Az élethez szükséges elemek

Hasonló dokumentumok
Az életet nagyon sok szerveződési szinten tanulmányozhatjuk

3. előadás: A víz szerepe az élő szervezetekben

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

Kémiai kötések. Kémiai kötések. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Energiaminimum- elve

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Kötések kialakítása - oktett elmélet

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Az anyagi rendszerek csoportosítása

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Vegyületek - vegyületmolekulák

1./ Jellemezd az anyagokat! Írd az A oszlop kipontozott helyére a B oszlopból arra az anyagra jellemző tulajdonságok számát! /10

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

Kémiai alapismeretek 6. hét

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyz jeligéje:... Megye:...

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

Közös elektronpár létrehozása

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

KÖZSÉGI VERSENY KÉMIÁBÓL (2016. március 5.)

Oldódás, mint egyensúly

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (25/2014 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Mit tanultunk kémiából?2.

Oldódás, mint egyensúly

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

FELADATMEGOLDÁS. Tesztfeladat: Válaszd ki a helyes megoldást!

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

b./ Hány gramm szénatomban van ugyanannyi proton, mint 8g oxigénatomban? Hogyan jelöljük ezeket az anyagokat? Egyforma-e minden atom a 8g szénben?

Általános és szervetlen kémia 3. hét Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Lewis-képlet és Lewis szerkezet

Az anyagok lehetséges állapotai, a fizikai körülményektől (nyomás, hőmérséklet) függően. Az anyagokat általában a normál körülmények között jellemző

Periódusos rendszer (Mengyelejev, 1869) nemesgáz csoport: zárt héj, extra stabil

Folyadékok és szilárd anyagok

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Általános Kémia, BMEVESAA101

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Kémiai kötés Lewis elmélet

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia I. kategória 2. forduló Megoldások

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Pufferrendszerek vizsgálata

KÉMIA TANMENETEK osztályoknak

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2002

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 14 pont

Javítóvizsga. Kalász László ÁMK - Izsó Miklós Általános Iskola Elérhető pont: 235 p

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

KÉMIA FELVÉTELI KÖVETELMÉNYEK

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

Tápanyag antagonizmusok, a relatív tápanyag hiány okai. Gödöllő,

Átírás:

Az élethez szükséges elemek 92 elemből kb. 25 szükséges az élethez Szén (C), hidrogén (H), oxigén (O) és nitrogén (N) alkotja az élő szervezetekben előforduló anyag 96%-t A fennmaradó 4% legnagyobb része pedig kálciumból (Ca), foszforból (P), káliumból (K) és kénből (S) áll Nyomelemek (pl. Fe, Zn, Mn, Cu stb.) is szükségesek az előlények számára, de csak igen kis mennyiségben

(a) Nitrogén hiány (b) Jód hiány (golyva)

A molekulák képződése és funkciója függ az atomok között kialakuló kémiai kötésektől A nem teljes vegyértékhéjjal rendelkező atomok meg tudják osztani vagy át tudják adni vegyértékelektronjukat egy másik atomnak Ezek a kölcsönhatások gyakran azt eredményezik, hogy az atomok együtt maradnak, kémiai kötés jön létre.

Kovalens kötés A kovalens kötés a vegyérték elektron pár megosztását jelenti a két atom között A kölönböző atomokból vegyületek alakulnak ki

Az elektronnegativitás az atom olyan képessége, hogy a kötésben szereplő elektront mennyire képes magához vonzani Az apoláros kovalens kötésben, az atomok az elektronokon egyenlően osztoznak A poláros kovalens kötésben, a nagyobb elektronnegativitású atom birtokolja inkább a kötési elektronokat Az elektronok egyenlőtlen megosztása a molekulában részlegesen pozitív és negatív töltésű részeket hoz létre.

δ O H H δ+ δ+ H 2 O

Ionos kötés Az atomok néha lehántják az elektronokat a kötő partnerről Az elektron transzfert követően mindkét atom töltéssel rendelkezik A töltéssel rendelkező atom vagy molekula neve: ion

Na Cl Na Nátrium atom Cl Klór atom

Na Cl Na Cl Na Nátrium atom Cl Na + Klór atom Nátrium ion (kation) Cl Klorid ion (anion) Nátriumklorid (NaCl)

Na + Cl

Másodlagos kötések - Hidrogén kötés Hidrogén kötés akkor alakul ki, ha egy elektronnegatív atomhoz kovalensen kötött hidrogéntegy másik elektronnegatív atom is vonzani kezd. Az élő sejtben az elektronnegatív partnerekáltalábanoxigén vagy nitrogén atomok.

δ δ+ Víz (H 2 O) δ+ δ Hidrogén kötés Ammónia (NH 3 ) δ+ δ+ δ+

Van der Waals kölcsönhatás Ha az elektronok asszimetrikusan oszlanak meg a molekulában pozitívan vagy negatívan töltött forró pontokat alakíthatnak ki Van der Waals kölcsönhatások olyan molekulák közötti vonzások, melyek elég közel vannak egymáshoz, hogy a fenti hatások érvényesüljenek

A víz a földi élet alapja A víz az élet biológiai közege a Földön Az egyetlen gyakori molekula, mely mindhárom halmazállapotban jelen van Minden élő szervezetnek szüksége van vízre Az élő szervezetek mintegy 3 milliárd évig evolválódtak vizes közegben, mielőtt a szárazföldre léptek volna Az élő szerveztek kb. 70 95% vizet tartalmaznak

A vízmolekulák polaritása hidrogén kötések kialakítását eredményezi A víz molekula poláros molekula A különböző elekronnegativitású atomok a molekulában a hidrogén kötések kialakítását segítik Mivel a hidrogén kötés kötési energiája 1/20-a a kovalens kötésnek ezért a víz folyékony.

A víz tulajdonságai, melyekkel a földi élet alapjául szolgálhat A víznek 4 tulajdonsága segíti elő, hogy az élet közegévé váljon: A molekulák közötti kohézió Hőtárolóképesség Térfogatnövekedés fagyáskor Sokrétű oldószer

I. Kohézió A hidrogén kötések a vízmolekulákat egyben tartják, azok között kohézió alakul ki A kohézió segíti a víz gravitációs erővel szembeni szállítását pl. a növényekben A folyadék és a vele érintkező szilárd test (pl. az edény fala) részecskéi között fellépő vonzó kölcsönhatási erőket nevezzük adhéziós erőknek

Adhézió Víz-szállító sejtek A víz mozgásának iránya 150 µm Kohézió

A felületi feszültség a folyadékok alapvető tulajdonsága, ami miatt a folyadékok a lehető legkisebb fajlagos felületű alakzatot (gömb) igyekeznek felvenni, ha külső erőtér nem hat rájuk. A felületi feszültség a kohézió miatt alakul ki Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

II. A víz hőmérséklet szabályozó szerepe A víz nagy mennyiségű hőenergiátképes elnyelni vagy kibocsátani, miközben saját hőmérséklete csak kicsit változik meg Augusztusi hőmérséklet értékek Dél-Kaliforniában

Hő és hőmérséket A molekulák mozgási (kinetikus) energiával rendelkeznek A hő a molekulák mozgása miatt termelődő összes kinetikus energiamérőszáma A hőmérséklet molekulák átlagos kinetikus energiájával arányos hőmennyiséget jellemzi

A víz fajlagos hőkapacitása A fajlagos hőkapacitás (régi nevén fajhő), megadja, hogy mennyi hőt kell közölni egységnyi tömegű anyaggal ahhoz, hogy a hőmérséklete egy ºC fokkal megemelkedjék A víz fajlagos hőkapacitása 1 cal/g/ºc vagy 4,18 J/g/ºC (az alkoholé pl. 0,6 cal/g/ºc) A nagy fajlagos hőkapacitás miatt a víz ellenáll a hőmérséklet változtatásnak

A nagy fajlagos hőkapacitás a hidrogén kötések jelenlétére vezethető vissza Hőt nyel el a hidrogén kötések felszakításával Hőt ad lea hidrogén kötések kialakításával Ez minimalizálja a hőmérséklet fluktuációt (élet kialakulása) Alakítja a klímát

Párolgáshő A párolgáshő egységnyi mennyiségű anyag állandó hőmérsékleten történőfolyadék-gáz halmazállapot változtatásához szükséges energia. (víznél 40,8 kj/mol) A párolgás hűti a rendszert Az élőlények túlhevüléssel szembeni védekezésében alapvető szerepet játszik

III. Az úszó jég elszigeteli a víztestet a külvilágtól A jég úszik a víz felszínén mivel a hidrogén kötések stabil kristályszerkezetet alakítanak ki, melynek kisebb a sűrűsége A víz 4 C-on a legsűrűbb

IV. Oldószer A víz polaritása és hidrogén kötéseket kialakító képessége miatt nagyon jó oldószer Ha ionos vegyületeket oldunk vízben, akkor az ionokkat víz molekulák gömbje, ún. hidratációs héj veszi körül

A víz természetesen nem-ionos poláros molekulákat is jól old (a) Lizozim molekula nem-vizes közegben (b) Lizozimmolekula (lila) vizes közegben (c) A fehérje felületének ionos és poláros régiói vonzák a vízmolekulákat.

Hidrofil és hidrofób anyagok A hidrofil anyagok azok, melyeknek van affinitása kölcsönhatásba lépni a vízmolekulákkal A hidrofób anyagoknak nincs affinitása a vízmolekulákhoz Kolloidnak nevezzük az olyan anyagokat, amelyek részecskéinek nagysága nagyobb, mint az atomok és a molekulák mérete. A hidrofil kolloidok stabil szuszpenziót alkotnak

A savas vagy bázikus környezet befolyásolja az élő szervezeteket A hidrogén kötésben a hidrogén ion át tudkerülni az egyik víz molekuláról a másikra: A hidrogén atom hidrogén ionként transzferálódik (H + ) Így hidroxóniumion (H 3 O + ) keletkezik, bár gyakran H + -ként hivatkozunk rá

Egy egyensúlyi folyamatról van szó Bár statisztikailag ritka, de a vízmolekulák disszociációja nagy jelentőségű az élő szervezetben: H + és OH ionok reaktívak

A ph változás hatásai H + és OH vízben ionok koncentrációja egyenlő tiszta Savak és bázisok hozzáadása eltolja ezt az egyensúlyt A savak növelik H + ion koncentrációt az oldatokban A bázisok csökkentik H + ion koncentrációt az oldatokban

A ph skála Minden vizes oldatban 25 C-on: [H + ][OH ] = 10 14 Az oldat ph-ja definíció szerint, a H + ionok koncentrációjának negatív logaritmusa: ph = log [H + ] Semleges vizes oldat esetén [H + ] is 10 7 = ( 7) = 7

ph skála 0 H + H + H + H + H + OH OH H + H + H + Savas oldat OH OH H + H + OH OH OH H + H + H+ Semleges oldat Semleges [H + ] = [OH ] 1 Akkumulátor sav 2 3 4 5 6 7 8 9 Gyomor sav Limonádé Bor, kóla Paradicsomlé Fekete kávé Esővíz Vizelet Nyál Tiszta víz Emberi vér, könny Tengervíz 10 OH OH OH H+ OH OH OH H + OH Bázikus/lúgos oldat 11 12 13 háztartási ammónia Háztartási fehérítő 14

Pufferek A legtöbb élő sejtben a belső kémhatást ph 7 körül kell tartani A pufferek olyan anyagok, melyek egy oldatban a H + és az OH ionok koncentrációváltozását minimalizálják A legtöbb puffer sav-bázis párt tartalmaz

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Erősen savas Savas eső Normal eső Erősen bázikus

Korallok kalcifikációja 40 20 0 150 200 250 [CO 3 2 ] (µmol/kg) 300