Номер 2, страница 67 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Расскажите о нахождении галогенов в природе. Какова роль этих элементов в жизнедеятельности организмов?

Нахождение галогенов в природе

Галогены (фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I, астат At) — это химически очень активные неметаллы, поэтому в свободном (элементарном) состоянии в природе они не встречаются. Они существуют исключительно в виде соединений, преимущественно солей, называемых галидами (или галогенидами). Распространенность галогенов в земной коре убывает от фтора к иоду.

Фтор (F) — самый распространенный галоген в земной коре. Его основные минералы — это плавиковый шпат (флюорит) $CaF_2$, криолит $Na_3AlF_6$ и фторапатит $Ca_5(PO_4)_3F$. Соединения фтора также содержатся в природных водах, почве, костях и зубах животных.

Хлор (Cl) в основном сосредоточен в виде хлорид-ионов ($Cl^−$) в водах морей и океанов (около 1,9% по массе), соленых озерах и подземных водах. Основные минералы хлора — это галит (каменная соль) $NaCl$, сильвин $KCl$ и карналлит $KCl \cdot MgCl_2 \cdot 6H_2O$.

Бром (Br) встречается значительно реже. Он присутствует в виде бромид-ионов ($Br^−$) в морской воде, соляных озерах и подземных рассолах, сопутствуя хлоридам. Собственных минералов бром практически не образует, и его добывают из природных рассолов, где его концентрация выше.

Иод (I) — самый редкий из стабильных галогенов. В небольших количествах в виде иодид-ионов ($I^−$) он содержится в морской воде, но способен накапливаться в некоторых морских организмах, например, в водорослях (ламинарии). Промышленные источники иода — это буровые воды нефтегазовых месторождений и отложения чилийской селитры, где он встречается в виде минерала лаутарита $Ca(IO_3)_2$.

Астат (At) — чрезвычайно редкий и радиоактивный элемент. В природе он существует лишь в ничтожных количествах как промежуточный продукт распада урана и тория, и все его изотопы короткоживущие.

Ответ: В природе галогены из-за своей высокой химической активности встречаются только в виде соединений (галидов), содержащихся в минералах (флюорит, галит), морской воде, подземных рассолах и тканях живых организмов.

Роль этих элементов в жизнедеятельности организмов

Галогены играют важную, хотя и разноплановую, роль в биологических процессах, в основном в виде своих ионов. Как в элементарном виде, так и в избыточных концентрациях ионов они могут быть токсичны.

Фтор (в виде фторид-иона $F^−$) необходим для формирования костной ткани и зубной эмали у позвоночных, включая человека. Он входит в состав фторапатита — вещества, придающего эмали зубов прочность и устойчивость к кислотам, вырабатываемым бактериями, что предотвращает развитие кариеса.

Хлор (в виде хлорид-иона $Cl^−$) является жизненно важным макроэлементом. Он — основной анион внеклеточных жидкостей, участвующий в поддержании водно-солевого баланса и осмотического давления. Хлорид-ионы необходимы для образования соляной кислоты ($HCl$) в желудке, которая обеспечивает пищеварение и защищает от патогенов. Также они играют роль в передаче нервных импульсов.

Бром (в виде бромид-иона $Br^−$) является эссенциальным микроэлементом для животных. Он необходим для синтеза особого типа коллагена (коллаген IV), который является основой базальных мембран — тонких слоев, разделяющих ткани. Бром выступает кофактором фермента пероксидазина, участвующего в этом процессе.

Иод (в виде иодид-иона $I^−$) — незаменимый микроэлемент для позвоночных. Он входит в состав гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), которые регулируют обмен веществ, рост и развитие организма, в особенности центральной нервной системы. Недостаток иода приводит к серьезным заболеваниям, таким как зоб (увеличение щитовидной железы) и кретинизм (задержка умственного и физического развития).

Астат (At) не имеет установленной биологической роли из-за своей чрезвычайной редкости и высокой радиоактивности, которая делает его крайне токсичным для живых организмов.

Ответ: Галогены в виде ионов являются незаменимыми элементами для живых организмов: хлор поддерживает водно-солевой баланс и пищеварение, фтор укрепляет кости и зубы, иод входит в состав гормонов щитовидной железы, регулирующих метаболизм, а бром участвует в формировании соединительной ткани.