विषय द्वितीय। समूह IV के पी-तत्व: कार्बन, सिलिकॉन, टिन, लेड

1. कार्बन और सिलिकॉन की जैविक भूमिका

कार्बन।   कार्बन परमाणु की ख़ासियत (वैलेंस ऑर्बिटल्स की संख्या और वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या, नाभिक के साथ उनकी निकटता और मजबूत कार्बन बॉन्ड बनाने की क्षमता) की समानता इस तथ्य का कारण है कि कार्बन कई कार्बनिक यौगिकों का आधार है। एक जैविक दृष्टिकोण से, कार्बन नंबर एक जीव है। मानव शरीर (21.15%) में सामग्री के अनुसार, कार्बन मैक्रो तत्वों से संबंधित है। यह प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, विटामिन, हार्मोन के रूप में सभी ऊतकों और कोशिकाओं का हिस्सा है। कार्बनिक पदार्थों के जैवसंश्लेषण की प्रक्रियाओं में कार्बन की भूमिका बहुत बड़ी है।

प्रकृति में कार्बन चक्र अकार्बनिक कार्बन के कार्बनिक कार्बन और इसके विपरीत में संक्रमण के कारण है। पौधों की कोशिकाओं (क्लोरोप्लास्ट) में, सौर ऊर्जा और क्लोरोफिल की कार्रवाई के तहत, कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित किया जाता है:

6nCO 2 + 5nH 2 O (C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2, DH\u003e 0

मनुष्यों और जानवरों में, ऊतक श्वसन के दौरान रिवर्स प्रक्रिया होती है:

(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 ® 6nCO 2 + 5nH 2 O, DH<0

H 2 CO 3 –CHO 3 - सिस्टम रक्त प्लाज्मा का मुख्य बफर सिस्टम है, जो एसिड-बेस हेमोस्टेसिस (लगभग 7.4 का एक निरंतर रक्त पीएच मान) के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

सिलिकॉन सबसे आम तत्वों में से एक है, लेकिन मानव शरीर में इसकी सामग्री के संदर्भ में, यह अशुद्धता तत्वों से संबंधित है। इसी समय, यह एक महत्वपूर्ण (आवश्यक) तत्व है। कुल में, एक वयस्क के शरीर में लगभग 1 ग्राम सिलिकॉन होता है। अधिकांश सिलिकॉन संयोजी ऊतकों में पाए जाते हैं: महाधमनी, ट्रेकिआ, स्नायुबंधन, हड्डियों, त्वचा (विशेष रूप से एपिडर्मिस में), बालों और लिम्फ नोड्स की दीवारें। सिलिकॉन लिपिड चयापचय को प्रभावित करता है, हड्डी के ऊतकों में कोलेजन का गठन। उम्र बढ़ने के साथ सिलिकॉन की सांद्रता कम हो जाती है, यह एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास को रोकते हुए, एक जैव अपघटन के रूप में इसकी भूमिका का अप्रत्यक्ष सबूत है। सिलिकॉन भी म्यूकोपॉलीसेकेराइड का हिस्सा है, जो कार्बोहाइड्रेट के हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ ऑर्थोसिलिकॉन एसिड की बातचीत से उत्पन्न होने वाले मजबूत ईथर बॉन्ड बनाते हैं, अर्थात। सिलिकॉन-कार्बनिक यौगिकों का निर्माण जारी है:

R 1 –O - Si (OH) 2 –O - Si (OH) 2 –O - R 2

2. कार्बन, सिलिकॉन और सीसा के अकार्बनिक यौगिकों का चिकित्सीय प्रभाव

दोनों कार्बन और इसके अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग चिकित्सा पद्धति में किया जाता है।

1. सक्रिय कार्बन (विशेष रूप से उपचारित लकड़ी का कोयला) के रूप में कार्बन में एक बड़ी सतह गतिविधि होती है। यह अपनी सतह पर विभिन्न प्रकृति (गैसों, अल्कलॉइड्स, भारी धातुओं, आदि) के विषाक्त पदार्थों को सोखने में सक्षम है। इसका उपयोग नशा, विषाक्तता, अपच, पेट फूलना आदि के लिए गोलियों के रूप में किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2), जो चयापचय के परिणामस्वरूप शरीर के ऊतकों में बनता है, श्वसन और रक्त परिसंचरण की प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सीओ 2 श्वसन केंद्र का एक शारीरिक उत्तेजक है, इसलिए, सर्जिकल अभ्यास में, श्वसन केंद्र को उत्तेजित करने के लिए दवा कार्बोजेन (7% सीओ 2 और 93% ओ 2) का उपयोग किया जाता है।

2. सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO 3) का उपयोग एसिडोसिस (मधुमेह, आदि) से जुड़े विभिन्न रोगों में किया जाता है। अम्लीयता कम करने के लिए रासायनिक आधार अम्लीय उत्पादों के साथ NaHCO 3 की पारस्परिक क्रिया है:

पैनसो 3 + आर - कोह ® आर - कोनो + एच 2 ओ + सीओ 2

परिणामस्वरूप कार्बनिक सोडियम लवण मूत्र में उत्सर्जित होते हैं, और सीओ 2 फेफड़ों के माध्यम से उत्सर्जित होता है। गैस्ट्रिक जूस, गैस्ट्रिक अल्सर और ग्रहणी संबंधी अल्सर की बढ़ती अम्लता के साथ पैनो 3 का उपयोग किया। NaHCO 3 की एंटासिड क्रिया का रासायनिक आधार गैस्ट्रिक जूस के अतिरिक्त हाइड्रोक्लोरिक एसिड को बेअसर करने की प्रतिक्रिया में होता है।

NaNSO 3 + HCl® NaCl + H 2 O + CO 2

प्रतिकूल दुष्प्रभाव इस तथ्य के कारण है कि कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) जारी किया जाता है, जो गैस्ट्रिक म्यूकोसा के रिसेप्टर्स की जलन को बढ़ाता है और स्राव में माध्यमिक वृद्धि का कारण बनता है, इसके अलावा, यह पेप्टिक अल्सर में पेट की दीवार के छिद्र में योगदान कर सकता है। अपने हाइड्रोलिसिस और क्षार गठन के परिणामस्वरूप NaHCO 3 की बड़ी खुराक लेते समय, क्षारीयता (रक्त पीएच में वृद्धि) की घटना देखी जाती है, जो शरीर के लिए बहुत हानिकारक है।

NaHCO 3 के जलीय घोलों में, इसका क्रमिक हाइड्रोलिसिस होता है।

NaHCO 3 + H 2 O® NaOH + H 2 CO 3® H 2 O + CO 2

और हाइड्रोलिसिस का उत्पाद क्षार है - NaOH, जो जब माइक्रोबियल कोशिकाओं के संपर्क में आता है, सेलुलर प्रोटीन को अवक्षेपित करता है, और इसके परिणामस्वरूप, सूक्ष्मजीवों की मृत्यु हो जाती है। इसके आधार पर, ऊपरी श्वसन पथ, गले, आंखों और अन्य ऊतकों की सूजन संबंधी बीमारियों में rinsing, लोशन के लिए एंटीसेप्टिक के रूप में NaHCO 3 का उपयोग किया जाता है।

3. एक एंटासिड के रूप में, मैग्नीशियम ट्राइसिलिकेट का उपयोग किया जाता है, जिसका प्रभाव गैस्ट्रिक रस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड को बेअसर करने की प्रतिक्रिया के साथ जुड़ा हुआ है:

Mg 2 Si 3 O 8 + 4HCl® 2MgCl 2 + 3SiO 2 2H 2 O

परिणामस्वरूप सिलिका जेल में एक आवरण और सोखना प्रभाव होता है।

4. लीड आयन (Pb 2+), माइक्रोबियल कोशिकाओं और ऊतकों के साइटोप्लाज्म के साथ प्रतिक्रिया करते हुए, जेल की तरह एल्बुमिन बनाते हैं। छोटी खुराक में, Pb 2+ के घुलनशील लवणों में कसैले प्रभाव होते हैं, जिससे प्रोटीन का संचय होता है। जैल का गठन कोशिकाओं में रोगाणुओं के प्रवेश को रोकता है और भड़काऊ प्रतिक्रिया को कम करता है। लीड लोशन का उपयोग इस पर आधारित है।

Pb 2+ आयनों की बढ़ती सांद्रता के साथ, एल्ब्यूमिनेट्स का गठन अपरिवर्तनीय हो जाता है, आर - अघुलनशील एल्बुमिनेट्स ऑफ आर - सीओओएच प्रोटीन की सतह के ऊतक जमा होते हैं:

Рb 2+ + 2R - COOH® Pb (R - COO) 2 + 2H +

इसलिए, सीसा (II) की तैयारी ऊतक पर मुख्य रूप से कसैले प्रभाव डालती है। वे केवल बाहरी उपयोग के लिए निर्धारित हैं, चूंकि, जठरांत्र संबंधी मार्ग या श्वसन पथ में अवशोषित होने के कारण, वे उच्च विषाक्तता का प्रदर्शन करते हैं।

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विषय: "कार्बन और सिलिकॉन की शारीरिक भूमिका

और मानव शरीर में उनके गुण "

पूरा: छात्र 1 पाठ्यक्रम

6 जीआर।, 2 पी। जीआर

पावलोवा ओल्गा

मैं जाँच की:

बुडेंटसेवा तात्याना वैलेन्टिनोव्ना

मास्को 2013

1. परिचय। 3

2. कार्बन की शारीरिक भूमिका। 4

2.1। कार्बन के कुछ गुण। 4

3. सिलिकॉन की शारीरिक भूमिका। 5

3.1। सिलिकॉन "ईटर" घाटा। 6

3.2। सिलिकॉन की किस्में। 6

3.2.1। सिलिकॉन एक बायोकाटलिस्ट है। 8

4. निष्कर्ष। 8

1. परिचय।

कार्बन (लाट। कार्बोनियम), सी - आवर्त सारणी के समूह IV का रासायनिक तत्व।

कार्बन को प्राचीन काल से जाना जाता है। चारकोल का इस्तेमाल अयस्कों, हीरे - जैसी कीमती पत्थरों से धातुओं की वसूली के लिए किया जाता था। बहुत बाद में, क्रूसिबल और पेंसिल के निर्माण के लिए ग्रेफाइट का उपयोग किया गया था।

1778 में, नाइट्रेट के साथ ग्रेफाइट को गर्म करने वाले के। स्केलेलेट ने पाया कि नाइट्रेट के साथ कोयले को गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड उसी समय निकल जाती थी। हीरे की रासायनिक संरचना हवा में जलने वाले हीरे के अध्ययन और ए। टेनेन्ट (1797) के अध्ययन पर ए। लवॉज़ियर के प्रयोगों (1772) के परिणामस्वरूप स्थापित की गई थी, जिन्होंने साबित किया कि हीरे और कोयले की समान मात्रा ऑक्सीकरण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड की समान मात्रा देती है। रासायनिक तत्व के रूप में कोने को केवल 1789 में ए। लावोईसियर द्वारा मान्यता दी गई थी। कार्बोनियम कार्बन का लैटिन नाम कार्बो - कोयला से लिया गया था।

तत्व की व्यापकता के संदर्भ में कार्बन - सिलिकॉन - का निकटतम एनालॉग तीसरा (ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बाद) है: यह पृथ्वी की पपड़ी के परमाणुओं की कुल संख्या का 16.7% है। यदि कार्बन को सभी कार्बनिक जीवन के लिए मुख्य तत्व के रूप में माना जा सकता है, तो ठोस पृथ्वी की पपड़ी के संबंध में सिलिकॉन एक समान भूमिका निभाता है, क्योंकि इसके द्रव्यमान के मुख्य भाग में सिलिकेट चट्टानें होती हैं, जो आमतौर पर ऑक्सीजन के साथ विभिन्न सिलिकॉन यौगिकों के मिश्रण और कई अन्य तत्वों का प्रतिनिधित्व करती हैं। फ्री सिलिका (SiO 2) भी बहुत आम है, मुख्य रूप से साधारण रेत के रूप में।

मुफ्त सिलिकॉन पहली बार 1823 में प्राप्त किया गया था। प्राकृतिक तत्व तीन समस्थानिकों से बना है - 28 Si (92.2%), 29 Si (4.7) और 30 Si (3.1)।

2. कार्बन की शारीरिक भूमिका।

वन्यजीवों में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण कार्बन बहुत महत्वपूर्ण है। कार्बन यौगिक पौधे और जीवित जीवों का आधार हैं, अर्थात, कार्बन जीवन का मुख्य तत्व है। एक नियम के रूप में, जीव जितना अधिक जटिल होता है, उसकी कार्बन सामग्री (0.1 से 30% तक) अधिक होती है। मनुष्यों में, कार्बन 21.15% है। यह प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट, विटामिन और हार्मोन के रूप में सभी ऊतकों और कोशिकाओं का एक घटक है।

मानव शरीर में, कार्बन भोजन (लगभग 300 ग्राम प्रति दिन) से आता है। कार्बन मांसपेशियों के द्रव्यमान का 2/3 और हड्डी द्रव्यमान का 1/3 है। मुख्य रूप से उत्सर्जित वायु (कार्बन डाइऑक्साइड) और मूत्र (यूरिया) से उत्सर्जित।

बायोमोलेक्यूल्स में, कार्बन बहुलक श्रृंखला बनाता है और हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य तत्वों के साथ मजबूती से बंध जाता है। कार्बन की शारीरिक भूमिका इस तथ्य से निर्धारित होती है कि यह तत्व सभी कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा है और शरीर में लगभग सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में भाग लेता है। ऑक्सीजन द्वारा कार्बन यौगिकों के ऑक्सीकरण से पानी और कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है; यह प्रक्रिया शरीर के लिए एक ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करती है। कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 (कार्बन डाइऑक्साइड) चयापचय की प्रक्रिया में बनता है और श्वसन केंद्र का एक उत्तेजक है, श्वसन और परिसंचरण के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

मुक्त कार्बन विषाक्त नहीं है, लेकिन इसके कई यौगिकों में महत्वपूर्ण विषाक्तता है: कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ (कार्बन मोनोऑक्साइड), कार्बन टेट्राक्लोराइड सीसी 14, कार्बन डाइसल्फ़ाइड सीएस 2, सायनिक एसिड एचसीएन के लवण, बेंजीन 6 एच 8 और कई अन्य। 10% से अधिक की एकाग्रता में कार्बन डाइऑक्साइड एसिडोसिस (रक्त पीएच में कमी), सांस की तकलीफ और श्वसन केंद्र के पक्षाघात का कारण बनता है।

कोयले की धूल के लंबे समय तक साँस लेने से एन्थ्रेकोसिस हो सकता है - एक बीमारी जो फेफड़ों और लिम्फ नोड्स के ऊतक में कोयले की धूल के जमाव के साथ होती है, फेफड़े के ऊतकों में स्क्लेरोटिक परिवर्तन। तेल उद्योग में कार्यरत श्रमिकों में हाइड्रोकार्बन और तेल के अन्य यौगिकों का विषाक्त प्रभाव त्वचा के मोटे होने, दरारें और अल्सर की उपस्थिति, और पुरानी जिल्द की सूजन के विकास में प्रकट हो सकता है।

2.1। कार्बन के कुछ गुण।

• खाद्य उत्पादों का दैनिक सेवन: 300 ग्राम
• हवा का दैनिक सेवन: 3.7 ग्राम
• पुनर्जीवन (%): 10%
• हवा के साथ दैनिक उत्सर्जन: -300 ग्राम
• उन्मूलन आधा जीवन 37 दिन है।
• मानव शरीर में परमाणुओं की संख्या: 6.4 x 10
• एक सेल में परमाणुओं की संख्या: 6.4 x 10
• मानव शरीर में औसत सामग्री:

रक्त: 25000 मिलीग्राम / एल

हड्डियों: 280,000 मिलीग्राम / किग्रा

• मनुष्यों को विषाक्त खुराक सीओ या साइनाइड के रूप में हो सकता है।

3. सिलिकॉन की शारीरिक भूमिका।

महान रूसी वैज्ञानिक वी। वर्नाडस्की ने लिखा है कि सिलिकॉन की कमी के साथ एक भी जीवित जीव सामान्य रूप से विकसित नहीं हो सकता है। आखिरकार, हमारे सभी आंतरिक अंगों के ऊतकों में सिलिकॉन यौगिक मौजूद होते हैं। सिलिकॉन की कमी रक्त वाहिकाओं में पैथोलॉजिकल परिवर्तन के कारणों में से एक है: स्ट्रोक, दिल का दौरा, डिस्बिओसिस, हेपेटाइटिस, गठिया, पॉलीआर्थराइटिस और अन्य बीमारियां

सिलिकॉन सभी संयोजी ऊतकों, हड्डियों, जहाजों और उपास्थि का एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण हिस्सा है। सिलिकॉन की कमी, अक्सर मनुष्यों में उम्र के साथ प्रकट होती है, रक्त वाहिकाओं की लोच में कमी का कारण बनती है, विशेष रूप से बड़े और मध्यम व्यास की धमनियों। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, उनमें एथेरोस्क्लोरोटिक सजीले टुकड़े बनाने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। रक्त वाहिकाओं की दीवारों के ऊतकों में निहित सिलिकॉन, प्लाज्मा में कोलेस्ट्रॉल के प्रवेश को रोकता है और रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर लिपिड के जमाव को रोकता है। उम्र के साथ, सिलिकॉन सामग्री घट सकती है (अनुचित पोषण के कारण, विशेष रूप से डेयरी उत्पादों में)। यह परिस्थिति एथेरोस्क्लेरोसिस की ओर ले जाती है, क्योंकि रक्त वाहिकाओं की दीवारें अपने इलास्टिन युक्त सिलिकॉन ऊतक को खो देती हैं, जो रक्त वाहिकाओं की लोच के लिए जिम्मेदार है। रक्त में, आमतौर पर कोई बड़ा बदलाव नहीं होता है। हालांकि, रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर कोलेस्ट्रॉल सजीले टुकड़े बनते हैं - ये कैल्शियम-आधारित लिपिड और ट्राइकोमोनास कॉलोनियां हैं - जो वासोकोनस्ट्रिक्शन की ओर ले जाती हैं।

3.1। सिलिकॉन "ईटर" घाटा।

यदि सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है, तो 70 अन्य आवश्यक ट्रेस तत्व बिल्कुल अवशोषित नहीं होते हैं। सिलिकॉन की कमी के साथ, रक्त में ल्यूकोसाइट्स का स्तर कम हो जाता है, घाव और खरोंच अच्छी तरह से ठीक नहीं होते हैं, भूख और प्रतिरक्षा में कमी, ऑस्टियोपोरोसिस, गठिया, एथेरोस्क्लेरोसिस, उच्च रक्तचाप, गैस्ट्रिक अल्सर, तपेदिक, एनजाइना पेक्टोरिस, अतालता, मायोकार्डियल रोधगलन और स्ट्रोक का विकास हो सकता है। इसकी कमी से, नाखून और बाल भंगुर और शुष्क हो जाते हैं, और त्वचा परतदार हो जाती है। त्वचा पर मौसा की एक बड़ी संख्या भी शरीर में सिलिकॉन की कमी के कारण हो सकती है। मस्तिष्क कार्यों के कुछ विकार भी हो सकते हैं, क्योंकि यह सेरिबैलम के सामान्य कामकाज में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। शरीर में सिलिकॉन की कमी की पृष्ठभूमि के खिलाफ, आंदोलनों के समन्वय में गड़बड़ी होती है, घूमते समय लड़खड़ाहट दिखाई देती है, सामान्य कमजोरी, चिड़चिड़ापन बढ़ता है, भ्रम बढ़ता है।

गर्भवती महिलाओं, नर्सिंग माताओं और बच्चों को विशेष रूप से सिलिकॉन युक्त उत्पाद की आवश्यकता होती है। उनमें सिलिकॉन की आवश्यकता एक वयस्क की तुलना में कई गुना अधिक है। दरअसल, एक बढ़ते हुए जीव में, संचार प्रणाली मस्तिष्क का निर्माण करती है - शरीर - और, स्वाभाविक रूप से, संचार तत्व की आवश्यकता एक वयस्क की तुलना में बहुत अधिक है। सिलिकॉन मानव शरीर में संचार का मुख्य संरचनात्मक तत्व है।

3.2। सिलिकॉन की किस्में।

सिलिकॉन गहरे भूरे रंग का होता है (जैसे चकमक में मैग्नीशियम होता है) और लाल रंग (लोहा होता है)। चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए केवल गहरे भूरे (काले) चकमक पत्थर का उपयोग किया जाता है। इसकी उत्पत्ति ऑर्गेनोजेनिक है, अर्थात यह पृथ्वी पर जीवित जीवों के उपनिवेशों के मरने से पहले बना था, इसकी संरचना में गोले और कंकाल थे। यह क्रेटेशियस काल के गर्म पानी में उत्पन्न हुआ, जब जीवन के अभ्यस्त रूप हमें दिखाई दिए। काला पत्थर उस युग के पानी की "स्मृति" को हमारे सामने लाया। पानी में एक पत्थर होम्योपैथिक खुराक में सिलिकिक एसिड का उत्पादन शुरू करता है, लेकिन यह पर्याप्त है ताकि जब यह शरीर में प्रवेश करे तो यह विभिन्न अंगों में स्लैग और नमक जमा को भंग कर सकता है। वह स्वस्थ, जीवन-सहायक प्रक्रियाओं की बहाली के लिए आवश्यक शर्तों को बनाने में सक्षम है।

3.2.1। सिलिकॉन एक बायोकाटलिस्ट है।

वैज्ञानिकों का दावा है कि सिलिकॉन में कार्बनिक अवशेष अद्वितीय बायोकाटलिस्ट (आयोजक) हैं जो प्रकाश ऊर्जा की प्रक्रिया कर सकते हैं और हमारे शरीर के जलीय घोल में दस गुना अभिक्रियाओं में तेजी ला सकते हैं। ये जैविक पदार्थ जटिल कार्बनिक यौगिकों के निर्माण का आधार हैं - एक जीवित जीव का आधार - क्लोरोफिल और हीमोग्लोबिन। सिलिकॉन के आसपास बने ये जलीय घोल सभी जीवित चीजों के विकास में बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं और शरीर पर लाभकारी प्रभाव डालते हैं। सिलिकॉन पानी में, सिलिकॉन तरल क्रिस्टल के एक विद्युत जाली के साथ एक संरचनात्मक जल प्रणाली का गठन होता है ताकि इसमें रोगजनक, गैर-सहजीवी सूक्ष्मजीवों और विदेशी रासायनिक तत्वों के लिए कोई जगह न हो। इन विदेशी अशुद्धियों को पानी से बाहर निकाला जाता है और अवक्षेपित किया जाता है।

4. निष्कर्ष।

सिलिकॉन - एक ट्रेस तत्व जो लगातार मानव शरीर में निहित होता है। इसकी सबसे बड़ी राशि लिम्फ नोड्स, महाधमनी के संयोजी ऊतक, ट्रेकिआ, बाल और त्वचा में निहित है। एपिथेलियल कोशिकाओं के निर्माण के लिए सिलिकॉन आवश्यक है, मैग्नीशियम और फ्लोरीन के साथ ऑससीफिकेशन की प्रक्रियाओं में शामिल है।

हड्डी के खनिजकरण की प्रक्रिया में सिलिकॉन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; धमनी दीवार की लोच बनाए रखने के लिए आवश्यक, प्रतिरक्षा प्रणाली पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है और मानव शरीर के ऊतकों में उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को धीमा कर देता है।

सिलिकॉन के स्रोत भूरे रंग के चावल, बीट, सोयाबीन हैं,

कार्बन सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्व है जो पृथ्वी पर जीवन का आधार बनता है। जीवों द्वारा आवश्यक ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कार्बन के ऑक्सीकरण के कारण कोशिकाओं में बनता है। जीवित प्रकृति में कार्बन की अनूठी भूमिका इसके गुणों के कारण है, जो एक साथ आवधिक प्रणाली का कोई तत्व नहीं है। केवल तीन तत्व - सी, ओ, और एच - जीवित जीवों के कुल द्रव्यमान का 98% बनाते हैं।

संक्षिप्त विवरण

कार्बन (लाट। कार्बोनियम), सी - आवर्त सारणी के समूह IV का रासायनिक तत्व।
कार्बन को प्राचीन काल से जाना जाता है। चारकोल का इस्तेमाल अयस्कों, हीरे - जैसी कीमती पत्थरों से धातुओं की वसूली के लिए किया जाता था। बहुत बाद में, क्रूसिबल और पेंसिल के निर्माण के लिए ग्रेफाइट का उपयोग किया गया था।

प्रकृति में कार्बन की भूमिका। प्रकृति में वितरण। भौतिक और रासायनिक गुण। वन्यजीवों में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका। चयापचय और प्रकृति में कार्बन चक्र के अध्ययन में प्रमुख प्रगति। प्रोटीन बायोसिंथेसिस के तंत्र।

कीवर्ड:कारबोनकेयस

विषय:रसायन

देखें:अमूर्त

भाषा:रूसी

द्वारा भेजा गया:शिशोवा मरीना

तिथि जोड़ी गई:06.10.2006

कार्बन

समाप्त: सेरेनकोव एंड्रयू

पुपिल 11 "बी" वर्ग

जाँच की गई: कोमारचेवा ई.ए.

2005योजना

• 2. प्रकृति में वितरण।
• 3. भौतिक और रासायनिक गुण।

1. वन्य जीवन में कार्बन की भूमिका

कार्बन (लाट। कार्बोनियम), सी - आवर्त सारणी के समूह IV का रासायनिक तत्व। 12 C (98.892%) और 13 C (1.108%) के दो स्थिर समस्थानिक ज्ञात हैं।

कार्बन को प्राचीन काल से जाना जाता है। चारकोल का इस्तेमाल अयस्कों, हीरे - जैसी कीमती पत्थरों से धातुओं की वसूली के लिए किया जाता था। बहुत बाद में, क्रूसिबल और पेंसिल के निर्माण के लिए ग्रेफाइट का उपयोग किया गया था।

1778 में के। स्कीलनाइट्रेट के साथ हीटिंग ग्रेफाइट, उन्होंने पाया कि इस मामले में, साथ ही नाइट्रेट के साथ कोयले को गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है। हीरे की रासायनिक संरचना प्रयोगों के परिणामस्वरूप स्थापित की गई थी। ए। लावोइसेयर(1772) हवा में हीरे को जलाने और शोध के अध्ययन पर S.Tennanta(१ (९ who), जिन्होंने यह साबित किया कि हीरे और कोयले की समान मात्रा ऑक्सीकरण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड की समान मात्रा देते हैं। रासायनिक तत्व के रूप में कार्बन को केवल 1789 में मान्यता दी गई थी ए। लावोइसेयर।लेबो नाम के अर्बन-कोयले से प्राप्त लैटिन नाम कार्बन है।

2. प्रकृति में फैला है.

पृथ्वी की पपड़ी में औसत कार्बन सामग्री 2.3 * 10 -2% द्रव्यमान द्वारा (1 * 10 - 2 पराबैंगनी में, 1 * 10 - 2 मुख्य में, 2 * 10 - 2 बीच में, 3 * 10 - 2 एसिड चट्टानों में )। पृथ्वी की पपड़ी (बायोस्फीयर) के ऊपरी हिस्से में कार्बन जमा होता है: जीवित पदार्थ में 18% कार्बन, लकड़ी में 50%, कोयले में 80%, तेल में 85%, 96% एन्थ्रेसाइट। लिथोस्फियर के कार्बन का एक हिस्सा चूना पत्थर और डोलोमाइट में केंद्रित है।

कार्बन खनिजों की संख्या 112 है; कार्बनिक कार्बन यौगिकों की संख्या - हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव - बहुत बड़ी है।

पृथ्वी की पपड़ी में कार्बन का संचय कई अन्य तत्वों के संचय से जुड़ा होता है जो कार्बनिक पदार्थों से घिरे होते हैं और अघुलनशील कार्बोनेट, आदि के रूप में अवक्षेपित होते हैं।

पृथ्वी की पपड़ी में औसत सामग्री की तुलना में, मानव जाति बहुत अधिक मात्रा में सबसॉइल (कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस) से कार्बन निकालती है, ये जीवाश्म ऊर्जा के मुख्य स्रोत हैं।

कार्बन भी अंतरिक्ष में व्यापक है; सूर्य पर, यह हाइड्रोजन, हीलियम और ऑक्सीजन के बाद 4 वें स्थान पर है।

3. एफभौतिक और रासायनिक गुण।

चार क्रिस्टलीय कार्बन संशोधनों को जाना जाता है: ग्रेफाइट, हीरा, कार्बिन, और लोंसडेलाइट। ग्रेफाइट ग्रे-ब्लैक, अपारदर्शी, स्पर्श करने के लिए तैलीय, धातुई शाइन के साथ बहुत ही नरम द्रव्यमान है। कमरे के तापमान और सामान्य दबाव (0.1) पर एम.एन./मीटर 2 , या १ kgf/देखना 2 ) ग्रेफाइट थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर है। हीरा एक बहुत कठोर, क्रिस्टलीय पदार्थ है। क्रिस्टल में एक घन चेहरा केंद्रित जाली है: a = 3.560। कमरे के तापमान और सामान्य दबाव में, हीरा मेटास्टेबल है। हीरे को ग्रेफाइट में ध्यान देने योग्य परिवर्तन 1400 C से ऊपर के तापमान पर वैक्यूम या एक निष्क्रिय वातावरण में देखा जाता है। वायुमंडलीय दबाव और लगभग 3700C ग्रेफाइट के तापमान को कम करता है। तरल कार्बन 10.5 से ऊपर के दबाव में प्राप्त किया जा सकता है एम.एन./मीटर 2 (1051 kgf/देखना 2 ) और तापमान 3700 00 से ऊपर। ठोस कार्बन (कोक, कालिख, लकड़ी का कोयला) भी "अनाकार" कार्बन की एक अव्यवस्थित संरचना के साथ एक राज्य द्वारा विशेषता है, जो एक स्वतंत्र संशोधन का गठन नहीं करता है; इसकी संरचना के केंद्र में क्रिस्टलीय ग्रेफाइट की संरचना है। हवा की पहुंच के बिना 1500-1600-16 से ऊपर "अनाकार" कार्बन की कुछ किस्मों को गर्म करने से उनके ग्रेफाइट में परिवर्तन होता है। "अनाकार" कार्बन के भौतिक गुण दृढ़ता से कणों के फैलाव और अशुद्धियों की उपस्थिति पर निर्भर करते हैं। घनत्व, गर्मी क्षमता, तापीय चालकता और "अनाकार" कार्बन की विद्युत चालकता हमेशा ग्रेफाइट की तुलना में अधिक होती है। कृत्रिम रूप से प्राप्त कारबिन। यह एक अच्छा क्रिस्टलीय काला पाउडर है (घनत्व 1.9 - 2   जी/देखना 3 )। सी परमाणुओं की लंबी श्रृंखला से निर्मित एक दूसरे के समानांतर रखे गए हैं। उल्कापिंडों में पाए जाने वाले लोंसडेलाइट और कृत्रिम रूप से प्राप्त; इसकी संरचना और गुण पूरी तरह से स्थापित नहीं हैं।

कार्बन परमाणु 2s 2 2p 2 के बाहरी आवरण का विन्यास। कार्बन को चार सहसंयोजक बंधों के गठन की विशेषता है, बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल के 2sp 3 राज्य के उत्तेजना के कारण। इसलिए, कार्बन इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने और दान करने में समान रूप से सक्षम है। रासायनिक बंधन एसपी 3 -, एसपी 2 - और एसपी - हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के कारण हो सकता है, जो कि समन्वय संख्या 4.3 और 2 के अनुरूप हैं। कार्बन के वैलेन्स इलेक्ट्रॉनों की संख्या और वैलेंस ऑर्बिटल्स की संख्या समान हैं; यह कार्बन परमाणुओं के बीच बंधन की स्थिरता के कारणों में से एक है।

मजबूत और लंबी श्रृंखलाओं और चक्रों के निर्माण के साथ गठबंधन करने के लिए कार्बन परमाणुओं की अद्वितीय क्षमता कार्बनिक रसायन विज्ञान द्वारा अध्ययन किए गए विभिन्न कार्बन यौगिकों की एक विशाल संख्या के उद्भव के लिए प्रेरित करती है।

यौगिकों में, कार्बन -4 के ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करता है; 2; 4। सिंगल, डबल और ट्रिपल बॉन्ड में क्रमशः 0.77, 0.77, 0.67, 0.60 के सहसंयोजक त्रिज्या का परमाणु त्रिज्या; आयनिक त्रिज्या C 4 - 2.60, C 4 + 0.20। सामान्य परिस्थितियों में, कार्बन रासायनिक रूप से निष्क्रिय है, उच्च तापमान पर यह कई तत्वों के साथ संयोजन करता है, जिससे मजबूत कम करने वाले गुण दिखाई देते हैं।

कार्बन के सभी रूप क्षार और एसिड के लिए प्रतिरोधी हैं और धीरे-धीरे केवल बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट (क्रोमिक मिश्रण, संकेंद्रित का मिश्रण। HNO 3 और KCIO 3, आदि) द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है। "अमोर्फस" कार्बन कमरे के तापमान, ग्रेफाइट और हीरे पर फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है - जब गर्म होता है। सीधे क्लोरीन के साथ कार्बन का संयोजन एक विद्युत चाप में होता है; कार्बन ब्रोमीन और आयोडीन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसलिए कई कार्बन हलाइड्सअप्रत्यक्ष रूप से संश्लेषित। सामान्य सूत्र COX 2 (जहाँ X एक हलोजन है) के ऑक्सिहलाइड्स में से, सबसे प्रसिद्ध क्लोरोक्साइड COCI 2 (phosgene) है।

1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, कार्बन कई धातुओं के साथ सहभागिता करता है, देता है carbides।   मुक्त धातु (Zn, Cd, Cu, Pb, आदि) या कार्बाइड्स (CaC 2, Mo 2 C, WC, TaC, आदि) बनाने के लिए गर्म होने पर कार्बन के सभी रूप धातु के आक्साइड को कम करते हैं। कार्बन जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ 600 - 800C से ऊपर के तापमान पर प्रतिक्रिया करता है।

कार्बन के सभी रूप आम अकार्बनिक और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील होते हैं, लेकिन कुछ पिघले हुए धातुओं (उदाहरण के लिए, Fe, Ni, Co) में घुलते हैं।

4. वन्यजीवों में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका।

कार्बन सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्व है जो पृथ्वी पर जीवन का आधार बनता है, जीवों के निर्माण और उनकी आजीविका में शामिल कार्बनिक यौगिकों की एक बड़ी संख्या की संरचनात्मक इकाई ( बायोपॉलिमरों, साथ ही कई कम-आणविक जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ - विटामिन, हार्मोन, मध्यस्थ, आदि)। जीवों द्वारा आवश्यक ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण भाग कोशिकाओं में कार्बन के ऑक्सीकरण द्वारा उत्पन्न होता है। पृथ्वी पर जीवन का उद्भव आधुनिक विज्ञान में कार्बन यौगिकों के विकास की एक जटिल प्रक्रिया के रूप में माना जाता है।

जीवित प्रकृति में कार्बन की अद्वितीय भूमिका इसके गुणों के कारण है, जो एक साथ आवधिक प्रणाली का कोई अन्य तत्व नहीं है। कार्बन परमाणुओं के बीच, और कार्बन और अन्य तत्वों के बीच भी, मजबूत रासायनिक बंधन बनते हैं, जो हालांकि, अपेक्षाकृत हल्के शारीरिक स्थितियों में टूट सकते हैं (ये बंधन एकल, डबल या ट्रिपल हो सकते हैं)। अन्य परमाणुओं के साथ 4 समतुल्य संयम बंध बनाने के लिए कार्बन की क्षमता। कार्बन विभिन्न प्रकार के कार्बन कंकालों का निर्माण करना संभव बनाता है - रैखिक, शाखित, चक्रीय। यह महत्वपूर्ण है कि केवल तीन तत्व - सी, ओ, एच - जीवित जीवों के कुल द्रव्यमान का 98% बनाते हैं। यह जीवित प्रकृति में एक निश्चित लागत-प्रभावशीलता प्राप्त करता है: कार्बन यौगिकों की लगभग असीमित संरचनात्मक विविधता के साथ, रासायनिक बांडों के प्रकार की एक छोटी संख्या कार्बनिक पदार्थों के विभाजन और संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइमों की संख्या में काफी कमी की अनुमति देती है। कार्बन परमाणु की संरचना की विशेषताएं विभिन्न प्रकारों को रेखांकित करती हैं संवयविता   कार्बनिक यौगिकों (ऑप्टिकल आइसोमेरिज़्म की क्षमता अमीनो एसिड, कार्बोहाइड्रेट और कुछ अल्कलॉइड के जैव रासायनिक विकास में निर्णायक थी)।

की परिकल्पना के अनुसार ए.आई. oparinपृथ्वी पर पहले कार्बनिक यौगिक एबोजेनिक मूल के थे। कार्बन के स्रोत (CH 4) और हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) पृथ्वी के प्राथमिक वातावरण में निहित थे। जीवन के उद्भव के साथ, अकार्बनिक कार्बन का एकमात्र स्रोत, जिसके कारण जीवमंडल के सभी कार्बनिक पदार्थ बनते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड(CO 2), वायुमंडल में स्थित है, साथ ही प्राकृतिक जल में HCO 3 के रूप में घुल गया है। कार्बन के आत्मसात (आत्मसात) का सबसे शक्तिशाली तंत्र (CO 2 के रूप में) - प्रकाश संश्लेषण- हर जगह हरे पौधों द्वारा किया जाता है। पृथ्वी पर, सीओ 2 को आत्मसात करने का एक अधिक प्राचीन तरीका है chemosynthesis;इस मामले में, केमोसिंथेटिक्स सूक्ष्मजीव सूर्य की उज्ज्वल ऊर्जा का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण ऊर्जा। अधिकांश जानवर तैयार कार्बनिक यौगिकों के रूप में भोजन से कार्बन का उपभोग करते हैं। कार्बनिक यौगिकों के आत्मसात करने की विधि के आधार पर, यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है ऑटोट्रॉफ़िक जीवऔर हेटरोट्रॉफ़िक जीव।एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग करके प्रोटीन और सूक्ष्मजीवों के अन्य पोषक तत्वों के जैवसंश्लेषण के लिए आवेदन, हाइड्रोकार्बनतेल - सबसे महत्वपूर्ण आधुनिक वैज्ञानिक और तकनीकी समस्याओं में से एक।

स्थिर कार्बन आइसोटोप के अलावा, रेडियोधर्मी 14 सी प्रकृति में वितरित किया जाता है (इसमें मानव शरीर में लगभग 0.1 होता है क्यूरी)। चयापचय के अध्ययन में कई प्रमुख प्रगति और प्रकृति में कार्बन चक्र जैविक और चिकित्सा अनुसंधान में कार्बन आइसोटोप के उपयोग से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, रेडियोकार्बन लेबलिंग का उपयोग करते हुए, एच 14 सीओ 3 पौधों और जानवरों के ऊतकों को ठीक करने की संभावना साबित हुई, प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया अनुक्रम स्थापित किया गया था, अमीनो एसिड चयापचय का अध्ययन किया गया था, कई जैव-सक्रिय यौगिकों के जैवसंश्लेषण मार्ग का अध्ययन किया गया था, आदि 14 सी के उपयोग ने तंत्र के अध्ययन में आणविक जीव विज्ञान की सफलता में योगदान दिया। प्रोटीन जैवसंश्लेषण और वंशानुगत जानकारी का प्रसारण। कार्बन युक्त कार्बनिक अवशेषों में 14 सी की विशिष्ट गतिविधि का निर्धारण उनकी उम्र का न्याय करना संभव बनाता है, जिसका उपयोग जीवाश्म विज्ञान और पुरातत्व में किया जाता है।