Мир состоит из элементов (стр. 1 из 5)
РЕФЕРАТ
На тему:
МИР СОСТОИТ ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ
Выполнила:
Осипова Юлия
Ученица 9 «б» класса Школа №1
Брянск-2007
План реферата:
Введение
1. Классификация наиболее распространенных в природе химических элементов
1. Круговороты химических элементов
1.1 Круговорот азота в природе
1.2 Круговорот кислорода
1.3 Круговорот фосфора
1.4 Круговорот углерода
2. Человек…..
3. Металлы в природе
3.1 Кальций
3.2 Магний
3.3 Железо
Введение
Видно, чем-то похожа
На камень вода.
И в далеком родстве
Светлячок и звезда.
Что все это роднит:
Облака и гранит,
Человека, и звезды, и птиц?
Сложен мир.
Сложен мир из мельчайших частиц.
Ефим Ефимовский
Мир состоит из химических элементов.
Химические элементы являются кирпичиками мироздания.
Все многообразие окружающей нас действительности (и мы сами) состоит из комбинаций атомов сравнительно небольшого числа химических элементов. Около 90 элементов существует в природе (остальные получены искусственно с помощью ядерных реакций). Организм человека содержит около 70 элементов.
Всего лишь 8 элементов - кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний – составляют по массе 99% земной коры, причем половина приходится на кислород, а четверть – на кремний.
Поскольку все живое и окружающая живое среда состоят из атомов определенных элементов, совершенно ясно, что любое экологическое взаимоотношение только тогда будет глубоко раскрыто и понятно, когда будут проанализированы атомно-молекулярные основы этого взаимоотношения. Циклические перемещения химических элементов в биосфере придают последней определенную стабильность и обуславливают ее специфические свойства. Поэтому рассмотрение вопросов превращения элементов в природе, роли, которую они играют для биосферы, ее живых и неживых компонентов является ключевым моментом для понимания основ той или иной экологической проблемы.
1. Классификация наиболее распространенных в природе химических элементов
Из химических элементов, встречающихся в природе в существенных количествах (а таких ~ 50), примерно половину составляют биогенные элементы. Они жизненно необходимы организмам.
Оставшаяся половина – второстепенные элементы, не представляющие какой-либо известной ценности для живой клетки. Сам термин «второстепенные элементы» не совсем удачен. В природе нет таких элементов, к которым можно бы было относиться пренебрежительно Второстепенность здесь следует понимать как редкость, слабое распространение атомов некоторых химических элементов в составе живой природы.
В свою очередь, биогенные элементы делят на макро- и микроэлементы.
Макроэлементы (у животных к ним обычно относят 11 элементов) включают две группы: основные (6), из которых строятся биомолекулы клетки – белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводороды, и другие (5). Для углерода, азота, кислорода и водорода используют также исторически сложившееся общее название органогены – т. е. элементы, порождающие органические вещества.
Роль микроэлементов в жизни человека для одних из них доказана, для других вероятна. Главный критерий, по которому отличают макро- от микроэлементов – потребность организма в элементе. (выраженная в мг/кг массы или мг/сутки). Ежедневная потребность в макроэлементах составляет примерно 100мг/ сутки, тогда как в микроэлементах не превышает нескольких миллиграммов.
| Элементы встречающиеся в природе в существенных количествах. | ||||
| Биогенные элементы | Второст. Элементы | |||
| макроэлементы | микроэлементы | |||
| Основные: C,H,N,O,S,P | Другие: Ca,Mg,Na,K,Cl | Доказанные: Cu,Mn,Fe,Zn,Mo,F,I,Se | Вероятные: Cr,Ni,V,Sn,As,Si | |
| Потребность:~100 мг/сут | Потребность:<5-10 мг/сут | |||
1.1 Круговороты химических элементов
Химические элементы путешествуют, как и люди. Однако средств передвижения у химических элементов больше, потому что они используют транспорт, созданный и природой, и человеком. В природе химические элементы передвигаются в земной коре вместе с магматическими расплавами, по земле – в виде обломков горных пород, с глубинными и поверхностными водами, с живыми организмами.
Химическим элементам помогают путешествовать люди, отправляя их с продуктами питания (зерном, фруктами, овощами), с сырьем для промышленности (железной рудой, древесиной, углем) по железным дорогам, на самолетах и морских судах.
На пути химических элементов могут возникнуть препятствия – геохимические барьеры, заставляющие их накапливаться в земной коре, почвах, илах и живых организмах. Химические элементы всегда путешествуют вместе.
1.2 Круговорот азота в природе
При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве и трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например, с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты
2НNОз + СаСОз = Са(NОз)2 + СО2 +Н2О
Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходят в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву, часть его постепенно выделяется в свободном виде.
Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего, происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий – «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.
Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например, зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений.
На поверхности земного шара постоянно происходят процессы окисления (дыхание растительных и животных организмов, гниение), в результате чего свободный кислород связывается с другими элементами, входящими в состав органических веществ, и образует разнообразные соединения, например углекислый газ CO2, воду Н2О.
1.3 Круговорот кислорода в природе
Но количество свободного кислорода в атмосфере остаётся неизменным. Это происходит потому, что природу протекают процессы, обратные окислению, в результате которых образуется свободный кислород. Действительно, как показал русский ученый К.А. Тимирязев, в зеленых листьях растений под действием солнечных лучей и хлорофилла из воды и углекислого газа СО2 образуются органические вещества и кислород О2, выделяющийся в атмосферу.
Освобожденный кислород снова затрачивается при окислении органических веществ. Образующиеся при этом окислении вода и углекислый газ вновь превращаются в зеленых листьях на солнечном свету в органические вещества и свободный кислород и т. д. Так осуществляется круговорот кислорода в природе, т. е. попеременное вхождение его в соединения и выделение из них.
1.4 Круговорот фосфора
Растения могут произрастать, если в почве содержатся фосфаты. Но этих солей даже в наиболее плодородных почвах содержится мало. Там, где человек не вмешивается в жизнь природы, извлеченный растениями из почвы фосфор вновь возвращается в почву при гниении остатков растений и животных. Так осуществляется круговорот фосфора в природе.
1.5 Круговорот углерода
Подробно другим элементам, атомы углерода в природе не находятся постоянно в одних и тех же соединениях, а переходят из одних веществ в другие.
До 17 млрд. т углерода двуокиси углерода ежегодно переходит из атмосферы в состав органических веществ растений. Много углерода, перешедшего в состав растений, усваивается организмами животных и человека с растительной пищей. Часть ассимилированного растениями углерода отлагается в земле в виде торфа, угля и сланцев.
Кроме поглощения двуокиси углерода растениями, много ее связывается также в результате взаимодействия с карбонатами земной коры, которые при этом переходят в бикарбонаты.
Наряду с процессами связывания двуокиси углерода идут процессы выделения ее в атмосферу. В огромном количестве двуокись углерода образуется при дыхании животных, человека и растений. Выделение двуокиси углерода в атмосферу происходит также при сжигании различных видов топлива. Наконец, атмосфера пополняется двуокисью углерода благодаря деятельности вулканов, выделению газов из трещин земли и водных источников. Так происходит в природе непрерывный круговорот углерода.