3В. Карбон
Карбон –2s1,2p3-елемент, ступені окиснення від –4 (СН4)….0, +2, +4. Унікальність властивостей його 4-валентного стану повʼязана з тим, що однакове число відданих і прийнятих електронів, число валентних комірок дорівнює числу валентних електронів. Карбон в органічних сполуках утворює гомоланцюги 4-валентного стану, з можливими трьома типами гібридизації (sp, sp2, sp3). З можливим утворенням повністю делокалізованного ароматичного звʼязку.
Атоми Карбону мають здатність утворювати ланцюги типу С−С будь-якої довжини й різного ступеня розгалуженості; ці ланцюги можуть замикатися в цикли. Карбон здатний до утворення необмеженої кількості структурних просторових сполук із іншими елементами. У цей час відоме понад 5 мільйони органічних сполук і щорічно синтезується близько 250000 нових сполук.
Фізіологічна роль Карбону визначається тим, що цей елемент входить до складу всіх органічних сполук і бере участь практично у всіх біохімічних процесах в організмі. У біомолекулах він утворює полімерні ланцюги й міцно зʼєднується з Н, О, N та ін. елементами.
Загальний зміст Карбону сягає близько 21 % (15 кг на 70 кг загальної маси тіла). Він становить 2/3 маси мʼязів і 1/3 маси кісткової тканини. Виводиться з організму переважно з видихуваним повітрям (вуглекислий газ) і сечею (сечовина). В організм людини Карбон надходить із їжею ( близько 300 г у добу).
Окиснення сполук Карбону під дією кисню приводить до утворення води й вуглекислого газу; цей процес служить для організму джерелом енергії. Вуглекислий газ СО2 утворюється в процесі обміну речовин і є стимулятором дихального центру, відіграє важливу роль у регуляції дихання й кровообігу. Асиміляція СО2 у процесі фотосинтезу при поглинанні сонячної енергії приводить до утворення органічних речовин (у першу чергу – глюкози) і виділенню в атмосферу кисню.
У вільному виді Карбон не токсичний, але багато його сполук мають значну токсичність. СО – чадний газ, дуже отруйна сполука (смертельна доза у вдихуваному повітрі становить усього 0,2 %). Молекула його міцніше кисню й здатна звʼязуватися з гемоглобіном, що порушує доступ кисню в тканини організму.
Токсичними є карбон тетрахлорид ССl4, карбон сульфід CS2, солі ціанідної кислоти HCN, бензен С6Н6 і ряд інших. Вуглекислий газ у концентрації понад 10 % викликає ацидоз (зниження рН крові), задишку й параліч дихального центру.
Тривале вдихання камʼяновугільного пилу може привести до антракозу – захворюванню, яке супроводжується відкладанням вугільного пилу в тканині легенів і лімфатичних вузлах, склеротичними змінами легеневої тканини. Відома токсична дія вуглеводнів і інших сполук нафти.
3Г. Нітроген
Основна проста речовина Нітрогену – молекулярний азот. Вміст в атмосфе-рі – 78 %, 3,9∙1015 т. Газ без кольору й запаху.
Нітроген необхідний усім живим організмам для синтезу нітрогенвмісних будівельних блоків – амінокислот, з яких утворюються при біосинтезі білки, гормони, вітаміни, та ін. Білки в перерахуванні на суху вагу становлять 44 % від маси тіла.
Вміст Нітрогену в організмі дорослої людини становить близько 3 % від маси тіла (2,1 кг на 70 кг маси тіла).
Азот надходить в організм із харчовими продуктами, до складу яких входять білки та інші нітрогенвмісні речовини. Кінцевими продуктами метаболізму цих речовин є аміак NH3, сечовина NH3 – СО−NH3 й сечова кислота.