Alternatywny zapis:

przyciąganie albo odpychanie wolnych atomów lub cząsteczek. Oddziaływania chemiczne mogą być silne (wiązania chemiczne) lub słabe (oddziaływania Wchodzi w skład szkliwa zębów. międzycząsteczkowe). Siła oddziaływań zależy od tego, ile energii trzeba dostarczyć żeby je zlikwidować, np. rozerwać wiązanie chemiczne. wiazania chemiczne Atomy pierwiastków chemicznych łączą się ze sobą za pomocą wiązań chemicznych. Powstają wówczas cząsteczki pierwiastków chemicznych lub związków chemicznych. w tworzeniu wiązań chemicznych uczestniczą elektrony walencyjne atomu, czyli elektrony znajdujące się na jego zewnętrznej powłoce elektronowej. Rodzaj wiązania chemicznego zależy od elektroujemności atomów wchodzących w skład cząsteczki, czyli od ich zdolności do przyciągania elektronów. Do wiązań chemicznych zaliczamy: wiązania kowalencyjne - powstaje w wyniku utworzenia wspólnych par elektronowych przez atomy tworzące cząsteczkę. Jeśli atomy mają taką samą elektroujemność (AET= 0), tworzy się wiązanie niespolaryzowane, w którym wspólna para elektronowa należy w jednakowym stopniu do obu atomów. Jeśli atomy nieznacznie różnią się elektroujemnością (0 < AE <1,7), tworzy się wiązanie spolaryzowane, w którym wspólna para elektronowa jest przesunięta w stronę jądra atomu o większej elektroujemności. Dzięki temu cząsteczki niektórych związków chemicznych zawierające takie wiązanie zyskują charakter polarny (dwubiegunowy). Atom, który zabiera elektrony otrzymuję ładunek ujemny S. Atom, który oddaje elektrony otrzymuję ładunek dodatni S. Taką cząsteczkę nazywamy dipolem elektrycznym. Są to cząstkowe ładunki ponieważ różnica przyciągania jest nieznaczna. ● wiązanie jonowe - powstają między atomami pierwiastków chemicznych znacznie różniących się elektroujemnością (AE> 1,7). Elektrony walencyjne jednego z atomów są wówczas tak silnie przyciągane przez drugi atom (bardziej elektroujemny), że zostają oderwane i przejęte przez jego zewnętrzną powłokę elektronową W ten sposób atom przejmujący elektrony ma nadmiar elektronów i staje się jonem ujemnym (anionem), a atom oddający elektrony staje się jonem dodatnim (kationem). Przyciąganie się różnoimiennie naładowanych jonów powoduje powstanie wiązania jonowego. Oddziaływania międzycząsteczkowe Do oddziaływań międzycząsteczkowych zaliczamy: oddziaływania dipol-dipol i jon-dipol, wiązania wodorowe, sity van der Waalsa, oddziaływania hydrofobowe. ● ● ● ● ● ● Większość z tych oddziaływań może występować również w dużych cząsteczkach organicznych, głównie w białkach i kwasach nukleinowych, gdzie utrzymują odpowiednią strukturę przestrzenną związków. Oddziaływania dipol-dipol powstają między cząsteczkami związków polarnych. Polegają one na przyciąganiu się różnoimiennych biegunów dipoli sąsiadujących ze sobą cząsteczek. Oddziaływania jon- dipol powstają między jonami a cząsteczkami związków polarnych. Wiązania wodorowe powstają między atomem wodoru obdarzonym dodatnim ładunkiem cząstkowym 8 a'atomem innego pierwiastka silnie elektroujemnego najczęściej - tlenu lub azotu. Wiązania wodorowe są znacznie słabsze od wiązań kowalencyjnych. Zwykle jednak występują w dużej liczbie, co sprawia, że decydują o właściwościach wielu związków chemicznych. Siły van der Waalsa występują między cząsteczkami niepolarnymi. Są rodzajem oddziaływań, które polegają na elektrostatycznym przyciąganiu się chwilowych dipoli powstających na skutek ruchów elektronów w obojętnych atomach. Oddziaływania te są znacznie słabsze od wiązań wodorowych. Dlatego dopiero duża ich liczba ma istotny wpływ na kształtowanie się struktury dużych cząsteczek. Oddziaływania hydrofobowe powstają wtedy, gdy w środowisku wodnym znajdą się cząsteczki, które nie są dipolami. Należą do nich m.in. cząsteczki tłuszczów, które układają się w środowisku wodnym tak, aby ich kontakt z wodą był jak najmniejszy. Oddziaływania hydrofobowe mają zasadnicze znaczenie podczas tworzenia się błon biologicznych. ● Związki chemiczne : a Wytwarzanie wiązań chemicznych między atomami dwóch lub więcej pierwiastków prowadzi do powstawania związków chemicznych. Zwyczajowo dzieli się je na dwie grupy: związki nieorganiczne, które najczęściej nie zawierają w swojej budowie węgla. Do wyjątków należą m.in. dwutlenek węgla (CO kwas węglowy (H₂CO³) i jego sole; związki organiczne, których podstawowy składnikiem jest węgiel. Ich cząsteczki ma, na ogół duże rozmiary i złożoną budowę. Woda Woda stanowi środowisko życia wielu organizmów. Jest ona substancją bezbarwną i przezroczystą, dlatego światło słoneczne może przez nią przenikać nawet do głębokości 400 m. Umożliwia to funkcjonowanie organizmów fotosyntetyzujących, które produkują tlen i pokarm dla kolejnych poziomów troficznych zbiorników wodnych. Woda jest również głównym związkiem nieorganicznym wchodzącym w skład organizmów. Jej średnia zawartość w organizmach wynosi 60-70%, jednak u niektórych, np. chełbi modrej, dochodzi nawet do 98%. Substancja ta nie reaguje z większością związków organicznych, ale jest doskonałym rozpuszczalnikiem związków polarnych. Dlatego tworzy idealne środowisko do przebiegu reakcji chemicznych. Budowla wody Cząsteczka wody składa się z atomu tlenu połączonego wiązaniami kowalencyjnymi spolaryzowanymi z dwoma atomami wodoru. Wiązania O-H tworzą kąt 104,5°, co powoduje rozdział różnoimiennych ładunków cząstkowych: Si S na dwa bieguny cząsteczki. Woda jest więc dipolem elektrycznym. Polarna budowa cząsteczek wody umożliwia powstawanie między nimi wiązań wodorowych. Mają one bezpośredni wpływ na właściwości wody. właściwości wody woda ma największą gęstość w temperaturze 4°C. Wraz ze spadkiem temperatury jej gęstość maleje, a objętość rośnie, co jest spowodowane zwiększaniem się odległości między cząsteczkami wody w wyniku powstawania regularnie rozmieszczonych wiązań wodorowych. W rezultacie lód jest lżejszy od wody i utrzymuje się na jej powierzchni, a głębsze warstwy wody pozostają niezamarznięte. Umożliwia to organizmom wodnym przetrwanie zimy. ● ● Gęstość większa niż gęstość powietrza. Jeśli woda jest w stanie ciekłym, jej cząsteczki leżą blisko siebie, ponieważ są połączone krótkimi, choć nieregularnie rozmieszczonymi wiązaniami wodorowymi. W efekcie gęstość wody jest większa niż gęstość powietrza, co umożliwia utrzymywanie się w wodzie nawet tak dużych organizmów, jak np. walenie. Wysokie ciepło właściwe. Woda ma najwyższe ciepło właściwe spośród wszystkich znanych substancji. Oznacza to, że aby podnieść temperaturę wody, należy dostarczyć jej znaczną ilość ciepła, natomiast aby obniżyć jej temperaturę, trzeba dużą ilość ciepła odebrać. Dzięki temu woda ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● zawarta w organizmie chroni go przed nagłymi zmianami temperatury otoczenia. Zapewnia również stabilne warunki życia organizmom wodnym. Krew przepływająca przez naczynia krwionośne jest magazynem ciepła w organizmie, ponieważ składa się głównie z wody. Wysokie ciepło parowania. Woda ma wysokie ciepło parowania, co oznacza, że trzeba dostarczyć znaczną ilość energii, aby zmienić jej stan skupienia z ciekłego na gazowy. Dzięki temu woda pełni funkcję termoregulacyjną. Na przykład pot wydzielany przez niektóre ssaki odbiera ciepło z organizmu, a następnie paruje, umożliwiając w ten sposób obniżenie temperatury ciała. Spójność i przyleganie. Wiązania wodorowe powodują dużą spójność (kohezję) wody, czyli odporność słupa wody na rozerwanie pod wpływem sił rozciągających. Razem z innymi rodzajami oddziaływań międzycząsteczkowych warunkują również jej dobre przyleganie (adhezję) do powierzchni naładowanych elektrycznie. Dzięki temu woda może przemieszczać się w górę w cienkich rurkach (kapilarach), np. w naczyniach roślin. Zdrewniałe ściany naczyń mają ładunek ujemny, co umożliwia przyleganie wody do ich powierzchni. Wysokie napięcie powierzchniowe. Przyciąganie się cząsteczek wody na granicy z powietrzem jest dużo silniejsze niż w głębi cieczy. Dzięki temu na powierzchni wody powstaje cienka, sprężysta błonka, na której mogą się utrzymywać male organizmy, np. niektóre owady. sole mineralne Występują w organizmach w postaci rozpuszczalnych w wodzie jonów lub nierozpuszczalnych kryształów. Pełnią one funkcje zarówno fizjologiczne, jak i budulcowe. Płyny ustrojowe w organizmach zawierają tyle samo jonów dodatnich (kationów) i ujemnych (anionów). Szczególnie liczne są kation wapnia (Ca²+), magnezu (Mg2+), sodu (Na+) i potasu (K). Wśród anionów istotne znaczenie mają: jony chlorkowe (Cl), wodorowęglanowe (HCO3) i diwodorofosforanowe (V) (H₂PO4). Część soli mineralnych, głównie węglany i fos-forany wapnia, występuje w stanie stałym jako budulec szkieletów wewnętrznych i zewnętrznych zwierząt. Funkcje soli mineralnych • regulują stan uwodnienia komórek, np. jony wapnia i magnezu zmniejszają płynność cytozolu, podczas gdy jony sodu i potasu ją zwiększają; ● ● • aktywują enzymy, które przyspieszają przebieg reakcji biochemicznych; wpływają na procesy wymiany wody i innych substancji między komórką a jej otoczeniem; warunkują prawidłowy przebieg większości procesów fizjologicznych, np. powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych; stanowią fizjologiczne układy buforowe (np. bufor węglanowy), co zapewnia utrzymanie pH płynów ustrojowych na stałym poziomie. związki organiczne są związkami węgla. Atomy węgla w tych związkach są zawsze czterowartościowe i mogą się bezpośrednio ze sobą łączyć. W ten sposób powstają szkielety węglowe, czyli proste lub rozgałęzione łańcuchy, oraz pierścienie. Oprócz atomów węgla w skład związków organicznych wchodzą atomy innych pierwiastków, głównie pierwiastków biogennych. Za reaktywność określonego związku organicznego, czyli zdolność do udziału w reakcjach chemicznych, odpowiadają jego grupy funkcyjne. Najważniejsze związki organiczne występujące w organizmach to: sacharydy (cukry), ● lipidy (tłuszczowce), ● ● ● ● ● białka kwasy nukleinowe Niektóre związki organiczne powstają w wyniku polimeryzacji, czyli łączenia się prostych związków organicznych (monomerów) w długie łańcuchy (polimery). Reakcje polimeryzacji zachodzące w organizmach należą do reakcji kondensacji, w wyniku których, oprócz złożonego związku organicznego, powstają również cząsteczki wody. W efekcie reakcji polimeryzacji powstają często związki o szczególnie dużych cząsteczkach. Należą do nich polisacharydy, białka i kwas deoksyrybonukleinowy (DNA). Zwykle są one zbudowane z ponad tysiąca atomów, dlatego nazywamy je makrocząsteczkami. Makrocząsteczki charakteryzują się skomplikowaną budową przestrzenną. Grupy funkcyjne Grupa funkcyjna hydroksylowa ● ● ● ● karbonylowa karboksylowa aminowa ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● aldechydowa -CHO ketonowa ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Wzór chemiczny -он ● C=O -COOH (niezjonizowana) -Coo(zjonizowana) -NH₂ (niezjonizowana -NH (zjonizowana) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Grupa związków chemicznych alkohole, np. alkohol etylowy sacharydy, np. glukoza aldehydy, np. aldehyd octowy sacharydy - aldozy, np. glukoza ketony, np. acetony sacharydy - krtozy, np. fruktoza kwasy karboksylowe, np. kwas palmitynowy aminokwasy, np. alanina aminokwasy, np. alanina ● ● zasady azotowe, np. guanina ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● • ● ● ● ● ● ● My ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●