curs 11 ultimul

8/19/2019 CURS 11 Ultimul

http://slidepdf.com/reader/full/curs-11-ultimul 1/10

COMPONENŢI ANORGANICI AI MATERIEI VII

Apa este un metabolit fundamental în funcţionarea organismelor, intrând în alcătuirea tuturorţesuturilor vegetale şi animale. Conţinutul de apă în organismul animal este de aproximativ 60% din masaacestuia. n plante, conţinutul de apă este mai mare variind în funcţie de starea fi!iologică a plantelor, deintensitatea metabolismului, de regiunea geografică în care acestea există etc.

Human Biochemistry b" #.$. rten and .&.'eu(aus )*+-, / 0% din corpul uman e apa,

distribuita in 1 compartimente principale2 0% fluidulintracelular, -0% lic(idul interstitial, % plasma

sangvina si 1 % in lumenul intestinal, lic(idulcefalora(idian, etc.

3pa este unică, prin aceea că este singura substanţă naturală care se află in atmosefera în cele trei stări deagregare. 4mportanţa apei pentru organismele vii este corelată cu particularităţile structurale ale moleculei sale,care îi conferă proprietăţi unice în raport cu alţi solvenţi.

Proprietă ile apei:ț

1. molecula de apă este un dipol electric, reali!and legături de (idrogen. 5roprietatea de dipol îi conferămoleculei de apă posibilitatea de a funcţiona ca un excelent solvent )solvent universal atât faţă de compuşiiionici, cât şi faţă de compuşii covalenţi cu masă moleculară mică, proprietate de mare importanţă biologică.oate substanţele cu rol biologic, esenţiale pentru funcţionarea normală a organismelor vii, sunt transportate înstare de soluţii. 7e asemenea, toate reacţiile c(imice implicate în procesele metabolice se desfăşoară în soluţiiapoase.2. în soluţii apoase, apa există sub formă de apă legată şi apă liberă. $acromoleculele reţin o parte din apă lasuprafaţa lor, aceasta repre!entând aşa numita apă legată. 3pa liberă este mediul în care există apa legată

împreună cu macromoleculele pe care le (idratea!ă.

. 3pa are o co!"ta!tă dielectrică mare, proprietate care favori!ea!ă disocierea în ioni.



#. 3pa are proprietă$i ter%ice &!ice, care se datorea!ă legăturilor de (idrogen ce se stabilesc între moleculelesale2

'căld&ra "peci(ică mare îi permite apei să primească sau să cede!e o cantitate mare decăldură, fără ca temperatura sa să crească sau să scadă foarte mult )proprietate importantă pentru organismelevii, deoarece le permite menţinerea unei temperaturi optime.

'căld&ra de )apori*are mare / mecanism foarte eficient de răcire utili!at de organismelevii, deoarece atunci când apa se evaporă se eliberea!ă o cantitate mare de energie8 pentru menţinerea constantă

a temperaturii, căldura în exces este eliberată prin transpiraţie.

$olecula de apă pre!intă caracter amfoter comportându/se ca acid faţă de ba!ele mai puternicedecât ea şi ca ba!ă faţă de aci!ii mai puternici decât ea.

7in punct de vedere c(imic, apa este foarte reactivă şi participă la multe reacţii c(imice cu metalele,nemetalele, oxi!ii ba!ici, oxi!ii aci!i, unele săruri etc.

9egături de :

3pa lic(idă ; legăturilede : sunt instabile

<(eaţă ; legăturilede : sunt stabile ișau dispo!i ieț(exagonală

' de!"itatea "peci(ică ; varia!ă în modspecific ; g(eaţa are o densitate maimare decât a apei )la 0c, g(eţa are0.+*6 g=cm1 apa lic(idă 0.+++ g=cm>.?enomenul se explică prin formarealegăturilor de : ce duc la o ordonare amoleculelor de :

- sub forma unor reţele

(exagonale laxe.

I%plica$ii practice+++



CARACTERI,ARE GENERA- A E-EMENTE-OR /IN 0I0TEM- PERIO/IC

Grupa IA (1) )-i Na 3 Rb C" 4r5 ' %etale alcali!e.Configuraţia ultimului strat electronic ' !"18 elementele grupei au tendinţă accentuată de a ceda electronul, trecând în

cationi monovalenţi, pentru a dobândi configuraţia ga!ului rar cel mai apropiat. Metalele alcali!e a& cea %aiacce!t&ată te!di!$ă de a (or%a legăt&ri io!ice.

<rupa metalelor alcaline este o grupă omogenă din punct de vedere al proprietăţilor fi!ice şi c(imice.

@lementele din această grupă au caracteristici tipice de metale. Aeactivitatea metalelor alcaline este foarte mare şicreşte de la 9i la ?r, motiv pentru care ele se găsesc în natură sub formă de combinaţii şi numai rareori în stareliberă.

Aeacţionea!ă cu (idrogenul, la cald, re!ultând (idruri2-'a B :- -'a:

Aeacţia cu apa sau alcoolii este o reacţie energică, ce conduce la obţinerea de (idroxi!i alcalini puternici şi respectivalcoxi!i.

-$ B -:- -$): B :-

'a şi D se oxidea!ă în aer mai rapid decât 9i, iar Ab şi Cs iau foc. @ste motivul pentru care 9i, 'a şi D se păstrea!ă subparafină sau petrol, iar Ab, Cs şi ?r în fiole de sticlă vidate.

4onii metalelor alcaline sunt foarte importanţi pentru funcţionarea normală a sistemelor biologice.7in acest punct de vedere cele mai importante elemente sunt Na şi 3 pre!ente în plasma celulară şi electroliţi.



Grupa IIA (2) - Ee, $g, Ca, Fr, Ea, Aa / elemente alcalino/pământoase.Configuraţia electronică a ultimului strat / !"2 / tendinţă accentuată de a ceda doi electroni pentru a

dobândi configuraţia stabilă de ga! rar, ceea ce le face extrem de reactive.

@lementele alcalino/pământoase sunt foarte reactive formând compuşi ionici.Ca, Fr şi Ea reacţionea!ă cu apa, la rece, cu degaGare de (idrogen, iar Ee şi $g participă la cald,

re!ultând (idroxi!ii corespun!ători, ba!e puternice.

$ B -:- $):- B :-

$etalele alcalino/pământoase se combină, fiecare la altă temperatură, cu nemetalele.

Magneziul Goacă un rol important în structura şi funcţionarea organismului uman, fiind implicat în2H metabolismul glucidic, lipidic şi proteicH structura 35/ului / activitatea unor en!ime şi sisteme en!imatice

n ca!ul organismelor vegetale, magne!iul activea!ă procesele de formare ale organelor dere!ervă, intră în structura clorofilei, este activator al unor en!ime, este implicat în reglarea p:/ului celular, precum şi a pompei ionice $g=Ca.

Cristale de Mg

Calciul repre!intă un element structural maGor în ţesutul osos, smalţul dinţilor, coc(iliile scoicilorsau membranele celulare, în ţesutul muscular, în plasma sanguină, în lic(idul cefalo/ra(idianetc. Calciul controlea!ă activitatea musculară, transmiterea impulsurilor nervoase, menţinerea

presiunii sanguine, secreţia de (ormoni, repre!intă un factor important în activarea factorilor decoagulare a sângelui. @ste necesar, de asemenea, pentru activitatea optimă a unor proteine şien!ime.?uncţiile calciului în plante sunt legate de relaţia dintre factorii de mediu şi creşterea şide!voltarea acestora. Calciul are efect stimulator asupra proceselor biosintetice de la nivelulmitocondriilor, are rol de activator al unor en!ime şi sisteme en!imatice, are rol important înosmoreglare etc.

Cristale de Ca



Metale tranziţionale - se caracteri!ea!ă prin pre!enţa orbitalilor d sau f, parţialocupaţi cu electroni, ceea ce permite împărţirea lor în metale tran!iţionale d şi f.

@lementele tran!iţionale de tip d sunt dispuse în patru serii, şi au configuraţia electronicăa stratului de valenţă 6!'15d1'17!"2.

@lementele tran!iţionale f formea!ă două serii de câte *I elemente numite lantanide şirespectiv, actinide. Configuraţia ultimului strat electronic este 6!'25( 1'1#6!'15d1!"2.

@lementele tran!iţionale sunt metale tipice.Aeactivitatea c(imică a metalelor tran!iţionale varia!ă semnificativ. n general, primele elemente ale fiecărei serii

formea!ă mai uşor compuşi stabili comparativ cu ultimele elemente, care sunt mai puţin reactive.

@lementele tran!iţionale formea!ă compuşi de coordinaţie, care sunt combinaţii complexe stabile.



Grupa IIIA (13) - E, 3l, <a, 4n, l, au pe ultimul strat 1 electroni8 configuraţia electronică / !"2!p1.4n mod constant, elementele grupei pre!intă în combinaţiile lor )în special (alogenate şi oxigenate

valenţa maximă 444.Aeactivitatea este mai scă!ută, comparativ cu elementele din primele două grupe principale.$etalele din grupă )$ reacţionea!ă cu oxigenul din aer, acoperindu/se cu un strat subţire, protector,

de oxid.oate elementele grupei reacţionea!ă energic cu moleculele de (alogeni )J-, conducând la

obţinerea de (alogenuri trivalente )excepţie lJ2-$ B 1J- -$J1

3l, <a şi 4n se di!olvă în aci!i diluaţi, re!ultând soluţii care conţin ioni metalici trivalenţi.-$ B 6:B -$1B B 1:-

3l este singurul element din grupă care reacţionea!ă la temperatură ridicată cu a!otul, re!ultândnitrură de aluminiu2

-3l B '- -3l'

8 este un microelement necesar tuturor plantelor. 3re rol important în biosinte!a glucidelor,proteinelor, aci!ilor nucleici, clorofilei precum şi în acumularea auxinelor libere. 5re!enţa borului

în organismele vegetale favori!ea!ă procesele de respiraţie şi fotosinte!ă, precum şi înflorirea,legarea fructelor şi formarea seminţelor. Eorul in(ibă, prin pre!enţa sa în cantităţi mici, formareacompuşilor fenolici, toxici pentru plante.

Cristale de bor pur

n cele mai multe organisme vegetale, cantitatea de Al este redusă, efectele sale benefice fiind deordin secundar. n ca!ul plantelor superioare, este implicat în reducerea toxicităţii altor elementeminerale )5 sau Cu, în creşterea re!istenţei plantelor la secetă şi ger, intervine în modificarearaportului monoglucide=diglucide în favoarea monoglucidelor, stimulea!ă activitatea unor en!imeetc.



Grupa IVA (14) - C, Fi, <e, Fn şi 5b au I electroni pe ultimul strat, a cărui configuraţieelectronică este !"2!p2.

Ftarea de oxidare maximă este 4K şi se manifestă în combinaţiile (alogenate )@JI şi în oxi!iisuperiori cum ar fi C- sau Fi-. 3cceptarea de electroni pentru reali!area configuraţieistabile este posibilă din punct de vedere energetic pentru elementele acestei grupe, cuexcepţia C, care se deosebeşte de celelalte elemente ale grupei prin compuşii pe care îi

formea!ă.@lementele grupei au tendinţa de a forma covalenţe, dar cel mai pronunţat se manifestă la C înstare (ibridi!ată, urmat de Fi în stare (ibridi!ată )în special în compuşii săi cu oxigenul.@lementele grupei pot reali!a legături coordinative, având rol de acceptori de electroni.

C este singurul element din grupă care poate forma legături duble sau triple, datorităcapacităţii sale de a (ibridi!a.

dată cu creşterea numărului atomic, caracterul metalic creşte de la C, nemetal tipic, la Fi şi<e, considerate semimetale, până la Fn şi 5b, elemente cu caracter metalic. Creşterea

caracterului metalic se manifestă prin modificarea stabilităţii (idrurilor, care are valoareacea mai mare în ca!ul (idrocarburilor.?iind nemetale, C şi Fi pot forma aci!i, proprietate întâlnită şi în ca!ul <e )acid foarte slab.@lementele grupei reacţionea!ă, în anumite condiţii, cu (alogenii, re!ultând tetra(alogenuri2

$ B -J- $JI

n aer sau oxigen, în funcţie de condiţiile de reacţie, re!ultă oxi!i2-$ B - -$

$ B - $-

@lementele grupei cu rol biologic important2C , unul dintre cele mai răspândite elemente din natură, este esenţial pentru toate sistemele vii.Si este important pentru organismele animale, deoarece intră în constituţia oaselor, ligamentelor,

părului, ung(iilor etc. şi are, de asemenea, rolul de a reduce efectele negative ale aluminiului. n cantităţi mici, siliciul este implicat în desfăşurarea normală a reacţiilor implicate în metabolismul

vegetal.Ge este un microelement implicat în eliminarea şi neutrali!area substanţelor toxice, cum ar fi metalele

grele şi radicalii liberi, precum şi protecţia organismelor de radiaţiile LK.Sn este implicat ca microelement în funcţionarea normală a unui număr restrâns de organisme

Carbon



Grupa VA (15) '', 5, 3s, Fb, Ei8 ultimul strat configuraţia / !"2!p. Ftarea de oxidare maximăeste K şi se manifestă rar, numai în ca!ul unor derivaţi (alogenaţi. 3tomii elementelor dinaceastă grupă nu formea!ă combinaţii ionice.

3tomii elementelor din această grupă au tendinţa de a forma legături covalente, cuparticiparea celor trei electroni p de valenţă.

5re!enţa perec(ii de electroni neparticipanţi determină capacitatea elementelor din această

grupă de a reali!a legături coordinative, având rol de donori de electroni, proprietate maiaccentuată în ca!ul '.N, singurul element ga!os din grupă, se deosebeşte de celelalte elemente ale grupei,

deoarece poate să forme!e compuşi în toate stările de oxidare de la * la M iar în stare(ibridi!ată poate reali!a legături duble sau triple.

4n urma reacţiei cu (idrogenul, elementele grupei K3 formea!ă combinaţii de tipul @:1 )(idruri.

Aeacţia cu oxigenul a elementelor grupei conduce la obţinerea de an(idride, combinaţii de

tipul2I@ B 1- -@-1

I@ B M- -@-M

N este un element esenţial în organismele vii, deoarece intră în alcătuirea aminoaci!ilor. norganismele vegetale, a!otul intră în structura proteinelor citoplasmatice, a proteinelormembranare, a proteinelor de re!ervă, a en!imelor, a aci!ilor nucleici, a clorofilelor etc.

'- din atmosferă nu poate fi utili!at direct de organismele vii. @l trebuie transformat încompuşi utili!abili sau fixat pentru a putea fi folosit. ransformările a!otului şi compuşilorsăi în natură se reali!ea!ă printr/un proces bioc(imic ciclic, de!&%it cicl&l a*ot&l&i

este un element de importanţă vitală pentru metabolismul celular al tuturor formelor deviaţă. Fub formă de anion fosfat, intră în constituţia nucleotidelor, aci!ilor nucleici şi altorbiomolecule simple sau complexe. Celulele vii utili!ea!ă fosforul pentru transferulenergiei celulare de la procese exergonice la procese endergonice, prin intermediul 35

care captea!ă, păstrea!ă şi transportă energia liberă )în procese de fosforilare oxidativă,glicoli!ă sau fotofosforilare. 7e asemenea, fosforul intră în structura fosfolipidelor,componenţi structurali principali ai membranelor celulare.



Grupa VIA (1!) - , F, Fe, e, şi 5o au configuraţia electronică a ultimului strat / !"2!p#. endinţa generală este de acceptare a doi electroni, pentru reali!area configuraţieistabile.

Cu elementele electropo!itive, formea!ă combinaţii ionice, în care elementele grupei suntdivalent negative.

3tomii elementelor îşi pot completa octetul şi prin formarea a două covalenţe, ca! în care

intervin cei doi electroni p necuplaţi. Cu excepţia oxigenului, elementele grupei potpre!enta starea de oxidare maximă şase, corespun!ătoare numărului grupei.@lementele grupei reacţionea!ă cu (idrogenul, formând compuşi de forma @:-, a căror

stabilitate diminuea!ă în grupă de sus în Gos. n urma reacţiei cu oxigenul, re!ultă compuşi de forma @- şi @1, an(idride acide, care prin

reacţia cu apa conduc la obţinerea de aci!i2Aeacţia elementelor grupei cu metalele alcaline şi alcalino/pământoase conduce la

obţinerea de compuşi ionici2 oxi!i, sulfuri, seleniuri şi telururi.

" este un element esenţial pentru viaţa pe planetă, asigurând respiraţia organismeloraerobe, proces în urma căruia se petrece oxidarea anumitor substanţe organice,re!ultând C-, :- şi energie utili!ată de organisme pentru diferite funcţii vitale.

7iferitele tipuri de combustii, precum şi putre!irea organismelor după moarte, se petrec tot în pre!enţa oxigenului. @c(ilibrul dintre producerea şi consumul de oxigen este controlatprin procese biologice şi geologice, care se petrec în strânsă legătură c& circ&la$iacarbo!&l&i 9! !at&ră.

S este un element esenţial pentru organismele vii. n organismele animale, sulful estepre!ent în structura aminoaci!ilor cisteină şi metionină. Ca urmare, este pre!ent în toatepolipeptidele, proteinele şi en!imele care conţin aceşti aminoaci!i.

Cristale de S



Grupa VIIA (1#) - ?, Cl, Er, 4, 3t au configuraţia electronică a stratului de valenţă / !"2!p.

Cu elementele electropo!itive formea!ă combinaţii ionice, @J. 3tomii elementelor îşi pot completa octetul şiprin participarea unui electron )necuplat la formarea unei covalenţe cu elemente electronegative )@Jn.Cu excepţia ?, (alogenii pot forma compuşi tri/, penta/ şi (eptacovalenţi. @lementele pot reali!a şilegături coordinative prin perec(ea de electroni s şi perec(ile de electroni p din stratul exterior, eleavând rol de donori de electroni. 'umărul maxim de coordinaţii este 1. 7e exemplu, clorul reali!ea!ă2

H o singură legătură coordinativă, în acidul cloros ):Cl-, două legături coordinative, în acidul cloric):Cl1, trei legături coordinative, în acidul percloric ):ClI

$oleculele (alogenilor sunt biatomice, legăturile dintre atomi fiind legături covalente nepolare.:alogenii sunt oxidanţi foarte energici, proprietate care diminuea!ă în grupă de sus în Gos. ? este cel mai

reactiv dintre toate elementele cunoscute. Aeacţionea!ă cu toate metalele, c(iar si cu aur şi platină.oţi (alogenii, cu excepţia ?, reacţionea!ă cu apa2

J- B :: :J B :J

n natură, (alogenii nu se găsesc liberi, ci sub formă de (alogenuri. 3nionii de ?/, Cl/, Er /, 4/ au rol important

în organismele animale şi vegetale.$ 2 este considerat un microelement important în organismul animal, în special pentru menţinerea sănătăţiidinţilor, dar se mai găseşte în oase, sânge, păr, ung(ii şi copite. 7e asemenea, este implicat înprocesele de coagulare a sângelui, manifestând efect anticoagulant.

n concentraţii mici, manifestă efecte stimulatoare ale sistemului respirator al plantelor, intervenind şi înin(ibarea procesului de sinte!ă a pigmenţilor fotoasimilatori.

Cl 2 , fiind un element foarte reactiv, nu apare liber în natură, ci numai sub formă de combinaţii. n cantitatemare se găseşte în organismele marine inferioare. 3lături de ionii de sodiu, reglea!ă ec(ilibrul acido/ba!ic din organismul animal precum şi presiunea osmotică a sângelui. Fub formă de acid clor(idric,

intră în compo!iţia sucului gastric )0,1 / 0,I%, asigurând p:/ul acid necesar desfăşurării reacţiiloren!imatice specifice.5re!enţa clorului a fost evidenţiată în numeroase plante inferioare şi superioare, dar rolul său nu este pe

deplin elucidat.%r 2 se găseşte în unele plante şi organisme marine. Aolul său este puţin important, în concentraţii scă!ute

putând influenţa po!itiv de!voltarea organismelor vegetale.I 2 este un microelement important, atât pentru plante, cât şi pentru animale.5entru organismul animal, este un microelement nemetalic necesar în sinte!a (ormonilor tiroidieni, esenţiali

pentru funcţionarea normală a glandei tiroide, care deţine un rol important în metabolismul iodului.

n general, (alogenii exogeni în stare ga!oasă au acţiune toxică şi atacă oc(ii şi căile respiratorii. Eromul înstare lic(idă atacă pielea.(tt 2==ima es of elements com

http://images-of-elements.com/

http://images-of-elements.com/

curs 11 ultimul

Documents