Естествознание. Химия. Лекция №4. Органические соединения. Химические элементы в организме человека.

 

Химия

Лекция №4

Органические соединения.

Химические элементы в организме человека.

Органические вещества отличаются от неорганических тем что в их состав обязательно входит углерод (С). В настоящее время к органическим веществам относят и такие, которые не имеют прямого отношения к живым и растительным объектам. Кроме углерода органические вещества почти всегда содержат водород, довольно часто кислород и азот, и несколько реже другие элементы (сера, фосфор).

Таким образом, единственным критерием всех органических соединений является наличие в них одного или нескольких углеродных атомов.

Если в состав молекулы органического вещества входят атомы только углерода и водорода, то такие вещества называют углеводородами.

Алканами (предельными углеводородами) – называются органические вещества, в молекулах которых все связи между атомами водорода одинарные, а все остальные связи атомов углерода заняты атомами водорода.

Общая формула алканов C_nH_2n+2

Таким образом, первому члену этого ряда соответствует формула CH₄.

Приняты следующие названия ряда алканов:

CH₄ – метан,

C₂H₆ – этан,

C₃H₈ – пропан,

C₄H₁₀ – бутан,

C₅H₁₂ – пентан,

C₆H₁₄ – гексан и тд.

К примеру, метан используется как топливо или продукт хлорирования.

Если от молекулы алкана «отнять» один атом водорода, то образуется одновалентный остаток. Общее название одновалентных радикалов – алкилы, образованы заменой суффикса –ан на –ин, метан-метил и тд.

Выражается общей формулой C_nH_2n+1

CH₃ – метил,

C₂H₅ – этил,

C₃H₇ – пропил и тд.

Многочисленные органические соединения можно разделить на две группы: природные (нефть, газ, угли, торф и тд) и синтетические (органический синтез). Если природные источники выделяются в основном в готовом виде или получают переработкой сырья, то лабораторные методы позволяют получать органические соединения посредством органического синтеза – искусственно.

Нефть – это жидкий горючий масло обменный минерал, имеющий окраску от светло-желтой до темно-коричневой и почти черной. Нефть легче воды и растворяется в ней крайне мало, она состоит в основном из углерода (83-87 %) и водорода (12-14 %), также, в нефти присутствует сера, кислород и азот (2-3 %). Нефть имеет огромное народнохозяйственное значение, она основной источник горючего сырья для химической промышленности.

Газы в зависимости от происхождения делятся на природные, попутные и искусственные (газы нефтепереработки).

Природные газы добываются из самостоятельных месторождений. В природных газах содержится метан, этан, пропан. Используется в качестве топлива в промышленности и в быту.

Попутные газы – газы, растворенные с нефтью и вместе с ней выходящие на поверхность. В состав попутных газов входят предельные углеводороды от метана до гексана.

Химия и организм человека

         Организм человека состоит на 60% из воды, 34 % приходиться на органические вещества и 6 % на неорганические. Основными компонентами органических веществ являются углерод, водород, кислород, в их состав так же входят азот, фосфор и сера. В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca, P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se.

Экспериментально установлено, что в организме человека металлы занимают около 3 % по массе. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю человека приходиться 2.1 кг.

Если концентрация элементов в организме человека превышает 10^-2 %, то его считают макроэлементом. Микроэлементы находятся в организме в концентрациях 10^-3…10^-5%.

Недостаток неорганических элементов должен сказаться на содержание соответствующих ферментов, а значит и на нормальном функционировании организма человека.

Характерные симптомы дефицита химических элементов в организме человека:

Ca – замедление роста скелета,

Mg – мускульные судороги,

Fe – анемия, нарушение иммунной системы,

Zn -  повреждение кожи, замедление роста,

Cu – слабость артерий, нарушение деятельности печени,

Mо – замедление клеточного роста,

Ni – учащение депрессий, дерматиты,

F – кариес зубов,

I – нарушение работы щитовидной железы и тд.

К жизненно необходимым органическим соединениям организма человека относятся белки, углеводы, жиры, витамины.

Витамины – группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости для организма в качестве составной части пищи.

С нарушением поступления витаминов в организм человека связаны три принципиально патологических состояния: недостаток витамина – гиповитаминоз, отсутствие витамина – авитаминоз, и избыток витамина – гипервитаминоз.