Երկար ժամանակ գիտնականները փորձում էին մշակել միասնական տեսություն, որը կբացատրեր մոլեկուլների կառուցվածքը, նկարագրեր դրանց հատկությունները այլ նյութերի նկատմամբ: Դա անելու համար նրանք պետք է նկարագրեին ատոմի բնույթն ու կառուցվածքը, ներկայացնեին «վալենտություն», «էլեկտրոնների խտություն» և շատ այլ հասկացություններ։
Տեսության ստեղծման նախապատմությունը
Նյութերի քիմիական կառուցվածքն առաջին անգամ հետաքրքրեց իտալացի Ամադեուս Ավոգադրոյին: Նա սկսեց ուսումնասիրել տարբեր գազերի մոլեկուլների քաշը և, իր դիտարկումների հիման վրա, վարկած առաջ քաշեց դրանց կառուցվածքի մասին։ Բայց նա առաջինը չէր, որ զեկուցեց դրա մասին, այլ սպասեց, մինչև իր գործընկերները ստանային նմանատիպ արդյունքներ։ Դրանից հետո գազերի մոլեկուլային քաշը ստանալու եղանակը հայտնի դարձավ որպես Ավոգադրոյի օրենք։
Նոր տեսությունը դրդեց այլ գիտնականների ուսումնասիրել: Նրանց թվում էին Լոմոնոսովը, Դալթոնը, Լավուազյեն, Պրուստը, Մենդելեևը և Բուտլերովը։
Բուտլերովի տեսություն
«Քիմիական կառուցվածքի տեսություն» ձևակերպումն առաջին անգամ հայտնվել է նյութերի կառուցվածքի մասին զեկույցում, որը Բուտլերովը ներկայացրել է Գերմանիայում 1861 թվականին։ Այն առանց փոփոխությունների ներառվել է հետագա հրապարակումների մեջ ևամրագրված գիտության պատմության տարեգրության մեջ։ Սա մի քանի նոր տեսությունների նախակարապետն էր։ Իր փաստաթղթում գիտնականը ներկայացրել է իր սեփական տեսակետը նյութերի քիմիական կառուցվածքի վերաբերյալ։ Ահա նրա թեզերից մի քանիսը.
- մոլեկուլներում ատոմները կապված են միմյանց հետ՝ ելնելով իրենց արտաքին ուղեծրերում էլեկտրոնների քանակից;
- ատոմների միացման հաջորդականության փոփոխությունը հանգեցնում է մոլեկուլի հատկությունների փոփոխության: և նոր նյութի հայտնվելը;
- նյութերի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները կախված են ոչ միայն այն բանից, թե որ ատոմներն են ներառված դրա բաղադրության մեջ, այլև դրանց միացման կարգից, ինչպես նաև փոխադարձ ազդեցությունից:;- նյութի մոլեկուլային և ատոմային բաղադրությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է գծել հաջորդական փոխակերպումների շղթա։
Մոլեկուլների երկրաչափական կառուցվածք
Ատոմների և մոլեկուլների քիմիական կառուցվածքը լրացվեց երեք տարի անց հենց Բուտլերովի կողմից: Նա գիտության մեջ ներմուծում է իզոմերիզմի ֆենոմենը՝ պնդելով, որ նույնիսկ ունենալով նույն որակական բաղադրությունը, բայց տարբեր կառուցվածքը, նյութերը կտարբերվեն միմյանցից մի շարք ցուցանիշներով։
Տասը տարի անց ի հայտ եկավ մոլեկուլների եռաչափ կառուցվածքի ուսմունքը։ Ամեն ինչ սկսվում է Վան Հոֆի կողմից ածխածնի ատոմում վալենտների քառորդական համակարգի տեսության հրապարակումից: Ժամանակակից գիտնականները տարբերակում են ստերեոքիմիայի երկու ուղղությունները՝ կառուցվածքային և տարածական։
Իր հերթին, կառուցվածքային մասը նույնպես բաժանվում է կմախքի և դիրքի իզոմերիզմի։ Սա կարևոր է հաշվի առնել օրգանական նյութերն ուսումնասիրելիս, երբ դրանց որակական բաղադրությունը ստատիկ է և միայն.ջրածնի և ածխածնի ատոմների թիվը և դրանց միացությունների հաջորդականությունը մոլեկուլում։
Տիեզերական իզոմերիզմն անհրաժեշտ է, երբ կան միացություններ, որոնց ատոմները դասավորված են նույն հերթականությամբ, բայց տարածության մեջ մոլեկուլը այլ կերպ է տեղակայված։ Բաշխել օպտիկական իզոմերիզմը (երբ ստերեոիզոմերները հայելային են միմյանց), դիաստերիոմերիզմ, երկրաչափական իզոմերիզմ և այլն:
Ատոմները մոլեկուլներում
Մոլեկուլի դասական քիմիական կառուցվածքը ենթադրում է նրանում ատոմի առկայություն։ Հիպոթետիկորեն պարզ է, որ ատոմն ինքնին մոլեկուլում կարող է փոխվել, և նրա հատկությունները նույնպես կարող են փոխվել: Դա կախված է նրանից, թե ինչ այլ ատոմներ են շրջապատում այն, նրանց միջև եղած հեռավորությունը և կապերը, որոնք ապահովում են մոլեկուլի ուժը։
Ժամանակակից գիտնականները, ցանկանալով հաշտեցնել հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը և քվանտային տեսությունը, որպես սկզբնական դիրքորոշում ընդունում են այն փաստը, որ երբ ձևավորվում է մոլեկուլ, ատոմը նրա համար թողնում է միայն միջուկ և էլեկտրոններ, և ինքը դադարում է գոյություն ունենալ:. Իհարկե, այս ձեւակերպումը միանգամից չի ստացվել։ Ատոմը որպես մոլեկուլի միավոր պահպանելու մի քանի փորձեր են արվել, բայց դրանք բոլորն էլ չեն կարողացել բավարարել խորաթափանց մտքերը:
Բջջի կառուցվածքը, քիմիական կազմը
«Կազմություն» հասկացությունը նշանակում է բոլոր նյութերի միավորում, որոնք մասնակցում են բջջի ձևավորմանն ու կյանքին: Այս ցանկը ներառում է պարբերական տարրերի գրեթե ամբողջ աղյուսակը՝
- ութսունվեց տարր միշտ առկա է;
- նրանցից քսանհինգը որոշիչ են նորմալի համարկյանք;- ևս մոտ քսան բացարձակապես անհրաժեշտ է:
Հաղթողների հնգյակը բացվում է թթվածնի միջոցով, որի պարունակությունը խցում հասնում է յոթանասունհինգ տոկոսի յուրաքանչյուր բջջում։ Այն առաջանում է ջրի քայքայման ժամանակ, անհրաժեշտ է բջջային շնչառական ռեակցիաների համար և էներգիա է ապահովում այլ քիմիական փոխազդեցությունների համար։ Հաջորդ կարևորությունը ածխածինն է: Այն բոլոր օրգանական նյութերի հիմքն է, ինչպես նաև ֆոտոսինթեզի հիմք։ Բրոնզը ստանում է ջրածին` տիեզերքի ամենատարածված տարրը: Այն ընդգրկված է նաև օրգանական միացություններում՝ նույն մակարդակի վրա, ինչ ածխածինը։ Այն ջրի կարևոր բաղադրիչն է։ Պատվավոր չորրորդ տեղը զբաղեցնում է ազոտը, որն անհրաժեշտ է ամինաթթուների և արդյունքում՝ սպիտակուցների, ֆերմենտների և նույնիսկ վիտամինների ձևավորման համար։
Բջջի քիմիական կառուցվածքը ներառում է նաև պակաս հայտնի տարրեր, ինչպիսիք են կալցիումը, ֆոսֆորը, կալիումը, ծծումբը, քլորը, նատրիումը և մագնեզիումը: Նրանք միասին զբաղեցնում են բջջի նյութի ընդհանուր քանակի մոտ մեկ տոկոսը։ Մեկուսացված են նաև միկրոտարրեր և ուլտրամիկրոէլեմենտներ, որոնք կենդանի օրգանիզմներում հայտնաբերված են հետքի քանակով։
