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1、第二章重要生命元素§5-1概述在动植物、微生物等生物体内存在大量的生命物质，它们是一些特殊的化学物质。这些物质在生物体内进行着一系列生命活动，通过信息传递、物质代谢、能量转化实现生命体的生长、生殖、遗传和运动。从分子水平分析，这些生命活动本质上是生命物质进行的有组织的化学反应。所以，人类认识自身以及探索生命奥秘离不开对生命元素的认识。一、生命必需元素1.确定生命必需元素原则——Arnon原则(1)若无该元素存在，则生物不能生长或不能完成其生活周期；(2)该元素在生物体内作用不能由其他元素完全替代；(3)该元素具有一定的生物功能或对生物功能具有直接影响，并参与其代谢过程
2、。2.符合Arnon原则的生命必需元素H,Na,K,Mg,Ca,V,Cr,Mn,Mo,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,C,N,O,P,F,Si,S,Cl,Se,Br,I。3.藻类、真菌及绿色植物必需营养成分C,H,O,N,P,S,K,Mg,B,Fe,Zn,Cu,Mn等。注：蓝色标记的元素为宏量元素（含量在0.01%上）；黑色标记的元素为微量元素（含量小于0.01%）。二、有毒元素一些对机体有害且不是机体的固有元素，如Cd,Pb,Hg,Al,Be,Ga,In,Tl,As,Sb,Bi,Te等。三、有益元素对生命有益且缺少这些元素生命尚可存在的元素，如Ge等。四、不确定元素含
3、量较微、种类不定，其生物效应尚不清楚的元素。五、人体生命元素特征1.主要分布于二、三、四、五周期。其中生命必需元素主要为二、三、四周期的前36号元素，有毒元素主要集中于五、六周期的IIIA~VA族。2.就生命必需元素本身而言，宏量元素主要分布于二、三周期，微量元素主要集中于第四周期。123.在s电子分布区的金属元素自然以Na、Mg为中心，相对聚集在一起，形成一个以生命必需宏量元素为主的宏量元素“小岛”，而p电子区生命元素则以第四周期的Ga，Ge，Se，Br为过渡带，形成上部以非金属宏量元素为主，下部以金属微量元素为主的“大岛”，大多数生命必需的微量元素犹如一座吊桥一字
4、排列于两岛之间的d电子区。§5-2s区元素一、s区元素的通性1.s区元素的通性2.对角线规则在s区和p区元素中，除了同族元素的性质相似外，还有一些元素及其化合物的性质呈现出“对角线”相似性。即IA族的Li与IIA族的Mg、IIA族的Be与IIIA族的Al，IIIA族的B与IVA族的Si这三对元素在周期表中处于对角线位置：LiBeBCNaMgAlSi相应的两元素及其化合物的化学性质有很多相似之处，这种相似性称为对角线规则。3.单质的物理性质有金属光泽，密度小，硬度小，熔点低，导电、导热性好的特点。4.单质的化学性质(1)与氧反应单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2
5、ONa2O2KO2RbO2CsO2BeOMgOCaOSrOBaO2(2)与硫反应M+S→M2S(MS)(3)与水反应M+H2O→MOH[M(OH)2]+H2注：碱土金属与水的反应远不如相邻碱金属那样剧烈，镁和铍在水和空气中因生成致密的氧化物保护膜而显得十分稳定。(4)与氢反应M+H2→MH(MH2)(5)与卤素反应M+X2→MX(MX2)12(6)与氮反应M+N2→M3N(M3N2)(7)焰色反应二、氢1.氢的性质(1)氢是宇宙中丰度最大的元素,按原子数计占90%,按质量计则占75%。(2)氢的三种同位素质量之间的相对差值特别高，并因此而各有自己的名称,这在周期表元素
6、中绝无仅有。(3)氢原子是周期表中结构最简单的原子。(4)氢化学是内容最丰富的元素化学领域之一。(5)氢形成氢键。如果没有氢键，地球上不会存在液态水！人体内将不存在现在的DNA双螺旋链！(6)氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素（具有卤素的性质，亦可排列在VIIA族）。2.氢的用途(1)氢能源——21世纪的清洁能源。(2)人和动、植物所必需的宏量元素。(3)一切有机体不可缺少的重要元素。(4)其他用途三、钠和钾1.钠和钾的性质(1)极易被氧化，自然界中以化合物存在。(2)质软可切，是电、热良导体。(3)潮湿空气中立即失去金属光泽，可与水和酸剧烈反应，并放出大量热。2
7、.钠和钾的重要化合物(1)卤化物和硫化物其中，NaCl为典型代表，为透明晶体，是人和动物体所必需的营养物质，在人体中NaCl的含量约占0.9%，NaCl也是重要的化工原料，可用于合成氢气、氯气、氢氧化钠和碳酸钠等。(2)氧化物和氢氧化物①氧化物可用过氧化物或超氧化物作氧气的发生剂和漂白剂。②氢氧化物氢氧化钠和氢氧化钾均为强碱，12与同组其他元素形成的碱的相互强弱关系如图。(3)碳酸盐钠和钾均可生成相应的碳酸盐，但钠的碳酸盐在工业上的用途更为广泛。3.钠和钾的生物效应(1)钠大多数分布于细胞外液，维持细胞外液的渗透压和体液的酸碱平衡，参与神经信息的传递
