Параграф 5, ГДЗ к учебнику по биологии 10 класс Пасечник с ответом на вопросы (Линия жизни)

Атомы - это мельчайшие частицы вещества, сохраняющие химические свойства данного вещества.

• Атомы - это неделимые частицы, которые сохраняют свои свойства при любых физических и химических превращениях.

• В химических реакциях происходит перегруппировка атомов, а сами атомы не разрушаются и не создаются. Это подтверждается законом сохранения массы: масса веществ до реакции равна массе веществ после реакции.

• Атомы одного и того же химического элемента одинаковы по своим свойствам.

• Молекулы состоят из двух или более атомов, соединенных химическими связями.

• Атомы и молекулы находятся в постоянном движении.

Химический элемент - это вид атомов, имеющих одинаковый заряд ядра.

Атом состоит из:

▪ Ядра, состоящее из протонов (заряженных положительно) и нейтронов (не имеющих заряда). Число протонов в ядре определяет атомный номер элемента и его положение в таблице Менделеева.

▪ Электронной оболочки, которая окружает ядро и состоит из электронов (заряженных отрицательно). Электроны располагаются на определенных энергетических уровнях, образуя электронные слои.

Элементы главных подгрупп имеют одинаковое число электронов на внешнем электронном слое. С увеличением заряда ядра (атомного номера) в главной подгруппе радиус атома уменьшается, металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются.

Элементы побочных подгрупп имеют разное число электронов на внешнем электронном слое, но одинаковое число электронов на предвнешнем слое (d-электроны). Металлические свойства элементов побочных подгрупп очень выражены.

Валентные электроны - это электроны, находящиеся на внешнем электронном слое атома.

Валентность определяется количеством электронов, которые атом может отдавать или присоединять при образовании химической связи.

Углерод обладает уникальной способностью образовывать длинные цепочки и сложные структуры, что позволяет создавать разнообразные органические молекулы.

Вода, состоящая из водорода и кислорода, является универсальным растворителем, необходимым для многих биологических процессов. Кислород является источником энергии для большинства живых организмов.

Азот входит в состав аминокислот, которые выполняют важные функции в организме.

Из этого следует, что

➢ Жизнь на Земле основана на углеродной химии.

➢ Сходство химического состава живых организмов подтверждает их общую эволюционную историю и универсальность жизни на Земле.

➢ Недостаток макроэлементов и микроэлементов может привести к серьезным нарушениям в жизнедеятельности организмов.

Макроэлементы (кислород, углерод, водород, азот и др.) в живых организмах содержание превышает 0,01%. Они составляют основную часть массы живых организмов.

Структура молекулы определяется химической связью между атомами, которая возникает за счёт объединения электронных оболочек атомов.

Образование связи зависит от количества валентных электронов - неспаренных электронов на внешних электронных оболочках атомов.

• Ковалентная связь возникает путём объединения электронов, когда атомы стремятся заполнить свои внешние валентные оболочки. При этом некоторые атомы (водород, металлы) выступают как доноры электронов, отдавая их, а другие (кислород, галогены) - как акцепторы, отбирая их.

• Одинарная, двойная связи зависят от количества электронных пар, участвующих в образовании связи.

Органические вещества - это сложные углеродсодержащие соединения.

Неорганические вещества, как правило, не содержат углерод, за исключением некоторых карбидов и карбонатов.

Способность углерода образовывать связи с четырьмя другими атомами. Это позволяет создавать длинные и разветвленные углеродные цепи, образуя разнообразные каркасы для молекул. Углерода может образовывать двойные и тройные связи, увеличивая разнообразие структур и свойств органических соединений.

Биополимеры - это высокомолекулярные органические вещества, состоящие из повторяющихся единиц - мономеров.

• Примеры регулярных полимеров: полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза) состоят из одинаковых молекул глюкозы.

◦ Примеры нерегулярных полимеров:

Белки состоят из 20 разных аминокислот, порядок которых уникален для каждого белка.

Нуклеиновые кислоты состоят из 4 типов нуклеотидов, последовательность которых уникальна для каждой молекулы ДНК или РНК.

Примеры гомополимеров: полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза) состоят из одинаковых мономеров (глюкозы).

▪ Примеры гетерополимеров:

Белки состоят из разных аминокислот.

Нуклеиновые кислоты состоят из разных нуклеотидов.

1. Водород (H₂)

• Тип связи: неполярная ковалентная связь.

• Схема: H - H

2. Кислород (O₂)

• Тип связи: двойная неполярная ковалентная связь.

• Схема: O = O

3. Вода (H₂O)

• Тип связи: полярная ковалентная связь.

• Схема: H - O - H

4. Хлорид натрия (NaCl)

• Тип связи: ионная связь.

• Схема: Na⁺ Cl⁻

5. Метан (CH₄)

• Тип связи: неполярная ковалентная связь.

• Схема:

H

|

H - C - H

|

H

Неполярная ковалентная связь

Образуется между атомами одного и того же элемента или близких по своим свойствам элементов.

Электроны распределяются между атомами равномерно.

Полярная ковалентная связь

Образуется между атомами с различной электроотрицательностью.

Более электроотрицательный атом "перетягивает" электронную пару на себя, приобретая частичный отрицательный заряд (δ-), а менее электроотрицательный атом приобретает частичный положительный заряд (δ+).

Ионная связь

Один атом полностью отдает электрон (или электроны) другому, образуя положительно заряженный ион (катион) и отрицательно заряженный ион (анион).

Макроэлементы - это химические элементы, содержание которых в живых организмах превышает 0,01 %. В таблице Менделеева их можно найти в следующих группах:

• 1 группа (щелочные металлы): Литий, Натрий, Калий.

• 2 группа (щелочноземельные металлы): Бериллий (Be), Магний (Mg), Кальций (Ca).

• 13 группа.

• 14 группа.

• 15 группа: Азот, Фосфор.

• 16 группа: Кислород, Сера.

• 17 группа (галогены).

• 18 группа (инертные газы).

Микроэлементы - это элементы, которых менее 0,01 %.

• Переходные металлы: Скандий, Титан, Ванадий, Хром, Железо.

• Другие микроэлементы: Бор (B), Фтор (F), Силиций (Si), Хлор (Cl), Селен (Se), Бром (Br), Йод (I)

◦ Кремний и Германий находятся в той же группе, что и углерод, имеют аналогичную электронную конфигурацию внешнего электронного слоя.

Экологические проблемы

• Биоразлагаемость.

• Токсичность.

• Следует учитывать, как новое вещество будет взаимодействовать с окружающей средой (например, как оно будет влиять на климат, озоновый слой, фотосинтез).

Проблемы безопасности

◦ Здоровье человека

◦ Безопасность использования

Проблемы устойчивого развития

• Эффективность использования ресурсов.

• Экономическая целесообразность.