ما هو الماء والعناصر المهمه لحياة الكائن الحي ؟

جميع المواد ، الحية منها وغير الحية ، مصنوعة من العناصر ، أبسط المواد الكيميائية. أربعة عناصر فقط – الأكسجين (O) ، والكربون (C) ، والهيدروجين (H) ، و  النيتروجين (N) تشكل حوالي 96٪ من المادة الحية. يمثل الكالسيوم (Ca) والفوسفور (P) والبوتاسيوم (K) والكبريت (S) وعدد قليل من العناصر  الأخرى معظم نسبة 4 ٪ المتبقية من كتلة ذرات الكائن الحي.

العناصر المؤثرة هي تلك التي يحتاجها الجسم بكميات صغيرة جدًا من . على الرغم من أنها قد لا تكون وفيرة في الجسم مثل  مقابل الكربون أو الهيدروجين أو الأكسجين ، إلا أنها ضرورية.

في الطبيعة ، لا يوجد العنصر عادة من تلقاء نفسه بل بالاحرى يتحد  ؛ تتحد مع ذرات العناصر الأخرى لتكوين مركبات.  من الأمثلة على بعض المركبات المهمة لدراستنا لجسم الإنسان ، الماء (H₂O) يعتبر ماء  المكون الرئيسي للكائنات الحية. الماء هو (الجواب) المكون الأكثر وفرة في جميع الخلايا الحية تقريبًا. انهم يحتوون حوالي 70 في المائة من الماء بالوزن.  معظم المكونات الكيميائية للكائنات الحية عبارة عن مركبات عضوية ذات وزن جزيئي مرتفع تسمى الجزيئات الكبيرة (الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية)

الماء ثلاثة أرباع سطح الأرض مغطى بالماء السائل. بدأت الحياة في الماء وما زالت مئات الآلاف من الأنواع تعيش في الماء اليوم. حوالي ثلثي جسم أي كائن حي يتكون من الماء. يشكل الماء أكثر من 90 في المائة من الجزء السائل من الدم ، والذي يحمل العناصر الغذائية الأساسية إلى جميع أجزاء الجسم. تحدث معظم التفاعلات داخل الخلايا في بيئة مائية.

خصائص الماء

1. القطبية: تعتمد قطبية جزيء الماء على: أ. قطبية الروابط التساهمية.

➤ في جزيء الماء ، تشترك ذرات الهيدروجين والأكسجين في الإلكترونات لتشكيل روابط تساهمية. تجذب كل من ذرات O و H الإلكترونات التي تشترك فيها (تسمى هذه الجاذبية الكهربية الكهربية.

يعتبر الأكسجين كهرسلبيًا أكثر من الهيدروجين ، لذا فإن الأكسجين يجذب الإلكترونات المشتركة بقوة أكبر من الهيدروجين.

➤ ذرة الأكسجين لها شحنتان سالبتان جزئيتان (8). كل ذرة هيدروجين لها موجبة جزئية (8+). ملاحظة: يشير الحرف اليوناني دلتا (8) إلى شحنة جزئية ، أضعف بكثير من شحنة الوحدة الكاملة للأيون.

ب – هندسة جزيء الماء تركيب جزيء الماء ليس خطيًا ، ولكنه على شكل حرف V الترتيب غير الخطي لبئر روابط O – H القطبية والمياه يخلق ثنائي أقطاب دائم للجزيء ككل.

تؤدي الروابط التساهمية القطبية في جزيئات الماء إلى الترابط الهيدروجيني. ينجذب الهيدروجين الموجب جزئيًا لجزيء واحد إلى الأكسجين السالب جزئيًا للجزيء القريب. وهكذا يتم ربط الجزيئين معًا بواسطة رابطة هيدروجينية. أو رابطة الهيدروجين هي القوة الجاذبة بين الهيدروجين  المرتبط بذرة كهربية (مثل الأكسجين والنيتروجين) لجزيء واحد وذرة كهربية سالبة لجزيء آخر.

كل رابطة هيدروجينية على حدة ، ضعيفة جدًا وعابرة ، يستمر  في المتوسط ​​10-11 فقط (ثانيًا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون التأثيرات التراكمية للأعداد الكبيرة من هذه الروابط هائلة. الروابط الهيدروجينية لها دور حيوي في استقرار الهياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات المهمة بيولوجيا بما في ذلك الحمض النووي والبروتينات.

 

2. الماء مذيب قوي. تتجمع جزيئات الماء بشكل وثيق حول أي مادة تحمل شحنة كهربائية ، سواء كانت تلك المادة تحمل شحنة كاملة (أيون) أو شحنة جزئية (جزيء قطبي). على سبيل المثال ، يذوب ملح الطعام (NaCl) في الماء: يذيب الماء بلورة NaCl عن طريق ترطيب Na + و Cl- أيونات ، وبالتالي سحبها بعيدًا عن الشبكة. ▪ أنيون الكلوريد (Cl-) يجذب (+) قطب الماء مكونًا غلاف ترطيب (كرة جزيئات الماء حول كل أيون مذاب) حوله. ▪ يجذب كاتيون الصوديوم (Na +) قطب الماء (-) مكونًا غلاف ترطيب حوله.

والنتيجة هي محلول من اثنين من المذابات ، كاتيونات الصوديوم وكلوريد سالب  ، مختلطة بشكل متجانس مع الماء ، المذيب.

لا يحتاج المركب إلى أن يكون أيونيًا ليذوب في الماء ؛ العديد من المركبات المكونة من جزيئات قطبية غير أيونية ، مثل السكر ، قابلة للذوبان في الماء أيضًا. تذوب هذه المركبات عندما تحيط جزيئات الماء بكل جزيء من الجزيئات الذائبة ، مكونة روابط هيدروجينية معها. ▪ على سبيل المثال ، يذوب السكروز (سكر المائدة) في الماء. يتكون السكروز من جزيئات تحتوي على مجموعات هيدروكسيل قطبية طفيفة (OH). تذوب بلورات السكر بسرعة في الماء لأن جزيئات الماء يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية مع مجموعات الهيدروكسيل من جزيئات السكروز.

 

اترك تعليقاً