Решебник по биологии 10 класс Пасечник ФГОС §5

Атомно-молекулярная теория базируется на следующих законах и утверждениях: Все вещества состоят из атомов. Атомы одного химического вещества (химический элемент) обладают одинаковыми свойствами, но отличаются от атомов другого вещества.

Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом атомных ядер. Атомы состоят из ядра и электронов (точнее, электронного «облака»). Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

Главное отличие в особенности заполнения электронами орбиталей и, соответственно, различие химических свойств.

Химические свойства, например, у s — элементов 1 группы — валентность 1, степень окисления — +1. А у d — элементов — переменная валентность и степень окисления, т.к у них есть свободные орбитали для заполнения электронами. К примеру, представлены электронно — графические схемы Na и Fe.

В химии валентными электронами называют электроны, находящиеся на внешней (крайней) оболочке атома.

Присутствие в живых организмах этих химических элементов в больших количествах, чем в неживой природе, наталкивает на мысль: химические соединения, содержащие углерод, водород, кислород и азот (наиболее распространенные в живой природе элементы) были отобраны из неживой природы в ходе эволюции благодаря их особой приспособленности для участия в процессах жизнедеятельности.

Макромолекула — это очень большая молекула, важная для биологических процессов. Она состоит из тысяч ковалентно связанных атомов.

Примеры макромолекул:

1. Биополимеры: нуклеиновые кислоты, белки и углеводы.

2. Крупные неполимерные молекулы: липиды, наногели и макроциклы.

3. Синтетические волокна и экспериментальные материалы, такие как углеродные нанотрубки.

Молекула состоит из атомов, а точнее — из атомных ядер, окружённых определённым числом внутренних электронов, и внешних валентных электронов, образующих химические связи.

Внутренние электроны атомов обычно не участвуют в образовании химических связей.

Атомы объединяются в молекуле в большинстве случаев с помощью химических связей. Как правило, такая связь образуется одной, двумя или тремя парами электронов, находящихся в совместном владении двух атомов.

Основное различие между органической и неорганической веществ заключается в составе химических соединений и способах их образования. В органической химии соединения содержат углерод, а также другие элементы, такие как водород, кислород, азот, фосфор и многие другие.

Особенности атомов углерода:

1. В органических соединениях углерод всегда четырехвалентен.

2. Его атомы способны соединяться друг с другом, образуя длинные цепи и замкнутые кольца. При этом возникают прочные ковалентные связи.

3. Углерод может образовывать устойчивые связи с атомами водорода. Органические вещества с этими элементами называют углеводородами.

4. Углерод в углеводородах может образовывать одинарные, двойные и тройные связи.

Эти особенности углерода позволили ему стать родоначальником разнообразных органических соединений.

Биополимеры — это природные органические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев (мономеров).

К биополимерам относятся:

• белки,

• нуклеиновые кислоты,

• полисахариды.

Примеры регулярных полимеров:

• углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза.

Примеры нерегулярных полимеров:

• белки, нуклеиновые кислоты.

Гомополимеры — биополимеры, состоящие из одинаковых мономеров. Примеры: крахмал, целлюлоза.

Гетерополимеры — биополимеры, построенные из разных типов мономеров. Примеры: белки, нуклеиновые кислоты.

[CHART]

[CHART]

Макроэлементы — это кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор и сера. Их потребность в организме составляет от нескольких граммов до нескольких миллиграммов в день.

Микроэлементы — это железо, медь, цинк, йод, фтор, марганец и другие. Их потребность в организме в десятки раз меньше.

Строение атомов некоторых химических элементов сходно со строением атомов углерода:

• кремний,

• германий,

• азот,

• сера и др.

Эти элементы, как и углерод, могут проявлять степень окисления +2 и +4.

Углерод - единственный элемент, атомы которого могут образовывать прочные химические связи друг с другом. Кремний, фосфор, кислород образуют макромолекулы с участием атомов посредников, а С - С - С цепи могут быть практически любой длины и разного строения. Поэтому даже углеводородов (теоретически) бесконечное множество. Атом углерода, благодаря малому радиусу образует прочные связи с неметаллами - Н, О, азотом.

Учёным необходимо учитывать следующие проблемы в связи с разработкой и внедрением в производство новых искусственно созданных органических веществ:

1. Уменьшение количества отходов с целью уменьшения вредного воздействия на окружающую природу.

2. Сохранение невозобновляемых источников сырья.

3. Увеличение эффективности переработки сырья. Например, при переработке нефти выход наиболее ценных продуктов (бензина) недостаточен и обычно не превышает 15 %.

4. Снижение энергоёмкости производств.