ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

Следующая Содержание Предыдущая

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

А. Биологически важные химические элементы

В природе встречается 81 стабильный химический элемент. В состав живой материи входят 15 элементов, еще 8-10 элементов обнаружены только в определенных организмах. На схеме приведена часть Периодической системы элементов, в которой содержатся все биологически важные химические элементы, даны их физические и химические характеристики, а также содержание в живой материи и организме человека. Закономерности строения атомов, лежащие в основе периодической системы, детально рассматриваются в учебниках по химии.

Живые организмы почти на 99% состоят из четырех химических элементов: водорода (Н), кислорода (О), углерода (С) и азота (N). Водород и кислород - составные элементы воды, на которую приходится 60-70% массы клетки (см. с. 198). Наряду с углеродом и азотом эти два элемента являются также основными составляющими органических соединений, участвующих в большинстве процессов жизнедеятельности. Многие биомолекулы содержат также атомы серы (S) и фосфора (Р). Перечисленные макроэлементы входят в состав всех живых организмов.

Химические элементы, относящиеся ко второй важной в биологическом отношении группе и в сумме составляющие примерно 0,5% массы человека, присутствуют, за немногими исключениями, в виде ионов. Эта группа включает щелочные металлы натрий (Na) и калий (К), щелочноземельные металлы магний (Мg) и кальций (Са). Галоген хлор (CI) также всегда присутствует в клетках в форме аниона. Другие жизненно важные (эссенциальные) химические элементы присутствуют в столь малых количествах, что их называют следовыми элементами. Эта группа включает переходные металлы железо (Fe), цинк (Zn), медь (Сu), кобальт (Со) и марганец (Мn). К жизненно важным микроэлементам относятся также некоторые неметаллы, такие, как иод (I) и селен (Se).

Б. Электронные конфигурации

Химические свойства элементов и типы связей, которые они могут образовывать, определяются строением электронной оболочки атомов. На схеме А приведены электронные конфигурации химических элементов. Объяснение символов и сокращений дано на схеме Б. Более детально вопросы строения атомов обсуждаются в учебниках по химии.

Возможные состояния электронов определяются различными энергетическими подуровнями, которые носят название орбиталей. Орбитали характеризуются главным квантовым числом и обозначаются буквами s, p или d. Орбитали заполняются последовательно, одна за другой, по мере увеличения числа электронов. На каждой орбитали могут располагаться только два электрона, которые должны иметь противоположно направленные, антипараллельные, спины ( ↓ и ↑ соответственно). На схеме А приведено распределение электронов на орбиталях для ряда химических элементов. Например, 6 электронов углерода (1) занимают 1s-, 2s-и 2р-орбитали. Заполненная 1s-орбиталь имеет электронную конфигурацию инертного газа гелия (Не). На схемах А и Б эта область электронной оболочки углерода обозначена знаком Не; в правом столбце рядом с химическим знаком на схеме А указаны электроны, занимающие другие заполненные орбитали (2s и 2р в случае углерода). Электронная оболочка атома хлора (2) состоит из оболочки инертного газа неона (Ne) и семи дополнительных электронов, занимающих 3s- и Зр-орбитали. В атоме железа (3), переходном металле первой побочной группы, электроны занимают 4s-орбиталь, при этом 3d-орбитали остаются незаполненными. Многие реакции переходных металлов, например реакции комплексообразования с основаниями, окислительно-восстановительные реакции, проходят с участием незаполненных d-орбиталей.

Следующая Содержание Предыдущая

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков