在人体中元素的存在形式:
①碳、氢、氧、氮主要以水、糖类、蛋白质、维生素和脂肪的形式存在。
②其他的元素主要以无机盐的形式存在于水溶液中。
③钙元素主要以羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2] 晶体的形式存在。
常量元素:
常量元素人体中含量较多的元素有11种,它们约占人体质量的99.95%。在人体中含量超过0.01%的元素,称为常量元素。
①人体中的常量元素
元素名称 |
元素符号 |
质量分数% |
氧 |
O |
65.0 |
碳 |
C |
18.0 |
氢 |
H |
10.0 |
氮 |
N |
3.0 |
钙 |
Ca |
2.0 |
磷 |
P |
1.0 |
钾 |
K |
0.35 |
硫 |
S |
0.25 |
钠 |
Na |
0.15 |
氯 |
Cl |
0.15 |
镁 |
Mg |
0.05 |
②一些常量元素在人体中的作用及每天适宜摄入量
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钙 |
使骨骼和牙街具有坚硬的结构支架 |
800—1200mg |
缺钙主要影响骨骼的发育和结构,临床症状表现为青少年的佝偻病和成年人的骨质软化症及老年人的骨质疏松症。钙是无毒的元素,但摄入过量会导致高血钙,从而引起消化系统、泌尿系统等的疾病 |
海产品、豆类、奶类、各种绿叶蔬菜等 |
其中99%存在于骨骼和牙齿中,主要以羟基磷酸钙 [Ca10(PO4)6(OH)2晶体的形式存在 |
钠 |
细胞外液和细胞内液中的Na+和K+各自保持一定的浓度,维持人体内的水分和体液恒定的pH |
2000—2500mg |
缺钠会引起肌肉痉挛、头痛等;过量会引起水肿、高血压、贫血等 |
食盐 |
其中一半以Na+的形式存在于细胞外液中 |
钾 |
1850—5600mg |
缺钾会引起肌肉不发达、心律小齐等;过量会导致恶心、腹泻等 |
香蕉、柑橘、橙子、山楂、蘑菇、豆炎及其制品等 |
主要以K+的形式萍在干细胞内液中 |
镁 |
促进骨骼发育、细胞遗传物质合成等 |
300—400mg |
缺镁会引起肌肉不发达、抽搐、痉挛、心律不齐等;过量会引起神经系统紊乱、肾病等 |
坚果、大豆、牛奶等 |
70%的镁以磷酸盐和碳酸盐形式参与骨骼和牙齿的组成,25%的镁存在于软组织中 |
微量元素:在人体中含量在0.01%以下的元素。
①一些人体必需的微量元素
元素名称 |
元素符号 |
铁 |
Fe |
钴 |
Co |
铜 |
Cu |
锌 |
Zn |
铬 |
Cr |
锰 |
Mn |
钼 |
Mo |
氟 |
F |
碘 |
I |
硒 |
Se |
②一些必需微量元素对人体的作用及14—18岁人群每天的适宜摄入量
元素 |
人体内的含量 |
对人体的作用 |
适宜摄入量(每天) |
摄入量过高,过低对人体健康的影响 |
铁 |
4—5g |
是血红蛋白的成分,能帮助氧气的运输 |
20—50mg |
缺铁会引起贫血 |
锌 |
2.5g |
影响人体发育 |
15.5—19mg |
缺锌会引起食欲不振,生长迟缓,发育不良 |
硒 |
14—21mg |
有防癌、抗癌作用 |
50μg |
缺硒可能引起表皮角质化和癌症。如摄入量过高,会使人中毒 |
碘 |
25—50mg |
是甲状腺激素的重要成分 |
150μg |
缺碘会引起甲状腺肿大,幼儿缺碘会影响生长发育,造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大 |
氟 |
2.6g |
能防治龋齿 |
1.5mg |
缺氟易产生龋齿,过量会引起氟斑牙和氟骨病 |
知识拓展:
如果人体所需的元素仅从食物中摄取还不足时,可通过食品添加剂和保健药剂来予以补充。
如在食品巾添加含钙、锌、硒、锗的化合物,或制成补钙、补锌等的保健药剂或制成加碘食盐,来增加对这些元素的摄人量。但要注意即使是人体必需的元素,也要注意适宜的摄入量,摄人量过高和过低对人体健康都有不良的影响。
溶液的概念:
一种或几种物质分散到另一种物质中,形成均一的,稳定的混合物,叫做溶液
溶液的组成:(1)溶液由溶剂和溶质组成溶质:被溶解的物质溶剂:
溶液质量=溶剂质量+溶质质量
溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积
(2)溶质可以是固体(氯化钠、硝酸钾等)、液体(酒精、硫酸等)或气体(氯化氢、二氧化碳等),一种溶液中的溶质可以是一种或多种物质。水是最常用的溶剂,汽油、洒精等也可以作为溶剂,如汽油能够溶解油脂,洒精能够溶解碘等。
溶液的特征:均一性:溶液中各部分的性质都一样;
稳定性:外界条件不变时,溶液长时间放置不会分层,也不会析出固体溶质
对溶液概念的理解:
溶液是一种或儿种物质分散到另一种物质里.形成的均一、稳定的混合物。应从以下几个方面理解:
(1)溶液属于混合物;
(2)溶液的特征是均一、稳定;
(3)溶液中的溶质可以同时有多种;
(4)溶液并不一定都是无色的,如CuSO
4溶液为蓝色;
(5)均一、稳定的液体并不一定郡是溶液,如水;
(6)溶液不一定都是液态的,如空气。
溶液与液体
(1)溶液并不仅局限于液态,只要是分散质高度分散(以单个分子、原子或离子状态存在)的体系均称为溶液。如锡、铅的合金焊锡,有色玻璃等称为固态溶液。气态的混合物可称为气态溶液,如空气。我们通常指的溶液是最熟悉的液态溶液,如糖水、盐水等。
(2)液体是指物质的形态之一。如通常状况下水是液体,液体不一定是溶液。
3. 溶液中溶质、溶剂的判断
(1)根据名称。溶液的名称一般为溶质的名称后加溶剂,即溶质在前,溶剂在后。如食盐水中食盐是溶质,水是溶剂,碘酒中碘是溶质,酒精是溶剂。
(2)若是固体或气体与液体相互溶解成为溶液。一般习惯将固体或气体看作溶质,液体看作溶剂。
(3)若是由两种液体组成的溶液,一般习惯上把量最多的看作溶剂,量少的看作溶质。
(4)其他物质溶解于水形成溶液时。无论,水量的多少,水都是溶剂。
(5)一般水溶液中不指明溶剂,如硫酸铜溶液,就是硫酸铜的水溶液,蔗糖溶液就是蔗糖的水溶液,所以未指明溶剂的一般为水。
(6)物质在溶解时发生了化学变化,那么在形成的溶液中,溶质是反应后分散在溶液中的生成物。如 Na
2O,SO
3分别溶于水后发生化学反应,生成物是 NaOH和H
2SO
4,因此溶质是NaOH和H
2SO
4,而不是 Na
2O和SO
3;将足量锌粒溶于稀硫酸中所得到的溶液中,溶质是硫酸锌(ZnSO
4),若将蓝矾(CuSO
4·5H
2O) 溶于水,溶质是硫酸铜(CuSO
4),而不是蓝矾。
溶液的导电性:探究溶液导电性的实验:
用如图所示的装置试验一些物质的导电性。可以养到蒸馏水、乙醉不导电,而盆酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液均能导电。
酸、碱、盐溶液导电的原因:酸、碱、盐溶于水,在水分子作用下,电离成自由移动的带正(或负)电的阳(或阴)离子(如下图所示)。因此酸、碱、盐的水溶液都能导电,导电的原因是溶液中存在自由移动的离子,而蒸馏水和乙醇中不存在自由移动的离子。
定义:碳酸钙(CaCO
3)是一种难溶于水的白色固体。在自然界中,大理石、石灰石、方解石、白坐、蛋壳、珍珠等物质的主要成分均为碳酸钙;许多补钙药剂如钙片的主要成分也是碳酸钙。
碳酸钙的检验: (1)碳酸钙的主要化学性质:CaCO
3+2HCl==CaCl
2+H
2O+CO
2↑(实验室制取CO
2的原理) CaCO
3CaO+CO
2↑(工业上制CO
2)
(2)碳酸钙的检验方法:
①方法:取少量碳酸钙放入试管中,加入稀盐酸,并将产生的无色气体通入澄清石灰水中。
②现象:产生大量气泡,澄清石灰水变浑浊。
③化学方程式:CaCO
3+2HCl==CaCl
2+H
2O+CO
2↑,CO
2+Ca(OH)
2==CaCO
3↓+H
2O
溶洞的形成: 溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会发生反应生成溶解度较大的碳酸氢钙:CaCO
3+CO
2+H
2O==Ca(HCO
3)
2;
溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳:Ca(HCO
3)
2==CaCO
3↓+CO
2↑+H
2O 洞顶的水在慢慢向下渗漏时,水中的碳酸氢钙发生上述反应,有的沉积在洞顶,有的沉积在洞底,日久天长洞顶处形成钟乳石,洞底处形成石笋,当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱。
金刚石:
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成金刚石。
石墨: 石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
C60:
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯。(C60这种物质是由C60分子组成的,而不是由原子构成的。) C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。其相对分子质量约为720。
金刚石,石墨,碳60性质及用途比较
名称 |
金刚石 |
石墨 |
碳60 |
外观 |
纯净无色透明,正八 面体形状的晶体 |
深灰色,有金属光泽,不 透明的细鳞片状的固体, 质软,有滑腻感 |
分子型似足球状, 有金属光泽,其微晶 粉末呈黄色 |
结构模型 |
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导电性 |
几乎不导电 |
良好 |
几乎不导电 |
硬度 |
天然存在的最硬物质 |
质软 |
质脆 |
导热性 |
很差 |
良好 |
很差 |
熔点 |
很高 |
很高 |
较低 |
用途 |
钻头,刻刀,装饰品 |
电极,铅笔芯,润滑剂 |
制备新材料,新配 件,医学应用 |
区别与联系 |
金刚石、石墨,C60,,的物理性质有很大差异,原因是这些单质中碳原子的排列方式不同,但由于它们都是由碳元素组成的单质,故化学性质相同。金刚石与石墨通过化学反应可以相互转变。 |
人造金刚石:
20世纪80年代,人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料—硅的导热性不好,这成为进一步提高芯片性能的难题。而金刚石在导热性方而远远超过硅(甚至超过铜和银),于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。
碳纤维:
碳纤维是一种纤维状碳材料,它是将有机纤维与塑料树脂结合在一起,放在惰性气氛中,在一定压强下加强热、炭化而成的。碳纤维是一种强度比钢大,密度比铝小,比不锈钢还耐腐蚀,比耐热钢还耐高温,又能如铜那样导电,具有电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料,可以代替铝合金来制造飞机。制成的飞机,不仅轻巧,而且消耗动力少、推力大、噪音小。用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的贮存量和运算速率。用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节省大量的燃料。总之,用碳纤维或碳纤维增强的塑料、玻璃、陶瓷和金属等材料来代替钢材和合金等,在化工、机电、造船,特别是飞机制造、宇航器材等领域中有广泛的应用。