Химия клетки. Неорганические вещества. Вода. Ее роль, как растворителя, реагента, участие в структурировании клетки, теплорегуляция.
Особые свойства воды связаны со строением ее молекулы. Связи между атомами водорода и кислорода в молекуле воды полярные. Из-за большой электроотрицательности атома кислорода электроны общих электронных пар сдвинуты к нему. По-этому на атоме кислорода имеется частичный отрицательный заряд, а на атомах водорода-частичные положительные заряды.
Так ка молекула воды имеет угловое строение, разные заряды в ней находятся у разных полюсов.
Полярные молекулы воды взаимодействуют между собой с образованием водородных связей, обуславливающих многие особенности физических и химических свойств вещества.
В общем виде молекула воды обладает свойством диполя-неравномерно заряженной частицы.
Отдельные молекулы воды притягиваются друг к другу (плюс к минусу), образуя водородные связи.
И наличие таких связей обуславливает многие уникальные свойства воды, и как жидкости, и как пара, и как твердого вещества.
Вода способна принимать много энергии, не меняя своего состава и состояния.
Свойства воды.
б). вода играет важную роль в коллоидной системе цитоплазмы, определяет структуру и функциональную активность многих макромолекул.
Вода регулирует температуру воздуха: она забирает тепло, если воздух теплее ее, и отдает, если воздух холоднее.
Вода эффективна в качестве хранилища энергии, так как может выделять и поглощать большие количества тепла при самых незначительных изменениях температуры.
Капиллярность- способность подниматься и опускаться по узким каналам (капиллярам) и проходить через поры.
Капиллярность играет важную роль в поднятии растворов по сосудам и трахеидам растений, движении крови, лимфы и других жидкостей по системе мелких сосудов в организме животных и человека.
Объем увеличивается, т.к. расстояние между молекулами воды увеличивается (происходит кристаллизация).
Лед не тонет в воде - важный фактор поддержания на планете условий, пригодных для жизни.
Лед формирует теплоизоляционный слой на поверхности водоемов, что позволяет их обитателям благополучно перезимовать. В противном случае вода в водоеме промерзала полностью и жизнь в таких условиях была бы невозможна.
Кроме того, льды сами по себе являются средой обитания или убежищем для целого ряда животных, включая полярных медведей и тюленей.
Испарение позволяет поддерживать климат на Земле относительно стабильным: вода тропических морей поглощает тепло от Солнца и испаряется; влажный тропический воздух затем направляется к полюсам, при этом он остывает, а лишний водяной пар выпадает в виде осадков.
При испарении жидкости с поверхности кожи, или поверхности-происходит охлаждение кожи, поверхности.
Испарительное охлаждение воды обеспечивает стабильность температуры в озерах и прудах, а на организменном уровне создает механизм защиты от перегрева для наземных организмов.
Физические свойства | Значение | Примеры |
Сочетание высокой теплоемкости (благодаря наличию водородных связей между молекулами) и высокой теплопроводности (из-за небольших размеров молекул). | Идеальная жидкость для поддержания теплового равновесия организма – большое количество воды в клетках придает организму термостабильность и, кроме того, указанные физические свойства дают возможность значительно охладиться при минимальной потере воды. | Потоотделение. |
Практически полная несжимаемость. | Поддержание формы организмов. | Амниотическая жидкость поддерживает и защищает плод млекопитающих. |
Вязкость (благодаря наличию водородных связей). | Смачивающие свойства. | Синовиальная жидкость является «смазкой» в суставах; Плевральная жидкость уменьшает трение между грудной клеткой и легкими во время дыхания. |
Хороший растворитель. | Самый распространенный в природе растворитель, среда протекания многих химических реакций в организме. | Кровь, тканевая жидкость, лимфа, желудочный сок, слюна. |
Способность образовывать гидратационную оболочку вокруг макромолекул (благодаря полярности молекул). | Является дисперсионной средой в коллоидной системе цитоплазмы. | Гиалоплазма представляет собой коллоидный раствор белков, в котором макромолекулы белков окружены «чехлом» из определенным образом ориентированных молекул воды. |
Оптимальное для биологических систем значение силы поверхностного натяжения (определяемого силами межмолекулярного сцепления). | Водные растворы являются средством передвижения веществ в организме. | Капиллярный кровоток. |
- Гидрофильными называют полярные вещества, которые активно взаимодействуют с молекулами воды за счет образования многочисленных водородных связей, что обуславливает их хорошую растворимость.
а). низшие спирты
б) карбоновые кислоты
в). моносахариды
г). дисахариды
д). растворимые соли.
- Гидрофобные вещества - это неполярные вещества, они не формируют водородные связи с молекулами воды и не растворяются в ней.
а). высшие карбоновые кислоты
б). жиры
в). полисахариды
г). углеводороды.
