Մի քանի տասնյակ հազար կարևորագույն քիմիական նյութեր սերտորեն ներթափանցել են մեր կյանք՝ հագուստ և կոշիկ՝ մեր օրգանիզմը մատակարարելով օգտակար տարրերով, ապահովելով մեզ կյանքի համար օպտիմալ պայմաններ։ Յուղերը, ալկալիները, թթուները, գազերը, հանքային պարարտանյութերը, ներկերը, պլաստմասսաները քիմիական տարրերի հիման վրա ստեղծված արտադրանքի միայն փոքր մասն են։
Դա քիմիա է: Չգիտեի՞ք:
Առավոտյան արթնանալով՝ լվանում ենք մեր դեմքերը և մաքրում ատամները։ Օճառը, ատամի մածուկը, շամպունը, լոսյոնները, քսուքները քիմիայի վրա հիմնված ապրանքներ են։ Մենք թեյ ենք եփում, մի կտոր կիտրոն թաթախում ենք բաժակի մեջ և դիտում, թե ինչպես է հեղուկը դառնում ավելի թեթև: Մեր աչքի առաջ տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիա՝ մի քանի ապրանքների թթու-բազային փոխազդեցություն։ Սանհանգույց և խոհանոց՝ յուրաքանչյուրը յուրովի, տան կամ բնակարանի մինի լաբորատորիա, որտեղ ինչ-որ բան պահվում է տարայի կամ սրվակի մեջ։ Ինչ նյութ, պիտակից ճանաչում ենք դրանց անվանումը՝ աղ, սոդա, սպիտակություն և այլն։
Խոհանոցում հատկապես շատ քիմիական գործընթացներ են տեղի ունենում ճաշ պատրաստելու ժամանակ։ Տապակած տապակները և կաթսաները հաջողությամբԱյստեղ փոխարինվում են կոլբաները և ռետորթերը, և նրանց ուղարկված յուրաքանչյուր նոր արտադրանք իրականացնում է իր առանձին քիմիական ռեակցիան՝ փոխազդելով այնտեղ տեղակայված բաղադրության հետ: Այնուհետև, մարդը, ուտելով իր պատրաստած ուտեստները, սկսում է սննդի մարսողության մեխանիզմը։ Սա նույնպես քիմիական գործընթաց է։ Եվ այսպես ամեն ինչում։ Մեր ողջ կյանքը կանխորոշված է Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի տարրերով։
Բաց սեղան
Սկզբում Դմիտրի Իվանովիչի ստեղծած աղյուսակը բաղկացած էր 63 տարրից։ Դրանցից շատերն այդքան բաց էին մինչ այդ։ Գիտնականը հասկացել է, որ նա դասակարգել է բնության մեջ իր նախորդների կողմից տարբեր տարիներին գոյություն ունեցող և հայտնաբերված տարրերի ամբողջական ցանկից հեռու: Եվ պարզվեց, որ նա ճիշտ է։ Ավելի քան հարյուր տարի անց նրա սեղանն արդեն բաղկացած էր 103 ապրանքից, 2000-ականների սկզբին 109-ից, և բացահայտումները շարունակվում են: Աշխարհի գիտնականները պայքարում են նոր տարրեր հաշվարկելու համար՝ հիմնվելով ռուս գիտնականի ստեղծած աղյուսակի վրա։
Մենդելեևի պարբերական օրենքը քիմիայի հիմքն է։ Այս կամ այն տարրերի ատոմների փոխազդեցությունները միմյանց միջև առաջացրել են բնության հիմնական նյութերը: Դրանք, իրենց հերթին, նախկինում անհայտ և ավելի բարդ ածանցյալներ են դրանցից: Այսօր գոյություն ունեցող նյութերի բոլոր անվանումները գալիս են քիմիական ռեակցիաների գործընթացում միմյանց հետ փոխհարաբերությունների մեջ մտած տարրերից: Նյութերի մոլեկուլներն արտացոլում են դրանցում առկա այս տարրերի բաղադրությունը, ինչպես նաև ատոմների քանակը։
Յուրաքանչյուր տարր ունի իր տառային նշանը
Պարբերական համակարգում տարրերի անվանումը տրվում է ինչպես բառացի, այնպես էլ խորհրդանշական իմաստով: Մենք մենակ ենքմենք արտասանում ենք, բանաձևեր գրելիս օգտագործում ենք ուրիշներ։ Առանձին գրի՛ր նյութերի անվանումները և նայի՛ր դրանց մի շարք նշաններին: Այն ցույց է տալիս, թե ինչ տարրերից է բաղկացած արտադրանքը, այս կամ այն բաղադրիչի քանի ատոմ կարող է սինթեզվել յուրաքանչյուր կոնկրետ նյութի կողմից քիմիական ռեակցիայի գործընթացում: Ամեն ինչ բավականին պարզ է և տեսողական՝ շնորհիվ սիմվոլների առկայության։
Էլեմենտների խորհրդանշական արտահայտության հիմքում ընկած է տարրի լատիներեն անվան սկզբնատառը և, շատ դեպքերում, հաջորդ տառերից մեկը։ Համակարգն առաջարկվել է 19-րդ դարի սկզբին Շվեդիայից քիմիկոս Բերցելիուսի կողմից։ Այսօր մեկ տառ արտահայտում է երկու տասնյակ տարրերի անուններ։ Մնացածը երկտառ են։ Նման անունների օրինակներ՝ պղինձ - Cu (cuprum), երկաթ - Fe (ferrum), մագնեզիում - Mg (մագնիում) և այլն: Նյութերի անվանման մեջ բերվում են որոշ տարրերի ռեակցիայի արգասիքները, իսկ բանաձևերում՝ դրանց խորհրդանշական շարքը։
Ապրանք անվտանգ և ոչ այնքան լավ
Քիմիան մեր շուրջը շատ ավելին է, քան սովորական մարդը կարող է պատկերացնել: Պրոֆեսիոնալ գիտությամբ չզբաղվելով՝ մենք դեռ պետք է առօրյա կյանքում դրանով զբաղվենք։ Այն ամենը, ինչ մեր սեղանին է, կազմված է քիմիական տարրերից։ Նույնիսկ մարդու մարմինը կազմված է տասնյակ քիմիական նյութերից։
Բնության մեջ գոյություն ունեցող քիմիական նյութերի անվանումները կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ օգտագործված են առօրյա կյանքում, թե ոչ: Բարդ և վտանգավոր աղերը, թթուները, եթերային միացությունները խիստ սպեցիֆիկ են և օգտագործվում են բացառապեսմասնագիտական գործունեության մեջ: Նրանք պահանջում են խնամք և ճշգրտություն դրանց օգտագործման մեջ, իսկ որոշ դեպքերում՝ հատուկ թույլտվություն: Առօրյա կյանքում անփոխարինելի նյութերն ավելի քիչ անվնաս են, սակայն դրանց ոչ պատշաճ օգտագործումը կարող է հանգեցնել լուրջ հետևանքների։ Այստեղից կարելի է եզրակացնել, որ անվնաս քիմիա գոյություն չունի։ Եկեք վերլուծենք այն հիմնական նյութերը, որոնց հետ կապված է մարդու կյանքը։
Կենսապոլիմերը՝ որպես մարմնի շինանյութ
Մարմնի հիմնական հիմնական բաղադրիչը սպիտակուցն է՝ ամինաթթուներից և ջրից բաղկացած պոլիմեր: Այն պատասխանատու է բջիջների, հորմոնալ և իմունային համակարգերի, մկանային զանգվածի, ոսկորների, կապանների, ներքին օրգանների ձևավորման համար։ Մարդու մարմինը բաղկացած է ավելի քան մեկ միլիարդ բջիջներից, և յուրաքանչյուրին անհրաժեշտ է սպիտակուց կամ, ինչպես նաև կոչվում է, սպիտակուց: Ելնելով վերը նշվածից՝ տվեք կենդանի օրգանիզմի համար առավել անփոխարինելի նյութերի անուններ։ Մարմնի հիմքը բջիջն է, բջջի հիմքը՝ սպիտակուցը։ Ուրիշ չի տրվում։ Սպիտակուցի պակասը, ինչպես նաև դրա ավելցուկը հանգեցնում է օրգանիզմի կենսական բոլոր գործառույթների խաթարմանը։
Մոտ 20 ալֆա-ամինաթթուներ ներգրավված են սպիտակուցների կառուցման մեջ՝ պեպտիդային կապերի միջոցով ստեղծելով մակրոմոլեկուլներ: Դրանք իրենց հերթին առաջանում են COOH - կարբոքսիլ և NH2 - ամինային խմբերի նյութերի փոխազդեցության արդյունքում։ Սպիտակուցներից ամենահայտնին կոլագենն է։ Այն պատկանում է ֆիբրիլային սպիտակուցների դասին։ Հենց առաջինը, որի կառուցվածքը հաստատվել է, ինսուլինն է։ Նույնիսկ քիմիայից հեռու մարդու համար այս անունները շատ բան են խոսում։ Բայց ոչ բոլորը գիտեն, որ այս նյութերը.սպիտակուցներ.
Էական ամինաթթուներ
Սպիտակուցային բջիջը բաղկացած է ամինաթթուներից - մոլեկուլների կառուցվածքում կողմնակի շղթա ունեցող նյութերի անվանումը: Դրանք ձևավորվում են՝ C - ածխածին, N - ազոտ, O - թթվածին և H - ջրածին: Քսան ստանդարտ ամինաթթուներից ինը բջիջներ են մտնում բացառապես սննդի հետ: Մնացածը օրգանիզմը սինթեզում է տարբեր միացությունների փոխազդեցության գործընթացում։ Տարիքի հետ կամ հիվանդությունների առկայության դեպքում ինը էական ամինաթթուների ցանկը զգալիորեն ընդլայնվում է և համալրվում պայմանականորեն էականներով։
Ընդհանուր առմամբ հայտնի է ավելի քան հինգ հարյուր տարբեր ամինաթթուներ: Դրանք դասակարգվում են բազմաթիվ առումներով, որոնցից մեկը դրանք բաժանում է երկու խմբի՝ պրոտեինոգեն և ոչ պրոտեինոգեն։ Նրանցից ոմանք անփոխարինելի դեր են խաղում մարմնի գործունեության մեջ, որոնք կապված չեն սպիտակուցի ձևավորման հետ: Այս խմբերի օրգանական նյութերի անվանումները, որոնք առանցքային են՝ գլյուտամատ, գլիցին, կարնիտին։ Վերջինս ծառայում է որպես լիպիդների տեղափոխող ամբողջ մարմնում։
Ճարպեր՝ և՛ պարզ, և՛ դժվար
Մարմնի բոլոր ճարպանման նյութերը, որոնք մենք նախկինում անվանում էինք լիպիդներ կամ ճարպեր: Նրանց հիմնական ֆիզիկական հատկությունը ջրի մեջ անլուծելիությունն է։ Այնուամենայնիվ, այլ նյութերի հետ փոխազդեցության դեպքում, ինչպիսիք են բենզինը, ալկոհոլը, քլորոֆորմը և այլն, այս օրգանական միացությունները բավականին հեշտությամբ քայքայվում են: Ճարպերի հիմնական քիմիական տարբերությունը նմանատիպ հատկություններ է, բայց տարբեր կառուցվածքներ: Կենդանի օրգանիզմի կյանքում այդ նյութերը պատասխանատու են նրա էներգիայի համար։ Այսպիսով, մեկ գրամ լիպիդները կարող են արձակել մոտ քառասուն կՋ:
Մուտքայինների մեծ քանակճարպային նյութերի մոլեկուլները թույլ չեն տալիս դրանց հարմար և մատչելի դասակարգումը։ Հիմնական բանը, որը միավորում է նրանց, նրանց վերաբերմունքն է հիդրոլիզի գործընթացին: Այս առումով ճարպերը սապոնացնող են և չապոնեցվող: Առաջին խումբը ստեղծող նյութերի անվանումները բաժանվում են պարզ և բարդ լիպիդների։ Պարզ ներառում են մոմի որոշ տեսակներ, խորեստերինի եթերներ: Երկրորդը՝ սֆինգոլիպիդներ, ֆոսֆոլիպիդներ և մի շարք այլ նյութեր։
Ածխաջրերը՝ որպես սննդանյութի երրորդ տեսակ
Կենդանի բջջի հիմնական սննդանյութերի երրորդ տեսակը սպիտակուցների և ճարպերի հետ միասին ածխաջրերն են: Սրանք օրգանական միացություններ են, որոնք բաղկացած են H-ից (ջրածին), O-ից (թթվածին) և C-ից (ածխածին): Ածխաջրերի կառուցվածքը և դրանց գործառույթները նման են ճարպերի կառուցվածքին: Դրանք նաև էներգիայի աղբյուր են օրգանիզմի համար, սակայն, ի տարբերություն լիպիդների, այնտեղ հիմնականում հասնում են բուսական ծագման մթերքների հետ։ Բացառություն է կաթը։
Ածխաջրերը բաժանվում են պոլիսախարիդների, մոնոսաքարիդների և օլիգոսաքարիդների: Ոմանք չեն լուծվում ջրի մեջ, մյուսներն անում են հակառակը։ Ստորև բերված են չլուծվող նյութերի անվանումները. Դրանք ներառում են այնպիսի բարդ ածխաջրեր պոլիսախարիդների խմբից, ինչպիսիք են օսլան և ցելյուլոզը: Դրանց տրոհումն ավելի պարզ նյութերի տեղի է ունենում մարսողական համակարգի կողմից արտազատվող հյութերի ազդեցության տակ։
Մյուս երկու խմբերի օգտակար նյութերը հանդիպում են հատապտուղների և մրգերի մեջ՝ ջրում լուծվող շաքարների տեսքով, որոնք հիանալի ներծծվում են օրգանիզմի կողմից։ Օլիգոսաքարիդներ՝ կաթնաշաքար և սախարոզա, մոնոսաքարիդներ՝ ֆրուկտոզա և գլյուկոզա։
Գլյուկոզա և մանրաթել
Նյութերի այնպիսի անվանումներ, ինչպիսիք են գլյուկոզան և մանրաթելը, հաճախ հանդիպում են մարդու առօրյա կյանքում:Երկուսն էլ ածխաջրեր են: Ցանկացած կենդանի օրգանիզմի արյան և բույսերի հյութի մեջ պարունակվող մոնոսաքարիդներից մեկը։ Երկրորդը պոլիսախարիդներից է, որը պատասխանատու է մարսողության գործընթացի համար, այլ գործառույթներում մանրաթելը հազվադեպ է օգտագործվում, բայց այն նաև անփոխարինելի նյութ է։ Նրանց կառուցվածքը և սինթեզը բավականին բարդ են։ Բայց բավական է, որ մարդն իմանա մարմնի կյանքում կատարվող հիմնական գործառույթները, որպեսզի չանտեսի դրանց օգտագործումը։
Գլյուկոզան բջիջներին տալիս է այնպիսի նյութ, ինչպիսին խաղողի շաքարն է, որն էներգիա է տալիս նրանց ռիթմիկ հարթ աշխատանքի համար: Գլյուկոզայի մոտ 70 տոկոսը բջիջներ է մտնում սննդի հետ, մնացած երեսունը՝ օրգանիզմն ինքնուրույն արտադրում: Մարդու ուղեղը սննդային ծագման գլյուկոզայի խիստ կարիք ունի, քանի որ այս օրգանն ի վիճակի չէ ինքնուրույն սինթեզել գլյուկոզա: Մեղրի մեջ այն պարունակվում է ամենամեծ քանակությամբ։
Ասկորբինաթթուն այնքան էլ պարզ չէ
Մանկուց բոլորին ծանոթ՝ վիտամին C-ի աղբյուրը ջրածնի և թթվածնի ատոմներից բաղկացած բարդ քիմիական նյութ է։ Նրանց փոխազդեցությունը այլ տարրերի հետ կարող է նույնիսկ հանգեցնել աղերի ստեղծմանը. բավական է միացության մեջ փոխել ընդամենը մեկ ատոմ: Այս դեպքում նյութի անվանումը և դասը կփոխվեն: Ասկորբինաթթվի հետ իրականացված փորձերը հայտնաբերել են դրա անփոխարինելի հատկությունները մարդու մաշկի վերականգնման գործում։
Բացի այդ, այն ամրացնում է մաշկի իմունային համակարգը, օգնում է դիմակայել մթնոլորտի բացասական ազդեցություններին։ Այն ունի հակատարիքային, սպիտակեցնող հատկություն, կանխում է ծերացումը, չեզոքացնում է ազատ ռադիկալները։ Պարունակվում էցիտրուսներ, բուլղարական պղպեղ, բուժիչ խոտաբույսեր, ելակ: Մոտ հարյուր միլիգրամ ասկորբինաթթու՝ օրական օպտիմալ չափաբաժինը, կարելի է ստանալ մասուրի, չիչխանի և կիվիի միջոցով:
Իրեր մեր շուրջը
Մենք համոզված ենք, որ մեր ամբողջ կյանքը քիմիա է, քանի որ մարդն ինքն ամբողջությամբ բաղկացած է դրա տարրերից: Սնունդը, կոշիկն ու հագուստը, հիգիենայի պարագաներն ընդամենը մի փոքր մասն են, որտեղ մենք հանդիպում ենք գիտության պտուղներին առօրյա կյանքում: Մենք գիտենք շատ տարրերի նպատակը և դրանք օգտագործում ենք մեր շահի համար: Հազվագյուտ տանը դուք չեք գտնի բորային թթու, կամ խարխլված կրաքարի, ինչպես մենք անվանում ենք, կամ կալցիումի հիդրօքսիդ, ինչպես դա հայտնի է գիտությանը: Պղնձի սուլֆատը լայնորեն կիրառվում է մարդու կողմից։ Նյութի անվանումն առաջացել է նրա հիմնական բաղադրիչի անունից։
Նատրիումի բիկարբոնատը սովորական կենցաղային գազավորված է: Այս նոր թթուն քացախաթթու է: Եվ այսպես՝ բնական կամ կենդանական ծագման ցանկացած տարրի հետ։ Դրանք բոլորը կազմված են քիմիական տարրերի միացություններից։ Ոչ բոլորը կարող են բացատրել իրենց մոլեկուլային կառուցվածքը, բավական է իմանալ նյութի անվանումը, նպատակը և ճիշտ օգտագործել այն։
