Номер 9, страница 122 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §18. Вода. Глава 3. Вещества вокруг нас - номер 9, страница 122.

9. Как вы думаете, почему жизнь появилась в жидкой воде, а не в твёрдой?

Жизнь зародилась и развивалась в жидкой воде, а не в твёрдой (льду), благодаря уникальному сочетанию физических и химических свойств, которыми обладает вода именно в жидком агрегатном состоянии. Эти свойства создали идеальные условия для сложных химических реакций, лежащих в основе жизни.

Вот основные причины:

1. Универсальный растворитель. Жидкая вода является превосходным растворителем для полярных и ионных соединений благодаря полярности своих молекул ($H_2O$). В первичном океане Земли это позволило накопиться большому количеству разнообразных химических веществ в растворённом виде. В этом «первичном бульоне» молекулы могли свободно двигаться, сталкиваться и вступать в реакции, что привело к образованию первых сложных органических молекул (аминокислот, нуклеотидов), а затем и полимеров (белков и нуклеиновых кислот). Во льду же молекулы зафиксированы в кристаллической решётке, их подвижность крайне низка, и химические реакции практически не идут.
2. Транспортная среда и подвижность. Текучесть воды обеспечивает возможность перемещения веществ. Для первых живых организмов (протоклеток) это означало возможность получать питательные вещества из окружающей среды и выводить продукты обмена веществ. Внутри клетки вода также является основной средой для перемещения молекул и органелл. В твёрдой воде транспорт веществ невозможен, что делает метаболизм неосуществимым.
3. Высокая теплоёмкость. Жидкая вода обладает очень высокой удельной теплоёмкостью. Это означает, что для нагрева или охлаждения воды требуется большое количество энергии. Благодаря этому свойству Мировой океан и другие крупные водоёмы действовали как гигантский термостат, сглаживая суточные и сезонные колебания температуры на планете. Стабильная температура создавала благоприятные условия для существования и развития первых, очень хрупких форм жизни, которые не смогли бы выжить при резких температурных скачках.
4. Аномалия плотности. В отличие от большинства других веществ, вода в твёрдом состоянии (лёд) имеет меньшую плотность, чем в жидком (при температуре около $4^\circ C$). Поэтому лёд не тонет, а образует на поверхности водоёмов плавающий слой. Этот слой защищает нижележащие слои воды от дальнейшего замерзания и сохраняет жидкую среду, в которой может продолжаться жизнь даже в холодные периоды. Если бы лёд был тяжелее воды, он бы опускался на дно, и водоёмы промерзали бы полностью, уничтожая всё живое.

Таким образом, именно динамичная, химически активная и термически стабильная среда жидкой воды стала той колыбелью, в которой смогла зародиться и эволюционировать жизнь. Твёрдая вода (лёд) из-за своей неподвижной, кристаллической структуры не предоставляет условий для сложных химических процессов, необходимых для возникновения и поддержания живых систем.

Ответ: Жизнь появилась в жидкой воде, а не в твёрдой, потому что жидкая вода является универсальным растворителем, обеспечивает подвижность молекул для химических реакций и транспорт веществ, а также обладает высокой теплоёмкостью и аномальной плотностью, что создаёт стабильные и благоприятные условия. В твёрдой воде (льду) молекулы неподвижны, что делает невозможными биохимические реакции и процессы жизнедеятельности.