التركيب الكيميائي للمواد

وقد حاول العلماء منذ فترة طويلة استخلاص نظرية واحدة من شأنها أن تفسر بنية الجزيئات، وتصف خصائصها فيما يتعلق بالمواد الأخرى. لهذا كان عليها أن تصف طبيعة وهيكل الذرة، وإدخال مفاهيم "التكافؤ"، "كثافة الإلكترون" وغيرها الكثير.

ما قبل التاريخ من النظرية

وكان التركيب الكيميائي للمواد أول من يهتم الإيطالي أماديوس أفوغادرو. بدأ في دراسة وزن جزيئات الغازات المختلفة وعلى أساس ملاحظاته طرح فرضية حول هيكلها. ولكن للإبلاغ عنها لأول مرة لم يفعل، ولكن انتظر حتى يحصل زملاؤه نتائج مماثلة. بعد ذلك، أصبح الطريق للحصول على الوزن الجزيئي للغازات يعرف باسم قانون أفوغادرو.

ودفعت نظرية جديدة علماء آخرين للبحث. من بينهم لومونوسوف، دالتون، لافوازييه، بروست، مندليف وبتليروف.

نظرية بتليروف

وظهرت صياغة "نظرية التركيب الكيميائي" لأول مرة في التقرير عن بنية المواد، والتي في عام 1861 في ألمانيا مثل بتليروف. ولم يتغير في المنشورات اللاحقة وتوحيد في سجلات تاريخ العلم. وأصبح هذا نذير العديد من النظريات الجديدة. في بحثه، عرض العالم وجهة نظره الخاصة للهيكل الكيميائي للمواد. وهنا بعض أطروحاته:

- ترتبط الذرات في الجزيئات مع بعضها البعض على أساس عدد الإلكترونات في المدارات الخارجية.
- تغيير تسلسل مجموعة الذرات يؤدي إلى تغيير في خصائص الجزيء وظهور مادة جديدة؛
- أن الخواص الكيميائية والفيزيائية للمواد لا تعتمد فقط على الذرات التي تدرج في تركيبتها، بل أيضا على ترتيب الترابط بينها، فضلا عن التأثير المتبادل؛
- من أجل تحديد التركيب الجزيئي والذري للمادة، فمن الضروري لتنفيذ سلسلة من التحولات المتعاقبة.

الهيكل الهندسي للجزيئات

وقد استكمل بتليروف نفسه الهيكل الكيميائي للذرات والجزيئات بعد ثلاث سنوات. وهو يقدم ظاهرة الأيزومرية في العلم، ويفترض أنه حتى لو كان لديهم نفس التركيب النوعي ولكن بنية مختلفة، فإن المواد تختلف عن بعضها البعض في عدد من المؤشرات.

بعد عشر سنوات، يبدو مذهب هيكل ثلاثي الأبعاد للجزيئات. كل شيء يبدأ بنشر نظرية فانت-هوف للنظام الرباعي من التكافؤ في ذرة كربون. يميز العلماء الحديث بين اتجاهين من الكيمياء المجسمة: الهيكلية والمكانية.

في المقابل، وينقسم الجزء الهيكلي أيضا إلى إيزوميريسم الهيكل العظمي والموقف. ومن المهم أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند دراسة المواد العضوية، عندما يكون تركيبها النوعي ثابتا، ويتعرض فقط لعدد من ذرات الهيدروجين والكربون وتسلسل مركباتها في الجزيء إلى ديناميات.

الأيزومرية المكانية ضرورية في تلك الحالات عندما تكون هناك مركبات الذرات التي تقع في نفس الترتيب، ولكن في الفضاء يقع الجزيء بشكل مختلف. عزل إيزوميريسم البصرية (عندما ستيريويسوميرس مرآة بعضها البعض)، دياستيريومري، إيزومريسم هندسية وغيرها.

الذرات، إلى داخل، الجزيءات

الهيكل الكيميائي الكلاسيكي للجزيء يعني وجود ذرة في ذلك. ومن الواضح نظريا أن الذرة نفسها في جزيء يمكن أن تتغير، وخصائصه يمكن أن تتغير أيضا. ذلك يعتمد على ما الذرات الأخرى تحيط به، والمسافات بينهما والروابط التي توفر قوة الجزيء.

إن العلماء الحديثين، الذين يرغبون في التوفيق بين النظرية العامة والنظرية الكمومية، يقبلون كموقف أولي حقيقة أنه عندما يتشكل جزيء، لا تترك الذرة سوى النواة والإلكترونات لها، وهي تتوقف عن الوجود. وبطبيعة الحال، لم تأتي هذه الصيغة على الفور. وقد بذلت عدة محاولات للحفاظ على الذرة باعتبارها وحدة من الجزيء، ولكن كل منهم فشل في تلبية العقول تطلبا.

هيكل، التركيب الكيميائي للخلية

مفهوم "تكوين" يعني توحيد جميع المواد التي تشارك في تشكيل وحياة الخلية. تتضمن هذه القائمة تقريبا الجدول الكامل للعناصر الدورية:

- ستة وثمانون عناصر موجودة باستمرار.
- خمسة وعشرون منهم حتمية للحياة الطبيعية.
- حوالي عشرين أكثر ضرورية للغاية.

والفائزون الخمسة يفوزون بالأكسجين، الذي يصل مضمونه في الخلية إلى خمسة وسبعين في المئة في كل خلية. يتم تشكيله خلال تحلل الماء، هو ضروري لتفاعلات التنفس الخلوية ويوفر الطاقة للتفاعلات الكيميائية الأخرى. التالي في الأهمية هو الكربون. هذا هو الأساس لجميع المواد العضوية، وأيضا هو الركيزة لعملية التمثيل الضوئي. البرونز يتلقى الهيدروجين - العنصر الأكثر شيوعا في الكون. كما أنها تشكل جزءا من المركبات العضوية على مستوى مع الكربون. وهو عنصر مهم من الماء. والمركز الرابع يحتله النيتروجين، وهو أمر ضروري لتشكيل الأحماض الأمينية، ونتيجة لذلك، والبروتينات والانزيمات وحتى الفيتامينات.

ويشمل التركيب الكيميائي للخلية عناصر أقل شعبية مثل الكالسيوم والفوسفور والبوتاسيوم والكبريت والكلور والصوديوم والمغنيسيوم. معا، فإنها تحتل حوالي 1 في المئة من المبلغ الإجمالي للمادة في الخلية. كما تنبعث منها العناصر الدقيقة والمركبات الفوقية، الموجودة في الكائنات الحية بكميات ضئيلة.