Что значит химический состав
Химический состав
Хими́ческая фо́рмула — отражение информации о составе и структуре веществ с помощью химических знаков, чисел и разделяющих знаков — скобок.
В настоящее время различают следующие виды химических формул:
Существуют и другие способы записи химических формул. Новые способы появились в конце 1980-х с развитем персональной компьютерной техники (молекулярными редакторами.
См. также
Структурная химия
Полезное
Смотреть что такое «Химический состав» в других словарях:
химический состав — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN chemical composition The nature and proportions of the elements comprising a chemical compound. (Source: CED) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en]… … Справочник технического переводчика
химический состав — cheminė sudėtis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. chemical composition; chemical constitution vok. chemische Zusammensetzung, f rus. химический состав, m pranc. composition chimique, f; constitution chimique, f … Fizikos terminų žodynas
химический состав — химсостав … Cловарь химических синонимов I
Химический состав лишайников — В состав лишайников входят многие элементы и вещества. Все их можно разделить на две большие группы первичные и вторичные. К первичным относятся те вещества, которые непосредственно принимают участие в клеточном обмене веществ; из них… … Биологическая энциклопедия
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РЫБЫ — совокупность веществ (жира, белка, золы и воды), входящих в состав тела рыбы. X. с. зависит от возраста и вида рыбы, условий обитания, выращивания, плотности посадки, характера пищи, применяемых кормов и их качества. Показатели химического… … Прудовое рыбоводство
Химический состав фагов — Изучение химического состава фагов стало возможно лишь тогда, когда были усовершенствованы методы получения в больших количествах очищенных препаратов фага. В настоящее время изучен химический состав фагов, принадлежащих к разным… … Биологическая энциклопедия
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ — совокупность находящихся в воде веществ в различных химических и физических состояниях (ГОСТ 27065 86. ) EdwART. Термины и определения по охране окружающей среды, природопользованию и экологической безопасности. Словарь, 2010 Химический состав… … Экологический словарь
химический состав вещества [материала] (объекта аналитического контроля) — Совокупность компонентов, из которых состоит вещество [материал] объекта аналитического контроля. Примечание Под компонентом понимают химический элемент, химическое соединение, радикал, изотоп, функциональную группу, группу, класс веществ,… … Справочник технического переводчика
химический состав минерального удобрения — Состав минерального удобрения по содержанию питательных элементов, примесей и воды. [ГОСТ 20432 83] Тематики удобрения Обобщающие термины качество минеральных удобрений … Справочник технического переводчика
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ — Совокупность находящихся в воде веществ в различных химических и физических состояниях Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов
Содержание:
Состав и строение веществ:
Из предыдущих тем мы узнали, что все существующие в природе живые существа и неживые предметы, т.е. физические тела, состоят из веществ. В таком случае, давайте подумаем. Если тела состоят из веществ, то из чего же состоят сами вещества?
Обратите внимание на картинки. Как вы думаете, из атомов какого химического элемента состоят золотое кольцо и уголь?
Атом и молекула
В середине XVIII века русским учёным М.В. Ломоносовым и, спустя 50 лет, в 1803-ем году английским ученым Джоном Дальтоном была составлена первая таблица относительных атомных масс ряда химических элементов. Их идеи сыграли огромную роль в развитии атомно-молекулярного учения. Ими были выдвинуты более убедительные, веские идеи об образовании веществ из молекул и атомов, свойствах этих частиц.
Впервые термин «атом» был выдвинут Демокритом. Данное слово означает «неделимый».
По имени английского ученого Дальтона проблема, связанная со зрением,была названа дальтонизмом. В 1 794-ом году он описал эту болезнь, от которой страдал и сам ученый.
Древнегреческий философ Демокрит является одним из ученых-основоположников атомной теории.
В 1860-ом году была заложена основа «Атомно-молекулярного учения». Основными положениями атомно-молекулярного учения являются следующие:
Молекулы являются мельчайшими частицами многих веществ, их состав и химические свойства аналогичны самим веществам.
Самые большие вакуумы бывают между молекулами газа. Это объясняется их лёгкой сжимаемостью. Жидкости сжимаются с трудом. Между их молекулами расстояние сравнительно малое. Меньше всего расстояния между молекулами твёрдых веществ, вот почему они не сжимаются.
Состав атома
Сравните рисунки. Каковы схожие и отличительные черты между движением электронов вокруг ядра и движением планет вокруг Солнца? Из каких частиц состоит атом?
Вплоть до конца XIX века атом считался мельчайшей (микро) неделимой частицей вещества. Насколько мельчайшими частицами являются атомы, можно представить себе посредством следующего сравнения. Если увеличить яблоко до размеров земного шара, то увеличенный во столько же раз атом станет величиной с яблоко. Диаметр атомов составляет 
м. Это означает, что в толщине каждой страницы книги могут уместиться сотни тысяч атомов.
Зная это, можно дать новое определение атома. Атомом называют электронейтральную частицу, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.
Атомы обладают способностью отдавать и принимать электроны. В этом случае полученная частица называется «ионом».
Когда атом отдаёт электрон, то в полученной частице электронов по количеству бывает меньше, чем протонов, и она превращается в положительно « + » заряженный ион (рис. 3, а), а когда принимает электрон, количество электронов в полученной частице превышает количество протонов, и в таком случае она становится отрицательно «-» заряженным ионом (рис. 3, б).
Химический элемент и изотопы
Обратите внимание на атомы химических элементов. Чем отличается один атом от другого? Какие химические элементы вы знаете? Как вы думаете, какие химические элементы встречаются в человеческом организме и сколько процентов они составляют?
Каждый вид атома отличается от других видов по заряду ядра. Под выражением «заряд ядра» подразумевается количество протонов, содержащихся в атоме. Вид атомов с одинаковым зарядом ядра (или количеством протонов) называется химическим элементом. Химические элементы подразделяются на 2 части: металлы и неметаллы.
Из существующих в природе 90 химических элементов примерно 70 содержатся в человеческом организме. Каждый из этих элементов имеет важное значение для человеческого организма. Из них примерно 25 элементов представляют для человеческой жизнедеятельности особую важность. Эти элементы называют биоэлементами. Они тоже делятся на две группы: макроэлементы
(С, Н, О, S, Р, Са, Mg, Na, К, С1) и микроэлементы (Си, Mn, Fe, Zn, Mo, F, J, Se, Cr, Ni, V, Sn, As, Si).
Человеку в течение дня необходимо 10 мг макроэлементов (рис. 1).
Знания о химических свойствах элементов и их соединений помогают человеку получать новые вещества, вести борьбу с болезнями, охранять природу. Некоторые элементы образуют различные атомы с одинаковыми химическими свойствами. Разновидности атомов одного и того же химического элемента, обладающие одинаковым зарядом ядра (количеством протонов), но разной массой (суммой протонов и нейтронов), называют изотопами. Например, в природе существует 3 изотопа водорода (рис. 2).
В настоящее время в природе существует свыше 20 миллионов веществ. Для обозначения состава этих веществ пользуются знаками химических элементов.
Слово «изотоп» означает «занимающий одно и то же место».
Химический знак элемента определяет его качественную (какой это элемент) и количественную (один атом данного химического элемента) характеристику.
В нижеприведённой таблице даются латинские и русские названия некоторых химических элементов, а также их химические знаки (таблица 1).
Шведский химик. В 1814 году ввел в науку современное обозначение химических элементов. В 1807—1818 гг. определил атомные массы 45 химических элементов. Является автором ряда других научных открытий.
При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org
Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи
Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей
Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.
Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.
Химический состав
Химический состав – это совокупность компонентов, из которых состоит вещество (или смесь веществ). В зависимости от природы вещества, под компонентами могут подразумеваться различные структурные единицы вещества:
Согласно атомно-молекулярному учению, наименьшими структурными единицами веществ являются атомы, молекулы и ионы.
Из атомов состоят:
Из молекул состоят:
Из ионов состоят:
Простые вещества состоят из атомов или молекул, сложные – из молекул или ионов. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ – из различных атомов.
Закон постоянства состава
Закон постоянства состава был открыт Ж. Прустом в 1801 году:
Всякое вещество, независимо от способа его получения, имеет постоянный качественный и количественный состав.
К примеру, оксид углерода СО2 можно получить несколькими способами:
Однако, независимо от способа получения, молекула СО2 всегда имеет один и тот же состав: 1 атом углерода и 2 атома кислорода.
Важно помнить:
Химический состав сложных веществ и механических смесей
Сложное вещество (химическое соединение) – это вещество, состоящее из атомов различных химических веществ.
Основные признаки химического соединения:
В природе нет абсолютно чистых веществ. В любом веществе имеется хотя бы ничтожный процент примесей. Поэтому на практике всегда имеют дело с механическими смесями веществ. Однако, если содержание одного вещества в смеси значительно превосходит содержание всех остальных, то условно считается, что такое вещество является индивидуальным химическим соединением.
Допустимое содержание примесей в веществах, выпускаемых промышленностью, определяется стандартами и зависит от марки вещества.
Общепринята следующая маркировка веществ:
Вещества, образующие механическую смесь, называются компонентами. При этом вещества, масса которых составляет большую часть от массы смеси, называют основными компонентами, а все остальные вещества, образующие смесь – примесями.
Отличия механической смеси от химического соединения:
Промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями занимают растворы:
Как и для химических соединений, для растворов характерна:
Как и для механических смесей, для растворов характерна:
Химический состав по массе и по объему
Состав химических соединений, а также состав смесей различных веществ и растворов выражают в массовых долях (массовых %), а состав смесей жидкостей и газов, кроме того, в объемных долях (объемных %).
Состав сложного вещества, выраженный через массовые доли химических элементов, называется составом вещества по массе.
Например, состав Н2О по массе:
То есть, можно сказать, что химический состав воды (по массе): 11,11% водорода и 88,89% кислорода.
Массовая доля компонента в механической смеси (W) – это число, показывающую, какую часть смеси составляет масса компонента от общей массы смеси, принятой за единицу или 100%.
Где m1 – масса 1-го (произвольного)компонента, n – число компонентов смеси, m1 … mn – массы компонентов, образующих смесь, m(cм.) – масса смеси.
Например, массовая доля основного компонента:
W(осн. комп) = m(осн. комп)/m(см.)
Массовая доля примеси:
Состав смеси газов или жидкостей, выраженный в объемных долях, называется составом смеси по объему.
Например, состав смеси сухого воздуха:
Этот пример наглядно демонстрирует, что во избежание путаницы, корректно будет всегда указывать, по массе или по объему указано содержание компонента смеси, ведь эти цифры всегда отличаются: по массе в воздушной смеси кислорода получается 23,1 %, а по объему – всего 20,9%.
Растворы можно рассматривать как смеси из растворенного вещества и растворителя. Поэтому их химический состав, как и состав любой смеси, можно выражать в массовых долях компонентов:
Состав раствора, выраженный через массовую долю растворенного вещества (в %), называется процентной концентрацией этого раствора.
Состав растворов жидкостей в жидкостях (например, спирта в воде, ацетона в воде) удобнее выражать в объемных долях:
Например, содержание спирта в винно-водочных изделиях указывают не в массовых, а в объемных долях (%) и называют эту цифру крепостью напитка.
Состав растворов твердых веществ в жидкостях или газов в жидкостях в объемных долях не выражают.
Химическая формула, как отображение химического состава
Химический состав организма
Что такое химический состав организма
Несмотря на то что в организмах при тщательном исследовании удается обнаружить чуть ли не все известные элементы, бесспорно, лишь немногие из них заслуживают названия элементов жизни. Но ведь это жизнь на Земле, а не жизнь вообще. Сейчас для человечества начинается эра космических путешествий, с каждым годом все дальше в неизведанные глубины будут уходить космические корабли, все более широкой будет становиться изученная часть вселенной и возникает вопрос: не встретим ли мы в космосе новые формы жизни, развивающиеся на совершенно иной химической основе?
Быть может, ученые-биологи будущего узнают, что жизнь может развиваться на соединениях кремния, мышьяка, сурьмы или даже состоять из комбинаций атомов металлов? Реально ли это? Ученый, конечно, должен не гадать, а исследовать, теоретические соображения помогут нам выяснить, насколько вероятно возникновение жизни на иной основе, а опыт недалекого будущего поможет проверить теорию. Мы будем исходить из предположения, что, какова бы ни была химическая форма жизни, она обязательно должна удовлетворять некоторым общим требованиям. Выясним суть этих требований, а затем посмотрим, какие же элементы наилучшим образом отвечают им.
Обратим внимание прежде всего на динамичность всего живого. Соединения в клетке все время обмениваются: разрушаются и создаются вновь — это «текущие» формы, и недаром еще Гераклит сравнивал жизнь с пламенем, постоянно изменяющимся и все-таки сохраняющим общую форму.
Именно динамичность и придает формам жизни такую устойчивость, что это их свойство следует считать одним из наиболее важных. Со временем любой материал должен изнашиваться, и машины, работающие на заводах, подвергаются истиранию, коррозии, постепенно выходят из строя. Но в биологических машинах идет непрерывная смена частей, это динамические организации, и поэтому их износ хотя, к сожалению, и происходит, но протекает гораздо медленнее. Довольно трудно найти машину, способную непрерывно работать, например, 80 и 90 лет, а ведь органы человека выполняют именно такую работу.
Динамичность форм жизни накладывает определенные oграничения на выбор соединений, участвующих в круговороте обмена веществ. Уже при умеренной температуре реакции должны протекать достаточно быстро; соединения, которые реа гируют только при сильном нагревании, не годятся. Сильное нагревание разрушит другие молекулы, уменьшит разнообразие сложных молекулярных структур. Сложные структуры необходимы, как мы увидим дальше, для создания аппарата восстановления и регулирования, без которого немыслима жизнь. Важно также изменять скорости в известных пределах с помощью, например, катализаторов или незначительного варьирования структуры молекулы. Реакции в организмах не всегда протекают с одной и той же быстротой. Организм, какой бы он ни был, всегда связан со средой и вынужден приспосабливать характер и темп всех своих жизненных процессов к ее условиям. Итак, первое требование: химическая активность при умеренных температурах и возможность изменять скорости процессов в широких пределах.
Второе требование обусловлено тем, что атомы и простые молекулы (СО2, Н2О) очень маленькие частицы и притом в обычных условиях беспорядочно движущиеся. Но даже самый примитивный организм (одноклеточный) состоит из компонентов, гораздо больших по размерам, чем молекулы воды или аммиака. Внутри клетки размещаются молекулы, принимающие участие в обмене веществ; эти молекулы не должны двигаться хаотически— в клетке существует порядок как в расположении молекул, так и в последовательности реакций. Жизнь — это динамическая организация и веществ и процессов. Формы жизни неотделимы от определенных структур, и, следовательно, развитие жизни обязательно требует наличия больших молекул, и притом таких, которые способны организовываться в еще более сложные, как говорят, надмолекулярные структуры. Роль малых молекул в этих гигантских структурах, как мы увидим далее, очень интересна и отнюдь не второстепенна.
Что же еще необходимо для жизни? Конечно, приток энергии. Запас энергии в пище и кислороде, которым мы дышим, больше, чем в продуктах жизнедеятельности. Если выразиться точнее, то следует сказать, что организм — это инструмент, обеспечивающий целенаправленное использование энергии, заключенной в пищевых веществах. Энергия окисления сахара, жира, белка могла бы рассеяться без совершения работы, если бы мы просто привели эти вещества в соприкосновение с кислородом при подходящих условиях. Но, протекая в организмах, реакции окисления совершают разнообразную работу. Разность в запасах энергии исходных и конечных соединений используется для постоянного возобновления структур, необходимых организму.
Превращая различные исходные молекулы, например молекулы жиров, углеводов белков, в молекулы конечных продуктов обмена — оксид углерода (IV), воду, аммиак или мочевину, мы получим работу в той или иной форме; иногда ее можно полу чить в форме энергии тока, а в иных случаях в форме теплоты или механической работы. Организм обладает приспособлениями для превращения химической энергии, скрытой в молекулах пищевых веществ, в разнообразные формы. Биологические машины совершают работу не только за счет электрических сил, но и в результате мышечного сокращения; в некоторых организмах энергия окисления пищевых веществ частично выделяется в виде света. Важной статьей расхода энергии является создание специфических белков организма, синтез которых требует затраты энергии.
Любой организм должен обладать каким-то приспособлением для хранения энергии в аккумулированной форме. Ведь иначе мы могли бы жить, лишь непрерывно принимая пищу. Такие аккумуляторы должны быть до известной степени универсальными— их энергия должна легко превращаться в разнообразные формы. Необходимость иметь молекулы-аккумуляторы составляет третье по счету требование.
10 фактов о организме человека
Устойчивость и регулирование организма
Чем сложнее организм, чем больше разнообразных клеток входит в его состав, тем, казалось бы, он должен быть менее устойчивым, тем опаснее для него действие всевозможных внешних факторов, способных нарушить гармоничную согласованную деятельность клетки. На деле это не так. Организмы проявляют очень большую устойчивость. Термин «устойчивость» не означает механическую прочность. Речь идет о том, что клетка и организм отвечают на внешние раздражения такими явлениями, которые ослабляют или устраняют угрозу: клетка и организм в целом должны обязательно иметь аппарат регулирования. Регулирование необходимо. Если оно отсутствует, то организм неизбежно погибает. Какая-либо одна или несколько реакций, протекая неудержимо в одну сторону с нерегулируемой скоростью, так же быстро нарушают слаженную работу клетки, как прекращение работы регулировщика — уличное движение. Отсюда следует четвертое требование — надо иметь средства связи и аппарат регулирования, дающий возможность ускорить образование одного вещества или выключить синтез другого.
Но придется выдвинуть и еще одно — пятое требование. В машине должно быть приспособление, позволяющее воспроизводить эту машину. В самом деле, в процессе размножения организмы и клетки воспроизводятся с поразительной точностью. Жизнь удивляет нас не только бесконечным потоком ее форм, но и тем, с каким постоянством эти формы создаются из предшествующих им.
Пока, однако, ограничимся тем, что, не вникая в детали, потребуем обеспечить нас матрицами.
Но как избавиться от побочных реакций, которые, наверное, будут мешать биохимической машине производить только вещества данного состава и только матрицы, нужные для этого производства? Вещества жизни вообще довольно активны, и требование быть активными мы выдвинули в первую очередь.
Отсюда вытекает, что определенные реакции надо ускорять, и притом в такой мере, чтобы они стали преобладающими; это шестое требование. Для этой цели необходимо ввести в машину катализаторы (ускорители), ну и, разумеется обеспечить машину еще и механизмом, позволяющим воспроизводить и сами катализаторы. Проще всего, кажется, для создания катализатора использовать, если возможно, те самые вещества, которые синтезируются на матрицах. Тогда не надо будет заготовлять еще специальные аппараты для получения катализаторов. Как видно, требования к материалам для биохимических машин все усложняются и все строже делается отбор элементов и соединений.
Биологическая машина имеет особые свойства, отсутствующие у ее составных частей. Эта особенность проявляется уже при образовании молекулы из атомов и при увеличении длины полимерной молекулы и т. д. Действительно, длинная цепеобразная молекула может изгибаться и таким образом приводить в контакт группы атомов, находящиеся на разных участках цепи, — это ее специфическое свойство, зависящее и от природы самой молекулы, от ее длины и характера связей. Но биологическая машина приобретает дополнительную устойчивость, если все новые свойства, возникающие по мере усложнения ее частей, будут целесообразно использованы. И вот, забегая вперед, надо заметить, что фактически в природе новые свойства используются сразу для нескольких целей и обычно очень эффективно. Большие молекулы, например молекулы белков, выполняют множество функций, связанных с их конструкцией, — они образуют прочные мембраны, они действуют как катализаторы, выполняют функции гормонов, антител и т. д. Очень немного остается у биологического материала лишних свойств, которые мешают жизни, даже такой, казалось бы, неизбежный бич всех машин, связанных с движением, как трение, практически полностью обезврежен в машинах биологических. Это условие можно рассматривать как седьмое и, вероятно, наиболее серьезное требование.
Читатель, возможно, найдет и еще ряд условий, которым должны удовлетворять материалы, пригодные для создания форм жизни; мы назвали лишь главные, и их вполне достаточно, чтобы сразу отказаться от известных в технике и химии материалов.
Так, например, кремний, для выполнения функций основного материала жизни не подходит потому, что его соединения активны лишь при очень высоких температурах или вообще нестойки (силаны). Организация жизни на основе силикатов маловероятна еще и потому, что число соединений кремния, активных при температурах порядка тысяч градусов, невелико.
Металлы отпадают, так как они неспособны сами по себе образовывать гибкие и разнообразные структуры, соединения их с кислородом, как правило, прочны, а поэтому непригодны для воспроизведения металлов. Электропроводность чисто металлических систем велика, и поток электронов в массе металла трудно регулировать. Однако способность ионов металлов (переходных металлов) обратимо изменять свой заряд делает ионы ценным средством регулируемой передачи электронов, а потому эти ионы наряду с основными элементами жизни вошли в жизненный круговорот.
Углерод имеет определенные преимущества перед остальными элементами с точки зрения указанных требований.
Число соединений этого элемента исчисляется десятками миллионов. Следовательно, выбор очень широк. Органические вещества активны при умеренных температурах. Их активность можно изменять и посредством незначительных перестроек молекулы и посредством катализаторов. Атомы углерода могут образовывать цепи большой длины, содержащие ковалентные связи. Некоторые виды связей объединяют сразу большое число электронов, так что возникает молекула-проводник, содержащая сопряженные системы электронов. Это позволяет регулировать активность в отдельных точках молекулы. Соединения углерода с водородом, кислородом, азотом и фосфором также проявляют ценнейшие свойства с точки зрения сформулированных нами требований.
Макромолекулы, образованные остатками аминокислот, — это белки. Именно из них и получаются системы со многими функциями: и строительными, и каталитическими, и гормональными.
Соединения с азотом и фосфором содержат кратные связи, на которых повышена электронная плотность. Способность образовывать кратные связи, присущая азоту, фосфору, сере, углероду, делает эти элементы необходимыми при создании молекул-аккумуляторов, молекул-переносчиков, так как наличие кратных связей допускает изменение запаса энергии в больших пределах при сохранении общего каркаса молекулы. Наконец, органические соединения, содержащие азот и фосфор, могут выполнять функции матриц, следовательно, и воспроизводить самих себя. На матрицах можно формировать молекулы определенных белков и таким образом сохранять общий план строения всего организма.
По всем данным, ни один набор веществ, кроме названного, не может обеспечить развитие жизни, и, каковы бы ни были ее бесконечно разнообразные формы, в основе химических аппаратов клеток и организма должны будут лежать реакции все тех же соединений углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора, серы, железа и др. Перейдем теперь к рассмотрению конкретных соединений, ставших фундаментальными в развитии жизни. Читателю будет полезно обратить внимание на то, с каким совершенством выполняют свои функции различные органические молекулы в биологических системах и в какой мере их свойства удовлетворяют нашим требованиям. Одним из интереснейших вопросов является вопрос о естественных путях образования биологически ценных молекул.
Статья на тему Химический состав организма