人體中的化學(xué)-生命進(jìn)化的化學(xué)過程

元素的發(fā)現(xiàn)一二古代元素發(fā)現(xiàn)史近代元素發(fā)現(xiàn)史三元素的人工合成人體和地球一樣，都是由各種化學(xué)元素組成的，人體中所含元素與其生活所在地的自然環(huán)境基本相適應(yīng)，存在于地殼表層的90多種元素均可在人體組織中找到。一、古代元素發(fā)現(xiàn)史古代人們通過實(shí)踐生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)的元素僅有9種金銀銅鐵錫鉛汞金屬七寶碳硫一、古代元素發(fā)現(xiàn)史一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說古希臘哲學(xué)家恩培多克勒水火氣土是事物的四根，它們依靠吸引與排斥，彼此相互結(jié)合和分離一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說柏拉圖著名的古希臘哲學(xué)家元素一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說亞里士多德著名的古希臘哲學(xué)家水火氣土四種元素干和冷產(chǎn)生土，水的成份是濕和冷，光是暖和濕的混合物，暖和乾形成火一、元素起源的古代學(xué)說（二）古代東方元素起源學(xué)說中國古代的先哲們，也開始探尋萬物的組成和起源，中國古代的元素起源學(xué)說，又可稱為陰陽五行學(xué)說。一、元素起源的古代學(xué)說（二）古代東方元素起源學(xué)說《尚書·洪范》中：“五行，一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。二、大爆炸理論（一）大爆炸理論產(chǎn)生1929年埃德溫·哈勃遠(yuǎn)處的星系正急速地遠(yuǎn)離，宇宙正在不斷膨脹。1950年前后伽莫夫建立了熱大爆炸的觀念早期致密宇宙的中子結(jié)合過程建造宇宙的所有元素似乎在大約100億至200億年之前的某一時(shí)刻，宇宙無限緊密,為大爆炸的時(shí)刻二、大爆炸理論（一）大爆炸理論產(chǎn)生宇宙起源于極熱和密度很大的原始火球，一次大爆炸使得宇宙不斷膨脹，輻射溫度和物質(zhì)密度不斷降低。爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。當(dāng)溫度降到低于10K時(shí)，中子開始失去自由存在的條件，發(fā)生衰變或與質(zhì)子結(jié)合，反應(yīng)生成H、D、He、He和少量Li。溫度下降至低于3000K時(shí),物質(zhì)逐漸凝聚形成恒星，宇宙進(jìn)入恒星演化的時(shí)代。恒星核素合成伴隨恒星的演化，宇宙核素合成的輕元素經(jīng)由恒星核素合成過程，逐步生成宇宙的各種重元素。宇宙大爆炸模型二、大爆炸理論（二）大爆炸后宇宙變化大爆炸開始時(shí)約137億年前，極小體積，極高密度，極高溫度。大爆炸后10^-43秒宇宙從量子背景出現(xiàn)。大爆炸后10^-35秒引力分離，夸克、玻色子、輕子形成。大爆炸后0.01秒1000億度，光子、電子、中微子為主，質(zhì)子中子僅占10億分之一，熱平衡態(tài)，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。大爆炸后0.1秒后300億度，中子質(zhì)子比從1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后100億度，中微子向外逃逸，正負(fù)電子湮沒反應(yīng)出現(xiàn)，核力尚不足束縛中子和質(zhì)子。大爆炸后5-10秒10萬億度，質(zhì)子和中子形成。大爆炸后13.8秒后30億度，氫、氦類穩(wěn)定原子核（化學(xué)元素）形成。大爆炸后35分鐘后3億度，原初核反應(yīng)過程停止，尚不能形成中性原子。大爆炸后30萬年后3000度，化學(xué)結(jié)合作用使中性原子形成，宇宙主要成分為氣態(tài)物質(zhì)，

二、大爆炸理論（三）宇宙微波的發(fā)現(xiàn)1964年，美國貝爾電話公司年輕的工程師－彭齊亞斯和威爾遜，發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射被列為20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一。彭齊亞斯和威爾遜于1978年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。古代和現(xiàn)代的科學(xué)家通過各種方式推測元素的起源，產(chǎn)生出許多學(xué)說和假設(shè)，讓人類對宇宙更為了解。生命進(jìn)化的化學(xué)過程根據(jù)科學(xué)的推算，地球從誕生到現(xiàn)在，大約有46億年的歷史。早期的地球是熾熱的，地球上的一切元素都呈氣體狀態(tài)，那時(shí)候是絕對不會有生命存在的。最初的生命是在地球溫度下降以后，在極其漫長的時(shí)間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過程，一步一步地演變而成的。第一階段，從無機(jī)小分子生成有機(jī)小分子第二階段，從有機(jī)小分子形成有機(jī)大分子第三階段，從有機(jī)大分子組成能自我維持穩(wěn)定和發(fā)展的多分子體系第四階段，從多分子體系演變?yōu)樵忌鹕絿姲l(fā)，形成了原始大氣包括：甲烷（CH4）、氨（NH3）、水蒸氣（H2O）、氫（H2）、硫化氫（H2S）、氰化氫（HCN）合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機(jī)小分子物質(zhì)在宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下匯集在原始海洋中第一階段，從無機(jī)小分子生成有機(jī)小分子生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程是在原始地球條件下開始進(jìn)行的。1953年，美國青年學(xué)者米勒（StanleyMiller）模擬原始地球的條件和大氣成分合成了多種氨基酸（氨基酸是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的一類有機(jī)物）。第一階段，從無機(jī)小分子生成有機(jī)小分子負(fù)電極第二階段，從有機(jī)小分子形成有機(jī)大分子縮合或聚合在宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下原始海洋中，氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子物質(zhì)原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子第三階段，從有機(jī)大分子組成能自我維持穩(wěn)定和發(fā)展的多分子體系蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸蛋白質(zhì)核酸蛋白質(zhì)這些小滴漂浮在原始海洋中，外面包有最原始的界膜，與周圍的原始海洋環(huán)境分隔開，從而構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的體系，即多分子體系。第四階段，從多分子體系演變?yōu)樵忌茰y，有些多分子體系經(jīng)過長期不斷地演變，特別是由于蛋白質(zhì)和核酸這兩大主要成分的相互作用，終于形成具有原始新陳代謝作用和能夠進(jìn)行繁殖的原始生命元素的起源一二元素起源學(xué)說大爆炸理論科學(xué)家們不斷研究和探索元素的起源，通過實(shí)驗(yàn)、假設(shè)、推理等方法研究宇宙空間各種元素(核素)形成的條件、過程及其發(fā)生地點(diǎn)。一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說公元前4到5世紀(jì)古希臘出現(xiàn)了四元素學(xué)說的萌芽古希臘哲學(xué)家恩培多克勒最初的四元素說一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說古希臘哲學(xué)家恩培多克勒水火氣土是事物的四根，它們依靠吸引與排斥，彼此相互結(jié)合和分離一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說柏拉圖著名的古希臘哲學(xué)家元素一、元素起源的古代學(xué)說（一）古代西方元素起源學(xué)說亞里士多德著名的古希臘哲學(xué)家水火氣土四種元素干和冷產(chǎn)生土，水的成份是濕和冷，光是暖和濕的混合物，暖和乾形成火一、元素起源的古代學(xué)說（二）古代東方元素起源學(xué)說中國古代的先哲們，也開始探尋萬物的組成和起源，中國古代的元素起源學(xué)說，又可稱為陰陽五行學(xué)說。一、元素起源的古代學(xué)說（二）古代東方元素起源學(xué)說《尚書·洪范》中：“五行，一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。1929年埃德溫·哈勃遠(yuǎn)處的星系正急速地遠(yuǎn)離，宇宙正在不斷膨脹。1950年前后伽莫夫建立了熱大爆炸的觀念早期致密宇宙的中子結(jié)合過程建造宇宙的所有元素似乎在大約100億至200億年之前的某一時(shí)刻，宇宙無限緊密,為大爆炸的時(shí)刻二、大爆炸理論（一）大爆炸理論產(chǎn)生二、大爆炸理論（一）大爆炸理論產(chǎn)生宇宙起源于極熱和密度很大的原始火球，一次大爆炸使得宇宙不斷膨脹，輻射溫度和物質(zhì)密度不斷降低。爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。當(dāng)溫度降到低于10K時(shí)，中子開始失去自由存在的條件，發(fā)生衰變或與質(zhì)子結(jié)合，反應(yīng)生成H、D、He、He和少量Li。溫度下降至低于3000K時(shí),物質(zhì)逐漸凝聚形成恒星，宇宙進(jìn)入恒星演化的時(shí)代。恒星核素合成伴隨恒星的演化，宇宙核素合成的輕元素經(jīng)由恒星核素合成過程，逐步生成宇宙的各種重元素。宇宙大爆炸模型二、大爆炸理論（二）大爆炸后宇宙變化大爆炸開始時(shí)約137億年前，極小體積，極高密度，極高溫度。大爆炸后10^-43秒宇宙從量子背景出現(xiàn)。大爆炸后10^-35秒引力分離，夸克、玻色子、輕子形成。大爆炸后0.01秒1000億度，光子、電子、中微子為主，質(zhì)子中子僅占10億分之一，熱平衡態(tài)，體系急劇膨脹，溫度和密度不斷下降。大爆炸后0.1秒后300億度，中子質(zhì)子比從1.0下降到0.61。大爆炸后1秒后100億度，中微子向外逃逸，正負(fù)電子湮沒反應(yīng)出現(xiàn)，核力尚不足束縛中子和質(zhì)子。大爆炸后5-10秒10萬億度，質(zhì)子和中子形成。大爆炸后13.8秒后30億度，氫、氦類穩(wěn)定原子核（化學(xué)元素）形成。大爆炸后35分鐘后3億度，原初核反應(yīng)過程停止，尚不能形成中性原子。大爆炸后30萬年后3000度，化學(xué)結(jié)合作用使中性原子形成，宇宙主要成分為氣態(tài)物質(zhì)，

二、大爆炸理論（三）宇宙微波的發(fā)現(xiàn)1964年，美國貝爾電話公司年輕的工程師－彭齊亞斯和威爾遜，發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射被列為20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一。彭齊亞斯和威爾遜于1978年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。元素的周期表一二門捷列夫與元素周期表現(xiàn)代元素周期表三元素周期表的意義一、門捷列夫與元素周期表德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫，是一位偉大的科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律，開創(chuàng)了化學(xué)元素周期表。他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依相對原子質(zhì)量大小并以表的形式排列，把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一列，制成元素周期表的雛形。101

Mc鍆（258）二、現(xiàn)代元素周期表1.編排規(guī)則

按照元素在周期表中的順序給元素編號，得到原子序數(shù)。

原子序數(shù)跟元素的原子結(jié)構(gòu)有如下關(guān)系:質(zhì)子數(shù)

原子序數(shù)核外電子數(shù)核電荷數(shù)===2.元素周期表的結(jié)構(gòu)短周期長周期2.元素周期表的結(jié)構(gòu)18縱行每一個(gè)縱例叫作一個(gè)族只有16個(gè)族VШ族包含3個(gè)縱例共有18個(gè)縱例2.元素周期表的結(jié)構(gòu)16個(gè)族主族7個(gè)主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族7個(gè)副族ⅠBⅡBⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBVШ族包括三個(gè)縱行零族2.元素周期表的結(jié)構(gòu)ⅢB第57號元素La（鑭）的位置實(shí)際上代表著57~71號的15種元素，稱為鑭系元素。2.元素周期表的結(jié)構(gòu)第89號元素Ac（錒）的位置實(shí)際上代表著89~103號的15種元素，稱為錒系元素。三、元素周期表的意義元素周期表元素的原子結(jié)構(gòu)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系元素性質(zhì)的遞變規(guī)律三、元素周期表的意義最外層電子數(shù)依次遞增獲電子能力逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)同一周期元素核外電子層數(shù)相同從左到右原子半徑遞減失電