De mult timp, oamenii de știință au încercat să dezvolte o teorie unificată care să explice structura moleculelor, să descrie proprietățile lor în raport cu alte substanțe. Pentru a face acest lucru, au trebuit să descrie natura și structura atomului, să introducă conceptele de „valență”, „densitate de electroni” și multe altele.
Fondul creării teoriei
Structura chimică a substanțelor l-a interesat mai întâi pe italianul Amadeus Avogadro. El a început să studieze greutatea moleculelor diferitelor gaze și, pe baza observațiilor sale, a formulat o ipoteză despre structura lor. Dar nu a fost primul care a raportat despre asta, ci a așteptat până când colegii săi au primit rezultate similare. După aceea, modalitatea de a obține greutatea moleculară a gazelor a devenit cunoscută sub numele de Legea lui Avogadro.
Noua teorie a determinat alți oameni de știință să studieze. Printre aceștia s-au numărat Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev și Butlerov.
Teoria lui Butlerov
Formularea „teoria structurii chimice” a apărut pentru prima dată într-un raport despre structura substanțelor, pe care Butlerov l-a prezentat în Germania în 1861. A fost inclus fără modificări în publicațiile ulterioare șiînrădăcinată în analele istoriei științei. Acesta a fost precursorul mai multor teorii noi. În documentul său, omul de știință și-a conturat propria viziune asupra structurii chimice a substanțelor. Iată câteva dintre tezele sale:
- atomii din molecule sunt conectați între ei pe baza numărului de electroni din orbitalii lor exteriori;
- o modificare a secvenței de conectare a atomilor duce la o schimbare a proprietăților moleculei și apariția unei noi substanțe;
- proprietățile chimice și fizice ale substanțelor depind nu numai de atomii incluși în compoziția sa, ci și de ordinea conexiunii lor între ei, precum și de influența reciprocă.;- pentru a determina compoziția moleculară și atomică a unei substanțe, este necesar să se traseze un lanț de transformări succesive.
Structura geometrică a moleculelor
Structura chimică a atomilor și moleculelor a fost completată trei ani mai târziu de însuși Butlerov. El introduce fenomenul de izomerie în știință, postulând că, chiar având aceeași compoziție calitativă, dar structură diferită, substanțele vor diferi unele de altele într-o serie de indicatori.
Zece ani mai târziu, apare doctrina structurii tridimensionale a moleculelor. Totul începe cu publicarea de către Van't Hoff a teoriei sale despre sistemul cuaternar de valențe în atomul de carbon. Oamenii de știință moderni fac distincția între două domenii ale stereochimiei: structurală și spațială.
La rândul său, partea structurală este, de asemenea, împărțită în izomerie a scheletului și poziție. Acest lucru este important de luat în considerare atunci când se studiază substanțele organice, când compoziția lor calitativă este statică și numainumărul de atomi de hidrogen și de carbon și secvența compușilor acestora din moleculă.
Izomeria spațială este necesară atunci când există compuși ai căror atomi sunt dispuși în aceeași ordine, dar în spațiu molecula este situată diferit. Alocați izomeria optică (când stereoizomerii se oglindesc unul pe altul), diasteriomerismul, izomeria geometrică și altele.
Atomi în molecule
Structura chimică clasică a unei molecule implică prezența unui atom în ea. Din punct de vedere ipotetic, este clar că atomul însuși dintr-o moleculă se poate schimba, iar proprietățile sale se pot schimba și ele. Depinde de ce alți atomi îl înconjoară, de distanța dintre ei și de legăturile care asigură rezistența moleculei.
Oamenii de știință moderni, dorind să concilieze teoria generală a relativității și teoria cuantică, acceptă ca poziție inițială faptul că, atunci când se formează o moleculă, un atom lasă doar un nucleu și electroni pentru el și el însuși încetează să mai existe. Desigur, la această formulare nu s-a ajuns imediat. Au fost făcute mai multe încercări de a păstra atomul ca unitate a moleculei, dar toate nu au reușit să satisfacă mințile cu discernământ.
Structura, compoziția chimică a celulei
Conceptul de „compoziție” înseamnă unirea tuturor substanțelor care sunt implicate în formarea și viața celulei. Această listă include aproape întregul tabel al elementelor periodice:
- optzeci și șase de elemente sunt întotdeauna prezente;
- douăzeci și cinci dintre ele sunt deterministe pentru normalviață;- încă vreo douăzeci sunt absolut necesare.
Primii cinci câștigători sunt deschiși de oxigen, al cărui conținut în celulă ajunge la șaptezeci și cinci la sută în fiecare celulă. Se formează în timpul descompunerii apei, este necesar pentru reacțiile de respirație celulară și oferă energie pentru alte interacțiuni chimice. Următorul ca importanță este carbonul. Este baza tuturor substanțelor organice și este, de asemenea, un substrat pentru fotosinteză. Bronzul primește hidrogen - cel mai comun element din univers. De asemenea, este inclus în compușii organici la același nivel cu carbonul. Este un component important al apei. Un loc al patrulea onorabil este ocupat de azotul, care este necesar pentru formarea aminoacizilor și, ca urmare, a proteinelor, enzimelor și chiar vitaminelor.
Structura chimică a celulei include, de asemenea, elemente mai puțin populare precum calciu, fosfor, potasiu, sulf, clor, sodiu și magneziu. Împreună ocupă aproximativ un procent din cantitatea totală de materie din celulă. Sunt izolate și microelemente și ultramicroelemente, care se găsesc în organismele vii în urme.
