Как возникла и развилась жизнь на Земле

Но жизнь, как мы увидим в следующей главе, существовала не всегда, а могла возникнуть лишь на определенной ступени развития Земли, когда наступили необходимые для этого условия. Она представляет собой совершенно новое, своеобразное состояние, особый сложный вид движения вещества (материи), не свойственный всей остальной природе. Поэтому и химические явления, происходящие в живом организме и в неживой природе, существенно отличаются одни от других. Это нужно всегда иметь в виду.

Все вещества, существующие в природе, можно разделить на две группы: на простыевещества и сложные. Сложные вещества — это те, которые составлены из двух или нескольких простых веществ.

Сложные вещества можно поэтому разложить на простые. Простые вещества — те, которые обычными химическими приемами не могут быть разложены на другие, более простые вещества. Эти неразложимые, простые вещества, входящие в состав всех существующих предметов, называются химическими элементами. Химических элементов насчитывается около 100, но из них лишь немногие входят в состав большинства окружающих нас вещей, а остальные встречаются в природе очень редко. Назовем важнейшие из химических элементов.

Водород.Это — очень легкий газ без цвета и запаха. Им наполняют воздушные шары, чтобы они могли подняться в воздух. Водород входит в состав воды (отсюда и его название), в состав животных и растений и многих других сложных веществ.

Кислород— другая составная часть воды, а также растений и животных. В чистом виде кислород — бесцветный газ, не имеющий запаха. Он находится в воздухе, составляя почти пятую часть его, и служит для дыхания. Немало кислорода входит в состав земной коры.

Азот— тоже газ, входящий в смеси с кислородом в состав воздуха. Четыре пятых части воздуха состоят из азота. Он представляет существенную составную часть животных и растений.

Углерод— важнейшая составная часть растений и животных. Чистый углерод встречается в природе в виде драгоценного камня — алмаза и в виде графита (из которого делают карандаши); много чистого углерода содержится в каменном угле.

Кремнийвходит в состав многих камней. В соединении с кислородом кремний находится в песке.

Фосфорвходит в состав животных и растений. Особенно много его в костях и мозгу.

Сератоже входит в состав растений и животных, а также многих руд. Встречается в природе и в чистом виде.

Хлор— удушливый газ зеленого цвета, употребляющийся на войне в качестве отравляющего вещества. Входит в состав поваренной соли и многих других веществ.

Натрий— мягкий и легкий металл, другая составная часть поваренной соли.

Можно сюда прибавить еще железо, медь, цинк, алюминий, свинец, ртуть, олово, серебро, золото — всем известные металлы, широко применяющиеся в различных производствах. Все они — химические элементы.

Из названных элементов и состоит огромное большинство веществ и вещей, окружающих нас в быту и в природе. Из них построены тела живой и неживой природы. В растениях и животных (а также в теле человека) находятся даже не все из этих веществ; наиболее сложные существующие в природе вещества состоят из очень немногих простых.

Сложное веществосостоит из соединения определенных химических элементов. Например, вода есть соединение водорода с кислородом, поваренная соль — соединение хлора с натрием, углекислый газ — соединение углерода с кислородом. Что это значит?

Возьмем поваренную соль. Ее свойства знакомы всякому. В чистом виде она образует белые (точнее говоря — почти прозрачные) кристаллы, имеющие соленый вкус, лишенные запаха, растворяющиеся в воде и т. д. А между тем хлор, который входит в ее состав, это — зеленый удушливый газ с сильным едким запахом; натрий — другая составная часть соли — легкий металл, тоже с виду непохожий на соль. Как ни рассматривай соль, как ни пробуй ее, — в ней не увидишь ни хлора, ни натрия. И никто бы не догадался, что соль состоит из этих веществ, если бы не было сделано многочисленных опытов, которые показали, что стоит соединить химическихлор с натрием, как образуется поваренная соль; при этом свойства хлора и натрия становятся незаметными, исчезают, а в то же время возникают новые свойствасоли. Делали также и обратные опыты: некоторыми способами (например действием электрического тока) можно поваренную соль разложить на составляющие ее вещества, и тогда получатся отдельно хлор и натрий. При этом разложении соли ее свойства (например ее цвет, соленость, отсутствие запаха) исчезнут, а вместо нее появятся зеленый газ хлор и металлический натрий.

Совершенно то же можно сказать и относительно других приведенных примеров. Так, вода имеет свои всем известные свойства. Прежде всего она — жидкость при обычной температуре. Ho ее можно (электрическим током) разложить на составные части, т. е. на водород и кислород, и вместо жидкости появятся два газа: оба бесцветные, прозрачные, но один — очень легкий, другой — более тяжелый. Эти газы водород и кислород. Если взять эти газы, смешать их и через смесь пропустить электрическую искру, то оба газа со взрывом химически соединятся между собой, образуя воду. И в этом примере мы видим, что при химическом соединении свойства соединяющихся веществ исчезают, а вместо них появляются новые свойства того вещества, которое получается в результате соединения.

Значит, химическое соединение — это такое явление, при котором изменяются состав и свойства соединяющихся веществ.

Следует строго различать химическое соединение и простую смесь. Например, в воздухе, как мы уже знаем, находятся газы — кислород и азот, но оба эти газа сохраняют здесь все присущие им свойства. Это происходит потому, что они в воздухе не вступили в химическое соединение, а только перемешаны между собой. Можно также смешать кислород с водородом; смесь этих газов тоже будет газом, лишенным запаха и прозрачным. Здесь свойства обоих смешанных тазов еще сохраняются. Они будут сохраняться до тех пор, пока не произойдет химического соединения обоих газов в новое вещество — в воду.

Химические явления в природе очень разнообразны. В одних случаях происходит соединениемежду несколькими веществами, в других — разложениекакого-нибудь сложного вещества на более простые. Бывают и иные химические явления. Химик в своей лаборатории может производить и соединения веществ в другие, более сложные и разложения сложных веществ на более простые. Соединение веществ носит название синтеза(слово «синтез» греческое и означает «составление», «соединение»); так, путем синтеза из водорода и кислорода получают воду, из хлора и натрия — поваренную соль и т. д. Определение состава веществ путем разложения их на более простые называется анализом(слово «анализ» тоже греческое и означает «разъединение», «разделение»). При изучении каких-либо веществ химики применяют оба способа: путем анализа они стараются узнать, из каких простых веществ построено данное соединение, а путем синтеза стараются получить это соединение искусственно из его составных частей.

Обычно синтез — гораздо труднее анализа, и до сих пор существует еще много веществ, которых химики не могут получить путем синтеза, хотя путем анализа они уже хорошо узнали их состав. К их числу принадлежат многие вещества, которые находятся в организмах в результате их жизнедеятельности. Все они содержат в своем составе элемент углерод.Поэтому углеродистые соединения называются также органическимисоединениями.

В теле животных, растений и человека, кроме органических веществ, находятся также вещества неорганические. Для понимания того, как возникла жизнь на Земле, необходимо сказать несколько слов о химическом составе живых организмов.