Sa mahabang panahon, sinubukan ng mga siyentipiko na bumuo ng isang pinag-isang teorya na magpapaliwanag sa istruktura ng mga molekula, naglalarawan ng kanilang mga katangian na may kaugnayan sa iba pang mga sangkap. Para magawa ito, kailangan nilang ilarawan ang kalikasan at istraktura ng atom, ipakilala ang mga konsepto ng "valency", "electron density" at marami pang iba.
Ang background ng paglikha ng teorya
Ang kemikal na istraktura ng mga sangkap ay unang interesado sa Italian na si Amadeus Avogadro. Sinimulan niyang pag-aralan ang bigat ng mga molekula ng iba't ibang mga gas at, batay sa kanyang mga obserbasyon, naglagay ng hypothesis tungkol sa kanilang istraktura. Ngunit hindi siya ang unang nag-ulat tungkol dito, ngunit naghintay hanggang sa makatanggap ng mga katulad na resulta ang kanyang mga kasamahan. Pagkatapos noon, ang paraan upang makuha ang molecular weight ng mga gas ay naging kilala bilang Avogadro's Law.
Ang bagong teorya ay nag-udyok sa ibang mga siyentipiko na mag-aral. Kabilang sa kanila sina Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev at Butlerov.
Teorya ni Butlerov
Ang salitang "teorya ng istrukturang kemikal" ay unang lumitaw sa isang ulat sa istruktura ng mga sangkap, na ipinakita ni Butlerov sa Alemanya noong 1861. Ito ay isinama nang walang pagbabago sa mga sumunod na publikasyon atnakabaon sa mga talaan ng kasaysayan ng agham. Ito ang nangunguna sa ilang mga bagong teorya. Sa kanyang dokumento, binalangkas ng siyentipiko ang kanyang sariling pananaw sa kemikal na istraktura ng mga sangkap. Narito ang ilan sa kanyang mga thesis:
- ang mga atomo sa mga molekula ay konektado sa isa't isa batay sa bilang ng mga electron sa kanilang mga panlabas na orbital;
- ang pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng mga atomo ay humahantong sa pagbabago sa mga katangian ng molekula at ang hitsura ng isang bagong sangkap;
- kemikal at ang mga pisikal na katangian ng mga sangkap ay nakasalalay hindi lamang sa kung aling mga atomo ang kasama sa komposisyon nito, kundi pati na rin sa pagkakasunud-sunod ng kanilang koneksyon sa isa't isa, pati na rin ang impluwensya sa isa't isa;- upang matukoy ang molekular at atomic na komposisyon ng isang substance, kinakailangan na gumuhit ng isang chain ng sunud-sunod na pagbabago.
Geometric na istraktura ng mga molekula
Ang kemikal na istraktura ng mga atomo at molekula ay dinagdagan pagkalipas ng tatlong taon ni Butlerov mismo. Ipinakilala niya ang kababalaghan ng isomerism sa agham, na ipinapalagay na, kahit na may parehong husay na komposisyon, ngunit magkaibang istraktura, ang mga sangkap ay mag-iiba sa isa't isa sa ilang mga tagapagpahiwatig.
Pagkalipas ng sampung taon, lumitaw ang doktrina ng three-dimensional na istraktura ng mga molekula. Nagsisimula ang lahat sa publikasyon ni van't Hoff ng kanyang teorya ng quaternary system ng valences sa carbon atom. Tinutukoy ng mga modernong siyentipiko ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang bahagi ng stereochemistry: structural at spatial.
Sa turn, ang bahagi ng istruktura ay nahahati din sa isomerism ng balangkas at posisyon. Mahalagang isaalang-alang ito kapag nag-aaral ng mga organikong sangkap, kapag ang kanilang husay na komposisyon ay static, at lamangang bilang ng mga atomo ng hydrogen at carbon at ang pagkakasunud-sunod ng kanilang mga compound sa molekula.
Spatial isomerism ay kinakailangan kapag may mga compound na ang mga atomo ay nakaayos sa parehong pagkakasunud-sunod, ngunit sa espasyo ang molekula ay matatagpuan sa ibang paraan. Ilaan ang optical isomerism (kapag ang mga stereoisomer ay nagsasalamin sa isa't isa), diasteriomerism, geometric isomerism at iba pa.
Mga atomo sa mga molekula
Ang klasikal na istrukturang kemikal ng isang molekula ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang atom sa loob nito. Sa hypothetically, malinaw na ang atom mismo sa isang molekula ay maaaring magbago, at ang mga katangian nito ay maaari ding magbago. Ito ay depende sa kung ano ang iba pang mga atomo na pumapalibot dito, ang distansya sa pagitan ng mga ito at ang mga bono na nagbibigay ng lakas ng molekula.
Ang mga modernong siyentipiko, na nagnanais na magkasundo ang pangkalahatang teorya ng relativity at quantum theory, ay tinatanggap bilang panimulang posisyon ang katotohanan na kapag ang isang molekula ay nabuo, ang isang atom ay nag-iiwan lamang ng isang nucleus at mga electron para dito, at ang sarili nito ay hindi na umiral.. Siyempre, ang pagbabalangkas na ito ay hindi agad naabot. Ilang mga pagtatangka ang ginawa upang mapanatili ang atom bilang isang yunit ng molekula, ngunit lahat ng mga ito ay nabigo upang bigyang-kasiyahan ang mga matalinong isipan.
Istruktura, kemikal na komposisyon ng cell
Ang konsepto ng "komposisyon" ay nangangahulugang ang pagkakaisa ng lahat ng mga sangkap na kasangkot sa pagbuo at buhay ng cell. Kasama sa listahang ito ang halos buong talahanayan ng mga pana-panahong elemento:
- walumpu't anim na elemento ang palaging naroroon;
- dalawampu't lima sa mga ito ay deterministiko para sa normalbuhay;- halos dalawampu pa ang talagang kailangan.
Ang nangungunang limang nanalo ay binubuksan ng oxygen, ang nilalaman nito sa cell ay umaabot sa pitumpu't limang porsyento sa bawat cell. Ito ay nabuo sa panahon ng agnas ng tubig, ay kinakailangan para sa cellular respiration reaksyon at nagbibigay ng enerhiya para sa iba pang mga kemikal na pakikipag-ugnayan. Susunod sa kahalagahan ay carbon. Ito ang batayan ng lahat ng mga organikong sangkap, at isa ring substrate para sa photosynthesis. Ang tanso ay nakakakuha ng hydrogen - ang pinakakaraniwang elemento sa uniberso. Kasama rin ito sa mga organikong compound sa parehong antas ng carbon. Ito ay isang mahalagang sangkap ng tubig. Ang isang kagalang-galang na ika-apat na lugar ay inookupahan ng nitrogen, na kinakailangan para sa pagbuo ng mga amino acid at, bilang resulta, mga protina, enzyme at maging ang mga bitamina.
Ang kemikal na istraktura ng cell ay kinabibilangan din ng hindi gaanong sikat na mga elemento tulad ng calcium, phosphorus, potassium, sulfur, chlorine, sodium at magnesium. Magkasama nilang sinasakop ang halos isang porsyento ng kabuuang dami ng bagay sa cell. Ang mga microelement at ultramicroelement ay nakahiwalay din, na matatagpuan sa mga buhay na organismo sa mga bakas na dami.
