Презентация на тему "Уникальная роль углерода в природе"

Автор:

Сариева

Афродита

Константиновна .

Уникальная роль углерода в природе

• Органическая химия – это химия соединений углерода. Известно около 28 миллионов соединений углерода. Что ставит этот элемент в исключительное положение?
• Гипотеза1 :
• Причина этого кроется в строении атома.
• Гипотеза2: Причина этого кроется в валентных возможностях атома.

• Цель эксперимента: выяснить уникальную роль углерода в природе. Постановка эксперимента: 1.Изучить строение атома водорода и выяснить особенности его строения, обеспечивающие образовывать большое количество органических соединений; 2.Выяснить, могут ли другие химические элементы заменить атом углерода в органических соединениях.
• Цель эксперимента:
• выяснить уникальную роль углерода в природе.
• Постановка эксперимента:
• 1.Изучить строение атома водорода и выяснить особенности его строения, обеспечивающие образовывать большое количество органических соединений;
• 2.Выяснить, могут ли другие химические элементы заменить атом углерода в органических соединениях.

Электронное строение атомов 3 периода

I

Li

II

Be

III

B

… 2s 1

… 2s 2

… 2s 2 2p 1

… 2s 2 2p 2

… 2s 2 2p 3 … 2s 2 2p 4

… 2s 2 2p 5

IV

C

III

II

Вывод : углерод -химический элемент с самой высокой валентностью среди самых маленьких атомов.

N

O

F

I

F

Строение атомов IVгруппы

0.077

Вывод: углерод- химический элемент с самым маленьким атомом среди атомов с максимальной валентностью

С

Si

Ge

Sn

Pb

0.134

0.139

0.158

0.175

Уникальная способность углерода образовывать разнообразные соединения в сравнении с другими элементами.

• Обладая самой высокой валентностью и маленькой массой, углерод способен образовывать сложные пространственные каркасные структуры, которые легли в структурную основу жизни.

Какой химический элемент мог бы заменит углерод в органических соединениях?

Гипотеза1: кремний.

Гипотеза2: азот.

По строению и свойствам это самый близкий аналог углерода, Валентные возможности у кремния такие же, что и у углерода. Кремний, так же как и углерод, может образовывать каркасные молекулы. Единственный недостаток-это большая молекулярная масса у атома кремния. Это очень важный фактор, так как тогда масса всех биологических структур, по моим расчётам, увеличится в 2 раза. Это потребует дополнительные энергетические затраты , что в экосистемах отразится сверхдавлением на пищевые ресурсы .

Самый близкий атом углероду по радиусу- это азот . Радиус атома для биологических структур это имеет важное значение, так как одно из основных свойств живого- это движение материи и на клеточном уровне и в организменном уровне. Но азот не может образовывать каркасные структуры из-за ограниченных валентных возможностей: азот может образовывать всего 3 ковалентные связи. К сожалению, этого недостаточно для биологических структур.

Вывод:

Обладая самой высокой валентностью среди самых маленьких атомов, углерод способен образовывать большое число разнообразных и достаточно прочных соединений, что обусловило его уникальную роль в природе