КОЛОКВИУМ ПО ХИМИИ №1.

1.Типы химической связи.

Ковалентная неполярная – между элементами с одинаковой электроотрицательностью. Электронная плотность равномерно распределена между атомами.

Ковалентная полярная – разность электроотрицательности элементов составляет от 0 до 1,7. Электронная плотность смещена в сторону более электроотрицательного элемента.

Существует два механизма образования ковалентной полярной связи:

а)обменный – в образовании связи участвует по одному электрону от каждого элемента;

б)донорно-акцепторный – донор предоставляет неподеленную пару электронов, акцептор – свободную орбиталь (по донорно-акцепторному механизму образован хлорид аммония).

Ионная – в образовании связи участвуют катионы и анионы. Такую связь можно рассматривать, как частный случай ковалентной полярной связи. Разность электроотрицательностей элементов составляет более 1,7.

Металлическая – только между металлами. В образовании кристаллической решетки (в твердом агрегатном состоянии) участвует лишь малое количество электронов – они удерживают вокруг себя катионы металла. Остальные электроны свободно перемещаются в пределах решетки, что обусловливает тепло- и электропроводность металлов.

2.Биогенные элементы, их классификация: по функциональной роли, по количественному содержанию в организме.

Биогенные элементы – элементы, необходимые для нормального функционирования организма.

Классификация по количественному содержанию в организме:

1. Макроэлементы(Ca,Na,P,Cl-,Mg,K,O,S,C,H,N)

2. Микроэлементы(Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, В, Kb)

3. Ультрамикроэлементы.

Классификация по функциональной роли:

1. Органогены.

2. Элементы электролитного ряда.

3. Микроэлементы – составные части активного центра ферментов.

3.Биологическая роль макро- и микроэлементов.

Са:

• Входит в состав костной ткани;

• Компонент свертывающей системы крови;

• Стабилизатор клеточной мембраны;

• Участвует в проведении нервного импульса через синапс;

• Участвует в сокращении мышечного волокна;

• Влияет на тучные клетки, оказывая противоаллергическое действие.

К:

• Вместе с Na обеспечивает прохождение импульсов в организме;

• Поддерживает осмотическое давление;

• Участвует в контроле за сокращением сердечной мышцы.

Мg:

• Участвует в реакциях матричного синтеза (входит в состав РНК-полимеразы);

• Участвует в передаче нервного импульса;

• Входит в состав лейкоцитов (интегрины – специализированные рецепторы на поверхности лейкоцита);

• Выступает в роли кофермента и стабилизатора в работе ферментов.

Р:

• Участвует в минерализации костей;

• Входит в состав АМФ, АДФ, АТФ;

• Компонент буферной системы крови;

• Входит в состав мозговой ткани.

Fe:

• Входит в состав гемоглобина крови

Mn:

• Входит в состав всех органов и тканей

• Участвует в белковом и фосфорном обмене

• Участвует в половой функции и в функции опорно-двигательного аппарата

4.Термодинамические системы: определение, классификация. Классификация процессов. Стандартное состояние.

Т\с – любой объект природы, состоящий из большого количества атомов или структурных единиц, отграниченный от других объектов природы вымышленной или реально существующей границей раздела.

Классификация т\с по агрегатному состоянию:

А)Гомогенные – состоят из одной фазы.

Б)Гетерогенные – состоят из двух и более фаз.

Фаза – участок т\с, однородный по составу и свойствам, отделенный от других участков т\с границей раздела.

Например, дистилированная вода – гомогенная система; вода с плавающим льдом – гетерогенная система; молоко – гетерогенная система( т.к. в нем несколько фаз – вода, капли жира и растворенные минеральные соли).

Классификация по способу взаимодействия с окружающей средой:

А)Изолированные – с окружающей средой нет никакого вида обмена (термос с горячей водой – вещество и энергия остаются только в системе);

Б)Закрытые – происходит обмен с окружающей средой только энергией (цилиндр парового двигателя – движение поршня происходит под действием энергии цилиндра, который можно рассматривать как т\с, но обмена веществом не происходит);

В) Открытые – происходит обмен как веществом, так и энергией (любой живой организм).

Т\с процесс – процесс перехода т\с из одного состояния в другое, сопровождающееся нарушением равновесия в системе.

4.Кинетика хим. реакций. Классификация.

Химическия кинетика – раздел химии, посвященный изучению скоростей и механизмов химических реакций.

Отвечает за сбалансированность скорости ХР, что позволяет поддерживать гомеостаз.

ХР бывают:

1. Гомогенными (в-ва реагируют в одну фазу)

2. Гетерогенными (в-ва реагируют в несколько фаз)

5.Скорость ХР. Факторы на нее влияющие.

Под СХР понимают число элементарных актов реакции в единицу времени в единице объема (для гомогенных ХР) или на единицу поверхности раздела фаз (для гетерогенных ХР).

На скорость реакции влияют:

1. Природа реагирующих в-в.

2. Концентрация.

3. Катализатор.

4. Температура.

7. Зависимость СХР от концентрации в-в. Закон действующих масс.

Скорость реакции характеризуется концентрацией реагирующих веществ – чем больше концентрация исходных реагентов, тем быстрее происходит их взаимодействие. Для обратимых реакций применимо понятие «период полупревращения» - время, необходимое, чтобы прореагировала половина реагентов,т.к. именно в этот момент устанавливается химическое равновесие в системе.

8.Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Энергия активации.

В небиологических системах, согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры скорость реакции возрастает в 2-4 раза.

Особенность биологических систем в том, что белки(наследственный материал, мембраны, ферменты) могут выполнять свои функции и вообще существовать в строго определенных температурных рамках. Оптимальной температурой для биологических систем является 37-38 грудасов.

9. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции. Константа химического равновесия. Прогнозирование смещения химического равновесия.

Реакции, конечными продуктами которых являются нерастворимые или малорастворимые вещества, слабодиссоциирующие соединения, называются необратимыми.

Если же продукты реакции могут взаимодействовать между собой, то реакция имеет название обратимой (в таком случае имеют в виду прямую и обратную реакции и их скорости). Прямая реакция протекает до тех пор, пока исходные реагенты и продукты реакции не будут равны и в системе не установится химическое равновесие. Внешнее воздействие(изменение концентрации веществ, температуры и т. д.) на данную систему приведет к смещению химического равновесия — т. е.,ускорение прямой или обратной реакции.

Внешние воздействия на систему следует рассматривать с точки зрения принципа Ле Шателье:

1) увеличение концентрации исходного вещества сместит равновесие вправо — в сторону образования продуктов реакции;

2)увеличение концентрации продуктов реакции(добавление их в раствор) сместит равновесие влево — в сторону образования исходных реагентов;

3)если мы говорим о газовой смеси или растворении газов в жидкости, то на систему влияет давление. Давление увеличивает растворимость газов, поэтому равновесие в этом случае сместится вправо — реакция пойдет быстрее. На жидкие системы давление большого влияния не оказывает.

4)температура — важный фактор как для газовой смеси, так и для жидкостей. Увеличение температуры в газовой фазе замедлит протекание прямой реакции — равновесие сместится влево.

Увеличение температуры для жидких фаз и гетерогенных систем(например, растворение поваренной соли в воде) может оказать разное влияние. Существуют реакции, для которых повышение температуры благоприятно, для других — нет.

5)если говорить об организме человека, то все реакции во внутренней среде протекают в строго определенных значениях давления, температуры и концентрации. Это так называемое стационарное состояние среды или гомеостаз.