Как химия проявляется в нашей жизни. Химия в жизни человека

Химия играет огромную роль в жизни каждого из нас. Химические процессы окружают людей, заполняя человеческое существование смыслом. Химия вокруг нас во всем: начиная с обычных действий, как приготовление обеда и заканчивая важнейшими процессами, которые происходят в человеческом организме. Благодаря химии осуществляются важнейшие миссии, как спасение от смерти, благодаря созданию вакцин и медикаментов. Эта наука никого не оставит равнодушным, ведь она полна интереснейших открытий и экспериментов.

Бытовые действия, которые мы совершаем каждый день, не возможны без химических процессов. Давайте задумаемся. Когда вы зажигаете спичку, то происходит сложный процесс химии. А какие средства вы используете для личной гигиены? Мыло, которое создает пену после взаимодействия с водой. Или порошок для стирки белья, который дает такую же реакцию. А,теперь, налейте себе горячий чай, добавьте лимон и посмотрите, что произойдет. Цвет чая станет слабее, под воздействием кислотного индикатора. Все это химические процессы, о которых человек не задумывается, потому что привыкает к ним с детства и не придает значение тому, как они происходят. Если бы на земле не происходили определенные процессы, которые имели место до зарождения жизни, то, естественно, человечества бы просто не было. То как мы усваиваем и перерабатываем еду, то как дышим построено на химических процессах.

Химия играет важнейшую роль в медицине. Она может нести, как полезное действие, так и губительное. Все знают, что большинство медикаментов разрабатываются, благодаря химии. Они помогают человеку укрепить иммунитет и справиться с болезнью. Но так же с помощью химических процессов создаются токсические яды, которые наносят огромный вред здоровью и жизни человека.

Еще с древних времен, особый интерес к химии, проявлялся у людей любопытных, а так же желающих наживы. Первой категории хотелось открытий, ими двигала любовь к науке, а вторая категория желала создать ценные вещи, которые принесут им богатство.

Одним из самых дорогих веществ является золото. После него следуют остальные металлы. Первыми и актуальными на сегодняшний день направлениями развития химии, являются добыча и переработка руды, для того чтобы получить ценные металлы. Так же древними производствами можно назвать, переработку нефти, производство керамики. Из нефти производится огромное количество веществ и она показывает большое значение химических процессов. Лакокрасочная промышленность имеет свое основание благодаря химии. Так же в строительстве широко используются материалы, созданные с помощью химических процессов. Качество становится все лучше, и тем самым химия укрепляет свои позиции в необходимости человеку.

Химия-это древняя наука, которая является постоянным спутником в жизни человека. Посмотрите вокруг и вы увидите, сколько химических процессов происходит каждый день. Относитесь к ней с уважением, ведь без химии наша жизнь была бы невозможной.

Доклад 2

Химия, как наука зародилась еще в 16-17 веках. К ранним основополагающим открытиям относят обнаружение Кислорода А.Лавуазье, разработку атомной теории Д.Дальтона, соединение атомов в молекулы А.Авогадро.

Химия – это наука о простых и сложных превращениях веществ, их строении, изменении в разных условиях, о закономерностях, протекающих реакций.

Это знание дает большие возможности в улучшении многих сфер человеческой жизни, а также познание окружающего мира.

Химия в организме человека. Ежедневно мы сталкиваемся с химическими процессами. Химия не только вокруг нас, но и внутри. Организм человека состоит из органических и неорганических элементов. К органическим относятся углеводы, липиды, белки. Каждый из данных веществ делится на молекулы. Также органические вещества включают в себя витамины, гормоны, аминокислоты и другие.

Неорганические соединения – это вода и соли. Их главная роль заключается в ускорении химических процессов. Чем он быстрее, тем больше пользы получает организм. Более 60% человека составляет вода. Все реакции происходят именно в водной среде. Она хорошо растворяет поступающие минералы и доставляет их к органам.

Роль химии в жизни общества. Понимание химических соединений позволило обществу сформировать новое представление о мире. В комплексе с другими науками, такими, как физика, биология, химия делает большой скачек в развитии и дает новый уровень качеству жизни.

Много веков назад люди не могли представить, что эта наука глобально изменит окружающую среду. С помощью химии человечество приобрело:

• Важнейшие продукты химии: кислоты, щелочи, соли.
• Энергию химических реакция для использования в энергетической сфере.
• Развитие отраслей промышленности: металлургия, машиностроение.
• Развитие фармацевтической промышленности.
• Усовершенствование сельского хозяйства.
• Возникновение смежных наук: биохимии, геохимии, агрохимии.

Вред химии. Химия – это несомненное достижение цивилизации, но недостаточные знания в области химии приводит к разрушительным последствиям.

Бытовые и косметические средства, которые использует человек каждый день, конечно облегчают наш уход за собой и домом. Но чрезмерное или неправильное их употребление может привести болезням. Например: аллергия, поражение слизистых оболочек, центральной нервной системы.

Глобальный вред от химических процессов – это загрязнение грунта, атмосферного слоя и воды промышленными заводами. На данный момент разрабатываются программы по спасению нашей планеты. Это станет возможно с внедрением перерабатывающих технологий.

• Жизнь и творчество Ивана Шмелёва

  Иван Сергеевич Шмелев (1873-1950 гг.) относится к ярким представителям русской литературы, придерживающихся консервативно-христианского направления в развитии словесности.

• Морской конек - сообщение доклад

  Морской конек – представитель класса лучеперых рыб, принадлежащего к семейству игловых. Род насчитывает около 54 видов, размеры морских коньков варьируются от 2 до 30 см.

Врач - одна из самых древних профессий в мире. Эта профессия будет востребована всегда, в любые времена. Если раньше в древности, врачи лечили уже непосредственно больного человека

• Доклад Наполеон Бонапарт сообщение

  Наполеон Бонапарт был первым консулом Французской Республики, а также императором Франции. Гениальный полководец и необыкновенный человек, обладавший обаянием и умом, навсегда остался в истории и дал имя целой эпохе.

• Доклад Вороний глаз (2, 3 класс окружающий мир) сообщение

  В смешанных и хвойных лесах умеренного климатического пояса встречается удивительное растение с необычным названием – вороний глаз. Оно растет в тени деревьев, вдали от солнечных лучей.

Перед тем, как раскрыть эту тему, невозможно не вспомнить слова одного из героев романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки»: «Над чем бы ученые ни работали, у них все равно получается оружие».

Значение химии в жизни человека очень трудно переоценить, ведь эти процессы окружают нас повсюду: начиная от элементарного приготовления пищи и заканчивая биологическими процессами в организме. Достижения в этой области знаний приносили человечеству и огромный ущерб (создание оружия массового поражения), и дарили спасение от смерти (разработка медикаментов от заболеваний, выращивание искусственных органов и т.п.). Относиться равнодушно к этой науке невозможно: столько противоречивых открытий не происходило ни в какой другой области знаний.

Роль химии в жизни человека: быт

Химия в жизни человека: производство

Знания о такого рода процессах широко применяются в промышленности, на их основе разрабатываются новые технологии.

Еще в древности были распространены ремесла, в основе которых лежали химические процессы: например, создание керамики, обработка металла, использование естественных красителей.

Сегодня нефтехимическая и химическая промышленность - одни из самых значимых отраслей экономики, и это говорит о том, что химические процессы и знания о них играют немаловажную роль в обществе. Лишь от человечества зависит, как их использовать - в созидательных или разрушительных целях, ведь среди разнообразия можно встретить и опасные для человека (взрывоопасные, окисляющие, воспламеняющиеся и т.д.).

Таким образом, химия в жизни человека - это и панацея от заболеваний, и оружие, и экономика, и приготовление пищи, и, конечно же, сама жизнь.

Великая по сегодняшним заслугам наука химия окружает человека везде и всюду. Возникла она очень давно, хотя человек и не задумывался об этом. Но чудесным образом, вдруг, научился создавать прочные сплавы железа для изготовления оружия и орудий, придумал стекло, и избавил себя от постоянных сквозняков, занялся изготовлением керамики, да еще и расписывать стал её разноцветными красками. А где мы соприкасаемся с химией сегодня, и так ли мы от неё зависим?

Утро современного человека начинается с того, что он просыпается в уютной постели, ему тепло и комфортно в любимой пижаме, которая создана синтетическим путем - и это только первый пример. Потянувшись, мы следуем на кухню, включаем чайник, засыпаем в стакан растворимый кофе, созданный так же на основе знаний химической науки, как и любимый плавленый сыр, йогурт, в состав которых входят искусственные добавки. Пока закипит чайник, человек следует в ванную, выдавливает на зубную щетку небольшое количество пасты, после берет крем для бритья или пенку для умывания, обнаруживает, что фильтр для очистки воды работает уже не так хорошо, как раньше, и даже не задумывается о том, что это тоже плоды все той же науки.

По привычке за чашкой кофе включает телевизор. Небольшой новостной обзор рассказывает о нефтеперерабатывающих компаниях, которые обеспечат, строну необходимым количеством: щелочей, кислот, синтетических волокон, резины и каучука. После идет обзор новинок в технике, и в качестве альтернативного бензину автомобильного топлива японские производители предлагают синтетически созданный продукты, который уменьшит затраты природных ресурсов и поможет сохранить экологию. Так же, абсолютно не задумываясь, съедает он витаминку, садиться в отполированный автомобиль, в котором приятно пахнет жасмином, благодаря новому освежителю воздуха. На заднем сидении он обнаруживает пакет с торфяным удобрением, купленным для садовой вишни и коробку с кошачьим кормом.

На работе, заправив картридж новой краской, по привычке отправляется на обед в ближайший магазинчик, где приобретает любимую колу и бургер, а так же гелиевые шары, которые понадобятся вечером, ведь у дочки намечается вечеринка. Уже затемно возвращается он домой, свет керосинки в гараже, привлекает его внимание, оказывается, это дочка покрывает лаком деревянные статуэтки для предстоящего вечера. И в мыслях у этого человека не закрадывается даже, что если бы не было химии, то не жил бы он в столь комфортных условия, как сегодня.

И это лишь малая часть того, чем мы обязаны этой науке. Химия не просто тесно связана с жизнью всего человечества, с обеспечением его комфорта, безопасности, она является одним из главных двигателей прогресса людского общества. Кроме того, что она связывает между собой казалось бы такие далекие отрасли, как машиностроение и пищевая промышленность, например, используя и там и там процессы катализа, эта наука имеет еще и ряд самостоятельных ответвлении, стоящих так же на службе у всей планеты.

• Последствия вредных привычек - сообщение доклад

  Вредных привычек существует очень много. Про некоторые все - в курсе, а про некоторые многие даже не догадываются. Основная вредная привычка – курение. Едкий дым с парами и продуктами горения попадает в гортань

• Кролики - сообщение доклад

  Кроликов относят к млекопитающим животным. Их делят на обыкновенного и толстохвостого. Первые кролики появились несколько тысяч лет тому назад в Средиземноморских странах. Позже их приручили люди.

• Художественная гимнастика - доклад сообщение

  Одним из самых изящных и в то же время непростых видов спорта называют художественную гимнастику. Сочетание гимнастических и танцевальных элементов, которые выполняют гимнастки под музыку считается очень популярным видом спорта в наше время.

• Бунин Иван - доклад сообщение (3, 5, 11 класс)

  Родился Иван Алексеевич Бунин 10 октября 1870 г. в известной семье дворян. Жили скромно не богато по меркам того времени. Все свое детство писатель провел в Орловской губернии, рядом с небольшим городком Елец.

• Средневековые города - доклад сообщение (6 класс история)

  В Средние века началось процветание городов. Строились они обычно возле старых крепостей, башен, высоких оград. Города, количество жителей которых не превышала 6 тысяч человек относились по размерам к средним.

Исследуя процессы, совершающиеся в природе, и открывая законы, управляющие ими, химия вместе с другими естественными науками составляет основу химической промышленности и химизации народного хозяйства страны.

Химическая промышленность преследует цель снабдить народное хозяйство различными веществами, материалами, продуктами, получаемыми ею путем изменения состава или структуры исходных веществ, т. е. химическими способами. Эти способы химической промышленности доставляет химия вместе с механикой, физикой и другими естественными науками, которые развиваются под влиянием требований материального производства. Химическая промышленность своими потребностями оказывает решающее влияние на развитие химической науки.

Химизация народного хозяйства - это внедрение химических методов обработки материалов и продуктов химической промышленности во все отрасли производства, культуры и быта. Она является, как мы видели выше, одним из основных направлений научно-технического прогресса, создания материально- технической базы коммунизма. Химизация ускоряет технический прогресс, внося неоценимый вклад в совершенствование материалов, орудий труда, технологии производства. Она способствует повышению производительности труда и созданию изобилия продуктов, необходимых для всестороннего удовлетворения потребностей людей. Для осуществления химизации народного хозяйства необходимо развитие химической науки и химической промышленности, распространение химических знаний в народе

Отсюда видно значение химии в строительстве коммунистического общества. Рассмотрим более подробно роль химии в современной жизни.

Важнейшее значение для промышленности, сельского хозяйства, транспорта, обороны страны и быта имеет твердое, жидкое и газообразное топливо. Химии принадлежит выдающаяся роль в разработке процессов производства этих видов топлива. Она обосновала способы производства из угля, торфа, горючих сланцев различных видов газообразного и жидкого топлива. Она разработала способы разгонки и различных видов крекинга нефти, обеспечивающие получение из нее большого количества бензина, керосина и других видов моторного топлива. Химия выработала способы получения топлива для реактивных двигателей и с этой стороны обеспечила развитие реактивного движения. Вместе с физикой она создала научные основы получения горючего для атомных реакторов. Химия раскрыла научные основы рационального сжигания топлива с высоким коэффициентом полезного действия. Другими словами, химия играет выдающуюся роль в современной энергетике.

Современное производство немыслимо без машин и инструментов. Главными материалами, из которых изготовляются они, являются металлы и их сплавы, которые получаются на основе химической переработки природных материалов. Химия предоставляет металлургии методы исследования материалов природы с целью определения содержания в них нужных металлов, методы обогащения сырья необходимыми веществами, методы получения металлов и сплавов из этих веществ. В основе современных методов производства металлов лежат окислительно-восстановительные процессы. Производство чугуна основано на восстановлении железа окисью углерода, получающейся при сжигании кокса. Обжиг сернистых руд и восстановление металлов углем составляет основу получения меди, цинка, свинца. Восстановление металлов водородом из окислов применяется в производстве молибдена, вольфрама, ванадия и других металлов. Восстановление в электрических печах хрома и марганца из их окислов лежит в основе производства феррохрома и ферромарганца Восстановление электрическим током используется в производстве алюминия, магния, натрия, калия, а также при рафинировании меди и других металлов. Применение кислорода в металлургии повышает производительность труда. Химия имеет большое значение для развития металлургии.

Производство машин и приборов - это в основном физикомеханическое производство, требующее изготовления разнообразных деталей и их сборки. Но и в производство приборов и машин глубоко проникла химия. Широким потоком идут в машиностроение и приборостроение продукты химической индустрии пластмассы для изготовления деталей, каучук для изготовления шин, покрышек и прокладок, различные изоляционные материалы для электротехники и радиоэлектроники, смазочные масла для предупреждения изнашивания трущихся поверхностей и т. д. Химия подсказала правильные пути предупреждения металлов от коррозии: оксидирование, меднение, хромирование, никелирование, покрытие металлов лаками и красками, применение различных ингибиторов и т. д. В связи с этим в машиностроении широко используются кислоты и соли, лаки и краски, синтетические смолы и т. д. Машиностроительное производство широко использует химические методы и продукты химической промышленности.

Строительная промышленность для выполнения своих задач нуждается в стали, кирпиче, цементе, стекле, блоках, панелях, керамических изделиях, в красках, лаках, олифе, в различных синтетических материалах (для покрытия полов, дверей, потолков, стен), являющихся продуктами физико-химической переработки природных материалов. Монтаж зданий из панелей и блоков, кладка кирпичных стен и их штукатурка, бетонирование, цементирование - это важные процессы строительного дела. Раскрытие химических основ этих процессов имело большое значение для рационального и производительного выполнения строительных работ. Химия доставляет производству строительных материалов способы их получения, а строительному делу - химические методы соединения материалов, отделки помещений и т. д.

Производство продуктов питания - задача сельского хозяйства. Высокие урожаи немыслимы без применения минеральных и органо-минеральных удобрений, химических средств борьбы с сорняками (гербициды), с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений (инсектофунгициды), без стимуляторов роста и т. д. С каждым годом увеличивается потребление в сельском хозяйстве фосфорных, калийных и азотных удобрений, соединений бора, марганца, молибдена и других веществ, используемых в качестве микроудобрений, гексахлорана, ДДТ, парахлорбензола, дихлорэтана и многих других средств борьбы с вредителями и болезнями культурных растений, получаемых в химической промышленности. Для производства удобрений химическая промышленность потребляет сотни тысяч тонн азотной кислоты и миллионы тонн серной кислоты. Животноводству химия доставляет кормовые, лечебные и санитарные средства. Многие процессы пищевой промышленности, перерабатывающей первичные сельскохозяйственные продукты, базируются на химии - производство крахмальной патоки, уксусной кислоты, спирта, сахара, маргарина и пр. Химия глубоко проникла в сельское хозяйство и пищевую промышленность.

В производстве одежды и обуви также широкое применение имеют продукты химической промышленности и методы химической технологии. В последние годы химия стала успешно соревноваться с природой в изготовлении искусственного (вискоза, ацетатный шелк) и синтетического (капрон, нейлон, энант, хлорин и т. д.) волокон для текстильной и кожзаменителей для обувной промышленности. Бучение и беление, мерсеризация и крашение, набивка рисунков и аппретирование- тканей являются химическими процессами и для своего выполнения требуют применения продуктов химической промышленности: щелочей, гипохлоритов, красителей, уксусной кислоты, разнообразных солей, применяемых в качестве протрав, моющих средств и т. д. Для обеспечения текстильной промышленности красителями развилась мощная анилокрасочная химическая промышленность.

Широко проникла химия в область культуры. Изготовление бумаги, приготовление типографских красок и сплавов, производство материалов для радио и телевизионной аппаратуры, кинолент, фотоматериалов основано на применении химии и продуктов химической промышленности.

Огромное значение имеет химия для здравоохранения. Со второй половины XIX столетия все в большей и большей мере для лечения, обезболивания и дезинфекции стали применять продукты органического синтеза. Всем известные лекарства, как аспирин, фенацетин, салол, уротропин, были первыми успехами этого синтеза. В последние годы медицина получила от химии такие важные синтетические средства для лечения болезней, как стрептоцид, сульфидин, сульфазол, стрептомицин, витамины и т. д.

Химия широко вошла в современный быт людей не только опосредствованно, через применение пищи, одежды, обуви, топлива, жилищ, но и непосредственно, путем использования мыла, стиральных порошков, соды, дезинфицирующих и профилактических веществ, средств для выведения пятен, пищевкусовых веществ и т. п.

Поистине великим провидцем был М. В. Ломоносов, когда еще на заре современной химии в своей речи «Слово о пользе химии» в 1751 г. говорил: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие, слушатели». Осуществляется предвидение К. Маркса о том, что по мере овладения человечеством химическими методами и реакциями механическая обработка будет все более и более уступать методу химического воздействия.

Отсюда становится понятным, почему Коммунистическая партия и Советское правительство уделяли и уделяют самое пристальное внимание развитию химии и химической промышленности в нашей стране.

Так, в докладе Н. С. Хрущева на XXII съезде КПСС о Программе партии говорится: «Исключительное значение приобретает химическая индустрия. За 20 лет ее продукция при интенсивном расширении номенклатуры возрастет примерно в 17 раз. Широчайшее распространение получит химия полимеров. Производство синтетических смол и пластических масс будет увеличено примерно в 60 раз. Выпуск искусственного и синтетического волокна, имеющего особое значение для производства товаров широкого потребления, возрастет примерно в 15 раз. Производство минеральных удобрений предстоит увеличить в 9-10 раз» («Материалы XXII съезда КПСС»,Гос- политиздат, М., 1961, стр. 149).

В Программе Коммунистической партии ставится задача всемерного развития химии, химической промышленности и внедрения химических методов обработки материалов в различные отрасли производства.

«Одна из крупнейших задач - всемерное развитие химической промышленности, полное использование во всех отраслях народного хозяйства достижений современной химии, в огромной степени расширяющей возможности роста народного богатства, выпуска новых, более совершенных и дешевых средств производства и предметов народного потребления. Металл, дерево и другие материалы будут все более заменяться экономичными, практичными и легкими синтетическими материалами. Резко возрастает производство минеральных удобрений и химических средств защиты растений» (там же, стр. 372).

Таким образом, чтобы понять химические процессы, совершающиеся в природе, чтобы овладеть научными принципами современного производства и, следовательно, иметь политехнический кругозор, чтобы понять сущность химизации страны, чтобы быть готовым к труду в области современного производства, культуры и быта, необходимо знать основы современной химии.

От работников массовых профессий промышленности теперь требуется знание состава и свойств разнообразных видов сырья и материалов, способов химического изменения их, свойств наиболее распространенных химических реагентов, характера воздействия их на главнейшие материалы и т. д. От всех работников массовых профессий сельскохозяйственного труда теперь требуется знание состава растений и почв, химии питания и химических способов борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений, свойств и способов хранения удобрений, гербицидов, инсектофунгицидов, химии питания и содержания сельскохозяйственных животных, научных основ предупреждения коррозии сельскохозяйственных машин, знание состава и свойств моторного топлива, теории рационального сжигания его и т. п. От работников строительства требуется знание состава и свойств строительных материалов, химических основ их применения и пр.

По мере технического прогресса, ликвидации существенного различия между умственным и физическим трудом, подъема работников производства до уровня работников интеллигентного труда эти требования к образованию будут становиться все более широкими и глубокими.

Для удовлетворения этих требований коммунистического строительства необходимо, чтобы наши учащиеся за время обучения в школе получили прочные и систематические знания по химии, ориентировку в научных принципах химического производства, сведения об успехах и задачах химизации страны, некоторые практические навыки в обращении с продуктами химической индустрии. Учащиеся, владеющие основами химии, практическими знаниями и навыками, быстрее и лучше овладеют различными видами труда в производстве и вместе с тем будут хорошим пополнением техникумов и вузов, подготовляющих квалифицированные кадры для все более и более химизирующегося народного хозяйства страны.

Значение химии в жизни человека трудно переоценить. Приведём фундаментальные области, в которых химия оказывает своё созидательное воздействие на жизнь людей.

1. Возникновение и развитие жизни человека не возможно без химии. Именно химические процессы, многие тайны которых учёные ещё не раскрыли, ответственны за тот гигантский переход от неживой материи к простейшим одноклеточным, и далее к вершине современного эволюционного процесса - человеку.

2. Большинство материальных потребностей, возникающих в жизни человека, обслуживается природной химией или получает удовлетворение в результате использования в производстве химических процессов.

3. Даже возвышенные и гуманистические устремления людей в своей основе опираются на химию человеческого организма, и, в частности, сильно зависят от химических процессов в мозге человека.

Конечно же, всё богатство и разнообразие жизни нельзя свести только к химии. Но наряду с физикой и психологией, химия как наука, представляет собой определяющий фактор развития человеческой цивилизации.

Химия жизни

Насколько сейчас известно, наша планета образовалась приблизительно 4.6 миллиарда лет назад, а простейшие ферментирующие одноклеточные формы жизни существуют 3.5 миллиарда лет. Уже 3.1 миллиарда лет они могли бы использовать фотосинтез, но геологические данные об окислительном состоянии осадочных отложений железа указывают, что атмосфера Земли приобрела окислительный характер лишь 1.8-1.4 миллиарда лет назад. Многоклеточные формы жизни, которые, по-видимому, зависели от изобилия энергии, возможного только при дыхании кислородом, появились На Земле приблизительно от миллиарда до 700 миллионов лет назад, и именно в то время наметился путь дальнейшей эволюции высших организмов. Наиболее революционным шагом, после зарождения самой жизни, было использование внеземного источника энергии, Солнца. В конечном итоге, именно это превратило жалкие ростки жизни, которые использовали случайно встречающиеся природные молекулы с большой свободной энергией, в огромную силу, способную преобразовать поверхность планеты и даже выйти за её пределы.

В настоящее время учёные придерживаются точки зрения, что зарождение жизни на Земле происходило в восстановительной атмосфере, которая состояла из аммиака, метана, воды и диоксида углерода, но не содержала свободного кислорода.
Первые живые организмы получали энергию, разлагая молекулы небиологического происхождения с большой свободной энергией на меньшие молекулы без их окисления. Предполагается, что на ранней стадии существования Земли она имела восстановительную атмосферу, состоящую из таких газов как водород, метан, вода, аммиак и сероводород, но содержащую очень мало свободного кислорода или вообще его не имевшего. Свободный кислород разрушал бы органические соединения быстрее, чем они могли синтезироваться в результате естественно протекающих процессов (под воздействием электрического разряда, ультрафиолетового излучения, теплоты или естественной радиоактивности). В этих восстановительных условиях органические молекулы, которые образовались небиологическими способами, не могли разрушаться в результате окисления, как это происходит в наше время, а продолжали накапливаться в течении тысячелетий, до тех пор, пока, наконец, не появились компактные локализованные образования из химических веществ, которые можно уже считать живыми организмами.
Появившиеся живые организмы могли поддерживать существование за счёт разрушения естественно образующихся органических соединений, поглощая их энергию. Но если бы это был единственный источник энергии, то жизнь на нашей планете была бы крайне ограниченной. К счастью, около 3 миллиардов лет назад появились важные соединения металлов с порфиринами, и это открыло путь к использованию совершенно нового источника энергии – солнечного света. Первым шагом, который поднял жизнь на Земле над ролью простого потребителя органических соединений, было включение в неё процессов координационной химии.

По-видимому, перестройка явилась побочным следствием появления нового способа запасания энергии – фотосинтеза*, – который давал его обладателям огромное преимущество над простыми ферментативными поглотителями энергии. Организмы, в которых развилось это новое свойство, могли использовать энергию солнечного света для синтеза своих собственных энергоёмких молекул и уже не зависеть от того, что находится среди их окружения. Они стали предшественниками всех зелёных растений.
Сегодня все живые организмы можно подразделить на две категории: те, которые способны изготовлять свою собственную пищу при помощи солнечного света, и те, которые не имеют такой возможности. Скорее всего, и родственные ей бактерии сегодня являются живыми ископаемыми, потомками тех древних способных к ферментации анаэробов, которые отступили в редкие анаэробные области мира, когда атмосфера в целом накопила большие количества свободного кислорода и приобрела окислительный характер. Поскольку организмы второй категории существуют за счёт поедаемых ими организмов первой категории, накопление энергии посредством фотосинтеза является источником движущей силы для всего живущего на Земле.

Общая реакция фотосинтеза в зелёных растениях обратна реакции сгорания глюкозы и проходит с поглощением значительного количества энергии.

6 CO 2 + 6 H 2 O --> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Вода расщепляется на элементы, что создаёт источник атомов водорода для восстановления углекислого газа в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовалась не вода, а сероводород, органические вещества или сам газообразный водород, но лёгкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелёными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением кислорода, являются сине-зелёные водоросли. Их правильнее обозначать современным названием цианобактерии, поскольку это, в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из углекислого газа, воды и солнечного света.

К сожалению, фотосинтез приводит к высвобождению опасного побочного продукта, кислорода. Кислород был не только бесполезен для ранних организмов, он конкурировал с ними, окисляя естественно образующиеся органические соединения прежде, чем они могли быть окислены в процессе метаболизма этими организмами. Кислород представлял собой гораздо более эффективный «пожиратель» энергоёмких соединений, чем живая материя. Ещё хуже было то, что слой озона, который постепенно образовывался из кислорода в верхней части атмосферы, преграждал доступ ультрафиолетовому излучению Солнца и ещё более замедлял естественный синтез органических соединений. Со всех современных точек зрения, появление свободного кислорода в атмосфере представляло собой угрозу для жизни.
Но, как часто случается, жизнь сумела обойти это препятствие и даже обратила его в преимущество. Отходами жизнедеятельности первичных простейших организмов были такие соединения, как молочная кислота и этанол. Эти вещества намного менее энергоёмки по сравнению с сахарами, но они способны высвобождать большое количество энергии, если полностью окисляются до СО 2 и Н 2 О. В результате эволюции возникли живые организмы, способные «фиксировать» опасный кислород в виде Н 2 О и СО 2 , а взамен получать энергию сгорания того, что прежде было их отходами. Преимущества сжигания пищи с помощью кислорода оказались столь велики, что подавляющее большинство форм жизни – растения и животные – пользуются в настоящее время кислородным дыханием.

Когда появились новые источники энергии, возникла новая проблема, связанная уже не с получением пищи или кислорода, а с транспортировкой кислорода в надлежащее место организма. Малые организмы могли обходиться простой диффузией газов через содержащиеся в них жидкости, но этого недостаточно для многоклеточных существ. Так перед эволюцией возникла очередная преграда.
Выход из тупика в третий раз оказался возможен благодаря процессам координационной химии. Появились такие молекулы, состоящие из железа, порфирина и белка, в которых железо могло связывать молекулу кислорода, не окисляясь при этом. Кислород просто переносится в различные участки организма, чтобы высвободиться при надлежащих условиях – кислотности и недостатке кислорода. Одна из таких молекул, гемоглобин, переносит О 2 в крови, а другая, миоглобин, получает и запасает (хранит) кислород в мышечных тканях до тех пор, пока он не понадобится в химических процессах. В результате появления миоглобина и гемоглобина были сняты ограничения на размеры живых организмов. Это привело к появлению разнообразных многоклеточных, и, в конечном итоге, человека.

* Фотосинтез – это процесс преобразования энергии света в энергию химической связи получающихся веществ.

** Метаболизм – расщепление богатых энергией веществ и извлечение их энергии.

Химия как зеркало жизни человека.

Оглянитесь вокруг, и Вы увидите, что жизнь современного человека невозможна без химии. Мы используем химию при производстве пищевых продуктов. Мы передвигаемся на автомобилях, металл, резина и пластик которых сделаны с использованием химических процессов. Мы используем духи, туалетную воду, мыло и дезодоранты, производство которых немыслимо без химии. Есть даже мнение, что самое возвышенное чувство человека, любовь, это набор определённых химических реакций в организме.
Такой подход к рассмотрению роли химии в жизни человека, является, на мой взгляд, упрощённым, и я предлагаю Вам его углубить и расширить, перейдя в совершенно новую плоскость оценки химии и её влияния на человеческое общество.