Биологийн хичээлийг судлахад шаардлагатай химийн мэдлэг бүхий пресентацийг бэлтгэж хүргэлээ. Ном зүй Даваадорж Б. “Ерөнхий микробиологи” Уб., (2010) Интерпресс хэвлэлийн компани

1. Эсийн хими шинж
2017:02:03
Хөвсгөл аймгийн Мөрөн сумын УТ-ний Үндэсний
лаборатори “Эрдмийн далай” цогцолбор
сургуулийн биологийн багш АБТА,
магистр, зөвлөх багш Ц.Баярхүү

2. Бодисын төлөв
Хатуу
Шингэн
Хий

3. Атом, молекулын сургаал
• Бодис молекулаас тогтоно.
• Нэг бодисын молекул масс, хэмжээ,
шинж чанар ижил байх бол өөр бодисын
молекул хоорондоо ялгаатай байна.
• Химийн элемент: химийн шинж
чанараараа ижил атомын тодорхой дүрс
• Атом, молекул мөнхийн хөдөлгөөнд
оршино.
• Молекул нь физикийн үзэгдлийн үед
шинж чанараа хадгалж , химийн
процессийн үр дүнд хувирч өөрчлөгддөг.
• Химийн нэгдэл /бодис/ 2 ба түүнээс
дээш төрлийн атомаас тогтоно.
• Химийн нэгдэл тодорхой тогтмол тоо,
чанарын найрлагатай байна.

4. Атомын бүтэц
Устөрөгчийн атом
/H/
Нүүрстөрөгчийн
атом /C/
+6 Протон
6 Нейтрон
Электрон/e-/
Нейтрон /n/
Протон /p+/
Атомын шинж чанарыг түүний
протон, нейтрон, электроны харьцаа
/комбинаци/ тодорхойлдог.
Харьцангуй том протон ба нейтрон
цөмийг бүрдүүлдэг бол нэг буюу хэд
хэдэн электрон түүний цөмийг
тойрон байрладаг.
Атом массын /жин/ бараг бүх хэсгийг
асар өндөр нягттай цөм бүрдүүлэх ба
электроны нийт жин протоны
1/1836-тай тэнцэнэ.
Шүдэнзний хайрцагны хэмжээтэй цөм
байна гэвэл жин нь ойролцоогоор 2,5 тэрбум
тонн байх байсан. Электрон байрлах орон
зай нь атомын эзэлхүүний дийлэнхи хэсгийг
(цөмөөс 105 дахин их) бүрдүүлнэ.
Эсрэг цэнэгтэй протон, электроны
таталцал атомын тогтвортой шинжийг
бүрдүүлэхэд чухал үүрэгтэй байдаг.

5. Атомын элементүүд, түүний шинж
чанар
Электрон/e-/
Нейтрон /n/
Протон /p+/
Бор-ын атом /Br/
Электроны үүл ба
орбиталь
Одоогоор байгальд түгээмэл оршдог
92 элементийг бүрэн тодорхойлоод
байгаа бөгөөд 18 элементийг
лабораторийн нөхцөлд гарган аваад
байна.
Химийн элементийг бүх нийтэд
хүлээн зөвшөөрөгдсөн нэрээр нэрлэж
түүний эхний 1 эсвэл 2 үсгээр
товчилон тэмдэглэдэг.
Атомын дугаар бол Менделийн
үелэх системд тэмдэглэгдсэн түүний
дэс дугаар бөгөөд атомын хамгийн
тогтвортой хэсэг болох протоны тоог
илтгэнэ.
Атом массын тоо нь атомын цөмийн
гол үзүүлэлт ба изотопын цөм дэх
протон болон нейтроны нийлбэр юм.
Устөрөгч нь 1 электрон, 1 протонтой,
нейтронгүй ганц элемент юм.
Нейтроны тоогоороо ялгаатай нэг элементийн хэд хэдэн
хэлбэрүүдийг “изотоп” гэнэ. Изотоп нь шинж чанараараа
хэвийн атомоос төдийлөн ялгаагүй ч тэдний зарим цацраг
туяа /радиаци/ хэлбэрийн туяа ялгаруулдаг.
Энэ туяаг нь ашиглан тухайн элемеyтийг мөрдөх
боломжтой байдаг. Түүнийг организмд явагдаж буй хувиралт
өөрчлөлтийг судлах, оношлогоо, эмчилгээний шинэ арга
боловсруулах, ариутгах зэрэг анагаах ухаанд өргөн
ашиглахаас гадна биологийн ШУ-нд үхэж сөнөсөн биеийн
амьдарч байсан цаг хугацааг тогтоох гэх мэтээр олон
төрлөөр ашигладаг.

6. Электроны орбит ба үүл
Атомын цөмөөс тодорхой зайнд байрлах
электрон нь битүү тойрог замаар тойрон
эргэлдэнэ.
Гэхдээ электроны цөмөө тойрон эргэх
замыг нарийвчлан тогтоох боломжгүй
байдаг тул электрон орших магадлал
бүхий орон зайг “электрон үүл” гэж
нэрлэдэг.
Атомыг цөмийг тойрсон электрон байрлах
хамгийн өндөр магадлалт орон зайг
“орбиталь” гэнэ.
Электрон цөмийг тойрон эргэхдээ энерги
үл зарцуулдаг бол харин нэг тойрог замаас
нөгөөд шилжихдээ энерги ялгаруулдаг
/эсвэл шингээдэг/.
Электрон цөмийг тойрон эргэхдээ энерги
үл зарцуулдаг бол харин нэг тойрог замаас
нөгөөд шилжихдээ энерги ялгаруулдаг
/эсвэл шингээдэг/.
Атомын цөмд ойр орших атомууд энерги
хамгийн бага, тогтвортой шинжтэй байдаг
бол холдох тусам энерги нэмэгддэг.
Атомын цөмд хамгийн ойрхон давхрааны
нэг орбитальд хамгийн дээд тал нь 2
электрон байрлана. Түүний дараачийн
давхраа 4 орбитальтай, гурав дахь
даврхааны 9 орбитальд 18 хүртэл, дөрөв
дэхийн 16 орбитальд 32 электрон тус тус
байна.
Гелигийн атом
/He/

7. Амьд организмыг бүрдүүлэгч гол элементүүд, тэдний үндсэн шинж
Элемент Тэмдэг-
лэгээ
Атомын
тоо
Атом
жин
Ионы
хэлбэр Микробиологийн тайлбар
Кальци Са 20 40.1 Ca++
Зарим амебийн эсийн бүрхүүлийн бүрэлдэхүүнд болон бактерийн спорын найрлагад
агуулагдана.
Нүүрс-
төрөгч С
6
6
12
14
-
-
Биологийн молекулуудын бүтцийн үндсэн нэгж
Органик гаралтай чулуулгийн насыг тогтооход хэрэглэдэг.
Хлор Cl 17 35.5 Cl- Халдваргүйжүүлэгч бодис усыг ариутгахад ашиглана.
Кобальт Co 27 58.9 Co++ ,
Co+++
Зарим бактерийн витамин нийлэгжүүлэхэд бага хэмжээгээр /микроэлемент/ ашиглагдана.
Зэс Cu
27
29
60
63.5
-
Cu+ ,Cu++
Хүнс ариутгах ба хавдрын эмчилгээнд ашигладаг гамма туяа гарган авах эх үүсвэр
Хэд хэдэн ферментийн үйл ажиллагаанд оролцдог ба зэсийн зарим давсыг мөөгөнцрийн
гаралтай өвчнийг анагаахад хэрэглэдэг.
Устөрөгч H
1
1
1
3
H+
-
Ус болон органик бодисын үндсэн нэгж., хий байдалтай H2 нь бактерийн метаболизмд
ялгардаг 2 нейтронтой, радиоидэвхит тритииг /буюу хэт хүнд устөрөгч/ эмнэлэгт
лаборатийн шинжилгээнд ашигладаг.

8. Амьд организмыг бүрдүүлэгч гол элементүүд, тэдний үндсэн шинж
Элемент Тэмдэг-
лэгээ
Атомын
тоо
Атом
жин
Ионы
хэлбэр Микробиологийн тайлбар
Иод I 53
53
126.9
131.25
l- Антисептик ба халдваргүйжүүлэгч бодис, бактерийн эсийг Грамын аргаар будахад хэрэглэнэ
Радиоидэвхит изотоп, хавдрын оношлогоо, эмчилгээнд хэрэглэнэ.
Төмөр Fe 26 55.8
Fe++ ,
Fe+++
Амьсгалах процессийн хэд хэдэн ферментийн бүрэлдэхүүнд оролцдог, зарим микробын
токсин нийлэгжихэд шаардагдана.
Магни Mg 12 24.3 Mg++ Энэ микроэлемент нь фермент ба хлорофиллын пигментийн найрлагад оролцоно.
Мангани Mn 25 54.9 Mn++ ,
Mn+++
Амьсгалах процессийн хэд хэдэн ферментийн найрлагад оролцдог микроэлемент.
Азот N 7 14 -
Бүх уураг, нуклейн хүчлийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох бөгөөд агаарын хийн ихэнхи хэсгийг
бүрдүүлнэ.
Хүчил-
төрөгч
O 8 16 - Дийлэнхи органик молекулын бүрэлдэхүүнд ордог, олон организмын метаболимд оролцдог
элемент

9. Амьд организмыг бүрдүүлэгч гол элементүүд, тэдний үндсэн шинж
Элемент Тэмдэг-
лэгээ
Атомын
тоо
Атом
жин
Ионы
хэлбэр
Микробиологийн тайлбар
Кали K 19 39.1 K+ Рибосомын хэвийн үйл ажиллагаа, уургийн синтезд шаардлагатай. Эсийн мембраны сонгон
нэвтрүүлэх шинж чанар бүрэлдэхэд чухал үүрэгтэй.
Натри Na 11 23 Na+ Эсийн зөөвөрлөлт ба осмос даралтын зохицуулалтанд нэн шаардлагатай элемент, хүнс
давсалж хадгалахад ашигладаг.
Хүхэр S 16 32.1 - Уургийн бүтэцд дисульфидын холбоо үүсгэдэг чухал элемент, зарим бактерт нөөц байдлаар
хуримтлагдана.
Цайр Zn 30 65.4 Zn++ Ферментийн кофактор, уургийн синтез эсийн хөдөлгөөн ба ДНХ-д оролцоно.
Фосфор Р 15 31 - АТФ, нуклейн хүчил, эсийн мембраны бүрэлдэхүүн хэсэг микробын эсэд үрэл байдлаар
нөөцлөгдөнө.

10. Химийн холбоо ба молекул
Ихэнхи химийн элемент байгальд цэвэр
байдлаар үр оршдог тул атомууд химийн
үйлчилэлээр хоорондоо холбогдож химийн
нэгдэл буюу молекул, бодисуудыг үүсгэдэг.
Молекул дахь хоёр ба түүнээс дээш тооны
атомууд электрон авах ба өгөх замаар
үйлчилж “химийн холбоо” үүсгэдэг.
Элементийн атом бусад элементийн
атомтай химийн холбоо үүсгэх буюу
электрон хүлээн авах ба өгөх чадварын тоон
үзүүлэлтийг “валент” гэнэ.
Жишээ нь: Гелийн гадна талын орбиталь
дахь электрон маш тогтвортой тийм учраас
химийн идэвхи сул харин устөрөгч 1 e- өгөх
чадвартай, хүчилтөрөгч 2 e- авах чадвартай
байдаг.

11. Ковалентийн холбоо ба туйлт чанар
Туйлгүй ковалент
холбоо
Туйлтай ковалент
холбоо
Атомуудын электрон хослол үүсгэх
замаар бүрэлдэх химийн холбоог
“ковалент” гэж нэрлэдэг. Электрон
хослол үүсгэсэн 2 атомын хоорондох
таталж гэж үзэж болох бөгөөд
органик нэгдэлд түлхүү тохиолддог.
Устөрөгчийн атомууд хоорондоо
гадаад давхрааны нэг е- оороо
дамжин холбогддог тул түүнийг
“ганцжин ковалент холбоо”. Харин
хүчилтөрөгч гадаад давхрааныхаа
2 е- оороо дамжин холбогддог тул
“хоёржин ковалент холбоо” гэж
нэрлэнэ.
Ковалент холбооны өөр нэг онцлог шинж бол
“туйлт чанар” юм. Өөр өөр атомууд электроныг
харилцан адилгүй татах бөгөөд түүнийг
“цахилгаан сөрөг чанар” /ЦСЧ/ гэнэ. Атомууд
ЦСЧ-ын нөлөөр эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй
/туйлтай/ болно. Хүчилтөрөгчийн атом нь
устөрөгчийг бодвол хэмжээгээр том, олон
протонтой тул электроныг цөмрүүгээ илүү их
татдаг. Харин нэг төрлийн атомоос тогтсон
молекул цэнэггүй саармаг буюу туйлт бус байдаг.

12. Ионы холбоо
Химийн өндөр идэвхитэй,
зөөлөн бие бүтэцтэй,
идэмхий шинжтэй гялгар
Ме
Шар өнгийн
хортой хий
Хоолны давс /NaCl/
Ионы холбоо нь цахилгаан сөрөг
чанарын зөрүү ихтэй атомуудын
хооронд явагдана. Энэ үед электроны
хослол цахилгаан сөрөг чанар илүү
атомд бүрэн шилждэг.
Жишээ болгон Na болон Cl-ын атомуудыг авч үзье. Na нь гадаад
давхраандаа 1 е- сул буюу 7 е- хүлээн авах, мөн 1 е- оо өгөх боломжтой
байдаг. Харин Cl нь гадаад давраандаа 7 е- тэй буюу 1е- хүлээн авах эсвэл 7 е-
өгөх боломжтой. Иймд Cl Na-ын 1 е- ийг цахилгаан сөрөг чанарынхаа
зөрүүгээр бүрэн өөртөө нэгдүүлж чаддаг. Тус урвалын дүнд NaCl-ийн бие
даасан цөөн молекул бүхий натри болон хлорын сая сая ионоос тогтсон
хатуу, талст комплекс үүсдэг. Ийнхүү исэлдэн ангижрах урвалд е- өгөгч буюу
донор, хүлээн авагч буюу акцептор гэж нэрлэдэг.
Ионы холбоо бүхий молекул нь саармаг шинжтэй
байдаг. Шингэн орчинд молекулын ионы холбоо
тасарч цахилгаан цэнэгт жижиг хэсгүүд үүсдэг
бөгөөд үүнийг “ионжих” гэнэ. Атомуудыг цахилгаан
авах эсвэл өгөх үед үүсэх цахилгаан цэнэгт жижиг
хэсгийг “ион” гэнэ. Эерэг цэнэгт ионыг “катион”
сөрөг цэнэгт ионыг “анион” гэнэ. Дээрхи урвалын
хувьд Na е-оо алдаж нэмэх, Cl е- авч сөрөг ионыг тус
тус үзүүлнэ.
Уусмалд цэнэгтэй жижиг хэсгүүд болох ион
үүсгэдэгдавс, хүчил, шүлтийг “электролит” гэх ба
цахилгаан дамжуулах чадвартай.
Ижил цэнэгтэй нь түлхэлцэж, сөрөг цэнэгтэй нь
таталцана.

13. Устөрөгчийн холбоо
Зарим химийн холбоо ойр байрлах молекул эсвэл
атомуудын хоорондын таталцлаас үүсэх ба эдгээр
холбоо үүсэхэл электроны шилжилт /авах, алдах/ үл
явагдана. Устөрөгчийн холбоо энэ төрөлд хамаарах
бөгөөд маш сул холбоо юм.
Молекулд ковалент холбоогоор холбогдсон устөргч
тухайн молекул болон, өөр молекулын хүчилтөрөгч
эсвэл азотын атомтай “устөрөгчийн холбоо”
үүсгэдэг.
Ковалент холбоогоор холбогдсон эерэг цэнэгтэй
устөрөгч ба хасах цэнэгтэй атомын хооронд үүсэх
устөрөгчийн холбоо сул бөгөөд молекулын байгууламжын
загварт тасархай зураасаар тэмдэглэдэг.
Гэвч устөрөгчийн холбоо нь нуклейн хүчлийн бат
бөх байдлыг бүрдүүлдэг чухал үүрэгтэй.

14. Химийн тэмдэглэгээ
Химийн томьёонд элементийг
түүний нэрний эхний нэг эсвэл хоёр
латин үсгээр товчилон бичих ба
химийн томьёог бичих хэд хэдэн арга
байдаг.
Хамгийн энгийн түгээмэл хэрэглэдэг арга бол
молекул дахь атомуудууд болон тоог нь элементийн
товчилсон нэрний баруун доод талд бичих. /H2O,
CO2/
Олон төрлийн атомоос тогтсон молекулын томьёог
мөн дээрхи байдлаар бичдэг боловч нэг том
дутагдалтай тал бий. Тухайлбал: Глюкоз, галактоз,
фруктоза зэрэг нь бүгд С6Н12О6 гэсэн нэг томьёогоор
бичигдэнэ. Энэ химийн томьёо нь тэдний найрлага,
тоо хэмжээг харуулж чадах ч тэдгээрийн химийн
холбоо, байрлал зэргийг илтгэж үл чадна.
Иймээс химичид молекулын найрлага, тоо хэмжээ,
харьцаа, химийн холбоо, байрлал зэргийг тод
харуулсан “байгуулалтын томьёо”-г өргөн
ашигладаг. Үүний зэрэгцээ молекулын атомууд
болон /өнгөөр ялгаж будсан/ 3 хэмжээст
загваруудыг өргөнөөр хэрэглэдэг.

15. Химийн урвал
Нийлэгжих урвалын дүнд
элементийн бүрэлдэхүүн
хэсгүүд нь харилцан адилгүй 2
ба хэд хэдэн бодис урвалд орж
нэгдэн шинэ төрлийн нийлмэл
бодис үүсгэнэ.
Нийлэгжих урвал
Молекул дахь химийн холбоо
тасарч 2 ба нилээн хэдэн
төрлийн бодис үүсэх урвалыг
“задрах урвал” гэнэ.
Процессийн хувьд нийлэгжих
урвалын эсрэг байна.
Задрах урвал
Урвалд орж буй
молекулууд зарим
хэсгүүдээ харилцан
солилцох урвалыг
“солилцох урвал” гэнэ.
Ийм урвалын түгээмэл
жишээ нь хүчил, шүлт
хоёрын адвс үүсгэх урвал
юм.
Солилцох урвал Эргэх урвал
Энэхүү төрлийн урвал нь
бүтээгдэхүүн бодисоос эргэн эх
бодис үүсэх боломжтой байдаг ба
түүнийг тэгшитгэлийг бичихдээ
тэнцүүгийн тэмдэгийн оронд 2
тийш харсан сум ашигладаг.

16. Уусмал
Хоёр ба түүнээс дээш компонентоос тогтох нэгэн
төрлийн /гомоген/ системийг “уусмал” гэж
тодорхойлдог. Уусмал нь уусгагч болон уусагч
буюу ууссан бодисоос тогтох бөгөөд заримдаа аль
нь уусгагч болохыг тодорхойлоход төвөгтэй байдаг.
Уусагч бодисыг энгийн шүүх, тунгаах аргаар ялгах
боломжгүй байдаг нь уусмалын нэг гол шинж юм.
Ууссан бодис нь хий, шингэн, хатуу ямар ч төлөвт
байж болдог бол харин уусгагч нь гол төлөв
шингэн төлөвтэй байдаг.
Хоолны давс, элсэн чихэр усанд,
иод спиртэнд сайн уусдагий бид
мэднэ. Уусах процесс нь нэг
төлвөөс нөгөөд шилжих үзэгдэл
бөгөөд ууссан бодис, уусгагч
хоёрын цахилгаан цэнэгийн
зарим шинжээс хамаардаг. Жишээ
нь: Ус туйлт молекул тул ионт
молекул NaCl-ыг сайн уусгадаг
байхад NaCl нь туйлт бус бензинд
үл уусдаг байна.
Ус бол байгальд хамгийн өргөн тархсан, энгийн уусгагч бодис ба уусгах чанар нь
түүний зарим шинжүүдтэй холбоотой. Ус нь туйлт молекулууд хоорондоо устөрөгчийн
холбоо үүсгэхээс гадна өөр бусад туйлт, цэнэгт молекулуудтай /таталцаж/ үйлчилдэг
байна. Өөрөөр хэлбэл NaCl-ын молекул усанд уусмагч ион хэлбэрт шилжих ба усны
молекул + цэнэгтэй Cl үйлчилж, - цэнэгтэй нь Na таталцаж түүнийг усны молекулууд
бүрхдэг гэсэн үг юм. Усны молекулыг өөртөө татаж чадах туйлт, цэнэгтэй бодисыг
“гидрофиль” харин усны молекулыг түлхдэг туйлт бус лекуыг “гидрофоб” гэдэг.
Байгальд энэ хоёр хэсгийг аль альнийг агуулсан бодис бий. Энэ нь эсийн мембраны
“фосфолипид” юм.
Эсэд явагдах бүхий л химийн урвал нь усан орчинд явагддаг үүнээс ууссан бодисын
концентраци биологийн организмд ямар чухал болох нь харагдаж байна. Тодорхой
хэмжээний /масс, эзэлхүүн/ уусмалд агуулагдах ууссан бодисын тоо хэмжээг “ууссан
бодисын концентраци” гэнэ.
Уусмалын концентрацийг молийн,
молярын, титрийн, нормаль болон
концетрацийн гэх мэт олон янзаар
тодорхойлж болно.
Процентийн концентрац-ийг практикт
түлхүү хэрэглэдэг бөгөөд 100 мл уусмалд
ууссан бодисын тоо хэмжээг/гр/ үзүүлнэ.
Биологийн салбарт ууссан бодисыг
ихэнхидээ молярын концентрациар /М/
тодорхойлно.
Нэг литр уусмалд агуулагдаж байгаа
ууссан бодисын тоо хэмжээг “моляр
концентраци” гэнэ.

17. Хүчиллэг, шүлтлэг, орчны рН
+-
Ус нь уусмал байдалдаа ион
хэлбэрт шилжисэн байх ба өөр
цэнэгт молекул агуулаагүй байгаа
тохиололд устөрөгчийн ион болон
гидроксилийн ион тэнц байх тул
саармаг шинжийг үзүүлдэг.
Уусмалд гидроксил ион их
байгаа тохиолдолд уусмалд
шүлтлэг шинж давамгайлна.
Уусмалд устөрөгчийн
ион их байгаа тохиолдолд
уусмалд хүчиллэг шинж
давамгайлна.
рН= 7
14≥pH>7
0≤pH<7
Уусмалын рН-ыг мэдэхдээ уусмалдаа индикаторын цаасыг дүрж өнгөний өөрчлөлтөөр нь таньж
болдог. Мөн дараахи томьёогоор олж болно: рН-ын тоон үзүүлэлт нь 1 моль 1 литр уусмал дахь
устөрөгчийн ионы концентрацийн 10 язгууртай хасах логарифмтой тэнцүү. pH=-lg 𝑯 +
Жишээлэвэл: Хүчиллэг уусмалд Н-ын ион ОН-ын ионоос их байна гэсэн үг юм. рН=0 байх үе хамгийн
хүчиллэг шинж бөгөөд рН-ийн хэжээ нэмэгдэхийн хирээр устөрөгчийн ион багасч гидроксил ионы
хэмжээ нэмэгдэж рН 7той тэнцэх үед устөрөгч, гидросилынионы хэмжээ тэнцвэржиж саармаг шинжтэй
болох ба үүнээс цааш рН-ын хэмжээ нэмэгдэсээр байвал уусмал шүлтлэг төлөвт шилжиж рН 14тэй тэнцэх
үед уусмалын хамгийн дээд шүлтлэг хэмжээнд хүрсэн гэсэн үг. Томьёотой холбож тайлбарлавал рH=9
байвал устөрөгчийн концетраци 0,000000001 гэсэн үг юм. Хүчиллэг, шүлтлэгийг дотор нь сул хчтэй гэж
хуваадаг. Бүх амьд организмын дотоод орчин саараг эсвэл сул шүлтлэг, хүчиллэг шинжтэй байдаг.
Хүчил, шүлт хоёрын урвалын дүн ус,
давс үүсдэг. Үүнийг мөн
“саармагжих урвал” ч гэж нэрлэдэг.
Биологийн систем ,эсийн бодисын
солилцоонд чухал үүрэгтэй органк
хүчил байдаг ба эсийн амьдралын
орчны нөхцөл , үйл ажиллагаанаас
хамаарч хүчил, давс хэлбэртэйгээр
оршдог.

18. Танд баярлалаа
Ном зүй
• Даваадорж Б. “Ерөнхий микробиологи” Уб.,
(2010) Интерпресс хэвлэлийн компани