Tartalom
- Pontosan mi az atom?
- Elemek, molekulák és vegyületek: A "cucc" alapjai
- Molekuláris szint, méret és alak
- A közös egyszerű vegyületek elrendezése
- Az elsődleges molekulák a biológiában
- Kémiai kötések
A tudományos világban vagy csak a mindennapi életben felmerülő útjai során előfordulhat, hogy a "forma illeszkedik a funkcióhoz" kifejezésre vagy ugyanazon kifejezés néhány változatára találkozott. Általában ez azt jelenti, hogy valami olyan megjelenése, amelyen keresztülhaladsz, valószínűleg utal arra, hogy mit csinál, vagy hogyan használja. Sok hátrányban ez a maximum annyira nyilvánvaló, hogy megcáfolja a feltárást.
Például, ha egy olyan tárgyon megy keresztül, amelyet egy kézben tarthatunk, és az egyik végéből fényt bocsát ki egy kapcsolóval, akkor biztos lehet benne, hogy az eszköz megfelelő eszköz természetes megvilágítására a közvetlen környezet megfelelő természetes hiánya esetén. könnyű.
A biológia (azaz az élő dolgok) világában ez a maximum még néhány figyelmeztetéssel fennáll. Az egyik az, hogy a forma és a funkció kapcsolatával kapcsolatban nem minden feltétlenül intuitív.
A második, az elsőtől függően az, hogy az atomok, valamint az atomok kombinációjából származó molekulák és vegyületek értékelésében részt vevő apró méretarányok nehezen képesek megbecsülni a forma és a funkció közötti kapcsolatot, hacsak nem tudunk kissé többet arról, hogy az atomok és a molekulák hogyan hatnak egymásra. , különösen egy dinamikus életrendszer összefüggésében, változó és változó pillanatról pillanatra történő igényekkel.
Pontosan mi az atom?
Mielőtt feltárnánk, hogy az adott atom, molekula, elem vagy vegyület alakja elengedhetetlen funkcióihoz, meg kell értenünk, hogy pontosan mit jelentenek ezek a kifejezések a kémiában, mivel ezeket gyakran felcserélhetően használják - néha helyesen, néha nem.
egy atom bármely elem legegyszerűbb szerkezeti egysége. Az összes atom néhány számú protonból, neutronból és elektronból áll, a hidrogén az egyetlen elem, amely nem tartalmaz neutronokat. Szabványos formájukban az elemek összes atomjának azonos számú pozitív töltésű protonja és negatív töltésű elektronja van.
Ahogy feljebb halad az elemek periodikus táblázata felett (lásd lent), rájössz, hogy az adott atom leggyakoribb alakjában levő neutronok száma valamivel gyorsabban növekszik, mint a protonok száma. Egy atomot, amely elveszíti vagy megszerezi a neutronokat, miközben a protonok száma rögzített marad, izotópnak nevezzük.
Az izotópok ugyanazon atom különböző verziói, a neutronszám kivételével minden ugyanaz. Ennek kihatása van az atomok radioaktivitására, amint hamarosan megtanulod.
Elemek, molekulák és vegyületek: A "cucc" alapjai
egy elem egy adott típusú anyag, és nem osztható különféle komponensekre, csak kisebbekre. Mindegyik elemnek megvan a maga bejegyzés az időszakos táblázatokba, ahol megtalálhatók azok a fizikai tulajdonságok (például méret, a képződött kémiai kötések jellege), amelyek megkülönböztetnek bármelyik elemet a többi 91 természetben előforduló elemtől.
Az atomok agglomerációja, függetlenül attól, hogy mekkora, elemnek tekinthető, ha nem tartalmaz más adalékanyagokat. Ezért előfordulhat „elemi” hélium (He) gázon, amely csak He atomokból áll.Vagy történhet egy kilogramm "tiszta" (azaz elemi arany, amely meghatározhatatlan számú au atomot tartalmaz; ez valószínűleg nem egy ötlet, amellyel pénzügyi jövőjét kockáztathatja, hanem fizikailag lehetséges.
A molekula a legkisebb forma egy adott anyag; amikor egy kémiai képletet látsz, például C6H12O6 (a cukor-glükóz), általában látja molekuláris képlet. A glükóz hosszú láncokban létezhet, úgynevezett glikogénnek, de ez nem a cukor molekuláris formája.
Végül a összetett egy olyan elem, amely egynél több fajtát tartalmaz, például vizet (H2O). Tehát a molekuláris oxigén nem atomi oxigén; ugyanakkor csak oxigénatomok vannak jelen, tehát az oxigéngáz nem vegyület.
Molekuláris szint, méret és alak
Nem csak a molekulák tényleges alakjai fontosak, hanem az is, hogy képesek ezeket a gondolataiba rögzíteni. Ezt megteheti a „való világban” gömbölyű és pálcikai modellek segítségével, vagy támaszkodhat a könyvekben vagy az interneten elérhető háromdimenziós tárgyak kétdimenziós ábrázolására.
Az az elem, amely gyakorlatilag az egész kémia, különösen a biokémia középpontjában (vagy ha tetszik, a felső molekuláris szinten) helyezkedik el, szén. Ennek oka az, hogy a szén négy kémiai kötést képez, ami az atomok között egyedivé teszi.
Például a metán képlete CH4 és egy központi szénből áll, amelyet négy azonos hidrogénatom vesz körül. Hogyan tér el a hidrogénatomok természetesen maguk között, hogy a legnagyobb távolságot biztosítsák közöttük?
A közös egyszerű vegyületek elrendezése
Amint történik, CH4 durván tetraéderes vagy piramis alakú. Egy gömbölyű és egy sima felületen elrendezett modell három H atommal alkotja a piramis alapját, a C atom kissé magasabb, és a negyedik H atom közvetlenül a C atom fölött helyezkedik el. A szerkezet elforgatása úgy, hogy a H atomok eltérő kombinációja képezi a piramis háromszög alapját, gyakorlatilag semmit sem változtat.
A nitrogén három kötést alkot, az oxigén kettőt és a hidrogént. Ezek a kötések ugyanazon atompárok között kombinációban fordulhatnak elő.
Például a hidrogén-cianid vagy a HCN molekula egyszeres kötésből áll H és C között, valamint hármas kötésből a C és N között. Ismerve mind a vegyület molekuláris formuláját, mind az egyes atomjai kötési viselkedését, gyakran sokat megjósolni a szerkezetét.
Az elsődleges molekulák a biológiában
A biomolekulák négy osztálya a nukleinsavak, szénhidrátok, fehérjékés lipidek (vagy zsírok). Ezek közül az utolsó háromtól makróknak is ismered, mivel ezek a makroelemek három osztálya, amelyek alkotják az emberi étrendet.
A két nukleinsav dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsav (RNS), és hordozzák a genetikai kód szükségesek az élő dolgok összeszereléséhez és a benne lévő mindenhez.
A szénhidrátok vagy "szénhidrátok" C, H és O atomokból készülnek. Ezek mindig 1: 2: 1 arányban vannak ebben a sorrendben, megmutatva ismét a molekuláris alak fontosságát. A zsíroknak csak C, H és O atomjai vannak, de ezek eltérően vannak elrendezve, mint a szénhidrátokban; a fehérjék néhány N atomot adnak a másik háromhoz.
A fehérjékben levő aminosavak példák az élő rendszerekben lévő savakra. A test 20 különböző aminosavból álló hosszú láncok jelentik a fehérje meghatározását, ha ezek a savláncok elég hosszúak.
Kémiai kötések
Sokat mondtak a kötésekről itt, de melyek ezek pontosan a kémiában?
Ban ben kovalens kötések, az elektronok megoszlanak az atomok között. Ban ben ionos kötések, az egyik atom teljesen eladja elektronjait a másik atomnak. Hidrogénkötések úgy tekinthető, mint egy speciális kovalens kötés, de eltérő molekuláris szinten, mivel a hidrogéneknek csak egy elektronjuk van.
Van der Waals interakciók "kötések", amelyek a vízmolekulák között fordulnak elő; a hidrogénkötések és a van der Waals kölcsönhatások egyébként hasonlóak.