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Les principaux éléments biogéniques sont quatre: c'est du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène et de l'azote. De leurs atomes, toutes les substances organiques des cellules sont construites, et l'oxygène et l'hydrogène sont également inclus dans l'eau - le composé inorganique le plus important pour les organismes vivants.

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L'oxygène représente 75% de la masse cellulaire, le carbone - 15%, l'hydrogène - 8% et l'azote - 3%. En général, ces quatre éléments principaux constituent environ 98% de la masse cellulaire.

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Des éléments qui composent l'organiquemolécules, nous pouvons également nommer le phosphore et le soufre. Ils se réfèrent à des éléments macro. D'autres macro-éléments, tels que le calcium, le sodium, le potassium, le magnésium et le chlore, sont présents dans les cellules sous la forme d'ions.

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Les ions de calcium régulent un certain nombre de processus cellulaires,y compris la réduction des protéines musculaires et la coagulation du sang. Des sels de calcium insolubles ont formé des os et des dents, des coquilles de mollusques, des membranes cellulaires de certaines plantes.

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Les cations de magnésium sont nécessaires pour le fonctionnement normal des mitochondries - les «centrales électriques» des cellules. Ces ions soutiennent également l'intégrité et le fonctionnement des ribosomes, font partie de la chlorophylle des plantes.

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Les ions sodium et potassium agissent ensemble: ils créent un milieu tampon, régulent la pression osmotique dans la cellule, assurent la transmission de l'influx nerveux et normalisent le rythme cardiaque. Les anions de chlore participent à la création d'un milieu salin (chez les animaux) et font parfois partie de molécules organiques.

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Les autres éléments sont les oligo-éléments etultramicroéléments - sont contenus dans la cellule en très petite quantité: cuivre, fer, manganèse, zinc, cobalt, bore, chrome, fluor, aluminium, silicium, molybdène, sélénium, iode. Cependant, leur faible pourcentage dans le corps ne caractérise pas le degré de leur importance et de leur importance. Ainsi, par exemple, le fer est une partie de l'hémoglobine - le transporteur de l'oxygène, l'iode - dans la composition des hormones thyroïdiennes (thyroxine et tironine), le cuivre - dans la composition des enzymes qui accélèrent les processus redox.

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Dans la composition des coenzymes (partie non protéique)La grande majorité des enzymes sont des ions de zinc, de molybdène, de cobalt et de manganèse. La teneur en silicium est élevée dans les cartilages et les ligaments des vertébrés. Le fluorure fait partie des os et de l'émail des dents, et le bore est très important pour la croissance des plantes.

Astuce 2: Quel est l'ingrédient principal dans l'air

La composition de l'air comprend plusieurs gaz: l'hydrogène, l'oxygène et l'azote, ce dernier contenant environ 80%. Il y a aussi une petite quantité de vapeur d'eau. L'azote joue un rôle important dans de nombreux processus naturels.

Propriétés physiques de l'azote

L'azote est l'un des éléments chimiques les plus importantsnature Il est présent dans tous les organismes vivants et participe aux réactions entre les cellules et à la synthèse des protéines. Dans la croûte terrestre, ce n'est pas beaucoup, en comparaison avec l'atmosphère. L'azote forme de nombreux minéraux, ainsi que des substances d'une grande importance industrielle. Parmi eux: le salpêtre (chilien) et le potassium (indien). Ces substances sont utilisées comme engrais: l'azote à l'état libre se présente sous la forme de molécules diatomiques. L'énergie de dissociation de ces molécules est assez élevée. À 3000 degrés Celsius dissocie seulement 0,1% du total. La molécule d'azote se compose de deux isotopes stables avec des masses atomiques de 14 et 15, respectivement. Le premier d'entre eux se transforme en un isotope radioactif du carbone dans les couches supérieures de l'atmosphère sous l'action du rayonnement cosmique.

Propriétés chimiques de l'azote

La plupart des réactions d'éléments chimiques avec de l'azotepasse à haute température. Seuls les métaux actifs tels que le lithium, le potassium, le magnésium sont capables de réagir avec l'azote à basse température.L'azote réagit avec l'oxygène dans l'atmosphère lorsque la décharge électrique passe. L'oxyde nitrique NO est formé, qui peut ensuite être oxydé en NO après refroidissement. Dans des conditions de laboratoire, le NO peut être obtenu à partir d'un mélange d'azote et d'oxygène sous l'action de puissants rayonnements ionisants. L'azote ne réagit pas directement avec les halogènes (chlore, fluor, iode, brome). Mais le fluorure d'azote peut être obtenu à partir de la réaction de l'ammoniac avec le fluor. De tels composés sont habituellement instables (exception - fluorure d'azote). Plus stables - les oxyhalogénures, obtenus par la réaction de l'ammoniac avec les halogènes et l'oxygène, l'azote est capable de réagir avec les métaux. Avec les métaux actifs, la réaction se produit même à température ambiante, avec des métaux moins actifs, une température élevée est nécessaire. Il se forme des nitrures Si l'azote (à basse pression) ou le nitrure est soumis à une forte décharge électrique, un mélange d'atomes et de molécules d'azote se forme. Ce mélange a une grande réserve d'énergie.

Application de l'azote

L'azote est utilisé dans la fabrication de l'ammoniacqui peut ensuite être obtenu de l'acide nitrique, beaucoup d'engrais azotés et même des explosifs. L'azote à l'état libre est indispensable en métallurgie pour la production d'alliages complexes et la synthèse de certaines substances (céramiques nitrure-silice).

Astuce 3: L'hydrogène en tant qu'élément chimique

L'hydrogène est un gaz sans couleur ni odeur, un élémentsystème périodique Mendeleyev, qui est très répandue sur terre et dans l'espace. L'hydrogène n'est pas toxique, mais il est extrêmement explosif lorsqu'il interagit avec l'air ou l'oxygène.

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L'existence de l'hydrogène a été dit à l'aubel'émergence de la chimie en tant que science, quand au cours des expériences son isolement a été observé par des scientifiques tels que Mikhail Lomonosov et Henry Cavendish, qui l'ont appelé l'air combustible.

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Pendant la combustion, l'hydrogène produit de l'eau, et cela a pousséLe chimiste français Antoine Lauvazier pour mener une analyse détaillée de l'eau, en la décomposant en composants. Ainsi, il est devenu connu que l'hydrogène fait partie de l'eau. Luavazie donna le nom de gaz combustible - Hydrogenium, et en Russie, sur la suggestion du chimiste M. Soloviev, il fut connu sous le nom d'hydrogène.

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Il n'y a aucun élément dans l'univers qui aurait une tellemême propagation que l'hydrogène. C'est à partir de ce gaz que se compose la majeure partie des étoiles et du gaz interstellaire. Dans un environnement à haute température, par exemple, le Soleil, où la température des couches supérieures dépasse 6000 ° C, l'hydrogène se transforme en un plasma.

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De la base d'hydrogène est l'atmosphère de nombreuxplanètes géantes, telles que Jupiter et Saturne, mais sur Terre, malgré l'abondance relative, l'hydrogène est beaucoup moins. Pendant l'évolution de notre planète, la majeure partie de ce gaz a quitté l'atmosphère de la Terre.

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L'hydrogène sur notre planète est le dixième élément del'étendue de sa prévalence, mais pour la plupart, il est contenu dans divers composés, plutôt que sous forme pure. Sans hydrogène, toute forme de vie organique est inconcevable - elle fait partie de l'eau et est contenue dans absolument toutes les cellules vivantes.

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L'hydrogène est un gaz très léger, il est plus léger que l'airplus de quatorze fois. Vous pouvez vérifier cela en observant les ballons remplis d'hydrogène, qui dans le terrain ouvert se dirigent vers le ciel.

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Parmi les propriétés physiques de l'hydrogène, il convient de notersa bonne solubilité dans beaucoup de métaux, mais il est pratiquement insoluble dans l'argent et peu soluble dans l'eau. Pour obtenir de l'hydrogène liquide, il faut le maintenir dans une plage de température assez étroite, de -252,8 à -259,2 ° C.

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L'hydrogène est largement utilisé dans les produits chimiquesPar exemple, à l'aube de l'aviation, il était largement utilisé dans les ballons et les dirigeables, mais après plusieurs explosions il fut remplacé par un hélium plus cher mais sûr. En raison de son respect de l'environnement, parler de l'utiliser pour les voitures particulières ne cesse pas, mais si cela se produit, il ne faudra pas longtemps.