Путешествие в мир атома фосфора

Путешествие в мир атома фосфораDOCX / 547.33 Кб

/data/files/m1726306029.docx (Путешествие в мир атома фосфора)

В путешествие в мир атома фосфораPPTX / 2.94 Мб

/data/files/c1726306061.pptx (В путешествие в мир атома фосфора)МАОУ “ОЦ №4 им. В. П. Трубоченко” г. Вольска Корпус 1

Практико-ориентированный проект

«Путешествие в мир атома фосфора»

Выполнила: обучающейся 9 б класса

Кочеткова Виктория

Руководитель: учитель химии Варнакова И.В

ВОЛЬСК 2024

Цель проекта:

Изучить строение атома фосфора, его свойства

Задачи проекта:

1. Изучить теоретический материал об открытие, строение и свойствах атома фосфора.

2. На основании положение атома фосфора в ПСХЭ Д. И. Менделеева составить схему модели и сконструировать модель фосфора из подручных материалов.

3.Проанализировать материал о фосфоре, составить таблицу «Содержание фосфора в продуктах питания».

4. Выявить, чем опасен избыток и недостаток фосфора в организме человека.

Гипотеза:

Фосфор – элемент таблицы Д.И.Менделеева, особый и многоликий.

Практическая значимость:

Прочитав известное высказывание академика А.Е. Ферсмана о фосфоре, я заинтересовалась его ролью в человеческом организме. Почему он назван элементом жизни, влияет ли фосфор на умственные способности человека являясь элементом мысли? Эти и ряд других вопросов, ответы на которые интересуют меня с научных позиций, легли в основу моего исследования, актуальность которой обусловлена необходимостью выявления важнейшей роли фосфора как важного элемента жизни человека, при недостатке которого развиваются серьёзные нарушения, а также определения его значения в процессах обмена веществ живых организмов.

Предметы исследования: таблица Менделеева Д.И.

Объект исследования: химический элемент Фосфор

1.Теоретическая часть

1.1 Открытие фосфора

Слово «фосфор» происходит от греческих слов «свет» и «несу» («светоносец»). В XVII-м веке (1669 г.) гамбургский алхимик Хенниг Бранд. В 1777 г. шведский химик Карл Шееле, по-видимому, первым установил наличие фосфора в костях и рогах животных и предложил метод получения фосфора из костей. Немецкий химик Юстус Либих в 1840 г. опубликовал книгу «Органическая химия в приложении к земледелию и физиологии», в которой он указал, что растения получают фосфор и другие элементы питания из почвы.

Согласно философским представлением «Человек есть мера всех вещей существующих, что они существуют, и несуществующих, что они не существуют». Бранд понял данные слова буквально и начал искать «философский камень» в человеческом теле и в том, что из него исходит, например в моче… Он тайно собирал в солдатских казармах этот «человеческий продукт» и порциями его выпаривал и накапливал сухой остаток.
Бранд действовал наугад, подвергая полученный продукт различным химическим операциям — перегонке, выпариванию, прокаливанию. Получив очередной сухой остаток от выпаривания мочи, Бранд смешал его с углем и кварцевым песком и прокалил. Внезапно в сосуде он увидел белый дым, святящийся в темноте. Бранд назвал данное вещество «холодным огне».

Полученный Брандом фосфор не превращал металлы в золото, но быстро обогатил своего первооткрывателя: за большие деньги он демонстрировал таинственное вещество знатным и богатым особам, став преуспевающим купцом.
Спустя несколько лет секретом получения элемента «светоносца» завладели еще два соотечественника Барнда, которые начали сбор денег и показ «чудесных» опытов с фосфором во время поездок по Европе. Наконец, в 1680 году независимо от предшественников-авантюристов фосфор получил английский химик и физик Роберт Бойль (1627-1691).
Промышленный способ производства белого фосфора из фосфатных минералов был разработан только в середине XIX века немецким химиком Фридрихом Вёлером (1800-1882).

Однако отличие «светоносного» элемента и состоит в том, что такие молекулы становятся устойчивыми только при высокой температуре .

1.2. Роль фосфора для растений

Сегодня нам известно, что фосфор:

играет ключевую роль в таких жизненно важных процессах, как фотосинтез, превращение энергии, деление и рост клеток, передача генетической информации;

способствует формированию сильной корневой системы и развитию надземной биомассы;

повышает эффективность использования воды растениями;

необходим для образования семян, ускоряет созревание, повышает качество продукции.

Первый признак недостатка фосфора у растений — общее угнетение роста. Листовые пластинки могут приобретать темно-зеленую окраску и деформироваться. У некоторых видов растений окрашивание краев листьев в красный или красновато-фиолетовый цвет указывает на то, что растения испытывают какой-либо стресс, например, связанный с недостатком фосфора или понижением температуры. В большинстве случаев такая цветовая гамма обусловлена пигментом антоцианом. Признаки недостатка фосфора сначала проявляются на старых листьях, а затем уже и на молодых.

Фосфорсодержащие удобрения необходимы для улучшения фосфорного питания растений при недостаточном содержании доступного фосфора в почве. Долгосрочная стратегия рационального управления почвенным плодородием должна предусматривать два этапа — доведение содержания подвижного фосфора в почве до оптимального уровня и последующее поддержание данного уровня. Именно такой подход подразумевает бережное отношение к почве, заботу о ней, а также о судьбе будущих поколений.

Сырьем для производства фосфорных удобрений в мире сегодня служат фосфатные руды. Фосфатные руды представлены двумя основными группами природных образований — апатитами и фосфоритами. ФосАгро разрабатывает месторождения апатит-нефелиновых руд Хибинского массива на Кольском полуострове. Это одно из самых крупных и богатых месторождений мира, основная база уникального по своей экологичности и безопасности фосфорсодержащего сырья в России. Руда имеет магматическое происхождение, в связи с чем она содержит минимальное количество кадмия и прочих вредных примесей. Важно указать, что ФосАгро выпускает экологически предпочтительные удобрения по классификации Евросоюза или минеральные удобрения с улучшенными экологическими характеристиками по классификации, принятой в России. Применение таких удобрений — это самое простое решение, позволяющее уменьшить антропогенную нагрузку на почвы, получить безопасную растительную продукцию и, в конечном итоге, сохранить здоровье людей.

1.3. Роль фосфора в жизни человека

Каждый человек, сам того не подозревая носит в себе довольно много (около 4,5 кг) фосфора, но, конечно, в виде химических соединений. Фосфорсодержащие белки присутствуют в мышцах, мозговой ткани и нервах.
Почти 80% вещества сосредоточено в зубной эмали и костных тканях. Еще 20% приходится на кровяные тельца, мозг и мышцы. Потребность потребления фосфора в сутки для взрослого человека составляет 1500 мг. При интенсивных физических нагрузках, ряде заболеваний и во время беременности суточную дозу увеличивают в 1,5-2 раза. Введение в повседневный рацион продуктов с высоким содержанием этого микроэлемента позволяет избежать негативных последствий его недостатка и поддерживать эффективность всех жизненно важных функций организма.

Кроме того, фосфор выполняет еще целый ряд функций, имеющих огромное значение в жизнедеятельности человека:

Вещество участвует в делении и развитии клеточных структур. Способствует интенсивной регенерации.

Благодаря его присутствию в организме, улучшается процесс усвоения других элементов (минералов и витаминов).

Нормализуется работа сердечно-сосудистой системы, почек, укрепляется мускулатура сердца.

Фосфорные соединения также принимают участие в энергетическом обмене.

Именно поэтому врачи рекомендуют вводить в повседневный рацион фосфорсодержащие продукты, позволяющие избежать нехватки этого жизненно важного элемента.

1.4. Продукты питания, содержащие фосфор

Продукты содержащие фосфор помогают восполнить дефицит одного из самых ценных микроэлементов в организме. Безусловно, другие полезные составляющие играют не менее важную роль для здоровья и самочувствия человека. Но именно фосфор занимает среди них лидирующие позиции. Наравне с кальцием, чьим биохимическим партнером он является, элемент принимает активное участие в процессе превращения пищевых калорий в энергию. А также, интенсивно стимулирует рост и деление клеточных структур.

Этот значимый для здоровья человека микроэлемент содержится в множестве продуктов питания. Чтобы понять, как правильно составить повседневный рацион, необходимо рассмотреть основные из них.

Зерновые культуры

Больше всего фосфора содержится в овсяной, пшеничной, кукурузной и ячменной крупах. Вещество сконцентрировано в оболочке зерен, поэтому для приготовления блюд лучше брать необработанные.

Так, цельнозерновая пшеница (600 гр в сутки) полностью обеспечивает ежедневную потребность организма в ценном элементе. Съедая порцию риса или овса (ориентировочно 200 гр), вы потребляете пятую долю необходимой нормы. Но лидером среди фосфорсодержащих круп выступает кукуруза. Стакан муки из нее – это 850 мг микроэлемента.

Семена и орехи

Небольшого количества орехов в день (около 70 гр) будет достаточно для восполнения 40% полезного компонента от требуемого объема в сутки. Самыми полезными в этом отношении считаются кедровые, грецкие, бразильские орешки и фисташки.

Еще больше ценного элемента можно получить, включая в меню семена тыквы, подсолнечника, кунжута, чиа. К примеру, тыквенные семечки (всего 100 гр) целиком покрывают дневную норму.

Перед употреблением семена рекомендуется вымочить, чтобы добиться расщепления фитиновой кислоты и полного высвобождения фосфора.

Морская рыба и морепродукты

Моллюски, кальмары, осьминоги — это 70% микроэлемента, необходимого нам в сутки. Добавляя в рацион соответствующие блюда, вы помогаете своему организму и сердечно-сосудистой системе.

Кроме фосфора морепродукты и рыба богаты йодом, цинком и витаминами, без которых невозможна полноценная работа нашего организма. Выбирая продукты для приготовления, обратите внимание на лосось, сардины и скумбрию. В дополнение ко всему в них содержатся ценнейшие Омега-3 кислоты.

Молочные продукты

Безусловные фосфорсодержащие лидеры в данной категории — это творог, йогурт и молоко. Они позволяют восполнить до 40% микроэлемента, необходимого человеку в день. Примечательно, что именно производные из цельного молока имеют большую концентрацию фосфора.

Любителям сыров, следует отдать предпочтение нежирным сортам. В 30 гр пармезана, например, содержится 250 мг ценного компонента. В моцарелле или козьем сыре несколько меньше. Зато они отлично подходят для диетического питания, благодаря малому содержанию жира и кальция.

Брокколи

Рекордсмен по количеству фосфора среди овощных культур. Всего 100 гр капусты — это 66 мг полезного микроэлемента. Дополнительным преимуществом является низкая калорийность продукта, а также наличие железа, цинка, калия и кальция. Брокколи представляет собой целый комплекс необходимых человеку веществ.

При приготовлении этого овоща следует придерживаться одного простого правила: не подвергать капусту продолжительной термической обработке. Лучше всего ее вовсе не варить, а просто ошпарить кипятком.

Чеснок

Мнение о чесноке неоднозначное. Одним не нравится его насыщенный резкий аромат, другие используют его с большим удовольствием для соусов, вторых блюд и супов.

Среди фосфорсодержащих продуктов этот овощ занимает не последнее место. Полезного микроэлемента в 100 гр содержится порядка 150 мг. Кроме того, чеснок способствует снижению артериального давления, препятствует повышению холестерина, выступает в роли действенной профилактики инсультов и инфарктов.

Мясо курицы или индейки

Куриное мясо (особенно белое) — прекрасный источник фосфора. В 100 гр курятины содержится 300 мг ценного элемента, что покрывает практически 40% суточной нормы. Также в мясе птицы много белка, селена и витамина В.

Субпродукты

Самыми полезными в отношении восполнения фосфора считаются печень и мозг. Так, блюда из говяжьих субпродуктов (порция 85 гр) дают нам половину суточной нормы, требуемой для нормального функционирования организма.

Печень курицы не менее полезна для здоровья. Добавляя ее в меню, можно восполнить до 53% необходимого объема микроэлемента в сутки. Кроме того, субпродукты содержат витамины группы А и В, железо, а также другие питательные компоненты.

Бобовые культуры

Тоже значатся в перечне фосфорсодержащих продуктов. В 200-граммовой порции белой фасоли, например, содержится 30% необходимого в день количества фосфора. В красной немного меньше. Равноценный объем чечевицы или бобов дает возможность восполнить половину требуемой нормы полезного элемента.

Бобовые особо ценятся за высокое содержание клетчатки, из-за чего их нередко рекомендуют употреблять в целях профилактики хронических патологий. Получить максимум пользы можно только при соблюдении техники приготовления. Перед готовкой культуру нужно вымочить, прорастить или ферментировать.

Арахисовое масло

Восполнить дефицит фосфора смогут даже любители сладостей. Немалое количество микроэлемента сосредоточено в арахисовой пасте или масле. Пара тостов с этим продуктом в сочетании с фруктами — прекрасная идея для полноценного завтрака.

Присматриваясь к баночкам с десертом на полках в магазине, обратите внимание на состав пасты. Выбирайте ту, в которой отсутствуют загустители, подсластители и стабилизаторы.

1.5 Избыток и недостаток фосфора в организме человека

1.5.1.Чем опасен недостаток фосфора

Дефицит этого микроэлемента организм может испытывать по разным причинам. Но чаще всего он заявляет о себе в таких ситуациях:

Во время голодания. Особенно, когда человек садится на диету, предусматривающую в основном употребление растительных продуктов питания.

При пищевом отравлении.

Нарушении обменных процессов, вызванных дисфункцией почек, щитовидной железы, чрезмерным употреблением спиртного, газированных напитков, избытком сахара в крови.

У беременных, а также в период лактации.

У людей, систематически испытывающих большие физические нагрузки.

При недостаточном употреблении фосфорсодержащих продуктов.

При избытке бария, алюминия, магния и кальция, которые вместе с фосфором образуют нерастворимые соединения. В таком сочетании фосфор теряет способность активно участвовать в обменных процессах.

Наличии хронических почечных патологий.

Определить недостаток этого микроэлемента можно по соответствующим симптомам:

ослабленная иммунная система, подверженность простудным заболеваниям;

развитие рахита и пародонтоза;

кожные заболевания;

потеря аппетита, истощение;

психические расстройства, чувство тревожности;

общая слабость, потеря концентрации;

выраженный болевой синдром в мышцах, костях, суставах;

ухудшение памяти, депрессивное состояние;

потеря или набор веса.

Безусловно, подобные симптомы могут сопровождать целый ряд распространенных заболеваний. Поэтому, чтобы убедиться в том, что ваша проблема именно в нехватке фосфора, следует проконсультироваться с врачом. Ведь если организм продолжительное время испытывает большой недостаток данного элемента, негативные проявления становятся закономерным итогом. Поэтому, необходимо знать, в каких продуктах много фосфора и восполнять его дефицит с помощью грамотно составленного повседневного рациона.

1.5.2.Чем грозит переизбыток фосфора

Количество данного элемента в организме не должно превышать определенную норму. Излюбленный многими принцип «чем больше, тем лучше» здесь не просто не работает, а представляет настоящую опасность. Именно переизбыток по статистике встречается гораздо чаще дефицита.

В современной пищевой промышленности интенсивно применяются многочисленные фосфаты (Е). Эти элементы способствуют увеличению срока хранения сыпучих продуктов (сухих сливок, кофе, какао-порошка). Добавляют плавленому сыру нежность и мягкость, препятствуют засахариванию сгущенного молока. Помогают продолжительное время хранить мясные и молочные изделия, увеличивают вес и объем колбасной продукции. Из-за чего производители используют свойства фосфатов повсеместно.

К сожалению, подобное обилие нередко отражается на здоровье человека крайне негативно. Переизбыток фосфора может привести к:

плохой свертываемости крови, кровоизлияниям;

появлению солевых отложений;

ослаблению иммунной системы;

развитию остеопороза;

проблемам с органами пищеварения;

малокровию.

1.5.3. Для кого особенно важен фосфор

Большое значение этот микроэлемент имеет для беременных и кормящих женщин. Его недостаток не даст костно-мышечным тканям плода нормально сформироваться, а у будущей мамы нарушится обмен веществ.

Чтобы избежать негативных последствий дефицита элемента, следует правильно питаться. В рацион нужно обязательно включить морепродукты и рыбу. Таким образом, удастся восполнить не только нехватку фосфора, но и витамина D, который требуется для нормальной работы нервной системы младенца.

Предпочтение стоит отдавать морской рыбе. Готовить ее лучше на пару или запекать в духовке. Жареные блюда сильно нагружают печень, что в период вынашивания может стать проблемой.

Разобравшись, в каких продуктах содержится фосфор, совсем несложно составить подходящее меню. Главное помните — для нашего организма вреден не только недостаток, но и переизбыток данного элемента. Поэтому, формировать рацион нужно правильно, ориентируясь на данные таблицы содержания фосфора в продуктах.

1.6. Строение атома фосфора

Фосфор (Р) – типичный неметалл с относительной атомной массой 31. Строение атома фосфора определяет его активность.

Строение атома фосфора отражено в периодической таблице Менделеева. Фосфор расположен под 15 номером в пятой группе, третьем периоде. Следовательно, атом фосфора состоит из положительно заряженного ядра (+15) и трёх электронных оболочек, на которых находится 15 электронов.

Графически расположение строение атома выглядит следующим образом:

+15 P)2)8)5;

1s22s22p63s23p3.

Фосфор относится к р-элементам. На внешнем энергетическом уровне в возбуждённом состоянии располагается пять электронов, которые определяют валентность элемента. В обычном состоянии внешний уровень остаётся незавершённым. Три неспаренных электрона указывают на степень окисления (+3) и третью валентность. Фосфор легко переходит из обычного в возбуждённое состояние.

2.Практическая часть

2.1 Схема модели атома фосфора

2.2. Планетарная модель атома фосфора

3.Заключение
Итак, я провела планируемое исследование и узнала много нового. Над своим исследованием я трудилась очень увлеченно, мне было интересно узнать, кто открыл, каковы состав и строение атома фосфора, что придает ему полезные свойства. Узнала, как именно влияет фосфор на органы и ткани человеческого организма и какую роль играет в жизни растений.

В перспективе мне хотелось бы обратиться идентификации фосфора в продуктах питания на прилавках магазина.

Свойства химического элемента фосфора и его строение, изученные в работе, помогут мне правильно и безопасно применять их в жизни.

Считаю, что цель моей работы достигнута.

4.Список литературы и интернет ресурсов

Лидин Р.А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000.

Радиационная химия // Энциклопедический словарь юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990.

Редкол.: Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1999.

В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др. Химия = Chemie. — М.: Химия, 1989.

Интернет-источники.

риложение 2. Содержание фосфора в продуктах питания

1. https://www.cmd-online.ru/vracham/spravochnik-vracha/fosfor-obshchaya-informatsiya/

2.https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80

3. https://chemistry.ssau.ru/lection/strong-konspekt-po-teme-fosfor-strong/#:~:text=%D0%A4%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%20(P)%20%E2%80%94%20%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82,(OH%2C%20F)%202%20%E2%80%94%20%D1%84%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82

Приложение