Параграф 5 ГДЗ Пасечник 10 класс (Биология)

Вспомните:
1. Каковы основные положения атомно-молекулярного учения?
Положения атомно-молекулярной теории:
1) Все вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов.
2) Атомы химически неделимы. Они не могут создаваться и разрушаться в химических реакциях.
3) Атомы одного химического элемента одинаковы по ряду существенных характеристик (заряд ядра, масса) и отличаются по ним от атомов других химических элементов.
4) Для молекул какого-либо вещества всегда характерен определенный атомный состав и количество атомов.
5) Масса молекулы равна сумме масс атомов, которые ее составляют.
6) В химических реакциях молекулы разрушаются. При физических явлениях молекулы сохраняются.
7) В процессе химической реакции количество и атомный состав не меняется. Из атомов исходных веществ образуются молекулы новых веществ.
2. Что такое химические элементы? Как устроены атомы разных химических элементов?
Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером в таблице Менделеева.
Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра.
3. Чем различаются свойства химических элементов главных и побочных подгрупп из левой и правой частей таблицы Менделеева?
Элементы главных и побочных подгрупп различаются своими химическими свойствами, например, степенью окисления.
4. Что такое валентные электроны?
Валентные электроны – электроны, находящиеся на внешней оболочке атома. Валентные электроны определяют поведение химического элемента в химических реакциях, то есть они участвуют в образовании химической связи и завершают электронный слой атомов, участвующих в ней.
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?
Такое различие обусловлено особенностями химических свойств этих элементов, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для формирования молекул, выполняющих биологические функции. Водород, кислород, углерод и азот способны образовывать прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Кислород, углерод и азот образуют и одинарные, и двойные связи, благодаря чему получаются самые разнообразные химические соединения. Все эти элементы входят в обменные процессы клеток. Из этого следует, что углерод, водород, азот и кислород являются жизненно необходимыми химическими компонентами живых организмов.
Моя лаборатория
Тренируемся
1. Какие химические элементы относят к группе макроэлементов и почему?
К макроэлементам относят следующие химические элементы:
— Кислород,
— Углерод,
— Водород,
— Азот,
— Кальций,
— Фосфор,
— Калий,
— Сера,
— Хлор,
— Натрий,
— Магний,
— Железо.
Данные химические элементы относят к макроэлементам, потому что они встречаются в живом организме в значительном количестве.
2. Из чего состоят молекулы различных веществ? Что лежит в основе образования их структуры?
Молекулы состоят из атомов различных химических элементов.
В основе образования их структуры лежат химические связи между входящими в их состав атомами. Эти связи возникают вследствие объединения электронных оболочек атомов.
3. Что лежит в основе разделения веществ на органические и неорганические?
В основе разделения веществ на органические и неорганические лежит содержание углерода в веществах. В органических веществах содержится углерод, а в неорганические вещества углерод не входит.
4. Какие особенности атомов углерода обусловливают многообразие органических веществ в природе?
Многообразие органических веществ в природе обусловлено тем, что для заполнения внешней орбиты углероду недостаёт четырёх электронов, поэтому он может образовать четыре общие электронные пары (т. е. четыре связи), а также двойные и тройные связи.
5. Какие органические вещества являются биополимерами? Приведите примеры известных вам регулярных и нерегулярных полимеров, гомо- и гетерополимеров.
Биополимеры — это полимеры, встречающиеся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин.
Гомополимерами являются, например, полиэтилен, полипропилен, капрон, гетерополимерами – смола, формальдегид.
Белки и нуклеиновые кислоты — это нерегулярные гетерополимеры, а крахмал, гликоген, целлюлоза – регулярные гетерополимеры.
Совершенствуемся
1. Используя данные таблицы 1, постройте диаграмму, отражающую содержание указанных в ней химических элементов в организме человека и в земной коре (% по массе).
2. Прочитайте статью «Химические связи в молекулах веществ». Составьте схему образования молекул известных вам веществ: водорода (Н2), кислорода (О2), воды (Н2О), хлорида натрия (NaCl) и метана (СН4). Подпишите на схеме названия типов химических связей, участвующих в их образовании.
3. Используя материалы свободной энциклопедии «Википедия» (https:// ru.wikipedia.org), обобщите собственные представления о строении атома и молекул. Оформите их в виде таблицы.
Атом Молекула
1) Не обладает составом и свойствами веществ, в состав которых входит.
2) Химически не делим.
3) Атом не обязательно входит в состав молекулы. 1) Мельчайшая частица вещества, обладающая его составом и химическими свойствами.
2) Химически делима.
3) Молекула обязательно состоит из атомов.
4. 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.
К макроэлементам относятся: кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, железо.
К микроэлементам относятся: кобальт, йод, фтор и др. химические элементы, содержащиеся в живом организме в количестве менее 0,01%.
Строение атомов следующих 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.
Земная жизнь развилась на основе углерода. Это свидетельствует в пользу того, что углерод более подходит для формирования биохимических процессов на планетах, подобных нашей. Теоретически некоторые элементы могли бы заменить углерод в структуре органических веществ. Например:
— Кремний может участвовать в формировании биологических молекул в качестве замены углероду, но при других комбинациях температуры и давления. Многие кремниевые аналоги углеродных соединений не могут быть получены, они либо слишком реактивны, либо слишком нестабильны;
— Азот и бор имитируют связь углерод – углерод, но на основе их комбинации невозможно создать то разнообразие химических реакций и соединений, известных в химии углерода;
— Соединения азота и водорода химически более разнообразны, чем углеводороды, но такие соединения могут встречаться в недрах других планет при очень высоком давлении;
— Азот и фосфор могли бы образовывать более сложные ковалентные связи, тем самым делая возможным возникновение большого разнообразия молекул. Но соотношения этих элементов мало для возникновения жизни.
Таким образом, заменить углерод другими химическими элементами невозможно.
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.
В связи с разработкой и внедрением в производство новых искусственно созданных органических веществ необходимо учитывать количество отходов с целью уменьшения вредного воздействия на окружающую природу.
Основными выбросами химических предприятий являются газы, пары и пыль химических соединений. Например, основная масса оксидов азота образуется при сжигании всех видов ископаемого топлива в результате окисления азота при высоких температурах в топках котлов и печей. На всех стадиях коксохимического производства выделяется значительная масса загрязнителей. На его долю приходится более 70% канцерогенов от общего количества, образующегося в металлургии (бензол, каменноугольная смола и др.). Добыча, переработка и транспортировка нефти так же сопряжены с загрязнением окружающей среды.
От состояния окружающей среды зависит качество жизни человека. Загрязненный воздух может стать источником проникновения вредных веществ в организм через органы дыхания. Вода может содержать патогенные микроорганизмы или токсичные соединения. Загрязнение почвы и грунтовых вод уменьшает продуктивность сельскохозяйственных угодий, приводит к снижению качества пищи. Таким образом, переработка и накопление опасных отходов являются серьезной экологической проблемой.
Старые технологии, несомненно, являются более загрязняющими и ресурсоемкими в сравнении с современными. Поэтому модернизация отрасли будет одним из основных средств для улучшения экологической ситуации.

Вспомните

1. Основные положения атомно-молекулярного учения:

1. Все вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов.
2. Атомы химически неделимы, они не создаются и не разрушаются в химических реакциях.
3. Атомы одного химического элемента одинаковы по основным характеристикам и отличаются от атомов других элементов.
4. Для молекул каждого вещества характерны определённый состав и число атомов.
5. Масса молекулы равна сумме масс входящих в неё атомов.
6. В химических реакциях молекулы разрушаются, а при физических явлениях сохраняются.
7. В ходе химической реакции число и состав атомов не меняются: из атомов исходных веществ образуются молекулы новых веществ.

2. Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, равным порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся вокруг ядра.

3. Элементы главных и побочных подгрупп различаются своими химическими свойствами, в том числе возможными степенями окисления.

4. Валентные электроны — это электроны внешнего электронного слоя атома. Они участвуют в образовании химических связей и определяют химическое поведение элемента.

Подумаем

Углерод, водород, кислород и азот особенно хорошо подходят для построения молекул, выполняющих биологические функции: они образуют прочные ковалентные связи и могут создавать разнообразные соединения. Поэтому эти элементы содержатся в живых организмах в больших количествах. Из этого следует, что они являются жизненно необходимыми химическими компонентами живого.

Тренируемся

1. К макроэлементам относят:

• кислород;
• углерод;
• водород;
• азот;
• кальций;
• фосфор;
• калий;
• сера;
• хлор;
• натрий;
• магний;
• железо.

Эти элементы содержатся в живом организме в значительном количестве.

2. Молекулы различных веществ состоят из атомов разных химических элементов. В основе их структуры лежат химические связи между атомами, возникающие при взаимодействии электронных оболочек.

3. В основе разделения веществ на органические и неорганические лежит содержание углерода: в органических веществах углерод есть, а в неорганических — обычно отсутствует.

4. Многообразие органических веществ обусловлено особенностями атома углерода: он четырёхвалентен, может образовывать четыре ковалентные связи, а также двойные и тройные связи.

5. Биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин.

Примеры:

• регулярные полимеры — крахмал, гликоген, целлюлоза;
• нерегулярные полимеры — белки, нуклеиновые кислоты;
• гомополимеры — целлюлоза, крахмал;
• гетерополимеры — белки, нуклеиновые кислоты.

Совершенствуемся

1. Для диаграммы можно использовать такие данные:

2. Схема образования молекул:

• H₂ — H—H, одинарная неполярная ковалентная связь;
• O₂ — O=O, двойная неполярная ковалентная связь;
• H₂O — H—O—H, ковалентная полярная связь;
• NaCl — Na⁺Cl⁻, ионная связь;
• CH₄ — атом углерода в центре, четыре атома водорода вокруг него, ковалентная неполярная связь.

3. Таблица «Атом — Молекула»:

4. 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 организме в очень малых количествах.

К углероду по строению атома сходны кремний, германий, азот, сера и некоторые другие элементы. Однако полностью заменить углерод в структуре органических веществ они не могут, так как не обеспечивают такого же разнообразия и устойчивости соединений. Примером могут служить кремниевые соединения, но они значительно менее разнообразны и стабильны, чем углеродные.

Обсуждаем

При разработке и внедрении искусственно созданных органических веществ необходимо учитывать их возможное влияние на окружающую среду: количество и опасность отходов, токсичность продуктов производства, загрязнение воздуха, воды и почвы. Важно создавать более безопасные и менее загрязняющие технологии.