Решебник по биологии 10 класс Пасечник ФГОС §5

Молекулярный уровень: общая характеристика

Вспомните

1. Каковы основные положения атомно-молекулярного учения?

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Что такое химические элементы? Как устроены атомы разных химических элементов?

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Чем различаются свойства химических элементов главных и побочных подгрупп из левой и правой частей таблицы Менделеева?

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Что такое валентные электроны?

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 46

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?

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 47

Тренируемся

1. Какие химические элементы относят к группе макроэлементов и почему?

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Примеры макромолекул:

1. Биополимеры: нуклеиновые кислоты, белки и углеводы.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Из чего состоят молекулы различных веществ? Что лежит в основе образования их структуры?

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Внутренние электроны атомов обычно не участвуют в образовании химических связей.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Что лежит в основе разделения веществ на органические и неорганические?

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 47

4. Какие особенности атомов углерода обусловливают многообразие органических веществ в природе?

Особенности атомов углерода:

1. В органических соединениях углерод всегда четырехвалентен.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Эти особенности углерода позволили ему стать родоначальником разнообразных органических соединений.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

5. Какие органические вещества являются биополимерами?

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

К биополимерам относятся:

• белки,

• нуклеиновые кислоты,

• полисахариды.

6. Приведите примеры известных вам регулярных и нерегулярных полимеров, гомо- и гетерополимеров.

Примеры регулярных полимеров:

• углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза.

Примеры нерегулярных полимеров:

• белки, нуклеиновые кислоты.

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 47

Совершенствуемся

1. Используя данные таблицы 1, постройте диаграмму, отражающую содержание указанных в ней химических элементов в организме человека и в земной коре (% по массе).

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Содержание некоторых химических элементов в организме человека и в земной коре (% по массе)

[CHART]

[CHART]

Стр. 47

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Используя материалы свободной энциклопедии «Википедия» (https://ru.wikipedia.org), обобщите собственные представления о строении атома и молекул. Оформите их в виде таблицы.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 47

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Строение атомов некоторых химических элементов сходно со строением атомов углерода:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

• кремний,

• германий,

• азот,

• сера и др.

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Сохранение невозобновляемых источников сырья.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

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

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Снижение энергоёмкости производств.

Стр. 52