2015-03-20
448
Вещества неорганические — это химические соединения, образуемые всеми химическими элементами (кроме соединений С – Н).
Неорганические вещества образуются на Земле и в космосе под воздействием природных физико-химических факторов. Известно около 300 тысяч неорганических соединений. Они являются основными частями литосферы, гидросферы и атмосферы Земли. В их состав могут входить атомы всех химических элементов, известных в настоящее время, в различных сочетаниях и количественных соотношениях. Кроме того, огромное количество неорганических веществ получают в научных лабораториях и на химических предприятиях искусственно. Все неорганические вещества делятся на поименованные классы неорганических соединений (со сходными свойствами).
Известно более ста химических элементов (классифицированных в таблице Менделеева). Из них образовалось более 10 млн. химических соединений или веществ.
Из них 96% соединений образованы из 6…8 элементов, основными из которых являются С и Н. Остальные химические элементы образовали неорганические соединения.
|
|
|
Вещества органические — это группа соединений С – Н с другими элементами (исключение - оксиды углерода, угольная кислота и ее соли считаются неорганическими соединениями).
Название "органические" эти соединения получили в связи с тем, что первые представители этой группы веществ были выделены из тканей организмов. Долгое время считалось, что подобные соединения нельзя синтезировать в пробирке, вне живого организма. Однако в первой половине XIX в. ученым удалось получить искусственно вещества, которые ранее извлекали только из тканей животных и растений или продуктов их жизнедеятельности: мочевину, жиры и сахара. Это послужило доказательством возможности искусственного получения органических веществ и началом новых наук — органической химии и биохимии.
Органические вещества обладают рядом свойств, отличающих их от неорганических веществ: они неустойчивы к действию высоких температур; реакции с их участием протекают медленно и требуют особых условий. При этом органические вещества – наиболее развитый класс соединений. Пища, топливо, многие лекарства, одежда — все это состоит из органических веществ. В настоящее время известно более 10 млн. органических соединений, имеющих природное происхождение, ряду органических веществ пока еще не найдена область практического применения.
К органическим соединениям относятся нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды, гормоны, витамины и др., играющие основную роль в построении и жизнедеятельности растительных и животных организмов.
|
|
|
Основу живого составляют шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, общая весовая доля которых в организмах составляет 97,4%. 12 элементов являются физиологически важными компонентами биосистем: натрий, калий, кальций, магний, железо, алюминий, кремний, хлор, медь, цинк, кобальт, их весовая доля составляет 1,6%. Значимость и влияние остальных элементов в организме может существенно различаться.
Макротела (вещество). При определенных условиях атомы и молекулы могут образовывать совокупности — макроскопические тела (вещество). Вещество — это появление материи; это то, из чего состоит весь окружающий мир. Вещества включают в себя и состоят из атомов, молекул, ионов, элементарных частиц, имеющих массу и находящихся в постоянном движении и взаимодействии. Существует множество веществ, различных по составу и свойствам. Вещества делятся на простые, сложные, чистые, неорганические и органические.
Вещество сложное состоит из частиц, образованных атомами различных химических элементов. Например, H2S04 (серная кислота); FeS (сульфид железа); СН4 (метан) — сложные вещества.
Вещество простое состоит из частиц, образованных атомами одного химического элемента.
Важное замечание! Одно из распространенных заблуждений состоит в том, что любое простое (уж не говоря о сложном) вещество как неслучайная совокупность состоит из абсолютно одинаковых атомов (ядер). Однако любое вещество содержит в себе ядра в основном состоянии набор, а также набор ядер того же наименования, но с измененной массовой характеристикой (т.е. набор изотопов).
Далее в табл. показаны характеристики основных состояний и изотопов органогенных элементов Н, N, С, О. (Выделены основные состояния ядер).
| № | Нуклид (заряд, символ, массовое число). | Массы нуклидов (в шкале 12 С). | Процентное содержание, T1/2, ширина резонансов. |
| 1- H – 1 | 1,00782503207 | 99,985% | |
| 1- H – 2 | 2,0141017778 | 0,015% | |
| 1- H – 3 | 3,0160492777 | 12,32 уear | |
| 1- H – 4 | 4,027810 | 4,6 МеV | |
| 1- H – 5 | 5,035310 | 5,7 МеV | |
| 1- H – 6 | 6,044940 | 1,6 MeV | |
| 7 (1) | 6 – С – 8 | 8,037675 | 230 Kev |
| 8 (2) | 6 – С – 9 | 9,0310367 | 126,5 ms |
| 9 (3) | 6 – С – 10 | 10,0168532 | 19,26 s |
| 10 (4) | 6 – С – 11 | 11,0114336 | 20,37 m |
| 11 (5) | 6 – С – 12 | 12,0000000 | 98,89% |
| 12 (6) | 6 – С – 13 | 13,0033548378 | 1,11% |
| 13 (7) | 6 – С – 14 | 14,003241989 | 5700 year |
| 14 (8) | 6 – С – 15 | 15,0105993 | 2,449 s |
| 15 (9) | 6 – С – 16 | 16,014701 | 0,747 s |
| 16 (10) | 6 – С – 17 | 17,022586 | 193 ms |
| 17 (11) | 6 – С – 18 | 18,026760 | 92 ms |
| 18 (12) | 6 – С – 19 | 19,034810 | 49 ms |
| 19 (13) | 6 – С – 20 | 20,040320 | 14 ms |
| 20 (14) | 6 – С – 21 | 21,049340 | < 30 ns |
| 21 (15) | 6 - С – 22 | 22,057200 | 6, ms |
| 22 (1) | 7 – N – 10 | 10,041650 | 20·10 -23 y |
| 23 (2) | 7 – N –11 | 11,026090 | - |
| 24 (3) | 7 – N – 12 | 12,0186132 | 11 ms |
| 25 (4) | 7 – N – 13 | 13,0057386 | 9,965 m |
| 26 (5) | 7 – N – 14 | 14,0030740048 | 99,634% |
| 27 (6) | 7 – N – 15 | 15,0001088982 | 0,366% |
| 28 (7) | 7 – N – 16 | 16,0061017 | 7,13 s |
| 29 (8) | 7 – N – 17 | 17,008450 | 4,173 s |
| 30 (9) | 7 – N – 18 | 18,014079 | 524 ms |
| 31 (10) | 7 – N – 19 | 19,017029 | 271 ms |
| 32 (11) | 7 – N – 20 | 20,023370 | 130 ms |
| 33 (12) | 7 – N – 21 | 21,027110 | 85 ms |
| 34 (13) | 7 – N – 22 | 22,034390 | 24 ms |
| 35 (14) | 7 – N – 23 | 23,041220 | 14,5 ms |
| 36 (15) | 7 – N – 24 | 24,051040 | < 52 ns |
| 37 (16) | 7 – N - 25 | 25,060660 | < 260 ns |
| 38 (1) | 8 – О – 12 | 12,034405 | 0,40 MeV |
| 39 (2) | 8 – О – 13 | 13,024812 | 8,58 ms |
| 40 (3) | 8 – О – 14 | 14,00859625 | 70,606 s |
| 41 (4) | 8 – О – 15 | 15,003065 | 2,041 m |
| 42 (5) | 8 – О – 16 | 15,99491461956 | 99,762 % |
| 43 (6) | 8 – О – 17 | 16,99913170 | 0,038 % |
| 44 (7) | 8 – О – 18 | 17,999161 | 0,200 % |
| 45 (8) | 8 – О – 19 | 19,003580 | 26,88 s |
| 46 (9) | 8 – О – 20 | 20,0040767 | 13,51 s |
| 47 (10) | 8 – О – 21 | 21,008656 | 3,42 s |
| 48 (11) | 8 – О – 22 | 22,009970 | 3,25 s |
| 49 (12) | 8 – О – 23 | 23,015690 | 82 ms |
| 50 (13) | 8 – О – 24 | 24,020470 | 65 ms |
| 51 (14) | 8 – О – 25 | 25,029460 | < 50 ns |
| 52 (15) | 8 – О – 26 | 26,038340 | < 40 ns |
| 53 (16) | 8 – О – 27 | 27,048260 | < 260 ns |
| 54 (17) | 8 – О – 28 | 28,057810 | < 100 ns |
Неодинаковые атомные веса изотопов (за счет изменения количества нейтронов) обуславливают изменения в плотности, вязкости, коэффициенте диффузии, энергии поступательного, вращательного и колебательного движения молекул, что приводит к изменению параметров макроструктур на уровне вещества. Для живого вещества эти изменения чреваты дальнейшим патологическим состояниям на любых других уровнях (молекулярном, клеточном, тканевом и т.д.).
|
|
|
Рассмотрим эту ситуацию на примере всем известной воды. В состав обычной воды входит, как правило, тяжелая вода. Тяжёлая вода или оксид дейтерия имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо двух атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды - D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха, но по своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды. В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500.
