1、關于重要的生命元素第一張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/162 學 習 要 求 1.了解元素的分布及其分類。 2.掌握 s區、p區元素的通性，熟悉元素及其 化合物的性質，了解元素的生物效應。 3.掌握 d區元素的通性，了解重要元素及其 化合物的性質、元素的生物效應 。 第二張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1634.1 元素概述4.2 S區元素4.3 p區元素4.4 d區元素第三張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1644.1 元素概述 4.1.1 元素的分布 地球上天然存在的元素主要存在于巖石圈、水圈和大氣圈。 第四張，PPT共

2、五十四頁，創作于2022年6月2022/8/165 元素在地殼中的含量稱為豐度，常用質量分數表示。 4-1地球上分布最廣的10種元素的質量分數 元素符號 O H Si Al Na 質量分數/% 52.32 16.95 1 6.67 5.53 1.95 元素符號 Fe Ca Mg K Ti 質量分數/% 1.50 1.48 1.39 1.08 0.22第五張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1664.1.2 元素的分類金屬和非金屬元素 按長式周期表中硼硅砷碲砹和鋁鍺銻釙之間的對角線來區分。位于對角線左下方的都是金屬元素；右上方的都是非金屬元素。對角線附近的鍺、砷、銻、碲稱為準

3、金屬元素。 非金屬金屬第六張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/167 2普通元素和稀有元素 根據元素在自然界中的分布及應用情況，將元素分為普通元素和稀有元素。稀有元素一般指在自然界中含量少，或被人們發現得較晚，或對它們研究的較少，或提煉它們比較困難以致在工業上應用也較晚的元素。前四周期（Li，Be，稀有氣體除外），ds區元素為普通元素，其余為稀有元素。 稀有元素也可繼續分為：輕稀有金屬、高熔點稀有金屬、分散稀有元素、稀有氣體、稀土金屬、放射性稀有元素等。第七張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/168 3生命元素與非生命元素 根據元素的生物效應不同，又分為

4、有生物活性的生命元素和非生命元素。 生命元素又可根據在人體中的含量及作用進行細分，可分為人體必需元素（essential elements、有毒元素（toxic elements）和不確定元素。第八張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1694.宏量元素（常量元素）和微量元素第九張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16104.2 s區元素4.2.1 s區元素的通性 s區元素位于元素周期表的最左邊，包括A族和A族，分別稱為堿金屬和堿土金屬。A族元素包括H，Li，Na，K，Rb，Cs，Fr共7個元素，A族元素包括Be，Mg，Ca，Sr, Ba，Ra 共6種元素

5、。其中，第七周期的Fr和Ra為放射性元素。 第十張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16111.物理性質 s區元素（除H外）的單質均為金屬，具有金屬光澤。它們的金屬鍵較弱，因此，具有熔點低、硬度小、密度小等特點。另外，s區元素還具有良好的導電性能和傳熱性質。第十一張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1612 2.化學性質 ns1或ns2的價電子構型 形成穩定的氧化數為+1(A）和+2（A）的離子，無變價 ； 生成的化合物都是離子型化合物 ； 最活潑的金屬，為強還原劑 。第十二張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16134.2.2 重要

6、元素、化合物及其生物效應 1. 氫（H） 電子結構為1s1 ； 氫的成鍵方式主要有3種，一是失去價電子，成為H+；二是結合1個電子，形成H-；三是形成共價化合物，成為氫化物。 氫是人和動、植物所必需的宏量元素，可與氧結合生成水；另外，它是構成生命體中一切有機物不可缺少的重要元素 。第十三張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16142. 鈉和鉀 （1）金屬鈉和鉀 與水反應可釋放出大量熱 ； （2） 氫氧化鈉（鉀） LiOH為中強堿外，其余均為強堿 ； 堿金屬氫氧化物中以NaOH最重要。氫氧化鈉又稱燒堿，它是實驗室常用的重要試劑，也是重要的工業原料。它能除去空氣中的酸性物質如二

7、氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫等，NaOH易于融化，能溶解某些金屬氧化物和非金屬氧化物，因此常用于溶解礦物試樣。 第十四張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1615（3）.碳酸鈉與碳酸氫鈉 碳酸鈉俗稱純堿或蘇打，通常是含10個結晶水的白色晶體（Na2CO310H2O），在空氣中易風化而逐漸碎裂為疏松的粉末，易溶于水，其水溶液有較強的堿性，可在不同反應中作堿使用，這也是人們稱其為純堿的原因。 第十五張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1616 碳酸氫鈉俗稱小蘇打，白色粉末，可溶于水，但溶解度不大，其水溶液呈弱堿性。主要用于醫藥和食品工業中。第十六張，P

8、PT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1617 碳酸鈉是一種基本化工原料，大量用于玻璃、搪瓷、肥皂、造紙、紡織、洗滌劑的生產和有色金屬的冶煉中，它還是制備其他鈉鹽或碳酸鹽的原料。 工業上常用氨堿法生產碳酸鈉： NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2第十七張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1618（4） 鈉、鉀的生物效應 保持神經肌肉的應激性。K和Na承擔著傳遞神經脈沖的功能。 保持一定的滲透壓。 維持體液酸堿平衡。 參與某些物質的吸收過程。 Na、K作為生物必需的重要元素，在生物體內具有重要的生

9、理作用。 第十八張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16193.鎂和鈣 金屬單質鎂和鈣 鎂和鈣屬于A族的堿土金屬元素，化學性質很活潑，在自然界中一般以化合物形式存在。 金屬鎂和鈣的單質用電解熔融鹽的方法制備，在空氣中迅速氧化，在其表面形成一種氧化膜，阻止繼續氧化。 與金屬鉀和鈉相比，鎂和鈣的金屬活動性相對較弱，與冷水作用緩慢，但與酸作用可置換出氫氣。 金屬鎂具有重要的用途，鎂鋁合金以其密度小，硬度大、韌性高的特點，在飛機和汽車制造中得到廣泛的應用。第十九張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1620氧化鎂和氧化鈣鎂和鈣的碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽和氫氧化物加熱

10、，都可生成相應的氧化物。氧化鎂俗稱苦土，是一種堿性白色粉末，難溶于水，但可與水反應生成Mg(OH)2。氧化鎂熔點約為2850，可作耐火材料、潤滑劑以及抑酸劑等使用。氧化鈣俗稱生石灰，是一種白色塊狀或粉末狀堿性固體。它微溶于水，可與水作用生成Ca(OH)2，放出大量的熱。氧化鈣熔點為2615，具有強吸濕性，可作耐火材料和干燥劑。工業上生產鎂和鈣的氧化物主要是煅燒菱鎂礦和石灰石的方法來制備的。第二十張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1621 鎂、鈣的生物效應 鎂是一種細胞內部結構的穩定劑和細胞內酶的輔因子，是許多酶的激活劑。細胞內的核苷酸以鎂的配合物的形式存在。在綠色植物的光

11、合作用中，鎂也有著非常重要的作用。葉綠素分子中Mg2扮演著結構中心和活性中心的作用。此外，在生物體內的糖代謝中，鎂也具有非常重要的作用。 葉綠素第二十一張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1622 Ca在人體內的含量約為2%，是人和動、植物所必需的宏量元素。鈣是細胞膜的組織成分，細胞膜的堅固程度與組織中的鈣含量有關，充足的鈣能夠防止細胞和液泡內物質外滲。 缺鈣會引發人和動物產生多種疾病，如骨質疏松、佝僂病等，但人體內鈣含量過高，也易產生結石等疾病。 第二十二張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1623 4.3 p區元素4.3.1 p區元素的通性 電子構型

12、為ns2np1-6的，位于元素周期表右邊的元素，包括A至A共計6個主族，31個元素。 p區金屬元素在與其他元素化合時，既可以僅以p電子參加反應，又可以s、p電子全都參與反應，因此表現出兩種或兩種以上的氧化數。 第二十三張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16241鋁和氧化鋁 鋁是典型的兩性金屬，具有銀白色光澤，質軟，具有良好的導電、導熱和延展性能。鋁的電離能較小，電負性為1.5。鋁的標準電極電位為-1.66V，但卻不能從水中置換出氫氣，因為它與水接觸時表面易生成一層難溶解的氫氧化鋁。鋁與氧氣的結合能力很強，鋁暴露在空氣中，其表面會形成一層致密的氧化膜。4.3.2 重要元素、

13、化合物及其生物效應第二十四張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1625 鋁在冷的濃H2SO4、濃HNO3中呈鈍化狀態，因此常用鋁制品貯運濃H2SO4、濃HNO3。但鋁可與稀HCl、稀H2SO4及堿發生反應放出氫氣： 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2 2Al+3H2SO4 = Al2（SO4）3+3H2 2Al+NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2第二十五張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1626 鋁是一種很重要的金屬材料，廣泛用來作導線、結構材料和日用器皿。特別是鋁合金質輕而又堅硬，大量用于飛機制造和其他構件上。第二十六張，PPT共

14、五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1627氧化鋁 氧化鋁可由氫氧化鋁加熱脫水而制得。在不同的溫度條件下，制得的Al2O3可以有不同的形態和不同的用途。一般常用希臘字母分別表示、等Al2O3。氧化鋁是離子晶體，具有很高的熔點和硬度。 -Al2O3 是一種多孔性物質，有很大的表面積，并有優異的吸附性、表面活性和熱穩定性，常被用作催化劑的活性成分，又稱活性氧化鋁。第二十七張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1628 自然界存在的結晶氧化鋁是-Al2O3，稱為剛玉。而Al（OH）3熱分解得到的- Al2O3稱人造剛玉。- Al2O3不溶于水，也不溶于酸，在催化劑中常用作載

15、體。第二十八張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1629 含有少量雜質的- Al2O3常呈鮮明的顏色。如紅寶石就是含極微量Cr2O3的- Al2O3，常用作制造耐磨的微型軸承（如手表中的“鉆”）。藍寶石則是含鐵和鈦氧化物的- Al2O3。第二十九張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1630鋁的生物效應 鋁在人和動植物體內廣泛存在，是一種低毒、非必需的微量元素 。鋁元素是否對人體有害，與鋁化合物的溶解性有關。 鋁對植物的生長也有一定影響，研究發現適量的鋁對普通農作物的生長發育和產量的提高具有一定的促進作用。第三十張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2

16、022/8/1631 2. 碳及其化合物 CO2為無色、無臭的氣體。大氣中含有約0.03%（體積）的CO2，它主要來自于生物的呼吸，有機化合物的燃燒，動植物的腐敗分解等。同時又通過植物的光合作用、碳酸鹽巖石的形成等而消耗。目前，世界各國工業生產的迅速發展使空氣中CO2濃度逐漸增加，這已被認為是造成“溫室效應”的主要原因之一。 第三十一張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1632 固態CO2是分子晶體，它的熔點很低 （-78.5），固態CO2會直接升華，故稱干冰。干冰常用作致冷劑，其冷凍溫度可達-70 -80；干冰還常被用于易腐食品的保存和運輸中。 第三十二張，PPT共五十四

17、頁，創作于2022年6月2022/8/1633 CO2不能自燃，又不助燃。密度比空氣大，可使物質與空氣隔絕，所以常用作滅火劑，也可作為防腐劑和滅蟲劑。 CO2還是一種重要的化工原料。如CO2與鹽可制成堿；CO2與氨可制成尿素、碳酸氫銨；CO2也可用于制甲醇等。 CO2可溶于水，溶于水的CO2部分與水作用生成碳酸。因而敞口貯放的蒸餾水會因溶入空氣中的CO2而顯微酸性。 第三十三張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1634 碳的生物效應 碳是最重要的生命元素之一，無論是植物還是動物的各種組織器官，都是由碳和其他元素構成的。單質碳難以被動植物直接利用，但碳可以通過各種途徑轉化為C

18、O2 。自然界中的CO2被植物吸收后，通過葉綠素的光合作用，最終形成碳水化合物等有機物，并放出氧氣，維持了自然界中的碳和氧的相對平衡?？傊?，生命就是在元素碳的基礎上形成和發展的。 第三十四張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16353. 氮元素及其化合物 NaNO2+ NH4Cl=N2 +NaCl + 2H2O 2NH4Cl +Ca(OH)2 = CaCl2+2NH3 +2H2O 氨的化學性質很活潑，根據其元素組成和結構特點，主要有下列三方面的性質： 加合反應 ：Cu2+ + 4NH3 = Cu（NH3）42+取代反應 ：2NH3 + 2Na = 2NaNH2+ H2氧化反

19、應 ：4NH3 + 5O2 =6H2O + 4NO第三十五張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1636氮元素的生物效應 氮是動植物體內最重 要的元素之一，是組成蛋 白質的主要元素。 動物通過食用植物或動物蛋白質，而獲得氮元素。植物主要通過生物固氮或人工氮肥，而補充氮元素。若氮元素缺少，由于蛋白質的合成量減少，使作物生長緩慢、植株矮小。若氮肥過多，可使細胞增大、細胞壁變薄、水分增多，含鈣減少，植物變得葉大色濃、容易倒伏，減少收成，所以要合理施肥。 第三十六張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16374. 氧元素及其化合物氧及其化合物 氧是地殼中含量最多的元

20、素，電負性較大，表現為典型的非金屬元素。 氧的化學性質比較活潑。在一定條件下，氧能與多數單質直接化合，也能將許多氫化物、硫化物或低價化合物氧化，從而得到各種氧化物。 多數金屬氧化物都是由離子鍵形成的，為離子晶體，具有較高的熔點、沸點和硬度。少數過渡金屬氧化物為分子晶體，為共價化合物。 非金屬氧化物都是共價鍵，為分子晶體，其熔點、沸點較低。少數非金屬氧化物為巨型分子，如SiO2為原子晶體，具有高的熔點、沸點。 第三十七張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1638 氧元素的生物效應 氧是地球上是最豐富的元素，含氧化合物廣泛分布于生物體的各個器官和體液中。生物依靠氧來實現呼吸作用

21、，一切生物都靠呼吸氧氣維持生命，植物在光合作用中合成碳水化合物并放出氧氣，形成了氧在生物界的循環?？傊?，氧元素是生命的重要元素之一，可以毫不夸大地說，沒有了氧元素，就沒有了生命。 第三十八張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1639 5. 鹵素和其生物效應 鹵素的性質FClBrI原子序數9173553價電子結構2s22p53s23p54s24p55s25p5主要氧化數-1,0,-1,0,+1,+3,+4,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7-1,0,+1,+3,+5,+7原子半徑（pm）6499114133離子（X-1）半徑（pm）133181196220電負性4.0

22、3.23.02.7電子親和能（KJmol-1）322349324295第一電離能（KJmol-1）5073683351008第三十九張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1640 鹵素的生物效應 氟具有很強的配位能力，能和許多金屬元素配位，影響多種酶的活性，氟是植物的有毒元素。另外，氟是人和動物必需的微量元素。體內氟過量時，會影響鈣、磷正常代謝，抑制多種酶的活性，引起其他疾病。 人類大量使用氟里昂(氟氯烴)作冷凍劑和霧化劑，當其進入大氣臭氧層時，會破壞臭氧層。 第四十張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1641氯是生命必需的宏量元素。過量的氯化鈉也會引起高

23、血壓，故食用的鹽應適量。 碘是生命中最重要的微量元素之一，尤其對人和動物來講是所必需的微量元素。極微量的碘對高等植物的發育有促進作用，在植物體內，一般不會有缺碘現象。若人體缺碘，會引起“大脖子病”。 第四十一張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1642 4.4 d區元素4.4.1 d區元素的通性價電子層構型一般為（n-1）d19ns12 ；d區元素具有多種氧化數；d區元素易形成配合物；d區元素還以其特殊的催化性、磁性等，在化工生產、材料科學中發揮著巨大的作用。第四十二張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16434.4.2 重要元素及其生物效應1. 銅、鋅

24、元素及其生物效應銅、鋅元素及其化合物 2Cu+H2O+CO2+O2 = Cu2(OH)2CO3 3Cu + 8HNO3（?。?= 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O Fe2O3 + 6HZnCl2（OH）= FeZnCl2（OH）3 + 3H2O第四十三張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1644銅、鋅元素的生物效應 銅和鋅都是生物體內重要的必需元素之一。 銅是植物體內許多氧化酶(如多酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶等)的組成元素，參與體內氧化還原過程。 在葉綠體中有含銅蛋白質，在光合作用中具有傳遞電子的作用。 在人和動物體內，銅與蛋白質結合成為血細胞銅蛋白，它影響鐵的

25、代謝，從而參與造血活動。 銅還是構成體內許多細胞色素的主要成分。 第四十四張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1645 鋅是植物體內許多酶(如谷氨酸酶、蘋果酸酶等)的必要元素。如含鋅碳酸酐酶與光合作用有關，植物體內生長素的合成，也必須有鋅的參與。植物體內缺鋅常表現為生長停滯，可以通過噴施鋅鹽稀溶液來促進植物生長。 人體含鋅為1.42.3g，約為鐵含量的一半，是含量僅次于鐵的微量元素。人體內各個器官都含有鋅，主要集中于肝臟、肌肉、骨骼和皮膚（包括頭發）。血液中的鋅大多數分布在紅細胞中，主要以酶的形式存在。在人體中，鋅對人體蛋白質的合成，物質代謝和能量代謝，各種酶的活性，生長發

26、育，智力發展和免疫功能等方面都具有重要的作用。 第四十五張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/16462. 釩和化合物及其生物效應 釩和化合物 釩（V）是第四周期，B族的第一個元素。在地殼中的含量比Zn、Cu、Pb等普通元素大，但分布較廣，屬于稀有元素。 釩的價層電子構型為3d34s2，五個電子都能成鍵，形成+5、+3、+2等氧化數的化合物，其中重要的化 合物是五氧化二釩（V2O5）偏釩酸銨（NH4VO3）。五氧化二釩可以通過灼熱偏釩酸銨而得到。第四十六張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1647釩元素的生物效應 釩主要存在于植物、動物和人的脂肪中，參與動

27、植物的許多生理過程，具有十分重要的生物作用。 釩是植物固氮菌所必需的元素，它是固氮酶中蛋白質的構成成分，能補充和加強鉬的功能，促進根瘤菌對氮的固定。此外，在植物中，釩還可參與硝酸鹽的還原，促使NO3-轉化為氮。 過量的釩對人體會產生的毒性，它會抑制膽固醇、磷脂及其他脂質的合成；影響胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的形成；干擾鐵在血紅蛋白合成中作用。 第四十七張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1648鉻和化合物 Cr2O3是綠色固體，微溶于水，是兩性氧化物，它能溶于酸或堿： Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2NaCr(OH)4 Cr2O3是制備其他鉻化合物的原料，也常作為綠色顏料而廣泛應用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等工業。 第四十八張，PPT共五十四頁，創作于2022年6月2022/8/1649 重鉻酸鉀是鉻的重要鹽類，為橙紅色晶體，俗稱紅鉀礬。重鉻酸鉀不含結晶水，低溫時溶解度小，易提純，所以常用作定量分析中的基準物質。 重鉻酸鉀在酸性溶液中有強氧化性，是分析化學中常用的氧化劑之一，如： Cr2O72-+6Fe2+14H+ = 2Cr3+5Fe3+