитовидной железы.
    Натрий
    0,1
    Обеспечивает передачу импульсов в нервной системе, поддерживает постоянное давление внутри клетки, провоцирует синтез гормонов.
    Магний
    0,07
    Составной элемент хлорофилла, костной ткани и зубов, провоцирует синтез ДНК и процессы теплоотдачи.
    Железо
    0,01
    Составная часть гемоглобина, хрусталика, роговицы, синтезирует хлорофилл. Транспортирует кислород по организму.
    Ультрамикроэлементы
    Медь
    < 0,01 Составная часть процессов кровообразования, фотосинтеза, ускоряет внутриклеточные процессы окисления. Марганец < 0,01 Активизирует фотосинтез, участвует в кровообразовании, обеспечивает высокую урожайность. Фтор < 0,01 Составная часть зубной эмали. Бор < 0,01 Регулирует рост растений.

  7. bordral Ответить

    Химические элементы в живых организмах образуют два класса соединений: органические и неорганические, а также находятся в свободном состоянии — в виде ионов. Все 94 элемента естественного происхождения имеют разное число протонов, расположение и количество электронов. Когда в XIX в. Дмитрий Менделеев выстроил их в таблицу согласно номерам, он открыл одну из величайших закономерностей естествознания: элементы демонстрируют химические свойства, которые по повторяемости можно объединить в 8 групп. Эта закономерная картина дала таблице своё название: Периодическая таблица химических элементов.

    Периодическая таблица отображает химические элементы согласно атомному номеру и их свойству

    Периодичность элементов, найденная Менделеевым, основана на взаимодействии электронов разных атомов на внешнем энергетическом уровне. Эти электроны называются валентными, и их контакты являются основой химических реакций. Для большинства атомов, важных для жизни, внешний энергетический уровень может содержать не более 8 электронов. Химическое поведение элемента зависит от того, сколько из его восьми позиций заполнено.

    Элементы, обладающие всеми восьмью электронами внешнего энергетического уровня (у гелия 2) являются инертными, т. е. нереактивными. К ним относятся: гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar) и другие благородные газы. Напротив, элементы с семью электронами внешнего энергетического уровня, такие как фтор (F), хлор (Cl) и бром (Br) реактивны. Как правило, они получают дополнительные электроны, необходимые для заполнения энергетического уровня.
    Другие элементы с одним электроном в их внешнем энергетическом уровне: литий (Li), натрий (Na) и калий (K) имеют тенденцию к потере одного своего электрона.
    Строение атома лития
    Автор: Ahazard.sciencewriter, CC BY-SA 4.0
    Таким образом, Периодическая таблица Менделеева демонстрирует правило октета, или правило восьми (лат. Octo – «восемь»): атомы стремятся полностью восстановить свои внешние энергетические уровни, дополнить количество электронов на них до 8.

    Химические элементы в составе живых организмов

    Отгадайте,  о составе какого объекта идёт речь?
    43 кг кислорода,
    18 кг углерода,
    7 кг водорода,
    1,8 кг азота,
    0,780 кг фосфора,
    0,0042 кг железа
    и ещё около 20 химических элементов.
    Это состав человека среднего размера и веса. В отличие от неживой природы в живых существах химические элементы организованы в клетки.
    Химический состав:
    1 — земной коры,
    2 — живых организмов
    В земной коре преобладают кислород, кремний, алюминий и железо. В основе живых организмов находятся 4 элемента: кислород, углерод, водород, азот. Все элементы кроме кислорода, преобладающие в живых организмах, составляют незначительную долю массы земной коры.
    Основные химические элементы в живых организмах — это:
    углерод – C,
    водород – H,
    кислород – O,
    азот – N,
    фосфор – P,
    сера – S,
    натрий – Na,
    калий – K,
    кальций – Ca,
    магний – Mg,
    железо – Fe,
    хлор – Cl.
    Их доля в живых организмах может составлять 0,01% и выше. Все они имеют атомные номера меньше 21, так как их атомная масса низка. Первые 4 элемента: углерод, водород, кислород и азот составляют 96,3% массы любого организма.
    Таб. 1. Химические элементы в живых организмах
    Органогенные (биоэлементы), или макронутриенты
     
    Макроэлементы
    Микроэлементы
    (от 0,001 % до 0,000001 % массы тела)
    Ультрамикроэлементы (менее 0,000001 %)
    Кислород — 65 %;
    Углерод — 18 %;
    Водород — 10 %;
    Азот — 3 %.
    Кальций (Са) – 0,04-2,00
    Фосфор (Р) – 0,2-1,0
    Калий (К) – 0,15-0,4
    Сера (S) – 0,15-0,2
    Хлор (Cl) – 0,05-0,1
    Натрий (Na) – 0,02-0,Ц03
    Магний (Mg) – 0,02-0,03
    Железо (Fe) – 0,01
    Кремний (Ci) – 0,001(для растений – микроэлемент)
    Цинк (Zn) – 0,0003
    Медь (Cu) – 0,0002
    Фтор (F) – 0,0001
    Йод (I) – 0,0001
    Марганец (Mn) – менее 0,0001
    Кобальт (Co) – менее 0,0001
    Молибден (Мо) – менее 0,0001
    Золото
    Серебро
    Ртуть
    Селен
    Мышьяк
    Платина
    Цезий
    Бериллий
    Радий
    Уран
    Большинство молекул (кроме воды), из которых состоит наше тело, представляют собой соединения углерода, называемые органическими веществами. Органические вещества в основном и состоят из этих первых четырёх макроэлементов, чем и объясняется их распространённость в живых системах.

    Некоторые микроэлементы, такие как цинк (Zn) и йод (I), хотя и присутствуют в крошечных количествах, играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Дефицит йода, например, может привести к увеличению щитовидной железы, образованию так называемого зоба.
    Таб.2. Роль химических элементов в клетке
    Название химического элемента
    Описание роли элемента в клетке
    1
    Кислород (О)
    Входит в состав органических молекул и воды, обеспечивает реакцию окисления, в процессе которой выделяется нужная организму энергия
    2
    Углерод (С)
    Составляет основу всех органических соединений
    3
    Водород (Н)
    Является составной частью всех органических веществ и молекул воды
    4
    Азот (N)
    Входит в молекулы белков, нуклеиновых кислот, АТФ
    5
    Кальций (Са)
    Является составной частью клеточной стенки растений. У животных входит в состав костной ткани, эмали зубов, участвует в свёртывании крови и сокращении мышц
    6
    Фосфор (Р)
    Нужен для формирования зубной эмали и костной ткани. Входит в состав органических молекул, таких как ДНК, РНК, АТФ
    7
    Калий (К)
    В качестве катиона участвует в создании биоэлектрического потенциала, регулируя работу клеточной мембраны. Влияет на работу сердца, участвует в процессе фотосинтеза
    8
    Сера (S)
    Есть в составе некоторых белков и аминокислот
    9
    Хлор (Cl)
    Является основным анионом организма животных. Находится в составе соляной кислоты желудка
    10
    Натрий (Na)
    В качестве иона (катиона) участвует в создании биоэлектрического потенциала мембран клеток, в синтезе гормонов и регуляции сердечного ритма
    11
    Магний (Mg)
    Входит в состав зубной эмали, костной ткани, некоторых ферментов и хлорофилла
    12
    Железо (Fe)
    Необходимый компонент гемоглобина и миоглобина, входит в состав некоторых ферментов, участвует в процессах фотосинтеза и клеточного дыхания
    13
    Кремний (Si)
    Компонент клеточной оболочки растений. Принимает участие в образовании коллагена, костной ткани
    14
    Цинк (Zn)
    Участвует в синтезе гормонов у растений, находится в составе инсулина и некоторых ферментов
    15
    Медь (Cu)
    Принимает участие в процессах синтеза гемоглобина, фотосинтеза, клеточного дыхания. Входит в состав дыхательных пигментов крови (гемоцианинов) и гемолимфы некоторых беспозвоночных
    16
    Фтор (F)
    Необходим для формирования костной ткани и зубной эмали
    17
    Йод (I)
    Необходимый компонент гормонов щитовидной железы
    18
    Марганец (Mn)
    Делает более активными некоторые ферменты, входит в их состав, принимает участие в формировании костной ткани и в процессе фотосинтеза
    19
    Кобальт (Со)
    Принимает участие в процессе образования клеток крови, находится в составе витамина B12
    20
    Молибден (Mo)
    Помогает клубеньковым бактериям связывать атмосферный азот
    Таб. 3. Основные ионы в клетках
    №
    Название
    Описание объекта
    Изображение
    Роль в клетке
    1
    Катионы
    Положительно заряженные ионы.
    2
    Катионы калия и натрия
    К+
    Na+
    Основные катионы в организме животных. Они создают электрический потенциал клеточной мембраны, регулируют ритм сердечной деятельности.
    3
    Катионы кальция
    Ca2+
    Принимает участие в свёртывании крови, отвечает за сократимость мышц, входит в состав клеточной стенки растений.
    4
    Катион магния
    Mg2+
    Нужен растениям для осуществления фотосинтеза, так как он входит в состав хлорофилла. Является компонентом некоторых ферментов, есть в костной ткани и эмали зубов.
    5
    Катионы водорода
    Н+
    Отвечают за кислотность и основность внутренней среды организма (pH).
    6
    Анионы
     
    Отрицательно заряженные ионы
    7
    Анионы хлора
    Сl—
    Хлор – основной анион клетки животных, принимает участие в создании электрического потенциала клеточной мембраны. Присутствует в составе соляной кислоты желудочного сока.
    8
    ОН—
     
    Выполняет ту же роль что и катион водорода

    Как соединяются химические элементы в живых организмах?

    Группа атомов, удерживаемых энергией в устойчивой ассоциации, называется молекулой или кристаллом. При изучении веществ в живых организмах нам будут встречаться следующие типы химических связей:
    ионные – когда притягиваются атомы с противоположными зарядами;
    ковалентные – характеризующиеся обобщением (перекрытием) в облако пары валентных электронов от разных атомов;
    водородные – связи между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом.

    Ионные связи образуют кристаллы

    В обычной поваренной соли – хлориде натрия (NaCl) – атомы удерживаются ионными связями, образуя решётку. Натрий имеет 11 электронов: 2 во внутреннем энергетическом уровне (К), 8 на уровне L и 1 на внешнем уровне М (валентность). Одиночный неспаренный валентный электрон имеет тенденцию к соединению с другим непарным электроном в другом атоме.
    Стабильная конфигурация достигается за счёт потери электрона одним атомом и приобретения его другим. Натрий, теряя электрон, становится положительно заряженным ионом – катионом (Na+).
    Минеральные соли в клетке накапливаются в виде кристаллов.
    У атома хлора 17 электронов: 2 в уровне К, 8 в уровне L и 7 на М-уровне. Одна из орбиталей на внешнем энергетическом уровне содержит неспаренный электрон. Добавление электрона от другого атома превращает атом хлора в отрицательно заряженный хлорид-ион (Cl-). Так как противоположные заряды притягиваются, натрий и хлор остаются связанными нейтральным ионным соединением.
    Кристаллическая решётка хлорида натрия. Голубой цвет = Na+ Зелёный цвет = Cl−
    Автор: H Padleckas
    Если кристаллическую решётку соли поместить в воду, электрическое притяжение молекул воды разрушает силы, удерживающие ионные связи. Раствор соли в воде представляет собой смесь свободных катионов натрия (Na+) и анионов хлора (Cl-).
    Так как живые системы всегда содержат воду, то ионы для них важнее кристаллов. Многие химические элементы в живых организмах находятся в виде ионов. Необходимые в клеточных системах ионы – это:
    Ca2+, обеспечивающий передачу клеточных сигналов;
    K + и Na +, участвующие в проведении нервных импульсов.
    Если совместить металлический натрий и газообразный хлор, реакция образования хлорида натрия будет экзотермической – быстрой и с выделением тепла.

    Ковалентные связи соединяют химические элементы в живых организмах и создают стабильные молекулы

    Ковалентные связи образуются, когда два атома делят одну или несколько пар валентных электронов. В качестве примера рассмотрим газообразный водород (H2). Каждый атом водорода имеет неспаренный электрон, а значит и незаполненный внешний уровень. По этой причине атом водорода нестабилен. Когда два атома водорода образуют тесную связь, оба валентных электрона притягиваются к их ядрам. Они как бы делят между собой электроны, в результате чего получается двухатомная молекула газообразного водорода.
    Ковалентная связь, формирующая молекулу водорода H2 (справа), где два атома водорода перекрывают два электрона
    Автор: Jacek FH, CC BY-SA 3.0
    Молекула, образованная двумя атомами водорода, стабильна по трём причинам:
    Она нейтральна, так как содержит 2 протона и 2 электрона.
    Правило октета в ней выполнено. Каждый общий электрон атомов вращается вокруг обоих ядер.
    У них нет неспаренных электронов.
    Многие химические элементы в живых организмах образуют ковалентные связи.

    Прочность ковалентных связей

    Прочность ковалентных связей зависит от количества их общих электронов. В прошлом пункте мы рассматривали одинарную связь, двойная же связь объединяет 2 пары электронов, она более крепкая. Чтобы разорвать её, требуется больше энергии. Самые сильные ковалентные связи – тройные, такие которые объединяют два атома  в молекулу газообразного азота (N2).
    Ковалентные связи в химических формулах показывают линиями. Каждая линия между атомами представляет собой совместное использование одной пары электронов. Структурная формула газообразного водорода H–H, кислорода O=O, а их молекулярные формулы H2 и O2. Структурный характер формулы для N2 N ≡ N.

    Молекулы с несколькими ковалентными связями

    Огромное количество биологических соединений состоит более чем из двух атомов. Атом, который требует двух, трёх или четырёх дополнительных электронов для заполнения внешнего уровня, может приобрести их путём обмена с двумя и более атомами.
    Например, атом углерода (С) содержит шесть электронов, четыре из них находятся на его внешнем энергетическом уровне и не имеют пары. Чтобы удовлетворить правилу октета, атом углерода должен образовать 4 ковалентных связи. Так как эти 4 скрепления могут производиться разными путями, углерод образует множество молекул, например: СО2 (углекислый газ), СН4 (метан), С2Н5ОН (этанол).
    Модель атома углерода
    Автор: Ahazard.sciencewriter, CC BY-SA 4.0

    Полярные и неполярные ковалентные связи

    Атомы отличаются количеством электронов, это свойство называется электроотрицательностью. В строке Периодической таблицы она увеличивается вправо и уменьшается книзу колонки, то есть элементы в правом верхнем углу имеют наиболее высокую электроотрицательность.
    Для связи между двумя идентичными атомами, например между двумя атомами водорода или кислорода, электроны делятся поровну. Области их соединения называются неполярными. Таковы, например, молекулы Н2, О2.
    При соединении значительно отличающихся по электроотрицательности атомов электроны не делятся поровну. Общие электроны, скорее всего, будут ближе к атому с большей отрицательностью, и хотя получившаяся молекула будет электрически нейтральной, заряд в ней распределится неравномерно. Неравномерность заряда приводит к областям частичной отрицательности (в районе наиболее отрицательного атома) и положительного заряда вблизи наименее отрицательного атома. Такие связи называются полярными ковалентными, а молекулы – полярными.
    На схемах с изображением полярных молекул эти частичные заряды обозначаются греческой буквой Дельта (δ). Интересно, что хотя С и Н немного отличаются по электроотрицательности, связь между ними неполярна. Н2О – полярная молекула, электроны в ней концентрируются около ядра атома кислорода. О воде мы будем говорить более подробно в следующем уроке.

    Химические реакции взаимосвязаны и обратимы

    Процессы образования и разрыва связей между атомами называются химическими реакциями. Все химические реакции обозначают перенос атома от одной молекулы в другое соединение, без каких-либо изменений в количестве или идентичности атомов. Для удобства оригинал молекул до начала реакции называют реагентом, а молекулы, образующиеся в результате реакции – продуктами. Например:
    6H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2, где 6H2O + 6CO2 – реагент, а C6H12O6 + 6O2– продукт. Это упрощённая формула реакции фотосинтеза, где вода и углекислый газ, вступая в реакцию, образуют молекулы глюкозы и кислорода.
    Все химические реакции происходят под влиянием трёх факторов.
    Температура. Нагрев реагентов увеличивает скорость реакции, потому что атомы при этом двигаются быстрее и сталкиваются друг с другом чаще. Но необходимо позаботиться о том, чтобы температура не поднялась слишком высоко и не разрушила молекулы.
    Концентрация реагентов и продуктов. Реакции проходят быстрее, когда из-за более частых столкновений доступно больше реагентов. Накопление продуктов замедляет реакцию, а в обратимой реакции может привести к возвращению к исходным веществам.
    Катализаторы. Катализатор – это вещество, которое увеличивает скорость реакции. Он не изменяет соотношения между реагентом и продуктом, а сокращает время их изменения. В живых системах почти во всех реакциях катализаторами служат белки энзимы (ферменты).
    Многие реакции в природе обратимы. Это значит, что продукты могут снова стать реагентами, а реагенты – продуктами. Соответственно, мы можем записать предыдущую формулу в обратном порядке:
    C6H12O6 + 6O2→ 6H2O + 6CO2
    Эта упрощённый вариант окисления глюкозы, протекающего во время клеточного дыхания, когда глюкоза расщепляется на воду и углекислый газ в присутствии кислорода. Почти все живые организмы осуществляют разные формы окисления глюкозы.

    Организмы – накопители химических элементов

    Организмы, способные накапливать в своём теле один или несколько химических элементов называют концентраторами. Если элемент составляет 10% от веса их тела или от атомной массы, тогда они относятся к данной группе.
    Организмы-концентраторы
    Химические элементы, которые они накапливают
    Подсолнечник,
    картофель
    Калий (К)
    Бобовые,
    фораминиферы,
    моллюски,
    кораллы
    Кальций (Са)
    Злаки,
    хвощи,
    радиолярии,
    губки,
    диатомовые водоросли
    Кремний (Si)
    Плауны,
    чай
    Алюминий (Al)
    Растения засолённых почв (галофиты)
    Натрий (Na)
    хлор (Cl)
    Мхи,
    железобактерии
    Железо (Fe)
    Водоросли
    Йод (I)
    Пауки,
    раки
    Медь (Сu)
    Серобактерии
    Сера (S)
    Морепродукты
    кальций (Ca)
    калий (K)
    натрий (Na)
    магний (Mg)
    медь (Сu)
    Наземные растения
    Марганец (Mn)
    Наземные животные
    Фосфор (P)
    азот (N)

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *