Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

ХИМИЯ ЖИЗНИ—ЭТО ХИМИЯ НЕМЕТАЛЛОВ

На нашей планете существует около полумил­лиона видов растений и свыше миллиона раз­личных видов животных. И все они — от мель­чайших одноклеточных водорослей до исполин­ских эвкалиптов, от бактерий до человека — состоят в своей основе из небольшого числа эле­ментов-неметаллов, сочетание которых и со­ставляет колоссальное многообразие органиче­ских соединений.

Почему именно из соединений неметаллов построены живые организмы? Конечно, потому, что неметаллы гораздо богаче металлов по своей реакционной способности. Ведь неметаллы спо­собны проявлять как положительную, так и отрицательную валентность, способны давать соединения друг с другом. Ковалентные связи между неметаллами — наличие общих электро­нов — позволяют атомам оказывать гораздо более существенное влияние друг на друга, чем это возможно в ионных соединениях. Эти элементы так и называют «органогены». Вот они: углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор (значительно реже — галогены).

Почему именно эти неметаллы лежат в ос­нове вещества живых организмов? Может быть, потому, что их много в земной коре? Да, но не это главное. Ведь кремния неизмеримо больше,

Рис. 14. Жизнь во всех ее проявлениях на нашей планете связана с существованием органических веществ, в основе Которых лежат углеродные цепи. Они связаны между собой «мостиками» из атомов азота, серы, кислорода. Все глав­ные элементы жизни — углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор — неметаллы.

чем углерода! Пожалуй, важное значение имеет большая подвижность органогенов и их соеди­нений (кремний же легко превращается в наи­более устойчивое и малоподвижное соединение SiO2). Но и этого мало. Все жизненно важные структуры в живом организме — белки, угле­воды, нуклеиновые кислоты — это высоко­полимерные вещества, включающие в себя длинные цепочки атомов. Из всех же неме­таллов лишь углерод способен образовывать цепи практически неограниченной длины.

И хотя известно много органических соеди­нений, содержащих относительно небольшой процент углерода, именно этот неметалл лежит в основе органических веществ. Углеродный «скелет» — цепи или кольца атомов углерода, соединенных ковалентной, да к тому же не­полярной связью,— составляет относительно устойчивую, консервативную часть органиче­ской молекулы. Подобно тому как наиболее частым «партнером» кремния является кисло­род, самым частым «соседом» углерода бывает водород. Поскольку его связь с углеродом малополярна, он также неохотно вступает в ре­акции. Остальные органогены, сочетаясь меж­ду собой, образуют полярные группы, замеща­ющие некоторые из атомов водорода в молеку­лах органических веществ. Такие функ­циональные группы образуют активную часть молекул, а разнообразие таких групп и их сочетаний ведет к огромному разнообразию химических превращений, к которым способны органические вещества. Итак, сама жизнь во всех ее формах — могучий гимн неметаллам.

Но, проанализировав состав вещества расте­ний, мы обязательно найдем в них, кроме не­металлов — органогенов, еще и калий, каль­ций, железо, магний. Содержание металлов здесь сравнительно невелико. Но отсутствие в почве ничтожных количеств меди и цинка или других микроэлементов резко сказывается на развитии растений. Для нормальной жизни растению необходимо около 70 элементов. Металлы входят в состав важнейших ферментов и витаминов, регулирующих жизнь животного организма (см. цв. табл. к стр. 433).

Железа в крови человека совсем немного — из него, пожалуй, и гвоздя-то не сделаешь, но попробуйте обойтись без него! Или попробуй­те лишить скелет человека содержащегося в нем кальция!

В природе нет «лишних» элементов. Каждый из них занимает в ней определенное место и связан тысячами связей со своими близкими и далекими соседями по периодической системе.

438