Ежедневно человек взаимодействует с большим количеством предметов. Они изготовлены из разных материалов, имеют свою структуру и состав. Все, что окружает человека можно разделить на органическое и неорганическое. В статье рассмотрим, что представляют собой такие вещества, приведем примеры. Также определим, какие встречаются неорганические вещества в биологии.
Описание
Неорганическими называются такие вещества, в составе которых нет углерода. Они противоположны органическим. Также к этой группе относят несколько углеродосодержащих соединений, например:
- цианиды;
- оксиды углерода;
- карбонаты;
- карбиды и другие.
Примеры неорганических веществ:
- вода;
- разные кислоты (соляная, азотная, серная);
- соль;
- аммиак;
- углекислый газ;
- металлы и неметаллы.
Неорганическая группа отличается отсутствием углеродного скелета, который характерен для органических веществ. Неорганические вещества по составу принято делить на простые и сложные. Простые вещества составляют немногочисленную группу. Всего их насчитывается примерно 400.
Простые неорганические соединения: металлы
Металлы – простые вещества, соединение атомов которых основывается на металлической связи. Эти элементы имеют характерные металлические свойства: теплопроводность, электропроводность, пластичность, блеск и другие. Всего в этой группе выделяют 96 элементов. К ним относятся:
- щелочные металлы: литий, натрий, калий;
- щелочноземельные металлы: магний, стронций, кальций;
- переходные металлы: медь, серебро, золото;
- легкие металлы: алюминий, олово, свинец;
- полуметаллы: полоний, московий, нихоний;
- лантаноиды и лантан: скандий, иттрий;
- актиноиды и актиний: уран, нептуний, плутоний.
В основном в природе металлы встречаются в виде руды и соединений. Чтобы получить чистый металл без примесей, проводится его очистка. При необходимости возможно проведение легирования или другой обработки. Этим занимается специальная наука – металлургия. Она подразделяется на черную и цветную.
Простые неорганические соединения: неметаллы
Неметаллы – химические элементы, которые не обладают металлическими свойствами. Примеры неорганических веществ:
- вода;
- азот;
- сера;
- кислород и другие.
Неметаллы отличаются большим числом электронов на внешнем энергетическом уровне их атома. Это обуславливает некоторые свойства: повышается способность присоединять дополнительные электроны, проявляется более высокая окислительная активность.
В природе можно встретить неметаллы в свободном состоянии: кислород, хлор, фтор, водород. А также твердые формы: йод, фосфор, кремний, селен.
Некоторые неметаллы имеют отличительное свойство – аллотропию. То есть они могут существовать в различных модификациях и формах. Например:
- газообразный кислород имеет модификации: кислород и озон;
- твердый углерод может существовать в таких формах: алмаз, графит, стеклоуглерод и другие.
Сложные неорганические соединения
Эта группа веществ более многочисленна. Сложные соединения отличаются наличием в составе вещества нескольких химических элементов.
Рассмотрим подробнее сложные неорганические вещества. Примеры и классификация их представлены ниже в статье.
1. Оксиды – соединения, одним их элементов которых является кислород. В группу входят:
- несолеобразующие (например, монооксид углерода, оксид азота);
- солеобразующие оксиды (например, оксид натрия, оксид цинка).
2. Кислоты – вещества, в состав которых входят ионы водорода и кислотные остатки. Например, азотная кислота, серная кислота, сероводород.
3. Гидроксиды – соединения, в составе которых присутствует группа –ОН. Классификация:
- основания – растворимые и нерастворимые щелочи – гидроксид меди, гидроксид натрия;
- кислородосодержащие кислоты – диводород триоксокарбонат, водород триоксонитрат;
- амфотерные – гидроксид хрома, гидроксид меди.
4. Соли – вещества, в составе которых есть ионы металла и кислотные остатки. Классификация:
- средние: хлорид натрия, сульфид железа;
- кислые: гидрокарбонат натрия, гидросульфаты;
- основные: нитрат дигидроксохрома, нитрат гидроксохрома;
- комплексные: тетрагидроксоцинкат натрия, тетрахлороплатинат калия;
- двойные: алюмокалиевые квасцы;
- смешанные: сульфат алюминия калия, хлорид меди калия.
5. Бинарные соединения – вещества, состоящие из двух химических элементов:
- бескислородные кислоты;
- бескислородные соли и другие.
Неорганические соединения, содержащие углерод
Такие вещества традиционно относятся к группе неорганических. Примеры веществ:
- Карбонаты - эфиры и соли угольной кислоты – кальцит, доломит.
- Карбиды – соединения неметаллов и металлов с углеродом – карбид бериллия, карбид кальция.
- Цианиды – соли цианистоводородной кислоты – цианид натрия.
- Оксиды углерода – бинарное соединение углерода и кислорода – угарный и углекислый газы.
- Цианаты – являются производными от циановой кислоты – фульминовая кислота, изоциановая кислота.
- Карбонильные металлы – комплекс металла и монооксида углерода – карбонил никеля.
Свойства неорганических веществ
Все рассмотренные вещества отличаются индивидуальными химическими и физическими свойствами. В общем виде можно выделить отличительные черты каждого класса неорганических веществ:
1. Простые металлы:
- высокая тепло- и электропроводность;
- металлический блеск;
- отсутствие прозрачности;
- прочность и пластичность;
- при комнатной температуре сохраняют твердость и форму (кроме ртути).
2. Простые неметаллы:
- простые неметаллы могут быть в газообразном состоянии: водород, кислород, хлор;
- в жидком состоянии встречается бром;
- твердые неметаллы имеют немолекулярное состояние и могут образовывать кристаллы: алмаз, кремний, графит.
3. Сложные вещества:
- оксиды: вступают в реакцию с водой, кислотами и кислотными оксидами;
- кислоты: вступают в реакцию с водой, основными оксидами и щелочами;
- амфотерные оксиды: могут вступать в реакции с кислотными оксидами и основаниями;
- гидроксиды: растворяются в воде, имеют широкий диапазон температур плавления, могут менять цвет при взаимодействии с щелочами.
Органические и неорганические вещества клетки
Клетка любого живого организма состоит из множества компонентов. Некоторыми из них являются неорганические соединения:
- Вода. Например, количество воды в клетке составляет от 65 до 95%. Она необходима для осуществления химических реакций, перемещения компонентов, процесса терморегуляции. Также именно вода определяет объем клетки и степень ее упругости.
- Минеральные соли. Могут присутствовать в организме как в растворенном виде, так и в нерастворенном. Важную роль в процессах клетки играют катионы: калий, натрий, кальций, магний - и анионы: хлор, гидрокарбонаты, суперфосфат. Минералы необходимы для поддержания осмотического равновесия, регуляции биохимических и физических процессов, образования нервных импульсов, поддержания уровня свертываемости крови и многих других реакций.
Для поддержания жизнедеятельности важны не только неорганические вещества клетки. Органические компоненты занимают 20-30 % ее объема.
Классификация:
- простые органические вещества: глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты;
- сложные органические вещества: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды.
Органические компоненты необходимы для выполнения защитной, энергетической функции клетки, они служат источником энергии для клеточной активности и запасают питательные вещества, проводят синтез белков, передают наследственную информацию.
В статье были рассмотрены сущность и примеры неорганических веществ, их роль в составе клетки. Можно сказать, что существование живых организмов было бы невозможным без групп органических и неорганических соединений. Они важны в каждой сфере человеческой жизни, а также в существовании каждого организма.
