「高等学校生物/生物I/細胞とエネルギー」の版間の差分
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解糖系とクエン酸回路の図を追加。他者作の図。 クエン酸回路など記述。 |
窒素固定に関して、窒素の三重結合について記述。ついでに周期表を追加。 |
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195 行
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[[File:窒素の三重結合.svg|thumb|窒素分子の三重結合]]
[[File:窒素の価電子.svg|thumb|黒丸は電子を表現している。窒素の場合、価電子が5つある。]]
窒素の分子 N<sub>2</sub> （「エヌツー」と読む）は、すごく安定な分子である。窒素分子の結合では、三重結合（さんじゅうけつごう）をしているので、結合力が強いからである。三重結合について説明する。まず化学の周期表を見ると、窒素原子は左から4番目の周期表15族にある。窒素に限らず周期表15族の原子の電子軌道（これを価電子（かでんし）という）では、15族の一番外側の軌道には、電子が5つある。
ふつうの分子は、他の原子と結合して電子が補われて、最外軌道の電子数が周期表18族と同じ状態になると、ふつうの分子は安定する。このような状態を閉殻（へいかく）という。
たとえば炭素原子Cの場合、ほかの原子と最大4つまで結合できる。（たとえばメタンCH<sub>4</sub> ）
窒素原子Nの場合、ほかの原子と最大3つまで結合できる（たとえばアンモニアNH<sub>3</sub> ）。窒素原子どうしの結合 N<sub>2</sub>では、この3つの結合までの力を、すべて相手の一個の原子につかっているので、とても強力な結合になっている。
多くの原子では周期表18族の価電子数は8個である。ただしヘリウムは価電子が2個である。18族の原子は、原子のままで安定しているので、分子にならない。そのため、常温でも18族原子は気体であるので、18族原子を希ガス原子（きガスげんし）ともいう。
:（※ くわしくは化学Iを参照せよ。[[高等学校化学I/化学結合]]）
窒素の場合、価電子は5つであり、周期表18族に不足しており、なので窒素分氏を反応させ別の原子と結合させるためには、多くのエネルギーが必要である。窒素固定細菌は酵素の働きによって、無機的に反応させるよりかは少ないエネルギーで反応させるが、それでも多くのエネルギーが必要であり、窒素固定細菌はATPを大量に消費している。
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*周期表 （参考）
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|style="border:solid #999 1px"| ||[[w:非金属元素|非金属元素]]
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| ||
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|style="border:solid #00f 2px"| ||[[w:遷移元素|遷移元素]]
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=== 呼吸（同化） ===
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