Федеральнеагентство з освіти
ФГАОУ ВПО "Уральський федеральний університет
імені першого Президента Росії Б. М. Єльцина "
Курсовийпроект
за курсомхімії навколишнього середовища
Рольвільних радикалів в природному середовищі
Єкатеринбург2010
РЕФЕРАТ
ВІЛЬНІРадикали ОКИСНЕННЯ АТМОСФЕРА ПЕРОКСИД гідрокси оксиду азоту ПРОБА КИСЛОТИ ФЕРМЕНТИКаталізатором
В роботірозповідається про загальну будову вільних радикалів, їх властивості та значення вприродному середовищу. Окрема увага приділяється розгляду хімічних реакцій зучастю радикалів в атмосфері і живих організмах. Описуються процеси,відбуваються за участю вільних радикалів в різних середовищах і їх роль.
ЗМІСТ
ВСТУП
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА І НОМЕНКЛАТУРА вільних радикалів
1.1 Що такевільні радикали
1.2 Номенклатурарадикалів
1.3 Класифікаціярадикалів
1.3.1 Первиннірадикали і реактивні молекули
1.3.2 Вторинні ітретинні радикали
2. РЕАКЦІЇ ЗУчастю вільних радикалів у річкові системи
2.1 Спостереження іексперименти
2.2 Результатидослідження
2.3 Аналізрезультатів
3. ВільнорадикальнихРЕАКЦІЇ В АТМОСФЕРІ
3.1 Реакції встратосфері
3.2 Хімічніпроцеси в тропосфері
3.2.1 Рольвуглеводнів в тропосферних фотохімічних процесах
4. ВільнорадикальнихРЕАКЦІЇ В БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМАХ
ВИСНОВОК
СПИСОКЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП
Вся природа,навколишня нас, складається з хімічних речовин та їх сполук різноїструктури. Їх все можна розділити на різні групи по найрізноманітнішимознаками: склад, будова, роль у біологічних системах і так далі. У своїйроботі я розглядаю таку групу речовин, як вільні радикали. Мій інтересвикликаний їх найширшої диференціацією і повсюдним знаходженням у всіхкомпонентах біосфери.
Високареакційна здатність вільних радикалів обумовлює велику кількістьхімічних реакцій, які відбуваються з різними елементами навколишньогосередовища. Всі вони відіграють певну роль у природних процесах.
У цій роботірозглядаються хімічні реакції з участю вільних радикалів і їх участьв антропогенних і біологічних циклах окремі компонентів навколишнього середовища.
1.ЗАГАЛЬНАХАРАКТЕРИСТИКА І НОМЕНКЛАТУРА вільних радикалів
1.1 Що таке вільні радикали
Добревідомо, що в органічних молекулах (включаючи ті, з яких складається нашорганізм) електрони на зовнішній електронній оболонці розташовуються парами: однапара на кожній орбіталі (рис. 1)
Вільнірадикали відрізняються від звичайних молекул тим, що у них на зовнішній електроннійоболонці є неспарений (одиночний) електрон (рис. 2 і 3).
Малюнок 1.1. Електроннаструктура молекули метанол
Малюнок 1.2. Електроннаструктура радикала метанолу
неспаренихелектрон в радикалах прийнято позначати крапкою. Наприклад, радикал гідроксилупозначають як HO В·, радикал перекису водню як HOO В·, радикал супероксиду якВ· OO-або O2 В· -. Нижче дані формули трьох радикалів етилового спирту: CH3CH2O В·;CH3 В· CHOH; CH3CH2O В·
Отже:
В·Вільнимрадикалом називається частка - атом або молекула, що має на зовнішній оболонціодин або декілька неспарених електронів.
В·Це робитьрадикали хімічно активними, оскільки радикал прагне або повернути собівідсутній електрон, відібравши його від оточуючих молекул, або позбутися"Зайвого" електрона, віддаючи його іншим молекулам.
В·В особливомустановищі опинилася молекула кисню (діоксігена), яка містить назовнішній оболонці цілих два неспарених електрона. Таким чином, діоксіген -це бірадікал і, подібно іншим радикалам, володіє високою реакційноюздатністю.
Малюнок 1.3. Електроннаструктура деяких молекул і радикалів
Важливопідкреслити, що неспарені електрони повинні знаходитися на зовнішній оболонціатома або молекули. У поняття вільного радикала не включаються іони металівзмінної валентності, неспарені електрони в яких знаходяться на внутрішніхоболонках. Оскільки і радикали та іони таких металів як залізо, мідь абомарганець (так само як комплекси цих металів) дають сигнали електронногопарамагнітного резонансу (ЕПР), ці частинки в совокаупності часто називаютьпарамагнітними центрами.
Освітарадикалів із стійких молекул обумовлено, таким чином, появою навільної, валентної орбіталі нового електрона або навпаки - видаленням одногоелектрона з електронної пари. Ці процеси зазвичай відбуваються в результатіреакцій одноелектронного окислення або відновлення. У таких реакціях зазвичайбере участь, поряд з молекулою, з якої радіукал утворюється, іон металу змінноївалентності, який ка разів і служить донором або акцептором одного електрона (ане двох відразу, як це буває в Реаком між двома органічними молекуламиабо між органічною молекулою і киснем). Типовий приклад реакції, вякої утворюється радикал - це реакція Фентон: взаємодія пероксидуводню з іоном двовалентного заліза:
Fe2 + + H2O2=> Fe3 + + OH-+ В· OH (радикал гідроксилу)
При високихтемпературах або під дією ультрафіолетового випромінювання радикали можутьутворюватися також в результаті розриву хімічного зв'язку (гомолитическогорозщеплення). У звичайних умовах такі реакції в нормальних живих клітинахпрактично не мають місця.
1.2 Номенклатура радикалів
Відносно недавноКомісія з Номенклатурою Неорганічної хімії сформулювала основні правиланоменклатури радикалів [1] (табл. 1).
Таблиця 1.Назви деяких радикалів і молекул згідно рекомендацій Комісії зНоменклатурі неорганічної хімії (1990).
Формула
Структурна формула
Назва радикала
O В· -
В· O-
Оксид (1 -), [оксид]
Про 2
В· ГО В·
[Діоксіген]
Про 2 В· -
В· ГО-
Діоксид (1 -), супероксид, [діоксид]
O 3
Тріоксіген, [озон]
В° O 3 В· -
В· OOO-
Триоксид (1 -), озоніди
HO В·
HO В· або В· OH
[Гидроксил]
HO 2 В·
HOO В·
Гідродіоксід, [гідродіоксіл]
Н 2 0 2
HOOH
[Перекис водню]
RO В·
RO В·
[алкокси]
C 2 H 5 O В·
CH 3 CH 2 O В·
[етокси]
R0 2 В·
ROO В·
[Алкілдіоксіл]
RO 2 H
ROOH
[Апкілгідропероксід]
Зупинимосяна деяких з цих рекомендацій. Перш за все немає необхідності писати"Вільний" перед словом радикал [533]. Про радикальної природірозглянутої частинки говорить закінчення "мул". Так радикали RO В· іАЛЕ В· мають найменування, відповідно "алкокси" і"Гідроксил".
Істотноновим можна вважати рекомендацію не зловживати похідними від"Пероксид" і "гідропероксид". Група з двох зв'язанихміж собою атомів кисню називається "діок...
