Параграф 5 ГДЗ Пасечник 10 класс (Биология)
5. Молекулярный уровень: общая характеристика
Вспомните:
- Каковы основные положения атомно-молекулярного учения?
- Что такое химические элементы? Как устроены атомы разных химических элементов?
- Чем различаются свойства химических элементов главных и побочных подгрупп из левой и правой частей таблицы Менделеева?
- Что такое валентные электроны?
Подумайте
Основные макроэлементы, в первую очередь углерод, водород и азот, присутствуют в живых организмах в больших количествах, чем в неживой природе. Почему? Что из этого следует?
Моя лаборатория. Тренируемся
- Какие химические элементы относят к группе макроэлементов и почему?
- Из чего состоят молекулы различных веществ? Что лежит в основе образования их структуры?
- Что лежит в основе разделения веществ на органические и неорганические?
- Какие особенности атомов углерода обусловливают многообразие органических веществ в природе?
- Какие органические вещества являются биополимерами? Приведите примеры известных вам регулярных и нерегулярных полимеров, гомо- и гетерополимеров.
Совершенствуемся
- Используя данные таблицы 1, постройте диаграмму, отражающую содержание указанных в ней химических элементов в организме человека и в земной коре (% по массе).
- Прочитайте статью «Химические связи в молекулах веществ». Составьте схему образования молекул известных вам веществ: водорода ($$\mathrm{H_2}$$), кислорода ($$\mathrm{O_2}$$), воды ($$\mathrm{H_2O}$$), хлорида натрия ($$\mathrm{NaCl}$$) и метана ($$\mathrm{CH_4}$$). Подпишите на схеме названия типов химических связей, участвующих в их образовании.
- Используя материалы свободной энциклопедии «Википедия» (https://ru.wikipedia.org), обобщите собственные представления о строении атома и молекул. Оформите их в виде таблицы.
- Используя доступные информационные источники, найдите и рассмотрите таблицу химических элементов Д. И. Менделеева. Найдите в ней элементы, относящиеся к микро- и макроэлементам. Атомы нескольких химических элементов обладают строением, сходным со строением атомов углерода. Назовите эти элементы. Могли бы они заменить углерод в структуре органических веществ? Ответ обоснуйте и подкрепите известными вам примерами.
Обсуждаем
Какую проблему необходимо учитывать учёным в связи с разработкой и внедрением в производство новых искусственно созданных органических веществ? Обсудите это с учителем и одноклассниками.
Положения атомно-молекулярной теории:
- Все вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов.
- Атомы химически неделимы, они не создаются и не разрушаются в химических реакциях.
- Атомы одного химического элемента одинаковы по основным характеристикам и отличаются от атомов других элементов.
- Для молекул каждого вещества характерны определённый состав и число атомов.
- Масса молекулы равна сумме масс входящих в неё атомов.
- В химических реакциях молекулы разрушаются, а при физических явлениях сохраняются.
- В ходе химической реакции количество и состав атомов не меняются: из атомов исходных веществ образуются молекулы новых веществ.
Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым номером в таблице Менделеева. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся вокруг ядра.
Элементы главных и побочных подгрупп различаются своими химическими свойствами, например степенями окисления.
Валентные электроны — это электроны внешнего электронного слоя атома. Именно они участвуют в образовании химических связей и определяют химическое поведение элемента.
Основные макроэлементы, прежде всего углерод, водород, кислород и азот, содержатся в живых организмах в больших количествах, потому что их химические свойства наиболее подходят для построения биологических молекул. Эти элементы способны образовывать прочные ковалентные связи и разнообразные соединения. Следовательно, углерод, водород, кислород и азот — жизненно необходимые химические компоненты живых организмов.
| Вопрос | Ответ |
|---|---|
| Какие химические элементы относят к макроэлементам и почему? | Кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, железо. Их относят к макроэлементам, потому что они содержатся в организме в значительном количестве. |
| Из чего состоят молекулы различных веществ? Что лежит в основе образования их структуры? | Молекулы состоят из атомов различных химических элементов. В основе их структуры лежат химические связи между атомами. |
| Что лежит в основе разделения веществ на органические и неорганические? | Наличие углерода в составе вещества: в органических веществах углерод есть, в неорганических — обычно нет. |
| Какие особенности атомов углерода обусловливают многообразие органических веществ? | Углерод имеет четыре валентных электрона, поэтому может образовывать четыре ковалентные связи, а также двойные и тройные связи. |
| Какие органические вещества являются биополимерами? | Белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. |
Содержание некоторых химических элементов в организме человека и в земной коре можно отразить на диаграмме по данным таблицы 1: кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, железо.
| Вещество | Тип химической связи |
|---|---|
| H2 | Ковалентная неполярная |
| O2 | Ковалентная неполярная |
| H2O | Ковалентная полярная |
| NaCl | Ионная |
| CH4 | Ковалентная неполярная |
| Атом | Молекула |
|---|---|
| Не обладает составом и свойствами вещества, в состав которого входит. | Мельчайшая частица вещества, обладающая его составом и химическими свойствами. |
| Химически неделим. | Химически делима. |
| Атом не обязательно входит в состав молекулы. | Молекула обязательно состоит из атомов. |
К макроэлементам относятся: кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, железо. К микроэлементам относятся кобальт, йод, фтор и другие элементы, содержащиеся в живом организме в количестве менее 0,01%.
Строение атомов кремния, германия, азота, серы и некоторых других элементов сходно со строением атома углерода. Однако заменить углерод в структуре органических веществ они не могут, потому что углерод особенно хорошо образует прочные и разнообразные ковалентные связи, необходимые для построения биологических молекул. Примером служат углеродные соединения, лежащие в основе белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
При разработке и внедрении искусственно созданных органических веществ необходимо учитывать проблему накопления отходов и их влияние на окружающую среду. Важно уменьшать выбросы, перерабатывать опасные отходы и использовать более безопасные технологии, чтобы снизить загрязнение воздуха, воды и почвы.
