Номер 8, страница 128 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. Как вы думаете, почему углерод называют главным элементом живой природы, а кремний — основным элементом неживой природы?

Углерод называют главным элементом живой природы по следующим причинам:

• Уникальная способность к образованию связей. Атом углерода имеет валентность IV, что позволяет ему образовывать четыре прочные ковалентные связи. Это свойство является ключевым для построения сложных молекулярных структур.

• Способность к катенации. Атомы углерода могут соединяться друг с другом, образуя длинные и устойчивые цепи и кольца. Это создает "скелеты" для огромного разнообразия органических молекул, таких как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты, которые являются строительными блоками всего живого.

• Прочность и динамичность связей. Связи углерод-углерод (С-С) и углерод-водород (С-Н) достаточно прочны, чтобы молекулы были стабильными, но в то же время они могут разрываться и реформироваться в ходе метаболических реакций, обеспечивая динамику жизненных процессов.

• Разнообразие соединений. Углерод легко образует прочные связи с другими важными для жизни элементами — кислородом (O), водородом (H), азотом (N), фосфором (P) и серой (S). Это позволяет создавать бесчисленное множество соединений с различными функциональными группами, которые определяют их биологические функции.

• Свойства оксида. Оксид углерода(IV), или углекислый газ ($CO_2$), является газом, растворимым в воде. Эта особенность критически важна для глобального круговорота углерода: растения поглощают его из атмосферы в процессе фотосинтеза, а животные выделяют в процессе дыхания. Газообразная форма обеспечивает легкий обмен между организмами и средой.

Ответ: Углерод является главным элементом живой природы благодаря своей уникальной способности образовывать огромное количество сложных, стабильных и разнообразных по строению и функциям органических молекул, которые служат основой структуры и жизнедеятельности всех живых организмов.

Кремний называют основным элементом неживой природы по следующим причинам:

• Распространенность. Кремний — второй по распространенности химический элемент в земной коре после кислорода, составляя около 28% ее массы. Он является основой большей части литосферы.

• Формы существования. В природе кремний встречается не в свободном виде, а в форме очень устойчивых соединений, главным образом оксида кремния(IV) ($SiO_2$) — кремнезёма (кварц, песок, кремень) — и различных силикатов и алюмосиликатов. Эти соединения являются основными компонентами большинства горных пород, глин и почв.

• Свойства соединений. В отличие от углерода, связи кремний-кремний (Si-Si) значительно слабее и менее устойчивы, поэтому кремний не способен образовывать длинные и стабильные цепи, подобные углеродным. Его оксид, $SiO_2$, представляет собой тугоплавкое, твердое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Эта чрезвычайная стабильность и твердость как раз и определяет его роль в качестве структурной основы "косного" вещества планеты — гор и минералов.

• Сравнение с углеродом. Если газообразный $CO_2$ обеспечивает динамичный обмен в биосфере, то твердый и химически инертный $SiO_2$ обеспечивает стабильность и долговечность геологических структур неживой природы. Жизненные процессы требуют динамики и постоянных химических превращений, что не могут обеспечить слишком прочные и инертные соединения кремния.

Ответ: Кремний является основным элементом неживой природы, так как его чрезвычайно распространенные и очень стабильные соединения (оксид кремния и силикаты) составляют основу большей части земной коры, формируя горные породы, песок и глины, то есть фундаментальные компоненты неживого мира.