Номер 5, страница 199 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 8. Первоначальные представления об органических веществах. Параграф 58. Аминокислоты. Белки. Подумай, ответь, выполни... - номер 5, страница 199.

Условие.

5. Почему можно утверждать, что углерод — основа жизни на Земле?

Решение.

Решение 2.

Утверждение о том, что углерод является основой жизни на Земле, базируется на его уникальных химических свойствах, которые позволяют ему формировать огромное разнообразие сложных и стабильных молекул, необходимых для построения и функционирования живых организмов. Эти свойства можно свести к нескольким ключевым пунктам.

Во-первых, атом углерода имеет валентность IV, то есть он может образовывать четыре ковалентные связи. Это позволяет ему выступать в качестве центрального связующего звена, соединяясь с четырьмя другими атомами и создавая сложные, разветвленные трехмерные структуры, которые являются каркасом биологических макромолекул.

Во-вторых, углерод обладает исключительной способностью к катенации – образованию прочных и устойчивых связей с другими атомами углерода. В результате могут формироваться длинные цепи (линейные и разветвленные) и циклические структуры (кольца). Связи углерод-углерод ($C-C$) достаточно прочны, чтобы создавать стабильный "скелет" для молекул, но не настолько, чтобы их нельзя было разорвать и перестроить в ходе метаболических реакций. Эта способность лежит в основе всех важнейших классов органических соединений: белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

В-третьих, атомы углерода могут образовывать между собой не только одинарные, но и кратные (двойные $C=C$ и тройные $C \equiv C$) связи. Это увеличивает разнообразие возможных структур и их химических свойств, добавляя молекулам жесткость или повышенную реакционную способность в определенных участках.

В-четвертых, углерод легко образует прочные ковалентные связи с другими важнейшими биогенными элементами, в первую очередь с водородом ($H$), кислородом ($O$), азотом ($N$), а также с фосфором ($P$) и серой ($S$). Сочетания углерода с этими элементами создают так называемые функциональные группы (например, гидроксильную -$OH$, карбоксильную -$COOH$, аминогруппу -$NH_2$), которые придают органическим молекулам специфические химические свойства и определяют их биологическую роль.

Именно уникальное сочетание этих свойств позволяет углероду быть основой для поразительного структурного и функционального разнообразия органических молекул, которое, в свою очередь, является химической основой жизни.

Ответ: Углерод является основой жизни благодаря своей способности образовывать четыре прочные ковалентные связи, соединяться в длинные и разнообразные цепи и кольца, а также формировать стабильные соединения с другими важными элементами (водородом, кислородом, азотом), что позволяет создавать огромное количество сложных органических молекул (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот), необходимых для строения и функционирования живых организмов.