Бейорганикалық заттар

Бейорганикалық заттар немесе Анорганикалық қосылыстар , бейорганикалық қосылыстар — хим. элементтердің өзара және бір-бірімен байланысуынан шығатын заттар. Бұған тізбек түзе байланысатын көміртек қосылыстары, яғни органик. және полимерлік қосылыстар кірмейді. Қазіргі хим. ғылымы А. қ-дың гомоатомды және гетероатомды түрлерін қарастырады. Гомоатомды А. қ-ға бір ғана хим. элементтің атомдарынан құралатын элементтік немесе жай заттар жатады. Жай заттың қасиеті оның құрамын түзетін элемент атомының қасиеттеріне сәйкес келеді. Элементтердің периодтық жүйесінде орналасқан барлық элементтер түзетін жай заттар металдар мен бейметалдарға бөлінеді. Металдар электрон беруге, бейметалдар электрон қосып алуға бейім. Олардың арасында екі жақты қасиетті амфотерлік заттар бар. Жай заттардың физ. қасиеттеріне олардың термодинамикалық (атомдану энергиясы, энтропия, энтальпия, фазалық өзгеру темп-сы т.б.), кристалхим. (құрылымы, аллотропиясы т.б.), физ.-мех. (қаттылығы, сызықтық және көлемдік ұлғаюы т.б.), электрфиз. (электр өткізгіштігі, концентраттануы т.б.), оптикалық, магниттік т.б. қасиеттері жатады. Жай заттардың хим. қасиеттері олардың тотықсыздандырғыштық яғни бейметалдық қасиеттеріне байланысты. Гетероатомды А. қ-дың ішіндегі ең қарапайымдары — екі элементтен құралған бинарлы заттар. Олар құрамына байланысты кластарға (мыс., гидридтер, оксидтер, галогенидтер) жіктеледі. Бұлардың атаулары анион түзуші элементтің атына -ид жалғауын қосудан шыққан. Екі элемент байланысып бірнеше бинарлы қосылыстар бере алады. Мыс., азот оттекпен қосылып 5 түрлі оксид береді. Олардың (дальтонидтер) құрамы тұрақты, құрылымы молекулалық болып келеді. Бинарлы қосылыстардың ішінде құрамы тұрақсыз, өзгермелілері де кездеседі (бертоллидтер). Бинарлы қосылыстар ионды (тұзтектес), ковалентті және металл тектес болып 3 түрге бөлінеді. Олардың қатарына интерметалдық қосылыстар да жатады (мыс., мыстың құймалары — қола, жез). Бинарлы қосылыстардың өзара әрекеттесуінен күрделі А. қ. шығады. Олардың құрамына үш не одан да көп элементтер енеді. Күрделі заттар: негіздер, қышқылдар және тұздар болып 3 класқа бөлінеді. Қышқылдар мен негіздер табиғаты қарама-қарсы заттар ретінде өзара оңай әрекеттесіп, тұздар түзуге бейім келеді. Тұздар өз кезегінде қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесе алады. А. қ-дың көпшілігі хим. өнеркәсібінің маңызды өнімдері болып табылады. Қазақстанда олардың көптеген түрлері, мыс., фосфор, хлор, оттек, сутек, көміртек, кремний т.б., түсті металдар (алтын, күміс, мыс, темір, мырыш, қорғасын, титан, ванадий, қалайы т.б.), бинарлы қосылыстар (кальций карбиді т.б.), металдық негіздер (сілтілер), аммоний гидроксиді (мүсәтір спирті), түрлі қышқылдар, тұздар, азот, фосфор, калий тыңайтқыштары, тотияйын, ашудастар т.б. заттар өндіріледі. Өсімдіктер мен жануарлар организмдерінің және микроорганизмдердің жасушалары химиялық құрамы жағынан өзара ұқсас келеді, мұның өзі органикалық дүниенің біртүтастығын көрсетеді. Жасушалар құрамынан И. Д. Менделеевтің периодтык жүйесіндегі 110 элементтің 80-ге жуығы табылған. Жасушада кейбір элементтер көптеу, басқалары анағұрлым аз кездеседі. Әсіресе, жасушада төрт элемент — оттек, көміртек, азот және сутек көп мөлшерде болады. Жасуша құрамының 98%-ға жуығын осы төрт элемент құрайды. Жасушаға аз мөлшерде болса да қажет біраз элементтер бар. Олар: күкірт, фосфор, хлор, калий, магний, натрий, кальций, темір. Бұлардың жиынтығы — 1,9%. Бұл екі топ элементтерін макроэлементтерге (гр. макрос — үлкен) жатқызады. Қалған элементтер жасушада өте аз мөлшерде (0,01%) кездеседі (1-кесте).

Сонымен, жасушада тек тірі организмге ғана тән ешқандай ерекше элемент жоқ. Бұл тірі және өлі табиғаттың бір-бірімен байланысы мен бірлігін көрсетеді. Ал атом тұрғысынан қарағанда, органикалық және бейорганикалық көлемнің химиялық құрамы арасында айырмашылық жоқ. Айырмашылық одан гөрі жоғарырақ — молекулалық құрылым деңгейінде байқалады. Тірі денелерде өлі табиғатта таралған заттармен қатар, тірі организмдерге ғана тән көптеген заттар болады.

1-кестеде көрсетілген элементтердің біреуінің жетіспеушілігінен организмдер ауруға шалдығуы немесе өлімге душар болуы мүмкін. Демек, әрбір элемент организмде белгілі бір қызмет аткарады. Оттек, көміртек, сутек және азот — биополимерлердің негізін құрайды. Жасушадағы биополимерлер: — нәруыз, кемірсулар, нуклеин кышқылдары сол сияқты липидтерсіз тіршілік болмайды.

Темір гемоглобиннің молекуласын құруға қатысады. Магний — хлорофилдің құрамына, ал мырыш көптеген тотықтырғыш ферменттердің құрамына кіреді. Na және Са — жүйке талшықтары мембраналарын зарядтайды; кобальт — В12 витаминінің, күкірт кейбір нәруыздардың, ал фосфор — нуклеин қышқылының құрамына кіреді.

Су

Тіршіліктің негізі болып табылатын су молекуласы жасушаның негізгі бөлігін құрайды. Жасушаның 80%-ы судан тұрады. Су ерітінділерінде барлық тіршілікке қажетті процестер жүреді. Судың молекулалық құрылысының таңғаларлық құпия касиетінің бірі — оның асимметриялығында. Сутек атомы оттек атомымен тік сызық бойымен байланыспай, =105° бұрышпен қосылған. Асимметрияның өсерінен теріс зарядталған оттек және екі оң зарядталған сутек әр түрлі жазықтықта орналасады да, судың молекуласы полюсті болады. Сондықтан да, суда полюсті және зарядталған молекулалар ериді.

Суда еритін заттар гидрофилді (гр. хидор — су және гр. филео— сүйемін) заттар деп аталады. Бұған иондық байланысты (мысалы, тұз) және кейбір молекулалық байланысты (мысалы, кант, нәруыз) заттар жатады. Мысал ретінде тұздың еру процесін көрсетуге болады. Суда тұз натрийдің оң зарядталған катионына және хлордың теріс зарядталған анионына ыдырайды. Натрийдің оң зарядталған ионына су молекуласы теріс полюсімен тартылса, ал хлор ионына оң полюсті жағымен жақындайды. Қорытындысында, әрбір ионның айналасында қабықша пайда болады. Оны гидрат қабығы деп атайды. Зарядталмаған молекулалар суда ерімейді.

Суда ерімейтін заттарды гидрофобты (гр. хидор — су және гр. фобос — қорқу, жек көру) деп атайды. Оларға бензин, керосин, бензол, липидтер, көксағыз, полиэтилен және баска пластмассалар, т.б. жатады.

Бір су молекуласы құрамындағы оттек атомы келесі молекула құрамындағы сутек атомымен сутектік байланыс түзеді. Сутекті байланыс су молекулалары арасындағы көптеген байланысты қамтамасыз етеді. Суды қыздырғанда, энергияның азын-аулақ бөлігі сутекті байланысты ажыратуға жұмсалады. Сутекті байланыстың ажырауы 70°С температурада басталады. Ал 100°С температурада қайнағанда, барлық сутекті байланыс толықтай ажырайды.

Сутекті байланыстың арқасында судың жылу өткізгіштігі артады. Суытқанда, керісінше, жылу бөлінеді, себебі жаңадан сутекті байланыс пайда болады. Бұл қасиеттеріне қарап, судың жылу өткізгіштігі жоғары екендігін білуге болады.

Су жасушаның физикалық қасиеттерін анықтайды: көлемін; серпімділігін; физиологиялық ортада атқаратын қызметін және биохимиялық процесін; фотосинтез кезінде оттектің бөлінуін; химиялық қосылыстарды; осмос және термореттеушілікті.

Су органикалық және бейорганикалық заттарды жақсы ерітеді. Судың еріткіш қасиеттері оның молекулалық құрылымының ерекшеліктерін де айқындайды. Суда бейорганикалық заттардан — тұздар, кышқылдар, сілтілер, ал органикалық заттардан — аминдер, көмірсулар, нәруыздар жақсы ериді. Жасушадағы химиялық реакцияларға қатысатын заттар суда еріген сұйықтық түрінде болады. Жасушаға енетін және одан шығатын заттардың өнімдері, тек еріген түрінде болуы тиіс.--95.57.81.14 18:31, 2013 ж. қазанның 10 (ALMT)

Сусыз тіршілік жоқ. Жасуша массасының көп бөлігін су кұрайды. Адамның эмбриондары мен ми жасушаларынын 80%-ы су. Адам организміндегі 20% суды жоғалтса, өліп қалуы мүмкін. Сүйек ұлпасының жасушасында 20 % су, бұлшықет жасушасында 76 % су болады.

Тұздар

Сумен бірге тұздар да жасушаның бейорганикалық заттарына жатады. Жасушаның тіршілік процестері үшін тұздардың құрамына енетін кальций, натрий, калий, магний, және фосфат иондарының маңызы зор. Жасушаның қалыпты қызмет атқаруы және жасуша ішінде үнемі реакция жүруі үшін де иондардың маңызы ерекше. Бейорганикалық заттар жасушада, тек еріген күйінде емес, сондай-ақ қатты заттар күйінде де кездеседі. Атап айтқанда, сүйек ұлпасының қатты әрі беріктігі кальций фосфатының, ал былқылдақ денелілер бақалшықтарының беріктігі онда кальций карбонатының болуына байланысты. Кальций иондары биологиялық процестердін реттелуіне және қанның ұюына да қатысады.

Na+, К+ иондары жасуша мембранасына әр түрлі заттардың енуіне және жүйке талшықтарының тітіркеністерді өткізуіне көмектеседі. Фосфат иондары нуклеин қышқылын тұзуге қатысады және энергетикалық процестерді, қозғалыс қызметін жүзеге асыруға ат салысады.

Темір иондары да оттекті тасымалдауда үлкен рөл атқарады. Ал темір және мыс иондары тотығу-тотықсыздану процестерін қалпына келтіру реакцияларына қатысады. Магний иондары нуклеин кышқылы мен рибосомды тұрақтандырады және хлорофилдің құрамына кіреді. Мырыш, молибден және кобальт иондары ферменттік процестерге қатысады.