Номер 7, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 17. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 7, страница 95.

Условие.

7. Подготовьте сообщение об одном из неметаллов-биогенов.

Решение.

Решение 2.

Решение

В качестве примера неметалла-биогена рассмотрим фосфор ($P$).

1. Общая характеристика и аллотропные модификации фосфора

Фосфор – химический элемент 15-й группы (по старой классификации — главной подгруппы V группы) третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева, с атомным номером 15. Это типичный неметалл. Фосфор существует в нескольких аллотропных модификациях, наиболее известными из которых являются белый, красный и черный фосфор. Белый фосфор ($P_4$) – очень ядовитое, химически активное, воскообразное вещество, светящееся в темноте (хемилюминесценция). Красный фосфор – это полимерная структура, он менее активен и не ядовит, применяется в производстве спичек. Черный фосфор – наиболее стабильная и наименее активная форма, по структуре и свойствам похож на графит.

Ответ: Фосфор ($P$) — химически активный неметалл 15-й группы, один из важнейших биогенных элементов, существующий в виде нескольких аллотропных модификаций.

2. Биологическая роль фосфора

Фосфор играет абсолютно незаменимую роль в существовании всех живых организмов. Он входит в шестерку основных элементов, строящих живую материю (CHNOPS – углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера). Его ключевые функции:

• Структура нуклеиновых кислот: Остатки фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) образуют фосфодиэфирные связи, которые соединяют нуклеотиды в единые цепи ДНК и РНК, создавая тем самым основу для хранения и передачи наследственной информации.
• Энергетический обмен: Фосфор является центральным компонентом аденозинтрифосфата (АТФ) — универсального источника энергии в клетке. Энергия, необходимая для всех процессов жизнедеятельности, высвобождается при разрыве макроэргических связей между фосфатными группами: $АТФ \leftrightarrow АДФ + Ф_н + Энергия$.
• Строение клеточных мембран: Фосфолипиды — это сложные липиды, содержащие остаток фосфорной кислоты. Они формируют бислойную основу всех клеточных мембран, регулируя их проницаемость и обеспечивая структурную целостность.
• Опорные структуры: Прочность костей скелета и зубов позвоночных животных обеспечивается за счет неорганического соединения — гидроксиапатита кальция, основной формулой которого является $Ca_5(PO_4)_3(OH)$.
• Регуляция процессов: Многие ферменты и белки активируются или деактивируются путем присоединения или отщепления фосфатной группы (процессы фосфорилирования и дефосфорилирования).
• Поддержание pH: Фосфатная буферная система ($H_2PO_4^- / HPO_4^{2-}$) играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в клетках и биологических жидкостях.

Ответ: Биологическая роль фосфора фундаментальна: он является структурным элементом ДНК, РНК, клеточных мембран и костной ткани, а также центральным звеном энергетического обмена (АТФ) и регуляции клеточных процессов.

3. Круговорот фосфора в природе и его значение для человека

Основным резервуаром фосфора на Земле являются горные породы и минералы (апатиты, фосфориты). В процессе выветривания фосфаты медленно высвобождаются и попадают в почву и водоемы, откуда усваиваются растениями. Далее по пищевым цепям фосфор передается животным. После гибели организмов деструкторы (бактерии и грибы) разлагают органические остатки, возвращая фосфор в почву. Круговорот фосфора является осадочным (не имеет газообразной фазы) и очень медленным. Человек активно вмешивается в этот цикл, добывая фосфориты для производства фосфорных удобрений, что необходимо для поддержания плодородия сельскохозяйственных земель. В организме человека фосфор является макроэлементом; суточная потребность взрослого составляет около 800-1200 мг. Он содержится во многих продуктах питания: рыбе, мясе, молочных продуктах, орехах, бобовых.

Ответ: Круговорот фосфора — медленный, осадочный цикл, который человек ускоряет производством удобрений. Фосфор является незаменимым макроэлементом для человека, поступающим с пищей.