5. Фотосинтез та його роль в с.-г.

Фотоси́нтез — процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу та води з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, хлорофіл, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин у бактерій), часто з виділенням кисню як побічного продукту. Це надзвичайно складний процес, що включає довгу послідовність координованих біохімічних реакцій. Він відбувається у вищих рослинах, водоростях, багатьох бактеріях, деяких археях і найпростіших — організмах, відомих разом як фототрофи. Сам процес відіграє важливу роль у кругообігу вуглецю у природі.

В ході світлової стадії фотосинтезу утворюються високоенергетичні продукти: аденозинтрифосфат, що служить в клітині джерелом енергії, що використовується як відновник. Як побічний продукт виділяється кисень.

Хлорофіл виконує дві функції: поглинання і передачу енергії.

Фотосинтез є основним джерелом біологічної енергії.

Фотосинтез є головним методом залучення неорганічного вуглецю в біологічний цикл. Весь кисень атмосфери біогенного походження і є побічним продуктом фотосинтезу. Формування окиснювальної атмосфери повністю змінило стан земної поверхні, зробило можливою появу дихання, а надалі, після утворення озонового шару, дозволило життю вийти на сушу.

Лекція Атомне ядро. Будова атома

План: 1.Планетарна модель атома.

2.Постулати Бора.

3. Радіоактивність

4.Дефект маси.

5.Енергія зв'язку.

1.Планетарна модель атома

В центрі атома знаходиться ядро, в якому зосереджений весь позитивний заряд атома і основна маса. Навколо ядра по окремим орбітам обертаються від’ємно заряджені електрони, які несуть на собі весь негативний заряд атома.

Електрон – найменша негативно заряджена частинка в природі.

Будова ядра атома:

ядро складається з позитивно заряджених протонів і нейтральних частинок нейтронів.

Протон – найменша позитивно заряджена частинка в природі.

Нейтрон - ,

2.Постулати Бора.

Постулати Бора — сформульовані данським фізиком Нільсом Бором основні положення будови атома, що враховують квантований характер енергії, випромінюваної електронами.

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія En. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких hν визначають за формулою:

hνkn = Ek − En,

де k і n - цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо Ek > En фотон з частотою νkn випромінюється, якщо Ek < En - поглинається.

3. Радіуси rn стаціонарних станів задовольняють умову:

де n = 1,2,3,...,m - маса електрона, - зведена стала Планка.

Поглинаючи світло, атом переходить із стаціонарного стану з меншою енергією в стаціонарний стан з більшою енергією. Усі стаціонарні стани, крім одного, є умовно стаціонарними. Нескінченно довго кожен атом може знаходитись лише в стаціонарному стані з мінімальним запасом енергії. Цей стан атома називається основним, всі інші - збудженими.

3. Радіоактивне випромінювання було відкрито у 1896 р. французьким фізиком А. Беккерелем. Значний внесок у його вивчення зробили також Е. Резерфорд, М. Склодовська-Кюрі, П. Кюрі та ін. Уран, Торій, Радій і низка інших елементів мають природну радіоактивність. Учені навчилися створювати й штучні радіоактивні ізотопи. Явище самочинного перетворення деяких нестійких ядер одних елементів в ядра інших елементів з випромінюванням різних типів елементарних частинок і електромагнітних хвиль надзвичайно малої довжини називається радіоактивністю. Природньою радіоактивністю називається радіоактивність, що спостерігається в існуючих у природі нестійких ізотопів. Штучною радіоактивністю називається радіоактивність ізотопів, отриманих у результаті ядерних реакцій.

Розрізняють кілька видів радіоактивного випромінювання, серед яких -випромінювання. випромінювання — це потік ядер Гелію, які виникають унаслідок розпаду ядер радіоактивного елемента й вилітають із них з величезною швидкістю; - випромінювання — це потік електронів, що летять зі швидкістю, близькою до швидкості світла; випромінювання — це електромагнітні хвилі (і водночас потік нейтральних частинок), які поширюються зі швидкістю світла.

За одиницю активності взято один розпад за одну секунду. Цю величину називають Беккерелем.

1Бк = 1 розп./с.

Розпад ядра завжди вважається подією випадковою, яка може відбутись в довільний момент часу. Це означає, що у відношенні до розпаду всі моменти часу є фізично еквівалентними. Тому радіоактивні ядра не мають природного віку, хоча і мають середній час життя.

1. Основний закон радіоактивного розпаду де N₀ - кількість ядер в початковий момент часу; N - кількість ядер, які не розпалися на момент часу t;  - стала радіоактивного розпаду. 2. Кількість ядер, що розпалися за час t, 3. Період піврозпаду 4. Середній час життя радіоактивного ядра 3. Дефект маси.

Дефе́кт ма́си — різниця між масою спокою атомного ядра даного ізотопу, вираженої в атомних одиницях маси, і сумою мас спокою складових його нуклонів (масовим числом). Позначається Δm. Дефект маси характеризує стійкість ядра.

1. Дефект маси m атомного ядра де Z - зарядове число; А – масове число; N – кількість нейтронів у ядрі; m_p, m_n - маси протона і нейтрона; m_я im_a - маси ядра і атома ізотопу. Дефект маси виникає внаслідок притягання між нуклонами у ядрі завдяки сильній взаємодії. Він найбільший для ядер в середині періодичної таблиці (як видно із наведеного рисунка) і зменшується при збільшенні атомного номера елемента. Завдяки цьому поділі важких елементів, наприклад, урану або плутонію, вивільняється енергія. З іншого боку, як видно з рисунка, енергію можна отримати також при утворенні ядра гелію з ядер водню. Такий процес називається ядерним синтезом. Він є джерелом енергії зірок