Каква е уникалността на структурата на въглеродния атом и защо е толкова разпространен в съединенията
5. каква е уникалността на структурата на въглеродния атом и защо е толкова широко разпространен в съединенията. Защо животът ни понякога се нарича въглерод.
От гледна точка на химията животът е всякакъв вид трансформации на различни големи и сложни молекули, чийто основен елементнякои е въглерод. Важно е не от гледна точка на изобилието му на Земята, в земната кора има само 0,055% въглерод, докато 60,50% кислород, 20,45% силиций и дори 0,27% титан. В атмосфера на въглероден диоксид 0,03%, т.е. въглеродът е само 0,008%. Всички биологично функционални вещества, с изключение на няколкотехните соли и вода съдържат въглерод. Това са протеини, мазнини, въглехидрати, хормони, витамини. Броят на въглеродните съединения е огромен. Те се наричатсе образуват от органични съединения, тъй като някога се е смятало, че такива молекули могат да се образуват само в живите организмилюлка.
Органичната химия е посветена на изучаването на въглерода и неговите съединениянении. Атомният номер на въглерода е 6, ядрото му съдържа шест proтонове и шест неутрона, шест електрона се въртят около ядрото, масата на атома С е 12. При химични реакции въглеродът е способен да прикачи 4 електрона и да образува стабилна обвивка от осем електрона, тоест има валентност от четири, итой е свързан със силна ковалентна връзка (свързване с електрон). Например емпиричната формула на едно такова силно съединениенений - метан - СН4, а в структурния образ е тетрахедрон (четири симетрични въглеродни връзки).
Уникално свойство на въглерода е способността му да образуваиздърпайте стабилни вериги и пръстени, които осигуряват разнообразие отразнообразие от органични съединения и тези връзки могат да бъдат множествоним. В този случай е важно разположението на атомите в пространството, което води до оптичната активност на веществото, до разлика във въртенето на равнината на поляризация на пропусканата светлина (фиг. 1). Структурните формули ясно отразяват връзката на формулата със свойствата на веществото, с тяхна помощ стана възможно да се обясни изомеризма и да се предскажесвойства на неизвестни съединения.
Фигура: 1. Методи за присъединяване на въглеродни атоми един към друг Тирета със свободни краища на всеки въглероден атом показват, че той може да образува връзки с атоми на други елементи (обикновено водород, кислород, азот, сяра)
Познавайки валентността на въглерода, може просто да се изобрази положението на всички липсващи водородни атоми, което позволявасъсредоточете се върху най-важните връзки и химически групислабините. Въглеродът може да образува такива силни ковалентни връзки с атоми на други елементи (H, O, P, N, S) и с въглерод (C-C връзка). Вътрешна разлика между органиката и повечето неоргномичните съединения се изразява във факта, че химическите връзки, като правило, в органичните съединения са валентни, а йонните връзки са много редки. Следователно въглеродът притежава тези уникални свойства, сред които способността на въглеродните съединения да полимеризират и поликондензат все още не е отбелязана, а нашият живот се нарича въглерод.
6. Преобразуване на енергия и циркулация на вещества в природата. По какво се различават и какво е общото между тях.
Биосферата е единство от живи и минерални елементи, участващи в сферата на живота. Разпределен е по земната повърхност изключително неравномерно и в различни природни условия.яхтата приема формата на относително независими комплекси - биогеоценози (или екосистеми). Живата част на биогеоценозата - биоценоза - се състои от популации от организми от различни видове.
Едно от най-големите постижения на науката през XX век. е изясняването на механизмите за преобразуване на енергията в биологичните системи Сега вече е ясно как слънчевата енергия се преобразува в специални пигментни структури, които растатенергия на химичните връзки, как веществата се преобразуват в процесите на братосливане и гликолиза (окисляване на въглехидратите без кислород), както се случва вътрешноклетъчно дишане - прехвърлянето на електрони в митохондриите от коензими към котенцалород. В центъра на тези трансформации в клетката е АТФ, който синтезираXia от ADP и H3PO4 поради светлинна енергия или енергия, отделена по време на гликолиза, ферментация или дишане. По време на гликолизата на АТФ се освобождава енергията, която е необходима за извършване на цялата работа на живия организъм - от създаването на градиенти на концентрацияйонна тяга и мускулна контракция преди синтеза на протеини.